基於流動注射分析的大氣氣態硝酸在線測量方法和裝置與流程
2023-10-06 17:12:34 5
本發明涉及大氣質量檢測技術，尤其涉及一種基於流動注射分析的大氣氣態硝酸在線測量方法和測量裝置。
背景技術：
氣態硝酸在大氣化學中扮演重要角色，它的存在涉及眾多日間和夜間的大氣化學過程，作為活性氮化合物的最終儲物，可使活性氮化合物進行長距離的傳輸汙染；可增加雲滴的數量濃度，從而降低雲滴平均大小，增加雲的反射率；作為OH自由基的匯和氣態亞硝酸的潛在源，直接或間接地對大氣氧化性和自淨能力具有重要影響。酸雨、光化學煙霧、極地平流層雲的凝結以及臭氧損耗等大氣汙染均與氣態硝酸有重要關係。
自1980年首次檢測到氣態硝酸以來，氣態硝酸的檢測技術和方法在逐漸發展和完善。但由於其易吸附、濃度低，且含氮化合物對其幹擾大等原因，氣態硝酸的精密準確測量一直處於瓶頸期，低檢測限、高靈敏度、較寬的檢測範圍、低幹擾等均成為氣態硝酸測量儀器重要的性能指標。
現有的氣態硝酸的測量方法主要分為光學法和溼化學法，光譜法一般檢測限較差，基本不適用於較清潔地區；而現有的溼化學法一般選擇性較差。因此，目前缺少同時適應於外場觀測和實驗室研究雙重需求的氣態硝酸精準在線檢測方法。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種氣態硝酸在線測量方法和測量裝置，採用溼化學法，基於流動注射分析測定大氣中氣態硝酸濃度，具有低檢測限、高靈敏度、高時空解析度、高穩定性、低幹擾以及低成本的特點。
本發明的原理是：由於大氣中的氣態硝酸易吸附、濃度低，其測量易受其它物質的幹擾，因此硝酸測量儀器的檢測限、靈敏度、響應時間以及幹擾大小均成為影響測量準確度的重要因素。本發明基於鎘柱還原原理，將氣態硝酸還原為亞硝酸，應用格裡斯-薩爾茨曼比色檢測亞硝酸鹽這一國標方法，基於流動注射法使用格裡斯試劑連續收集亞硝酸鹽，通過蠕動泵進行傳輸，結合長光程液芯光纖對所收集氣體樣品進行比色分析，扣除大氣中氣態亞硝酸信號，進而實現氣態硝酸高精度高時間解析度高準確度的間接在線測量。
本發明提供的技術方案是：
一種大氣氣態硝酸在線測量方法，基於流動注射分析測定大氣中氣態硝酸的濃度，具體包括如下步驟：
1)基於鎘柱還原原理，將氣態硝酸還原為亞硝酸；具體包括如下步驟：
11)通過螺旋管採樣器捕集HNO3，而後捕集HNO3的緩衝液經由蠕動泵傳送進入鎘柱；
12)鎘柱經過預處理後具有高還原效率，將流經鎘柱的溶液中的硝酸根離子被還原為亞硝酸根離子；
2)應用格裡斯-薩爾茨曼比色檢測亞硝酸鹽方法，採用流動注射法，使用格裡斯試劑連續收集亞硝酸鹽；具體包括如下步驟：
21)經過鎘柱的溶液成為含有亞硝酸根離子的溶液，此溶液經過濾膜由蠕動泵傳送進入第一三通混合腔；
22)吸收液與染色液由蠕動泵輸送至第二三通混合腔混合，吸收液與染色液即為格裡斯試劑；
23)所述第二三通混合腔中的混合液通過1/16四氟管進入第一三通混合腔，與步驟21)所述含有亞硝酸根離子的溶液進行混合，混合後的溶液為偶氮染料；
24)上述第一三通混合腔中的偶氮染料經由蠕動泵不斷輸送入長光程液芯光纖進行檢測；
3)通過蠕動泵進行傳輸，結合長光程液芯光纖對所收集氣體樣品進行比色分析；
4)電腦程式得到上述測量信號，該信號為氣態硝酸與氣態亞硝酸共同的信號；同時測量得到大氣中氣態亞硝酸信號(由氣態亞硝酸信號測量儀器檢測得到)，通過電腦程式，扣除大氣中氣態亞硝酸信號，得到大氣中氣態硝酸的濃度，從而實現氣態硝酸高精度高時間解析度高準確度的間接在線測量。
大氣中氣態亞硝酸信號由大氣中氣態亞硝酸信號測量儀器檢測得到，具體地，通過一臺大氣氣態硝酸測量儀器測得氣態硝酸與氣態亞硝酸共同的信號，同時通過另一臺大氣中氣態亞硝酸信號測量儀器檢測得到大氣中氣態亞硝酸信號，可採用文獻(Liu Y,Lu K,Dong H,et al.In situ monitoring of atmospheric nitrous acid based on multi-pumping flow system and liquid waveguide capillary cell[J].Journal of Environmental Sciences,2016,43:273-284)記載的方法檢測得到大氣中氣態亞硝酸信號；現有方法中，氣態亞硝酸信號測量具體通過格裡斯試劑，將大氣中的氣態亞硝酸捕集並形成重氮染料，而後通過液芯光纖，得到它的吸收光譜，並通過不同濃度亞硝酸根液標的配製，得到此儀器對於亞硝酸的液標線，此標線即為此臺氣態亞硝酸信號測量儀器亞硝酸測量中光譜吸收信號與實際對應亞硝酸根離子之間的線性關係。對於氣態硝酸測量儀器分別做硝酸根與亞硝酸根的標準曲線，得到兩種離子濃度與儀器信號之間的線性關係。氣態硝酸測量儀器中電腦程式所得到的吸收信號為氣態硝酸與氣態亞硝酸共同的信號。兩臺儀器(氣態硝酸測量儀器和氣態亞硝酸信號測量儀器)同時測量，氣態亞硝酸濃度相等，則亞硝酸根濃度相等，根據吸收信號與亞硝酸根離子濃度之間的線性關係，將氣態亞硝酸測量裝置中得到的亞硝酸根濃度轉化為氣態硝酸裝置中的氣態亞硝酸轉化成的亞硝酸根信號，從總信號中扣除此亞硝酸根信號，剩餘的信號即為氣態硝酸轉化為的亞硝酸根的信號，根據硝酸轉化為亞硝酸根的標準曲線，得到對應的硝酸濃度，而後通過溫度、壓力、氣體、液體流速校正，得到實驗條件下的氣態硝酸濃度。
為實現上述氣態硝酸的在線檢測，本發明開發了一種溼化學法在線檢測氣態硝酸的裝置，該裝置至少包括採樣單元、氣/液傳輸單元和檢測單元；採樣單元包括：螺旋管採樣器；氣/液傳輸單元包括：隔膜泵、緩衝溶液、吸收溶液、染色溶液、質量流量計、乾燥管、安全瓶、蠕動泵、鎘柱、三通混合腔、除泡器、濾膜、除泡管、多個1/4英寸四氟管、1/16英寸四氟管和1/16英寸PEEK管；檢測單元包括：LED光源、光譜儀、光纖、長光程液芯光纖、筆記本電腦、驅動電源電路、USB連接線。螺旋管採樣器為單通道螺旋管採樣器，設有氣體進口、氣體出口、進液口、出液口、水浴進水口、水浴出水口；所述蠕動泵包括多條通道，所述蠕動泵中每條通道均使用一條蠕動管，蠕動管包括進液口和出液口；鎘柱、濾膜和除泡器均包括進液端和出液端；三通混合腔包括第一三通混合腔和第二三通混合腔；光譜儀包括信號接收端和信號輸出端；所述螺旋管採樣器的氣體進口與氣體採樣管相連接，螺旋管採樣器的氣體出口與所述安全瓶通過1/4英寸四氟管相連接；所述安全瓶通過1/4英寸四氟管與所述乾燥管連通；所述乾燥管通過1/4英寸四氟管與所述質量流量計相連接；所述質量流量計與所述隔膜泵泵用1/4英寸四氟管相連接；所述螺旋管採樣器的進液口與所述蠕動泵出液口連接，所述蠕動泵進液口與所述緩衝溶液通過1/16英寸四氟管連接；所述螺旋管採樣器出液口與所述蠕動泵進液口連接，所述蠕動泵出液口與除泡器進液端連接，所述除泡器出液端與所述蠕動泵進液口連接，所述蠕動泵出液口與鎘柱進液端連接，鎘柱出液端與濾膜進液端連接，濾膜出液端與所述第一三通混合腔的第一端連接；所述第一三通混合腔的第二端與所述第二三通混合腔的第三端連接，該第二三通混合腔的第一端與所述蠕動泵出液口連接，所述蠕動泵進液口與吸收液R1連接，第二三通混合腔的第二端與所述蠕動泵出液口連接，所述蠕動泵進液口與染色液R2連接；所述第一三通混合腔的第三端與所述除泡器進液端通過1/16英寸PEEK管連接；所述除泡器出液端通過1/16英寸PEEK管與所述蠕動泵進液口相連，所述蠕動泵出液口與所述除泡管進液端通過1/16英寸PEEK管相連，所述除泡管出液端與所述濾膜進液端通過1/16英寸PEEK管相連，所述濾膜出液端與所述長光程液芯光纖進液端通過1/16英寸PEEK管連接，所述長光程液芯光纖出液端通過1/16英寸四氟管將廢液排入廢液桶；所述LED光源與所述長光程液芯光纖光源入口通過所述光纖連接；所述光譜儀光信號接收端與所述長光程液芯光纖光源出口通過所述光纖連接；所述光譜儀信號輸出端與所述筆記本電腦通過所述USB連接線連接。
針對上述氣態硝酸的在線檢測裝置，其中，乾燥管分為兩個，第一個填裝矽膠，第二個填裝活性炭，經過安全瓶的氣體首先經過裝填矽膠的乾燥管，而後通過一段1/4英寸的四氟管進入裝填活性炭的乾燥管；本發明實施例中，蠕動泵共使用了6個通道，與電源連接。
上述在線測量氣態硝酸的檢測裝置在工作時，對螺旋管採樣器採用20℃水浴加熱；使用加熱配件對除泡器進液端前約3米的1/16英寸PEEK管進行恆溫加熱(50℃±1℃)。
上述在線測量氣態硝酸的裝置在工作時，通過對螺旋管採樣器進行水浴加熱，使其具有穩定的吸收效率，增加氣態硝酸的測量準確度。通過對3米的PEEK管恆溫加熱，可減小氣泡生成機率，加快含有亞硝酸根離子的溶液與吸收液和染色液的混合溶液的反應速率，縮短並穩定染色時間，保證進入LWCC的染色溶液均保持在同一染色度狀態。通過質量流量計精確控制採樣氣體流量(如上述螺旋管採樣口出氣口間接與質量流量計相連)，通過蠕動泵精確控制進入螺旋管採樣器的緩衝液流量(如上述蠕動泵連接緩衝液與螺旋管進液口)，從而保證螺旋管採樣器中的採樣效率，同時雙乾燥管的布設去除採樣尾氣中的水汽和酸蒸汽(如上所述所述矽膠乾燥管和活性炭乾燥管連用)，在保護質量流量計的同時降低排出尾氣對於人體的危害。兩個三通混合腔，分別為吸收液和染色液混合，以及含有亞硝酸根離子的溶液與上述混合液混合提供場所，三通混合腔內部採用液滴碰並混合形式，既能夠保證溶液混合的均勻度，又能縮短混合時間。濾膜、除泡器和除泡管的使用，保證進入長光程液芯光纖的液體中無氣泡以及無大於1um粒徑的顆粒物，此舉既能得到穩定且真實的吸收光譜，又能降低長光程液芯光纖的使用損傷，降低後期維護費用。
在檢測中，本發明將螺旋管採樣器設計為纏繞圈數為10圈，纏繞直徑為2cm，纏繞管徑為2mm的玻璃採樣器，通過高纏繞圈數提高HNO3在螺旋管內的停留時間，提高吸收效率；對鎘柱的處理使用四氟管裝填鎘粒，利用HCI、NH4CI衝洗提高鎘粒的還原效率，操作簡便、更換方便、成本低，適用於外場觀測；配製低濃度的吸收液(R1)、染色液(R2)，R1採用1g磺胺+10mlHCl溶於1L純水，R2採用0.02g鹽酸萘乙二胺溶於1L純水，大大降低了溶液濃度，減少了酸揮發對儀器自身以及周圍設施的損傷；對於混合後的溶液管進行恆定加溫(50℃)，縮短了溶液反應時間，縮短了儀器的響應時間，同時恆溫條件下溶液顯色反應穩定，保證了儀器有穩定的靈敏度。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明提供一種基於流動注射分析的大氣氣態硝酸在線測量方法和測量裝置，採用溼化學法與光譜學法相結合測定大氣中氣態硝酸濃度，具有低檢測限、高靈敏度、高時空解析度、高穩定性、低幹擾以及低成本的特點。具體地，本發明技術方案的優點體現在以下幾方面：
一，採用模塊化設計，將測量系統分為吸收單元、傳輸反應單元和檢測單元，所發明的技術框架具有較好的穩定性和擴展性；
二，本發明結合螺旋管採樣器與蠕動泵，實現了氣體樣品的全自動流動注射分析；
三，本發明採用自製鎘柱，可將硝酸還原為亞硝酸，還原效率穩定且成本低；
四，通過與雙通道螺旋管採樣-流動注射分析法測定氣態亞硝酸的儀器相結合，實現了空氣中原有氣態亞硝酸和測量幹擾的動態校正，實現氣態硝酸的精準測量；
五、採用濾膜與除泡器連用技術，保證進入長光程液芯光纖的液體所含顆粒物直徑小於1um，減少對於長光程液芯光纖的損傷，同時減少進入長光程液芯光纖液體出現氣泡的機率，保證檢測數據質量；
六、採用PEEK材質三通混合腔用於吸收液和染色液的混合，該三通腔在抗腐蝕的基礎上利用液滴碰並混合的方式，在縮短混合時間的基礎上提高了液體混合均勻度；
七、本發明採用長光程液芯光纖作為比色池，通過更換內置液芯光纖的長度適應不同氣態硝酸濃度測量的需求；
八、採用LED光源，波長可覆蓋400-700nm，可滿足不同研究目的測量需求；
九、本發明的在線測量氣態硝酸技術屬於單點採樣(空間解析度高)、時間解析度高、靈敏度高、測量幹擾動態扣除、系統穩定性好、成本低、啟動和維護簡便。
附圖說明
圖1是本發明實施例提供的檢測裝置的結構圖；
其中，1—採樣單元；2—氣/液傳輸單元；3—檢測單元；氣/液傳輸單元2中包括：2-1—安全瓶，2-2—乾燥管，2-3—質量流量計，2-4—隔膜泵，2-5—蠕動泵，2-6—緩衝液，2-7—吸收液R1，2-8—染色液R2，2-9-1—混合腔，2-9-2—第二混合腔，2-10—鎘柱，2-11-1—第一濾頭，2-11-2—第二濾頭，2-12—除泡器，2-13—除泡器，2-14—除泡管，2-15—20℃水浴箱；其中蠕動泵2-5包括：2-5-1—蠕動泵1號泵，2-5-2—蠕動泵2號泵，2-5-3—蠕動泵3號泵，2-5-4—蠕動泵4號泵，2-5-5—蠕動泵5號泵，2-5-6—蠕動泵6號泵；檢測單元3包括：3-1—長光程液芯光纖，3-2—光譜儀，3-3—400-700nm的光源，3-4—電腦，3-5—廢液瓶。
圖2是本發明實施例提供的檢測裝置採樣單元中的單通道螺旋管採樣器的結構圖；
其中，(a)為螺旋管採樣器的側視圖；(b)為螺旋管採樣器正面圖；1-1為大氣進氣口6mm；1-2為緩衝液進液口內徑2mm；1-3為恆溫水浴進出水口，內徑6mm；1-4為出氣口6mm；1-5為吸收了HNO3的緩衝液出液口，內徑2mm；螺旋管纏繞圈數10圈，纏繞直徑2cm。
圖3是本發明實施例提供的檢測裝置氣/液傳輸單元中的除泡器的結構圖；
其中，2-12-1為液體進液口；2-12-2為氣體排出口；2-12-3為廢液排出口；2-12-4為液體出液口。
圖4是本發明實施例提供的檢測裝置鎘柱的結構示意圖；
其中，4-1為裝填隔離處；4-2為兩端裝填玻璃棉處；整個鎘柱長3cm，外徑為1/16英寸。
圖5是本發明的檢測方法步驟的流程框圖。
圖6是本發明實施例中檢測方法的數據處理流程框圖。
具體實施方式
下面結合附圖，通過實施例進一步描述本發明，但不以任何方式限制本發明的範圍。
本發明提供一種基於流動注射分析的大氣氣態硝酸在線測量方法和測量裝置，基於流動注射分析，採用溼化學法與光譜學法相結合測定大氣中氣態硝酸濃度，具有低檢測限、高靈敏度、高時空解析度、高穩定性、低幹擾以及低成本的特點。圖1是本發明實施例提供的測量裝置的結構圖，圖5是本發明的基於流動注射分析的大氣氣態硝酸在線測量方法步驟的流程框圖，本實施例利用圖1測量裝置，採用基於流動注射分析的大氣氣態硝酸在線測量方法測定大氣中氣態硝酸濃度，具體包括如下步驟：
1)基於鎘柱還原原理，將氣態硝酸還原為亞硝酸；具體包括如下步驟：
11)通過螺旋管採樣器捕集HNO3，而後捕集HNO3的緩衝液經由蠕動泵2-5傳送進入鎘柱2-10；
12)鎘柱2-10經過預處理後具有高還原效率，流經鎘柱的溶液中的硝酸根離子即被還原為亞硝酸根離子；
2)應用格裡斯-薩爾茨曼比色檢測亞硝酸鹽方法，採用流動注射法，使用格裡斯試劑連續收集亞硝酸鹽；具體包括如下步驟：
21)經過鎘柱2-10的溶液成為含有亞硝酸根離子的溶液，此溶液經過過濾頭2-11-1進入三通混合腔2-9-1；
22)吸收液2-7與染色液2-8由蠕動泵2-5輸送至三通混合腔2-9-2混合，吸收液2-7與染色液2-8即為格裡斯試劑；
23)三通混合腔2-9-2中的混合液進入三通混合腔2-9-1，與步驟21)所述含有亞硝酸根離子的溶液進行混合，混合後的溶液為偶氮染料；
24)上述三通混合腔2-9-1中的偶氮染料經由蠕動泵2-5不斷輸送入3-1長光程液芯光纖進行檢測；
3)通過蠕動泵2-5進行傳輸，結合長光程液芯光纖對所收集氣體樣品進行比色分析；
4)扣除大氣中氣態亞硝酸信號，通過電腦程式計算得到大氣中氣態硝酸的濃度，從而實現氣態硝酸高精度高時間解析度高準確度的間接在線測量。
大氣中氣態亞硝酸信號由大氣中氣態亞硝酸信號測量儀器檢測得到，具體地，通過一臺大氣氣態硝酸測量儀器測得氣態硝酸與氣態亞硝酸共同的信號，同時通過另一臺大氣中氣態亞硝酸信號測量儀器檢測得到大氣中氣態亞硝酸信號，可採用文獻(Liu Y,Lu K,Dong H,et al.In situ monitoring of atmospheric nitrous acid based on multi-pumping flow system and liquid waveguide capillary cell[J].Journal of Environmental Sciences,2016,43:273-284)記載的方法檢測得到大氣中氣態亞硝酸信號；現有方法中，氣態亞硝酸信號測量具體通過格裡斯試劑，將大氣中的氣態亞硝酸捕集並形成重氮染料，而後通過液芯光纖，得到它的吸收光譜，並通過不同濃度亞硝酸根液標的配製，得到此儀器對於亞硝酸的液標線，此標線即為此臺氣態亞硝酸信號測量儀器亞硝酸測量中光譜吸收信號與實際對應亞硝酸根離子之間的線性關係。對於氣態硝酸測量儀器分別做硝酸根與亞硝酸根的標準曲線，得到兩種離子濃度與儀器信號之間的線性關係。氣態硝酸測量儀器中電腦程式所得到的吸收信號為氣態硝酸與氣態亞硝酸共同的信號。兩臺儀器(氣態硝酸測量儀器和氣態亞硝酸信號測量儀器)同時測量，氣態亞硝酸濃度相等，則亞硝酸根濃度相等，根據吸收信號與亞硝酸根離子濃度之間的線性關係，將氣態亞硝酸測量裝置中得到的亞硝酸根濃度轉化為氣態硝酸裝置中的氣態亞硝酸轉化成的亞硝酸根信號，從總信號中扣除此亞硝酸根信號，剩餘的信號即為氣態硝酸轉化為的亞硝酸根的信號，根據硝酸轉化為亞硝酸根的標準曲線，得到對應的硝酸濃度，而後通過溫度、壓力、氣體、液體流速校正，得到實驗條件下的氣態硝酸濃度。
為實現上述氣態硝酸的在線檢測，本發明開發了一種溼化學法在線檢測氣態硝酸的裝置。圖1是檢測裝置一具體實施方案的結構示意圖。如圖1所示，整個儀器包括三個部分，分別為採樣單元1，氣/液傳輸單元2，以及檢測單元3，其中氣路用，液路用實線表示，光路用表示。採樣單元1為所述的單通道螺旋管採樣器；氣/液傳輸單元2中的2-1安全瓶與採樣單元1所述單通道螺旋管採樣器出氣端相連，2-2乾燥管進氣端與2-1安全瓶相連，2-2乾燥管出氣端與2-3質量流量計進氣端相連，2-3質量流量計與2-4採樣泵進氣端相連；2-6為緩衝溶液，與2-5蠕動泵中的6號泵進液端相連，2-5蠕動泵中的6號泵出液端與採樣單元1中的單通道螺旋管採樣器進液口相連，2-7為R1，與2-5蠕動泵中的2號泵進液端相連，出液端與2-9-2三通混合腔第一端相連，2-8為R2，與2-5蠕動泵中的1號泵進液端相連，出液端與2-9-2三通混合腔第二端相連，2-9-2三通混合腔第三端與2-9-1三通混合腔的第二端相連，2-5蠕動泵中的4號泵進液端連接除泡器2-13出液端，2-13除泡器進液端連接3號泵出液端，3號泵進液端連接採樣單元1中的單通道螺旋管採樣器的液體出口，4號泵出液端連接2-10鎘柱進液端，2-10鎘柱出液端連接2-11-1濾頭進液端，2-11-1濾頭出液端與2-9-1三通混合腔第一端相連，2-9-1三通混合腔第三端與2-12除泡器進液端相連，並用加熱器對2-9-1三通混合腔第三端與2-12除泡器進液端之間的四氟管進行50℃恆溫加熱，2-5蠕動泵中的5號泵進液端與2-12除泡器出液端相連，2-5蠕動泵中的5號泵出液端與2-14除泡管進液端相連，2-14除泡管出液端與2-11-2濾頭進液端相連，2-11-2濾頭出液端與檢測單元3中3-1長光程液芯光纖進液端相連；3-1長光程液芯光纖一端與3-3LED通過光纖相連，3-1長光程液芯光纖另一端與3-2光譜儀通過光纖相連，3-2光譜儀與3-4電腦通過USB連接線相連。
如圖2，採樣單元1中的單通道螺旋管採樣器螺旋管標準為纏繞直徑2cm，逆時針纏繞十圈，螺旋管管內徑2mm，1-1採樣氣體口與1-4尾氣出口外徑均為6mm，1-2為液體進液端，1-5為液體出液端，均為外徑4mm，內徑2mm，1-3為恆溫水進出端。
如圖3，氣/液傳輸單元2中的除泡器結構，2-12-1為混合液進液口，2-12-2為排氣口，2-12-3為廢液排出口，2-12-4為液體排出口，從2-12-4排出的液體進入LWCC進行檢測。
如圖4，氣/液傳輸單元2中的自製鎘柱。原料為鎘粒，填裝方法為將鎘粒裝填於1/4英寸的四氟管中，長度約為30mm，兩端用玻璃棉填充，用水衝洗幾次即可，接頭使用四氟接頭。4-1為鎘粒，4-2為玻璃棉，玻璃棉的作用是防止鎘粒進入管路造成堵塞。
氣/液傳輸單元2中乾燥管2-2為兩部分第一部分為矽膠填充，用於去除尾氣中的水汽，第二部分為活性炭填充，用於去除尾氣中的鹽酸。2-3質量流量計採樣量程為2slm的質量流量計，2-4採樣泵為隔膜泵。2-15為恆溫水浴，用於為採樣單元1提供恆溫條件，採樣時的溫度設定值為20℃，所用水浴液體為水。2-6緩衝溶液為pH＝8.5(±0.1)的氯化銨溶液，2-7吸收溶液為磺胺與鹽酸的混合溶液，2-8染色溶液為鹽酸萘乙二胺溶液。
檢測單元3中的所用連接光纖為400um芯徑的光纖。
針對裝置中的連接管路，其中，所有氣體連接管路為1/4英寸的四氟管；液體連接管路中，除從三通混合腔2-9-1第三端出液至進入長光程液芯光纖之間的液體連接管路採用1/16英寸PEEK管，旨在降低液體管路運輸中產生氣泡的機率；其餘部分的液體連接管路均為1/16英寸的四氟管。
簡述本發明在運行時的工作流程，如圖1所示，2-6緩衝溶液由2-5蠕動泵中的6號泵泵入採樣單元1中的單螺旋管採樣器如圖2中1-2的前端進液口，通過如圖2中螺旋管採樣器1-1進氣口的氣體中的氣態硝酸和氣態亞硝酸在螺旋管中被緩衝溶液吸收，而後液體由如圖2中1-5的前端出液口經如圖1中2-5蠕動泵3號泵進入除泡器而後經由4號泵進入鎘柱，含有硝酸根離子的溶液通過2-10鎘柱被還原為亞硝酸根離子，隨後液體經2-11-1濾頭的過濾作用進入2-9-1三通混合腔第一端，與此同時2-7吸收液(R1)和2-8染色液(R2)分別通過2-5蠕動泵2號泵和1號泵泵入2-9-2三通混合腔的兩端，2-9-2三通混合腔的第三端連接2-9-1三通混合腔的第二端，三者的混合液經2-9-1三通混合腔的第三端排出，經過恆溫加熱的PEEK管由如圖3中的2-12-1進入除泡器，初步排除氣泡的液體由2-12-4排出，排出的液體通過2-5蠕動泵5號泵進入2-14除泡管二次除泡以及與除泡管連帶的2-11-2 1um四氟過濾膜進入檢測單元3中的3-1長光程液芯光纖，光源3-3經由光纖與3-1長光程液芯光纖光路入口相連，3-2光譜儀(Ocean Optics USB2000+)經由光纖與3-1長光程液芯光纖光路出口相連，檢測後的廢液排出，3-2光譜儀檢測信號經由USB連接線記錄在3-4電腦中，等待進行數據分析。
本發明在應用中將數據信號存儲於電腦中，所存儲為對應波長的光強，挑選出所需要的吸收波長(550nm或者580nm，依據當時所處環境中氣態硝酸濃度而定)，參比波長(650nm)，。該信號為空氣中氣態硝酸所還原得到的亞硝酸和空氣中原有氣態亞硝酸的總信號。通過吸光度以及硝酸根和亞硝酸根的標準曲線公式，扣除空氣中原有氣態亞硝酸的信號得到空氣中氣態硝酸的液相濃度，而後經過溫度、液體流速、氣體流速、壓強修正得到對應時間的氣態硝酸濃度，處理過程參照圖4。
需要注意的是，公布實施例的目的在於幫助進一步理解本發明，但是本領域的技術人員可以理解：在不脫離本發明及所附權利要求的精神和範圍內，各種替換和修改都是可能的。因此，本發明不應局限於實施例所公開的內容，本發明要求保護的範圍以權利要求書界定的範圍為準。