Gli ossidi di azoto, NOx (NO + NO2), hanno un ruolo fondamentale nel controllo della produzione di ozono (O3), il principale componente tossico dello smog troposferico e dei radicali ossidrili (OH ed HO2), i principali ossidanti troposferici. La comprensione di fenomeni fondamentali atmosferici, nonché lo studio di strategie di controllo dell'inquinamento e di contenimento dei gas serra, richiedono misure accurate degli NOx. Le concentrazioni tipiche variano da 1-100 ppbv nei centri urbani ad alto tasso di inquinamento a 1-10 pptv in aree remote; ciò implica lo sviluppo di strumenti ad altissima sensibilità e con un alto range dinamico così da permettere misure sia in zone inquinate che in aree remote dove le concentrazioni sono un fattore mille più basse. Misure di NOx sono effettuate con diverse tecniche molte delle quali indirette e con problemi dovuti all’interferenza da altre specie o il detection limit non sufficiente per misure in aree remote. Il sistema sviluppato presso il CETEMPS permette la misura degli ossidi di azoto in maniera diretta utilizzando la tecnica della fluorescenza indotta da laser. Il sistema usa un laser Yag a 532nm, frequenza 5kHz e potenza 18W. La fluorescenza indotta dal laser, in una camera in cui viene introdotta aria atmosferica mediante una pompa, viene misurata perpendicolarmente al fascio laser mediante un fotomoltiplicatore sensibile al primo IR dove le molecole di NO2 fuoriescono. Il sistema permette misure con elevata frequenza (1Hz) e con un detection limit migliore di qualsiasi strumento commerciale (1-7 pptv). La compattezza e il basso consumo permettono l’utilizzo dello strumento su aereo. Lo strumento è stato considerato di interesse per le prossime campagne del Falcon del DLR e siamo in attesa della definizione da parte dell’EUFAR della campagna aerea in cui potrà essere utilizzato. Dettagli strumentali, primi tests e primi risultati da misure in atmosfera verranno discussi insieme a futuri sviluppi per l’utilizzo della stessa tecnica per misure di RO2, HCHO, HONO.

Sviluppo di un sistema LIF (fluorescenza indotta da laser) per misure di composti atmosferici su piattaforme aerotrasportate

DI CARLO, PIERO;
2007

Abstract

Gli ossidi di azoto, NOx (NO + NO2), hanno un ruolo fondamentale nel controllo della produzione di ozono (O3), il principale componente tossico dello smog troposferico e dei radicali ossidrili (OH ed HO2), i principali ossidanti troposferici. La comprensione di fenomeni fondamentali atmosferici, nonché lo studio di strategie di controllo dell'inquinamento e di contenimento dei gas serra, richiedono misure accurate degli NOx. Le concentrazioni tipiche variano da 1-100 ppbv nei centri urbani ad alto tasso di inquinamento a 1-10 pptv in aree remote; ciò implica lo sviluppo di strumenti ad altissima sensibilità e con un alto range dinamico così da permettere misure sia in zone inquinate che in aree remote dove le concentrazioni sono un fattore mille più basse. Misure di NOx sono effettuate con diverse tecniche molte delle quali indirette e con problemi dovuti all’interferenza da altre specie o il detection limit non sufficiente per misure in aree remote. Il sistema sviluppato presso il CETEMPS permette la misura degli ossidi di azoto in maniera diretta utilizzando la tecnica della fluorescenza indotta da laser. Il sistema usa un laser Yag a 532nm, frequenza 5kHz e potenza 18W. La fluorescenza indotta dal laser, in una camera in cui viene introdotta aria atmosferica mediante una pompa, viene misurata perpendicolarmente al fascio laser mediante un fotomoltiplicatore sensibile al primo IR dove le molecole di NO2 fuoriescono. Il sistema permette misure con elevata frequenza (1Hz) e con un detection limit migliore di qualsiasi strumento commerciale (1-7 pptv). La compattezza e il basso consumo permettono l’utilizzo dello strumento su aereo. Lo strumento è stato considerato di interesse per le prossime campagne del Falcon del DLR e siamo in attesa della definizione da parte dell’EUFAR della campagna aerea in cui potrà essere utilizzato. Dettagli strumentali, primi tests e primi risultati da misure in atmosfera verranno discussi insieme a futuri sviluppi per l’utilizzo della stessa tecnica per misure di RO2, HCHO, HONO.
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