综述：低成本传感器在大气NO2测量中的应用研究

这篇综述系统评述了低成本传感器（LCS）在监测城市大气污染物二氧化氮（NO2）中的性能与应用，重点对比了电化学（EC）与金属氧化物半导体（MOS）传感器的优劣，探讨了温度、湿度及臭氧（O3）干扰等关键影响因素，为政策制定者提供了污染源识别与健康风险评估的新工具。

　　

Abstract
氮氧化物（NO₂）作为城市空气污染的核心组分，其监测技术发展备受关注。化学发光法虽为现行标准方法（EN 14211-2012），但存在设备昂贵、易受NO_y干扰等局限。近年来，低成本传感器（LCS）凭借便携性和实时监测优势崭露头角，其中电化学传感器（EC）占比高达95%，其性能显著优于金属氧化物半导体（MOS）传感器。通过分析65项实地研究数据发现，美国（14项）、英国（7项）和中国（5项）是主要研究区域，机器学习校准技术（68次应用）成为提升数据精度的主流方案。

Introduction
全球城市化进程加速使得NO₂污染治理迫在眉睫。这种由交通排放衍生的污染物不仅直接危害呼吸系统，更通过光化学反应生成臭氧（O₃）加剧健康风险。传统化学发光法依赖NO与O₃的气相反应（NO + O₃→NO₂* + O₂），但钼转化器在300-350^oC工作时易受其他氮氧化物干扰。相比之下，LCS中的EC传感器通过三电极氧化还原反应实现微电流检测，功耗更低且稳定性更佳；而MOS传感器虽响应迅速，却因需300-500^oC加热导致能耗高且易受环境温湿度漂移影响。

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Scope
研究特别关注了LCS与标准方法的并行测量数据，发现79%的研究需同步监测O₃以消除交叉干扰。EC传感器在检测限（0.5-50 ppb）和抗干扰性方面表现突出，而MOS传感器仅占17%的应用案例。

General overview
2020年后相关研究呈现爆发式增长，机器学习算法（如随机森林）被广泛用于校正传感器漂移。值得注意的是，环境参数中温度每升高10^oC可使EC传感器信号偏移达15%，而相对湿度超过70%时MOS传感器误差骤增。

Conclusions and Future Perspectives
• 集成温湿度补偿模块和O₃协同监测可提升LCS数据可靠性
• 荧光传感器等新技术或突破现有EC/MOS的技术瓶颈
• 长期暴露评估显示，NO₂浓度每增加10 μg/m³，儿童哮喘住院率上升1.2%

该研究为构建高密度城市监测网络提供了关键技术支撑，未来需通过多污染物协同校准进一步提升LCS在流行病学研究中的应用价值。