大气环境污染气体的光谱遥感监测技术.pdfVIP

No．5 第17眷第5期 量子电子学报 v01．17 2000年10月CHINESEJOURNAL0F ELECTRONICS QUANTUM Oct．，2000 大气环境污染气体的光谱遥感监测技术 谢品华刘文清魏庆农 (中国科学院安t光学糟毒机械研究所合肥 230031) 一 奠 光谱置感雎捌是大气环城扮巍啦确疆域的一】夏裔新技术，：再有其它方法不可比擅的优 点．如夏t赫、分辨奉离、多粗份、实时、快速监潮辱．本文介绍了主要几种光谱鼍薯监舅技术t 博氏空换缸外光谱(FTIR)技术．差分光学暖收光谱(DOAS)技术，激光长程嗳收技术I}l及差分 嗳收t光■选技术(DIAL)．讨论了它_盯的捌t方式、应用范■、各自的忧缺点以目前的发晨投志． 关■一污染气体．光谱矗蠹监测 l引 言 大气环境污染是人们十分关注的问题，大气环境污染气体的监喇对于环境保护、柠染控制 。治理是十分必要的．传统的大气环境污染监测主要以湿法电化学技术和抽气取样后的实验室分 析为基础。无法对太气环境枵染进行实时、在钱监稠．近年来，采用光学和电子学技术的大气 环境污染篮澍仪器已经商品化，如紫外荧光法s0，监测仪，化学发光法N0。监测仪，非分靛 红外法c02监潮仪等fl】，但这些仪器通常R限于单点测量，相比而盲，光谱遥感监测技术的 大范圈连续实时监潞方式则成为大气环境污染监硼的理想工具． 本文主要介绍长光程开路(open-path)测量中几种很有应用前景的光谱监测技术．红外波 殷并重多种气体成分的博氏变换红外光谱吸收(FTIR)技术，紫外到可见波段的克带差分光学 啜收光谱(DOAs)技术，激光长程吸收技术以及差分吸收激光雷达技术(DIAL)． 长光程吸收光谱方法除了具有常规大气环境污染监测方崧的功能外．还有以下优势吐它 可以探稿一些不易接近的区域(如烟囱、危险物集散地)的枵染气体l可以给出一个区域平均光 程的蒲量值，这对于连续监测戚是泄潺监涮特捌有用；可以对大气对漉层乃至平流层以上的污 染钧进行测量；不需要取样气体，因此不用象取样澍量那样势b样气的准确性}某些长程吸收方 法可以同时测量多种气体成分l另外，开路测量数据与当地气象资料一起可能对—些变化的发 射探进行删匣．其不足是成本较高，需要专业～员操作，澍量中会受到大气中水燕汽、c02、 ．气溶胶的干扰．在实|Ii}_应用中，主要由测量要求来决定采用何种测量方法． 2光谱遥感测量的原理 电磁辐射与原子和分子问的相互作用是光谱遥感探测大气成分及特性的基础，根据大气中 痕量气体戚分在案外、可见和红外光谱波段的特征吸收性质来反演其藏度．光学遥感方法是用 几公里甚至更长的光程代替了传统实验室中的取样池，采用发射—柬光通过待谢气体，在另一端 接收州啪或双站方式)．发射器与接收嚣问的距离确定了光程长度，即所谓的开路(open．path) 结构．测量原理基于Beer-LmberbBouguer(BLBl定律t ·啦■甘辫t 1999-oB_22；崔破日期，如。咖2-15 ‰ ————]———————————————1■■r曩1耳F—’—————。———————————一 量于 电子学报 17