针对甲烷气体泄漏高精度、非接触和远距离探测的需求，提出一种基于TDLAS-WMS的甲烷泄漏遥测系统。该系统采用高级精简指令集机器（ARM）和现场可编程门阵列（FPGA）双核架构，FPGA实现数字锁相解调提取一次谐波（1f）和二次谐波（2f）信号，ARM通过串行外设接口（SPI）实时接收FPGA解调的1f、2f信号并传送至Labview进行谐波信号分析和甲烷浓度在线解调。通过2f/1f信号处理技术消除光强与靶标反射系数的变化对系统测量结果的影响。研究同等实验条件下0~90 m范围内谐波信号与探测距离的关系，结果表明，2f/1f信号处理技术对噪声抑制效果显著。测量不同积分浓度的谐波信号，采用最小二乘法对2f/1f和气体积分浓度数据进行线性拟合，获得系统标定线性度，为0.9966。对系统误差进行实验测量和分析，在0~2000×10^-6 m范围内，系统测量最大相对误差为-3.66%，最小为-0.23%。利用1500×10^-6 m甲烷浓度的二次谐波信号评估系统的检测下限为70.5×10^-6 m。结果表明，设计和研制的甲烷泄漏遥测系统可广泛应用于城市燃气场站和天然气管网等场合的燃气突发泄漏监测预警。

激光气体遥测作为本征安全气体探测方法，可进行实时在线、非接触、远距离探测，具有独特的优势。基于非合作目标设计和开发一款具有完全自主知识产权的便携、轻巧、可实用化的手持式激光甲烷气体遥测仪，其温控芯片采用WTC3243，控温精度可达0.01 ℃，收发一体光学遥测组件采用平行光轴设计。通过标准气体比对测试，结果表明测量相对误差在±5%范围之内，测量综合偏差为293×10-6 m，遥测仪测量值与标准积分浓度值之间的拟合优度达0.999。经过不同遥测距离测试，结果表明遥测距离可达20 m，且系统具有不同遥测距离测量的一致性。通过甲烷泄漏气团实际环境模拟测试，结果表明设计与开发的该手持式激光甲烷气体遥测仪完全可用于实际燃气管道等场所甲烷气体泄漏的实时在线、非接触、远距离遥测，且满足测量要求。

利用烟雾箱反应装置, 开展了OH自由基启动的异戊二烯光氧化生 成二次有机气溶胶(SOA)反应的研究。 用质子转移质谱仪(PTR-MS)监测反应物异戊二烯浓度、气相产物异丁烯醛和甲基乙烯酮(m/z=70)浓度随反应时间的变化; 用扫描电迁移率粒径谱仪(SMPS)监测二次有机气溶胶产生和生长过程;用同步辐射光电离质谱仪(SRPIMS)检 测不同反应时刻的光氧化气相产物的质谱。实验数据显示随着反应时间的增长, 异戊二烯浓度逐渐减少, 主要气相产物的浓度逐渐增加, SOA逐渐产生和增长;当异戊二烯快要消耗完时, SOA仍然继续增长。 它表明由于有机气溶胶粒子的产生, 主要的气相产物表面上发生的后续反应或者非均相反应产物对SOA的生长具有促进作用。

将Chernin型多通吸收光谱系统与光化学模拟烟雾箱系统相结合，用于烟雾箱内痕量气体的探测，系统的准确性及可靠性通过NO2的测量进行验证，NO2的探测结果与Thermo 42i型NO-NO2-NOx分析仪的测量结果呈较好的线性关系。对烟雾箱内β蒎烯/O3/SO2体系化学反应过程中SO2的摩尔分数做了在线测量，在36 m的吸收光程内，SO2的探测极限为22.2×10-9。研究结果表明，该Chernin型多通吸收光谱系统具有定量测量能力，能够用于烟雾箱内光化学反应过程中痕量成分的实时在线测量。

作为一种重要的生物源挥发性有机物,柠檬烯的臭氧氧化是大气环境中二次有机气溶胶(SOA)的重要来源之一。基于实验 室烟雾箱模拟系统,研究了紫外光照对柠檬烯臭氧氧化形成SOA的影响。实验分别对无光照(即“暗反应”)和有光 照条件下反应前体物的消耗、SOA的质量浓度以及SOA的粒径分布随时间的变化等进行了实时探测,并结合气粒分配 模型对产率进行了分析。研究结果表明在相应的实验条件下,紫外光照会导致SOA产率下降10%～16%,而气相氧化 阶段相关中间产物或者最终产物的光化学反应可能是导致产率下降的重要原因之一。

基于自主搭建的加湿串联差分迁移率分析仪(hygroscopic tandem differential mobility analyzer, H-TDMA)和实 验室烟雾箱模拟系统,分别对有无种子气溶胶(硫酸铵)存在的条件下,苯乙烯臭氧氧化反应体系产生的二次有机 气溶胶(secondary organic aerosol, SOA)的吸湿性进行了研究。通过对反应产生的不同粒径 的SOA粒子(70 nm, 85 nm, 100 nm)的吸湿性测量,发现无论有无种子气溶胶的存在,产生的SOA粒 子的吸湿生长因子(growth factor, GF)(相对湿度为85%)都随着反应时间的继续而逐渐增大; 并且在有硫酸铵种子气溶胶存在的条件下产生的SOA的吸湿性比无种子气溶胶情况下产生的粒子的吸 湿性更强,但比纯的硫酸铵无机气溶胶的吸湿性要小。分析表明随着氧化反应的进行,更多的吸湿 性较大的高极性氧化产物分配到SOA粒子中,导致这些粒子的GF由反应初始阶段的<1逐渐增大到>1; 而在有种子气溶胶存在的条件下产生的SOA粒子,由于受硫酸铵种子气溶胶较强吸湿性的影响, 比没有种子气溶胶时产生的纯SOA相对要强,但这种影响受限于外层包裹的有机组分的较低的吸湿 性(相对于硫酸铵),因此远小于纯硫酸铵气溶胶的吸湿生长因子。而不同粒径的SOA粒子的吸湿性生 长因子随时间的演化关系所表现出来的一致性,也表明了在本实验条件下,产生的SOA气溶胶粒子的化学组成不依赖于粒子的粒径。