Demostración de un enfoque óptico simplificado de dos longitudes de onda para medir el dióxido de nitrógeno en las ciudades
Autores: Halpin, Eibhlín F.; Vikas, Rohit; Dorney, Conor W.; Wang, Meng; Venables, Dean S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Dióxido de nitrógeno
áreas urbanas
Mediciones
Absorción
Longitudes de onda
Sensibilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
El dióxido de nitrógeno (NO) es un importante contaminante del aire en áreas urbanas, y lograr una buena precisión y sensibilidad en mediciones de bajo costo es deseable para monitorear los niveles de NO en entornos con alta variabilidad espaciotemporal. Este artículo describe un enfoque de relación que utiliza la diferente absorción en dos longitudes de onda cercanas para cuantificar el NO. La respuesta al NO y otras posibles interferencias se calcula a 437.3 y 439.4 nm para un sistema de baja resolución (1.44 nm). Debido a su elevada concentración y fuerte absorción en comparación con otros gases absorbentes, el NO domina la relación de absorción de luz en estas longitudes de onda en entornos urbanos. El enfoque se demuestra experimentalmente en un sistema de medición simple que comprende un LED azul, filtros de paso de banda estrecha y detectores no dispersivos. El enfoque fue validado en experimentos de cámara de simulación atmosférica a lo largo de una longitud de camino de 8 m y logró un alto nivel de acuerdo con un análisis espectral DOAS de referencia (R = 0.97). Se midieron relaciones de mezcla de hasta 12 ppm con una desviación estándar de 51 ppb, lo que sugiere que se puede lograr sensibilidad a niveles bajos de ppb en longitudes de camino de unos pocos cientos de metros. La estabilidad espectral del método de relación se demostró en la atmósfera abierta utilizando un sistema de camino abierto corto con una longitud de camino de 45 m. La desviación estándar de la relación de intensidades en los dos canales fue del 0.2%, a pesar de los cambios en la intensidad transmitida de casi el 90%. El enfoque de dos canales de relación desarrollado en este trabajo se puede utilizar tanto en configuraciones in situ como de teledetección, y sugerimos que tiene potencial para su uso en una variedad de entornos, incluyendo el monitoreo de bajo costo en ciudades y pueblos de bajos ingresos y el monitoreo continuo de emisiones.
Descripción
El dióxido de nitrógeno (NO) es un importante contaminante del aire en áreas urbanas, y lograr una buena precisión y sensibilidad en mediciones de bajo costo es deseable para monitorear los niveles de NO en entornos con alta variabilidad espaciotemporal. Este artículo describe un enfoque de relación que utiliza la diferente absorción en dos longitudes de onda cercanas para cuantificar el NO. La respuesta al NO y otras posibles interferencias se calcula a 437.3 y 439.4 nm para un sistema de baja resolución (1.44 nm). Debido a su elevada concentración y fuerte absorción en comparación con otros gases absorbentes, el NO domina la relación de absorción de luz en estas longitudes de onda en entornos urbanos. El enfoque se demuestra experimentalmente en un sistema de medición simple que comprende un LED azul, filtros de paso de banda estrecha y detectores no dispersivos. El enfoque fue validado en experimentos de cámara de simulación atmosférica a lo largo de una longitud de camino de 8 m y logró un alto nivel de acuerdo con un análisis espectral DOAS de referencia (R = 0.97). Se midieron relaciones de mezcla de hasta 12 ppm con una desviación estándar de 51 ppb, lo que sugiere que se puede lograr sensibilidad a niveles bajos de ppb en longitudes de camino de unos pocos cientos de metros. La estabilidad espectral del método de relación se demostró en la atmósfera abierta utilizando un sistema de camino abierto corto con una longitud de camino de 45 m. La desviación estándar de la relación de intensidades en los dos canales fue del 0.2%, a pesar de los cambios en la intensidad transmitida de casi el 90%. El enfoque de dos canales de relación desarrollado en este trabajo se puede utilizar tanto en configuraciones in situ como de teledetección, y sugerimos que tiene potencial para su uso en una variedad de entornos, incluyendo el monitoreo de bajo costo en ciudades y pueblos de bajos ingresos y el monitoreo continuo de emisiones.