[科普中国]-示踪扩散实验

意义

大气科学家一直致力于建立大气扩散模型，用以模拟污染物在大气中的扩散过程。想要建立新的大气扩散模型或是评估已有的大气扩散模型，就需获取大气扩散的实验数据。示踪扩散实验就是研究大气扩散的实验之一，从这种实验中获得的数据对建立和评估大气扩散模型很有帮助。1

方法示踪剂的选择示踪剂分为气溶胶示踪剂和气体示踪剂两种。气溶胶示踪剂包括硫化锌、碘化银颗粒。这种示踪剂有着明显的缺点：颗粒容易沉淀、被淋洗而遭受损失，在大气中也容易变性，取样难度大，而且大多有毒。所以气溶胶示踪剂已经基本上被抛弃了。现在多选用气体示踪剂。选择气体示踪剂的最主要原则是：（1）无色无味，无毒；（2）化学性质稳定；（3）易于检测。最常用的的气体示踪剂就是六氟化硫气体，因为它无色无味也无毒，化学性质稳定，与空气混合很快，检测灵敏度高。2

采样布点示踪剂的合理布点采样是实验的关键。对给定释放速率的人工源，在其下风方向不同距离和高度设置若干采样点，测量不同时间示踪剂的浓度分布，并找出其与气象条件的关系。布点与采样要根据不同稳定度、风向、风速来确定。有风时通常采用扇形布点，以污染源为中心，主导风下风向按扇形布置多条采样线，扇形张角视稳定程度而定，一般 60 o~90 o 为宜，各采样线上采样点近距离密些，远距离稀些。静风时宜采用全方位布点。采样方法可分间断和连续两种，垂直采样可用系留气球、汽艇或观察塔进行。

检测采用带电子捕获鉴定器的气相色谱法。当气体样品通过分子筛色谱柱时，六氟化硫的保留时间短，比氧气先被洗脱，进入电子捕获器。六氟化硫捕获大量自由电子，改变基流的效应，基流的下降值与六氟化硫的浓度成正比。2