2021 年夏季野火期，俄勒冈州西北部地区的甲醛测量

Jonathan Bent, Ph.D., Senior Application Scientist, Environmental

Measurement Location:
ORDEQ Near-road Site
Tualatin, OR
45.3992°, -122.7458°

夏季野火季节期间，在俄勒冈州一个俄勒冈州环境质量部门所属的路边监测点（ Tualatin）使用 Picarro G2307 甲醛（H2CO）和甲烷（CH4）分析仪进行了 H2CO 浓度的观测。Tualatin 站点紧邻波特兰南部的 5 号州际公路，是俄勒冈州西北部地区空气质量的重要监测点。俄勒冈环境质量部门使用 Picarro G2307 分析仪与同时采样的 4,2-DNPH 法（EPA TO-11A 法）进行比对测试，用于评估不同测量方法的数据结果。

 

巧合的是，G2307 分析仪记录到了 8 月 11 日至 17 日间明显的野火信号，这是由附近的 Bull Complex 火灾（俄勒冈州）和 Schneider Springs 火灾（华盛顿州）等多起火灾导致的结果。尽管 Tualatin 距离最近的火灾点约 50 英里，但甲醛的 5 分钟平均浓度飙升至 16 ppb。同一站点的联邦参考方法仪器显示一氧化碳（CO）值高达 630 ppb，PM2.5 高达 54 ug/m3。同一时期的氮氧化物（NOx）浓度的测量值下降，表明 H2CO、CO 和 PM 测量值的急剧升高并非直接源自高于正常水平的交通影响。夏季典型的 H2CO 8 小时平均值可能超过 5 ppb，但在没有特殊事件（如逃逸排放或野火烟雾）影响的情况下，很少能达到更高水平。

由于实时 H2CO 监测的复杂性，这一相对罕见且特殊的记录展现了 Picarro G2307 分析仪高时间分辨率和快速响应的价值。Picarro G2307 分析仪在连续一个月的监测中未进行任何调整，能够准确快速地捕捉到 H2CO 变化，而这些变化在通常每六天测量一次 8小时 或 24 小时平均值的 DNPH 方法中完全可能被忽略。在监测期间，DNPH 方法仅测量了五个采集到的 H2CO 样本，而 8 月 12 日和 20 日采集的两个样本很明显地遗漏了 Picarro 分析仪观测到的峰值浓度。通过 Picarro 分析仪不仅能以约 1 Hz 的时间分辨率报告测量值，而且可以实时获得数据，不需要经过数周的实验室分析。

尽管 2021 年 8 月的 H2CO 数据令人瞩目，但它们仅代表了一个短暂且远距离观测到的空气质量现象记录——持续广泛的野火烟雾，这种现象最近几年在美国西部变得越来越普遍，随着全球气温升高，这种情况肯定还将持续。G2307 H2CO 分析仪提供了无与伦比的能力来监测这种致癌物质，以便政府部门更好地理解公共健康的驱动因素。同时还为监管机构及时采用新技术提供了契机，满足政府提出的实现污染物监测现代化和简化的关键需求。

Picarro 分析仪的操作和整合是与俄勒冈环境质量部门的空气质量监测计量学家 Matthew Shrensel 合作完成的。

Figure 1: DEQ Near-road site in Tualatin, OR, with Picarro G2307 during assembly and calibration.
图1：俄勒冈州环境质量部门所属的路边监测点（Tualatin），在使用 Picarro G2307整合和校准过程中。
Figure 2: Formaldehyde data from Tualatin site, showing 5-minute-average values over 16 ppb on the afternoon of August 12th.
图2：Tualatin 监测点的 H2CO 数据，8 月 12 日下午 H2CO 浓度的 5 分钟平均值超过了 16 ppb。
Figure 3: Formaldehyde and carbon monoxide, showing the strong correlation between the two wildfire tracers. While the diurnal cycle likely captures the often-bimodal wind pattern along the West Coast, with CO dropping at night due to transport, formaldehyde values will also naturally drop at night because of their dependence on daytime photochemistry.
图3：两种野火示踪物（H2CO 和 CO）之间展现了较强的相关性。尽管他们的昼夜变化与西海岸常见的风的双峰型类似，但 CO 浓度在夜间下降是由传输而导致的，H2CO 浓度则因其依赖于白天光化学反应而在夜间自然下降。
Figure 4: H2CO and PM2.5, showing a close correlation between the two tracers of wildfire.
图4：H2CO 和 PM2.5 数据，这两种野火示踪物之间也表现出较强的相关性。
Figure 5:While the ambient CO concentrations rose alongside H2CO, nitrogen oxides (NOx, blue trace), emitted by tailpipe emissions, did not, suggesting initially that the dominant contributor to the poor air quality was not traffic.
图5：尽管环境中 CO 浓度随 H2CO 上升，但由尾气排放产生的氮氧化物（NOx，蓝色曲线）并没有上升，表明导致空气质量恶化的主要贡献者不是交通。
Figure 6: Wildfire plumes in OR and WA on August 9th (left) and 13th (right).
图 6：8 月 9 日（左图）和 13 日（右图）俄勒冈州和华盛顿州的野火烟羽。