所有基于紫外吸收度的市售臭氧监测器都表现出水蒸气干扰。虽然没有得到广泛认可,但大多数使用紫外线臭氧仪器的科学家都意识到,湿度的快速变化,如在正面通道期间可能发生的那样,将导致可能持续数小时的大零位移。这种干扰在气球和飞机测量中尤其麻烦,因为仪器可能会快速通过干燥和潮湿交替的空气包裹。当使用极其干燥的罐空气校准臭氧仪器时,这也是一个问题。
Kevin Wilson博士是科罗拉多大学博尔德分校John Birks教授的研究生,他完成了一篇博士论文,其中他阐明了水蒸气干扰的机制,并发现了一种完全消除水蒸气干扰的简单方法(Wilson,K.L.,博士论文,科罗拉多大学博尔德分校,2005年)。他发现Nafion®管可用于在I和Io测量周期期间平衡湿度,从而完全消除这种干扰 - 即使对于0%到90%RH之间的阶跃变化也是如此。Nafion®管具有适当的长度和内径,并经过修改以易于连接到2B Tech检测单元,以我们的商标名称DewLine™提供。所有新仪器都配有露水线™。我们建议在所有退回维修的仪器上安装露水线™(如果没有的话)。其他公司生产的臭氧监测器也受益于露水线™的使用。
以下是就此主题发表的同行评审文章的摘要:
紫外吸光度测量臭氧中水蒸气干扰的机理与消除环境科学与技术(2006)40, 6361-6367
凯文·威尔逊和约翰·W·伯克斯
使用四种不同的臭氧监测器(TEI 型号 49 和 49C、Dasibi 型号 1003-AH 和 2B 技术型号 202 原型)研究了紫外线吸收对臭氧测量中的水蒸气干扰。在相对湿度 (RH) 之间阶跃变化的极端情况下,所有测试的仪器都发现了数十到数百 ppbv 范围内的大干扰,其幅度和符号取决于制造商和型号。考虑到水蒸气在这些仪器中使用的汞灯(253.7 nm)的波长处不吸收,需要另一种解释。基于实验证据和理论考虑,我们得出结论,水蒸气干扰是由湿度效应对未准直的紫外线通过检测池的传输引起的。臭氧洗涤器充当储水器,从空气样品中添加或去除水,从而调制检测器信号并产生正或负偏移。在2B技术臭氧监测仪中发现,在进入检测池之前使用1米长的Nafion®管可将水蒸气干扰降低到可以忽略不计的水平(0%和90%RH之间的阶跃变化为±2 ppbv),同时定量通过臭氧。