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近年來，以差分吸收原理激光雷達、開放光路傅里葉紅外氣體分析儀、開放光路TDLAS氣體分析儀等為代表的開放光路大氣監(jiān)測技術(shù)迅猛發(fā)展，在污染成因分析、園區(qū)監(jiān)控、環(huán)境執(zhí)法等領(lǐng)域應用廣泛。但是，由于缺少相應的計量校準方法與配套計量標準裝置，導致對其校準、質(zhì)控主要集中在光學計量特性上，難以直接溯源至標準物質(zhì)、標準器具等“化學砝碼”，監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、可比性和計量溯源性有待進一步提升。

計量中心近年來聚焦開放光路大氣監(jiān)測儀器校準技術(shù)研究，廣泛吸收英國國家物理實驗室等國際先進機構(gòu)相關(guān)校準經(jīng)驗，以技術(shù)較為成熟且在協(xié)同控制中廣泛應用的差分吸收原理O₃激光雷達為突破口，設(shè)計了地基高準確O₃發(fā)生與測量為基礎(chǔ)的校準方法，結(jié)合計量中心在臭氧量值溯源領(lǐng)域的多年技術(shù)積累，并于2021年與中科院安徽光機所張?zhí)焓嬲n題組合作開展了差分吸收原理O₃激光雷達校準實驗。

研究團隊在合肥科學島搭建了地基校準系統(tǒng)，分別校準300、600、900米處激光雷達O₃濃度（圖1）。通過比對法，將激光雷達測量的O₃濃度量值溯源至監(jiān)測總站建立的生態(tài)環(huán)境部門臭氧.高計量標準，溯源框架圖見圖2。初步校準結(jié)果表明（圖3和圖4），差分吸收原理O₃激光雷達測量結(jié)果能夠通過比對法較為準確的溯源至臭氧標準量值，并可通過校準曲線對其測量結(jié)果進行進一步修正，提升其測量結(jié)果的準確性。

下一步，監(jiān)測總站計量中心將進一步研發(fā)標準濃度箱、標準排放量釋放裝置等開放光路原理監(jiān)測儀器校準所需計量標準裝置，并聯(lián)合相關(guān)計量機構(gòu)、科研機構(gòu)建設(shè)校準場地，擴展校準項目（典型溫室氣體、典型VOCs、氮氧化物等），并依托全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)管專用計量測試技術(shù)委員會加強開放光程原理大氣監(jiān)測儀器計量技術(shù)規(guī)范制修訂，加強計量建標，為相關(guān)監(jiān)測機構(gòu)、科研機構(gòu)、儀器企業(yè)等提供標準量值和校準服務(wù)，提升開放光程原理大氣監(jiān)測儀器的準確性、可比性和計量溯源性，服務(wù)減污降碳、協(xié)同控制、成因分析、環(huán)境執(zhí)法、園區(qū)監(jiān)控等生態(tài)環(huán)境監(jiān)管重點工作。

圖1 地基校準系統(tǒng)示意圖

圖2 量值溯源體系框架圖

圖3 922m處激光雷達O₃濃度校準結(jié)果（小時值）

圖4 922m處激光雷達O₃濃度校準結(jié)果（8小時滑動均值）

圖5 計量中心工程師在校準場地現(xiàn)場校準、維護傳遞標準