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Development of a net ozone production rate detection system based on dual-channel cavity ring-down spectroscopy

Journal of Environmental Sciences 2025年第3期149卷 419-430页

作者： jinzhao tong Renzhi Hu Changjin Hu Xiaoyan Liu Haotian Cai Chuan Lin Liujun Zhong JiaweiWang Pinhua Xie School of Environmental Science and Optoelectronic Technology University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics Hefei Institutes of Physical ScienceChinese Academy of SciencesHefei 230031China School of Pharmacy Anhui Medical UniversityHefei 230032China

A novel system for measuring net photochemical ozone production rates in the atmosphere based on cavity ring-down spectroscopy(OPR-CRDS)was *** system consists of two chambers(a reaction chamber and a reference chamber)and a dual-channel O_(x)-CRDS *** minimize the wall loss of O_(x)in the chambers,the inner surfaces of both chambers are coated with Teflon *** performance of the OPR-CRDS system was *** was found that even though the photolysis frequency(J value)decreased by 10%,the decrease in the P(O_(3))caused by the ultraviolet-blocking film coating was less than 3%.The two chambers had a good consistency in the mean residence time and the measurement of NO_(2)and O_(x)under the condition of no *** detection limit of the OPR-CRDS was determined to be 0.20 ppbv/*** further verify the accuracy of the system,the direct measurement values of the OPR-CRDS systemwere comparedwith the calculation results based on radical(OH,HO_(2),and RO_(2))reactions,and a good correlation was obtained between the measured and calculated ***,the developed instrument was applied to obtain the comprehensive field observations at an urban site in the Yangtze River Delta(China)for 40 days,the time series and change characteristics of the P(O_(3))were obtained directly,and the good environmental adaptability and stability of the OPR-CRDS system were *** is expected that the new instrument will be beneficial to investigations of the relationship between P(O_(3))and its precursors.

关键词： Ozone Net photochemical production rate CRDS Atmospheric chemistry

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Nocturnal atmospheric chemistry of NO3 and N2O5 over Changzhou in the Yangtze River Delta in China

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Journal of Environmental Sciences 2022年第4期114卷 376-390页

作者： Chuan Lin Renzhi Hu Pinhua Xie Shengrong Lou Guoxian Zhang jinzhao tong Jianguo Liu Wenqing Liu Key Laboratory of Environmental Optics and Technology Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics Hefei Institutes of Physical Science Chinese Academy of Sciences University of Science and Technology of China CAS Center for Excellence in Regional Atmospheric Environment Institute of Urban Environment Chinese Academy of Sciences State Environmental Protection Key Laboratory of the Formation and Prevention of Urban Air Pollution Complex Shanghai Academy of Environmental Sciences

Comprehensive observations of the nocturnal atmospheric oxidation of NO3and N2O5were conducted at a suburban site in Changzhou in the YRD using cavity ring-down spectroscopy（CRDS） from 27 May to 24 June, 2019. High concentrations of NO3precursors were observed,and the nocturnal production rate of NO3was determined to be 1.7 ± 1.2 ppbv/hr. However,the nighttime NO3and N2O5concentrations were relatively low, with maximum values of17.7 and 304.7 pptv, respectively, illustrating the rapid loss of NO3and N2O5. It was found that NO3dominated the nighttime atmospheric oxidation, accounting for 50.7%, while O3and OH only contributed 34.1% and 15.2%, respectively. For the reactions of NO3with volatile organic compounds（VOCs）, styrene was found to account for 60.3%, highlighting its dominant role in the NO3reactivity. In general, the contributions of the reactions between NO3and VOCs and the N2O5uptake to NO3loss were found to be about 39.5% and 60.5%, respectively, indicating that N2O5uptake also played an important role in the loss of NO3and N2O5, especially under the high humidity conditions in China. The formation of nitrate at night mainly originated from N2O5uptake, and the maximum production rate of NO-3 reached 6.5 ppbv/hr. The average NOxconsumption rate via NO3and N2O5chemistry was found to be 0.4 ppbv/h,accounting for 47.9% of the total NOxremoval. The predominant roles of NO3and N2O5in nitrate formation and NOx removal in the YRD region was highlighted in this study.

关键词： Nitrate radical (NO3) Dinitrogen pentoxide (N2O5) Cavity ring-down spectroscopy (CRDS) Styrene N2O5 uptake Nighttime chemistry

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A portable instrument for measurement of atmospheric O_(x) and NO_(2) based on cavity ring-down spectroscopy

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Atmospheric and Oceanic Science Letters 2024年第6期17卷 21-25页

作者： jinzhao tong Renzhi Hu Changjin Hu Haotian Cai Chuan Lin Jiawei Wang Liang Chen Pinhua Xie School of Environmental Science and Optoelectronic Technology University of Science and Technology of ChinaHefeiChina Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics Hefei Institutes of Physical ScienceChinese Academy of SciencesHefeiChina

Atmospheric O_(x)(nitrogen dioxide(NO_(2))+ozone(O_(3)))can better reflect the local and regional change character-istics of oxidants compared to O_(3)alone,so obtaining O_(x)accurately and rapidly is the basis for evaluating the O_(3)production ***,O_(x)has proved to be a more representative indicator and can serve as a reflection of pollution prevention efficacy.A portable instrument for measuring atmospheric O_(x)and NO_(2)based on cavity ring-down spectroscopy(O_(x)/NO_(2)-CRDS)was developed in this *** NO_(2)concentration is accurately mea-sured according to its absorption characteristic at 407.86 *** O_(3)is converted into NO_(2)by chemical titration of high concentrations of nitrogen oxide(NO),and the O_(3)conversion efficiencies obtained are nearly 99%.The detection limit of the O_(x)/NO_(2)-CRDS system for O_(x)is 0.024 ppbv(0.1 s),and the overall uncertainty of the instrument is±6%.Moreover,the Kalman filtering technique was applied to improve the measurement accuracy of O_(x)/NO_(2)-*** system was applied in a comprehensive field observation campaign at Hefei Sci-ence Island from 26 to 30 September 2022,and the time concentration series and change characteristics of O_(x)and NO_(2)were obtained for five *** measured O_(x)concentrations were compared with those of two com-mercial instruments,and the consistency was good(R^(2)=0.98),indicating that this system can be deployed to accurately and rapidly obtain the concentrations of atmospheric O_(x)and NO_(2).It will be a useful tool for assessing the atmospheric oxidation capacity and controlling O_(3)pollution.

关键词： Cavity ring-down Oxidant Ozone Portable measurement

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基于热解腔衰荡光谱技术对二氧化氮和有机硝酸酯同步测量研究

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光学学报 2020年第12期40卷 16-26页

作者：林川胡仁志谢品华吴盛阳童金钊李治艳王凤阳王怡慧安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院环境光学与技术重点实验室中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心福建厦门361000 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院大学北京100049 安徽工业大学数理科学与工程学院安徽马鞍山243002

基于腔衰荡技术搭建了一套热解双腔式腔衰荡光谱(TD-CRDS)探测系统用于环境大气二氧化氮(NO2)和有机硝酸酯(Organic Nitrate,ON)的快速同步测量。二氧化氮是通过其对406 nm处激光的吸收来直接进行测量的,而有机硝酸酯是通过将其在450℃... 详细信息

基于腔衰荡技术搭建了一套热解双腔式腔衰荡光谱(TD-CRDS)探测系统用于环境大气二氧化氮(NO2)和有机硝酸酯(Organic Nitrate,ON)的快速同步测量。二氧化氮是通过其对406 nm处激光的吸收来直接进行测量的,而有机硝酸酯是通过将其在450℃高温下热解为NO2进行间接测量的,在该温度下,ON的转化效率可达到99%。使用中心波长为406.02 nm的激光器,经NO2高分辨吸收截面与激光光谱卷积获得NO2的有效吸收截面为5.74×10^-19 cm^2·molecule^-1;对加热装置进行稳定性测试,确定最佳流速为1 L/min;NO2腔与ON腔同步测量环境大气中的NO2具有非常好的一致性,相关性系数R2为0.99。经优化,本探测系统的探测限可达2.42×10^9 molecule·cm^-3(标准差为3σ,时间分辨率为1 s)。将TD-CRDS系统与长光程差分吸收光谱(LP-DOAS)测量的NO2进行对比,两者一致性较好,R2为0.93,说明系统测量具有较好的准确性。将该系统应用于外场实验中,获得了NO2和ON的浓度序列。

关键词：大气光学二氧化氮有机硝酸酯腔衰荡光谱技术热解

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二氧化氮和有机硝酸酯测量技术研究进展

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大气与环境光学学报 2024年第3期19卷 265-291页

作者：童金钊林川胡仁志谢品华吴涛王家伟陈亮中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心福建厦门361000 中国科学院大学北京100049

二氧化氮和有机硝酸酯均是大气中非常重要的痕量气体。二氧化氮的浓度是衡量大气污染程度最重要的指标之一,同时,二氧化氮是对流层臭氧的主要来源,也是导致光化学烟雾和酸雨的重要前体物;大气中的有机硝酸酯具有低温稳定、高温易分解的... 详细信息

二氧化氮和有机硝酸酯均是大气中非常重要的痕量气体。二氧化氮的浓度是衡量大气污染程度最重要的指标之一,同时,二氧化氮是对流层臭氧的主要来源,也是导致光化学烟雾和酸雨的重要前体物;大气中的有机硝酸酯具有低温稳定、高温易分解的特性,因此是二氧化氮的潜在源,并且对臭氧的全球分布有一定影响。因此,准确获得环境大气二氧化氮和有机硝酸酯浓度对于研究大气化学过程具有重要意义。早在20世纪五、六十年代,化学发光技术和分光光度技术就被用于环境大气二氧化氮的测量,随着技术的发展,差分吸收光谱技术、激光诱导荧光技术、可调谐二极管激光吸收光谱技术、腔衰减相移光谱技术、腔衰荡吸收光谱技术以及腔增强吸收光谱技术等纷纷被用于测量各种环境下的二氧化氮含量。对大气有机硝酸酯的准确测量在氮循环研究方面具有重要的意义。当前,有机硝酸酯的主要测量技术有气相色谱电子捕获检测以及通过热解转化为二氧化氮进行间接测量等方式。综述了国内外对环境中二氧化氮和有机硝酸酯测量技术研究现状和发展趋势,对现有测量方法的原理和优缺点进行了详细介绍和对比,并总结了各个研究方法在外场观测中的应用。

关键词：二氧化氮有机硝酸酯测量技术大气化学

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Cooling effect of convection-intensifying composite embankment with air doors on permafrost

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Research in Cold and Arid Regions 2014年第4期6卷 372-377页

作者： Hong Sun XiuRun Ge FuJun Niu Ge Liu jinzhao Zhang School of Naval Architecture Ocean and Civil Engineering Shanghai Jiao Tong University State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute Chinese Academy of Sciences CCCC First Highway Consultants Co. Ltd.

One of the main construction problems in permafrost regions is protecting permafrost thermal stability. Although ventilating ducts and crushed-rock layers were successfully used in railway embankment construction, their effects might not meet large-width expressway requirements. The convection-intensifying composite embankment composed of perforated ventilation ducts and crushed-rock layers was numerically studied to investigate its cooling effects. Adopting a numerical model, the temperature fields for two kinds of composite embankment with and without air doors were analyzed considering air flow and heat transfer characteristics in porous media. The results show that wind velocity in the crushed-rock zone is intensified by the perforated ventilation duct. The underlying permafrost temperature obviously decreases, and the 0 °C isotherm position rises significantly due to composite embankment. The composite embankment with air doors is more effective than that without air doors. Therefore, the new convection-intensifying composite embankment is potentially a highly efficient cooling measure for construction in permafrost regions.

关键词： cooling effect composite embankment permafrost convection-intensifying air doors

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湿陷性黄土力学性质与裂隙发展干湿循环效应

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人民黄河 2022年第2期44卷 143-146,152页

作者：尹今朝胡同浙江同济科技职业学院浙江杭州310000 郑州大学水利科学与工程学院河南郑州450001

黄河中游地区广泛存在湿陷性黄土,对黄土试样进行干湿循环处理后,开展土工三轴剪切试验,同时记录样品表面裂缝的拓展特点,探究干湿循环对黄土强度与裂隙发展规律的影响。试验结果表明:黄土样品的应力应变关系均为"硬化型",有效内摩擦角... 详细信息

黄河中游地区广泛存在湿陷性黄土,对黄土试样进行干湿循环处理后,开展土工三轴剪切试验,同时记录样品表面裂缝的拓展特点,探究干湿循环对黄土强度与裂隙发展规律的影响。试验结果表明:黄土样品的应力应变关系均为"硬化型",有效内摩擦角与黏聚力指标随循环次数增加分别呈指数型和线性下降趋势;提取裂隙率作为表面裂隙的量化指标,黄土的裂隙率与循环次数之间为指数型关系;干湿循环作用使得黄土颗粒间的微裂隙逐渐扩张,干密度显著减小,这是导致表面裂隙改变和力学性能衰减的本质原因。

关键词：湿陷性黄土干湿循环裂隙特征三轴试验微观形态

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信息年龄和能耗联合优化的无线体域网卸载和调度策略

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通信学报 2024年第9期45卷 92-100页

作者：张政谢鑫柏桐林金朝李章勇重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 重庆邮电大学光电信息感测与微系统重庆市重点实验室重庆400065 重庆邮电大学自动化学院重庆400065 重庆邮电大学光电工程学院重庆400065

在无线体域网(WBAN)中,为保障生理数据的实时传输并降低节点能耗,提出了一种联合优化的卸载与调度策略。该策略通过选择在传感节点或Sink处理数据,最小化信息年龄(AoI)与能耗的加权和。为解决卸载和调度决策的强耦合问题,采用双层马尔... 详细信息

在无线体域网(WBAN)中,为保障生理数据的实时传输并降低节点能耗,提出了一种联合优化的卸载与调度策略。该策略通过选择在传感节点或Sink处理数据,最小化信息年龄(AoI)与能耗的加权和。为解决卸载和调度决策的强耦合问题,采用双层马尔可夫决策过程(MDP),并通过深度强化学习(DRL)应对维数灾难。仿真结果表明,DRL策略在性能上接近MDP,且在节点增加时,相较于RRG与EG策略,平均加权和分别降低约3.58%和24.9%,收敛速度约为MDP的2倍。

关键词：无线体域网卸载调度信息年龄能耗

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基于展开-合成技术平顶尖峰成形算法研究

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核技术 2024年第1期47卷 67-75页

作者：兰继美尹文成刘羽沈统张金钊冷阳春西南科技大学绵阳621010 中广核工程有限公司深圳518124 自然资源部第三海洋研究所厦门361005

展开-合成技术常用于核辐射测量中的数字脉冲处理系统。本文提出了一种基于脉冲展开-合成技术的多项式数字脉冲成形方法,实现了平顶展宽尖峰脉冲成形算法。该算法首先将核脉冲信号展开为单位脉冲系列组合,然后合成冲激响应系统来形成尖... 详细信息

展开-合成技术常用于核辐射测量中的数字脉冲处理系统。本文提出了一种基于脉冲展开-合成技术的多项式数字脉冲成形方法,实现了平顶展宽尖峰脉冲成形算法。该算法首先将核脉冲信号展开为单位脉冲系列组合,然后合成冲激响应系统来形成尖峰形状,利用改进的平顶尖峰成形算法处理,并在幅值提取准确性、抗干扰能力和堆积识别等方面与传统的滤波成形算法进行比较分析。实验结果表明:针对137Cs的γ特征峰,在相同的成形时间,平顶尖峰成形算法的能量分辨率为7.2%,优于梯形成形、三角成形和高斯成形算法,并且具有高计数率通过性能。因此,该方法可有效取代传统的脉冲成形方法,用于高精度、高计数率的γ能谱测量。

关键词：展开-合成技术平顶尖峰成形堆积识别能量分辨率

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融入兴趣区域的差分隐私轨迹数据保护方法

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计算机科学与探索 2020年第1期14卷 59-72页

作者：兰微林英包聆言李彤陈梦蓉单今朝云南大学软件学院昆明650091 云南省软件工程重点实验室昆明650091

轨迹数据保护方法是当前隐私保护研究领域的热点问题。现有轨迹数据隐私保护方法多数采取在所有位置点上加噪的策略,这在保护轨迹数据的同时也降低了保护后数据的可用性。为解决该问题,提出了一种融入兴趣区域的差分隐私轨迹数据保护方... 详细信息

轨迹数据保护方法是当前隐私保护研究领域的热点问题。现有轨迹数据隐私保护方法多数采取在所有位置点上加噪的策略,这在保护轨迹数据的同时也降低了保护后数据的可用性。为解决该问题,提出了一种融入兴趣区域的差分隐私轨迹数据保护方法。该方法首先将用户长时间停留的相近位置点集合定义为兴趣区域,将兴趣区域的中心点定义为驻留点。然后通过划定阈值的方式,从所有驻留点中挖掘出频繁驻留点,使用驻留点替代原轨迹数据中对应的兴趣区域,精简轨迹数据。最后利用Laplace机制对频繁驻留点进行加噪。该方法仅需要在轨迹数据的局部数据点上进行加噪,即可实现对轨迹数据的差分隐私保护。分别在真实数据集和仿真数据集上进行了实验,实验结果表明该方法在保护轨迹数据隐私的前提下,能够进一步提高数据的可用性。

关键词：轨迹数据隐私保护兴趣区域差分隐私

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