歡迎閱讀我們的“高精度氣體分析”系列文章，我們將在這此深入探索影響我們環境和健康的大氣污染物和溫室氣體。我們將聚焦二氧化氮（NO2），這是一種工業科研領域非常重要的化合物，其對人體和環境可造成的負面影響如下：
人類健康：短期接觸二氧化氮可能會加重呼吸道疾病，長時間接觸高濃度的二氧化氮可能會導致哮喘，并可能增加對呼吸道感染的易感性。
環境：二氧化氮可以與大氣中的水相互作用，形成酸雨。
二氧化氮是一種紅外活性自由基分子，沸點與室溫大致相同（21.2°C），與其二聚體 N2O4可以形成平衡混合物。它是一種紅棕色氣體，是常見的氮氧化物（NOX）之一。它主要是在自然來源和人為來源的高溫燃燒過程中形成的。其中，一些常見的來源包括：
(一) 車輛排放：二氧化氮是汽車、卡車和其他車輛發動機燃燒后的副產品。在交通繁忙的地區，容易出現二氧化氮濃度升高的情況（約占總排放量的64%）；
(二) 住宅供暖系統：通常燃燒化石燃料，會釋放二氧化氮（約占總排放量的7%）；
(三) 工業活動：燃燒類型的發電廠和工廠會向大氣中排放二氧化氮（僅占總排放量的3%）；
(四) 農業活動/燃燒和化肥：同樣在二氧化氮排放中占據了一席之地（但通常只是局部污染問題）。
如果二氧化氮排放量過高，超過了世衛組織（WHO）發布的《全球空氣質量指南》，那么有時需要采取嚴厲的措施，來保護人類健康、環境和氣候，荷蘭的情況就是如此。2019年，氮危機，也稱“stikstofcrisis”，席卷了整個荷蘭工業，導致住房等各種項目被立即叫停，這加劇了荷蘭持續已久的住房短缺問題，還導致政府計劃大幅減少牲畜數量，并降低高速公路的限速。
大氣中氮氣（例如，NO2和NH3）監測的重要性，這將有助于相關部門采取有效的措施，以減少排放。
測量方法
目前，二氧化氮的監測和量化技術有很多，每種技術都有其各自的優缺點：
化學發光法（CLD）是目前較廣為使用的二氧化氮測量方法，也為各國所信賴。CLD是一種間接檢測方法，它通過將二氧化氮轉化為一氧化氮，再將一氧化氮與臭氧發生反應，形成激發態二氧化氮。這種激發態的二氧化氮分子會因為失活而發光（化學發光），從而實現測量。這種方法非常靈敏，成本適中，并且可以提供實時測量結果。CLD儀器通常符合EN 14211標準（《環境空氣質量-利用化學發光測量二氧化氮和一氧化氮濃度的標準方法》）所規定的條件。主要缺點是，由于CLD可能受到其他含氮分子（例如，PAN或NH3）的干擾，需要進行復雜的校準和維護，并且檢測到的發光信號包含了環境中二氧化氮與一氧化氮的總和。
另一種常用的技術是差分光學吸收光譜法（DOAS）。這種方法對二氧化氮靈敏度很高，在遙感應用方面大有用處。它可以提供大氣中二氧化氮分布和來源方面的見解。主要缺點是，DOAS需要具備專門的設備和專業知識；天氣條件和其他干擾氣體可能會影響測量結果，導致在某些情況下使用受限。
被動或擴散采樣法無需電源，可由非科研人員在沒有技術支持的情況下操作。它是一種簡單、輕便且廉價的技術，適用于獲取二氧化氮濃度變化的長期趨勢。但由于提供的是平均測量值，因此不適合獲取短期的峰值或變化。在二氧化氮濃度波動的地區，該方法的準確性可能會受到影響。
電化學傳感器具有便攜性和實時監測的特點，適用于二氧化氮泄漏評估。主要缺點是，該方法對其他氣體和環境條件具有交叉敏感性，會影響傳感器的精度。因此，傳感器的校準和維護是獲得可靠的測量結果的關鍵。
腔衰減相移光譜法（CAPS）是一種具有較高靈敏度、選擇性且十分精確的光譜技術，它通過分析光穿過高精度光學腔時的相位變化，來直接測量氣體的吸收情況。主要缺點是，儀器本身較為復雜和專業，初始成本和運營成本較高，需要技藝嫻熟的用戶進行復雜的校準和驗證。
MIRO Analytical使用中紅外直接激光吸收光譜法，來監測和分析環境空氣中的污染物和溫室氣體。該技術將高靈敏度和高識別度結合，通過測量振動躍遷，即便在復雜的大氣混合物中，也能準確鑒別和量化二氧化氮的濃度。因此，可以說它是較準確和通用的二氧化氮監測方法。輔以先進的儀器和數據處理技術，該方法可以以1赫茲或10赫茲的測量速率，進行實時監測。
參考案例
MGA- NO2儀器自2020年6月安裝于瑞士國家空氣污染監測網絡（NABEL）的少女峰監測站（海拔3571米）起，便一直在報告實時二氧化氮數據，由此NABEL/Empa的Christoph Hüglin博士給出評價：
“在少女峰高山站點運行的MIRO激光二氧化氮光譜儀的表現非常出色。它具有很高的靈敏度、精確度和可靠性，加上較低的維護成本，非常適合我們在這個偏遠地區展開工作。”
圖：蘇黎世州廢物、水、能源和空氣辦公室（AWEL）的J. Sintermann使用車載MGA10記錄到的蘇黎世氮氧化物（NOX）排放圖
在蘇黎世州AWEL的合作下，MGA憑借其穩健性、移動性、靈敏度、精確性和高時間分辨率，展開了基于小型貨車的城市溫室氣體和污染物移動式實時監測活動。
在測量期間，車輛在蘇黎世周圍行駛，并持續測量溫室氣體和污染物（包括二氧化氮）。通過這項工作，可識別出主要的排放源。
二氧化氮是我國大氣常規指標中必須要監控的氣體組分，對人體和環境空氣都具有一定程度的危害。通過分析動力學分析，利用先進的MIRO檢測技術，可以精準、快速的監控NO2濃度和分布及動向。
圖：MIRO Analytical的多合一氣體分析儀MGA能夠以高精度同時監測多達10種不同的溫室氣體和污染性氣體。
MGA是我們的多合一氣體分析儀，僅憑一臺儀器就可同時測量多達10種不同的溫室氣體和污染性氣體。
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