差分光学吸收光谱(DOAS)技术在烟气监测中的应用研究

本文将差分光学吸收光谱(Differential Optical Absorption Spectroscoy,DOAS)技术中的浓度反演方法运用到烟气中NO、NO2、NH3和SO2的监测.利用它们在200～250 nm附近具有不同强度吸收的特性,测量烟气的吸收光谱,用DOAS方法反演出NO、NO2、NH3和SO2分子的浓度,这种方法消除了烟气中烟尘、水汽和其它成分的影响,使在线实时测量成为可能,在实验室内对不同气体分子浓度样气进行了测量和浓度反演,经过现场对比测量证明这种方法是正确的.     

基于长光程DOAS技术的航道区域船舶空气污染物排放监测研究

利用长程差分光学吸收光谱技术对黄浦江下游典型航道区域船舶排放的空气污染物进行高时间分辨率监测.研究表明SO2浓度受船舶尾气烟羽影响显著,浓度瞬时可增高2～4倍不等,峰值超过10×10-9(体积混合比);而由于来源情况更为复杂,NO2浓度的变化较为平缓,且由于受到周围机动车排放影响,日变化呈现出明显的双峰特征.受船流量影...     

某钢铁企业分装置排放通量的车载被动DOAS遥测研究

利用车载被动DOAS测量系统,对某钢铁企业进行分装置绕行观测。采用了计算参与拟合截面相关性的方法,确定痕量气体最优反演波段,获取观测路径上的垂直柱浓度后,结合测量时间内的车速以及风速风向信息,计算得出区域内SO2及NO2排放净通量。实验得出某钢铁企业厂区内轧钢冶炼区域SO2与NO2排放净通量均值分别为149kg/h和372kg/h;焦化区域SO2与NO2排放净通量均值分别为260kg/h和286kg/h;电厂区域SO2与NO2排放净通量均值为21kg/h和26kg/h;石灰烧培区域SO2与NO2排放净通量均值为64kg/h和79kg/h;烧结区域SO2与NO2排放净通量均值为34kg/h和99kg/h。     

DOAS谱线波长配准存在的问题及解决方法

由于系统光学部分的干扰(衍射光栅的不完善和光谱仪散射光)的存在，引起测量谱线的抖动．这将在差分光学吸收光谱(DOAS)谱线信号中产生人为结构，这些结构与污染气体的特征差分吸收区很难区分开，这种噪声的显著特点是在一段时间内是稳定的，因此它的值不能通过通常的时间平均消除掉。然而，当灯光源直接照射接收系统(不通过空气光路)时，灯信号中的人为结构与从实测光路信号谱中的相似结构具有很大的相关性．因此应用实测光路信号除以灯谱信号在很大的程度上消除噪声的影响．但是采用该方法时，若所使用的光源谱线结构起伏较大，对灯谱和信号谱的坐标一致性要求将非常高，否则对吸收光谱的计算会带来更多的影响．本文通过对该问题的研究提出了两种解决方案，通过实验证明可以有效地减小谱线偏移带来的分析误差．     

基于DOAS技术的SO2浓度分析仪研究

为了实时监测工业烟气中SO2的排放,设计了一种基于差分吸收光谱技术的SO2浓度分析系统。该系统采用差分吸收光谱技术原理,在深入研究差分吸收光谱数据处理方法的基础上,在实验室状态下获取了与仪器分辨率相匹配的SO2标准吸收截面,采用光路反射设计和透紫石英镜片,改进了气体池结构。结果表明,该系统的实时测量浓度值与标准浓度值有较好的一致性,能够满足对SO2气体排放的高精度实时监测要求。     

车载大气污染监测激光雷达样机研制进展

描述了一台用于大气环境监测的车功激光雷达系统。系统在白天及晚上都能进行正常工作，并且通过系统中的三维扫描装置能进行三维空间扫描测量。该系统由中科院安徽光学精密机械研究所开发研制，是我国第一台用于大气环境监测的车载激光雷达系统。     

基于QE65000光谱仪和DOAS的大气痕量气体浓度测量

针对QE65000光谱仪低噪声、紫外灵敏度高且尺寸小和重量轻等特点,开发了基于QE65000的差分吸收光谱(DOAS)遥测系统。首先研究了QE65000光谱仪探测器的偏置、暗电流以及暗电流与积分时间的关系,然后利用汞灯标定了光谱仪的波段范围和分辨率,并构建了基于QE65000的DOAS遥测实验装置,给出利用此系统测量的大气痕量气体吸收光谱和氙灯吸收谱,基于差分原理反演了大气中痕量气体的浓度,并给出测量误差和遥测系统探测低限。研究结果表明QE65000光谱仪应用于差分系统,为实现DOAS系统的小型化、便携化提供了可能。     

北京冬季大气SO2、NO2与O3的监测与分析

利用差分光学吸收光谱(DOAS)技术于2006年2月对北京市丰台区的常规污染气体SO2、NO2及O3进行了连续监测,并对各污染物的日变化特征和污染源进行了分析和探讨.结果表明,丰台区NO2主要与汽车尾气的排放有关,以早晨和傍晚的上下班时段最重,凌晨和午后最轻;SO2浓度的日变化状况是气象条件日变化和污染源排放量日变化综合影响的结果,分别在早晨和夜间达到最大值,日变化曲线呈现"N"字型双峰结构;由O3和NO2的相关性分析可知,NO2对大气中O3的含量有着一定的贡献,大气中可能还存在其它重要的O3前体污染物.     

车载多光路DOAS技术探测污染气体垂直柱浓度研究

目前天顶方向的车载单光路（DOAS）系统在解析污染气体柱浓度时,都是以测量得到的斜柱浓度近似代表垂直柱浓度,这在计算通量时会造成一定的误差。结合多轴DOAS思想,研究了车载多光路DOAS技术,即在汽车移动平台上设置了两个不同仰角（90°、30°）的望远镜分别接收天顶散射光,利用DOAS方法解析两个方向的斜柱浓度,并结合大气辐射传输模型计算大气质量因子最终获得垂直柱浓度。相比于目前的天顶方向车载单光路系统,车载多光路DOAS系统具有高灵敏度、低不确定性等优点。利用此系统在淮南某电厂进行了测试实验,得到了电厂区域排放的NO2准确垂直柱浓度分布信息,并与天顶方向的斜柱浓度分布比较,两者在浓度趋势上具有较好的一致性。     

基于非线性标准差模型的差分光学吸收光谱技术烟气浓度测量

采用差分光学吸收光 谱(DOAS)技术测量烟气时,需采用非线性补偿方法来提高测量精度。本文基于自行研制的DO AS技术烟气测量系统,对SO₂和NO标准气体进行了单一气体的建模实验,提出了利用 差分光学密度标准差和气体浓度之间关系的非线性模型预测烟气浓度的方法,并以此测量 了SO₂和NO单一组分及混合气体的浓度,将实验结果与传统最小二乘法的反演浓度进行 了对比。结果显示,测量单一气体时,得到的两种气体非线性模型的判定系数 R²分别为 0.999和0.999,SO₂的满量程误差为±0.7％,最大误差为 2.6%和2.8%,明显优于最小 二乘法反演最大误差－16.1%和－19.9%;测量混合气体时,最大误差 由传统方法的－24.6%和－28.1%减小至－4.8%和5.2%。结果表明,本文方法可提高烟气测量的准确度。     

基于差分吸收光谱技术(DOAS)的气态汞污染测量

中国大气汞污染严重,是全球范围大气汞污染最为严重的区域之一.汞主要以单质形式长时间存在于大气中,并可进行长距离传输.对差分吸收光谱技术(DOAS)应用于大气汞测量的可行性进行了研究.首先,通过测量不同长度的饱和汞蒸气样品池对光谱的吸收,了解汞共振线的吸收情况;并分析了汞样气对高分辨率光谱仪的响应;最后,利用现有仪器对大气汞吸收进行了测量,确定了主要干扰气体及大气汞测量对仪器光谱分辨率的要求,为进一步的大气汞测量及燃煤烟气中高浓度汞测量提供了先期技术支持.     

环境监测在大气污染治理中的作用分析

世界各地高度重视环境污染问题,人类生产与生活都会影响环境。为了高效监测和管控大气污染,要科学分析环境监测问题,采用科学的大气污染防治处理对策,有序开展执法监督,从而落实环境保护预防工作。文章重点讨论环境监测问题,分析其在大气污染治理中的作用,供相关人员参考。     

DOAS技术中光学密度计算方法对测量结果的影响

差分光学吸收光谱技术(DOAS)中,通过不同高通滤波方法获得差分光学密度,与经过相同数字滤波处理的实验室的标准参考谱作最小二乘拟合,反演出各种气体的浓度.通过几种平滑滤波和多项式滤波对相同测量信号进行光谱分析,比较其反演浓度的精度、残差的标准方差和峰峰值.结果表明,3点500次平滑滤波重复两次的高通滤波方法各项指标都优于其它方法,能有效地提高测量精确度和降低检测下限.     

激光监测大气污染

实时定量监测工厂、焚烧场、战场等的气体所含污染物,为预测、处置污染源提供依据是一项非常重要的工作(武汉地区新近建立了垃圾焚烧场,对焚烧场的管理,防止二次污染问题变得尤为突出),在一些特殊场合(如战场上毒气的监测、报警)更需要类似的工作. 本文分析了常用共振荧光法,拉曼散射法,米氏散射法,差分吸收法等技术的特点,提出了将差分吸收法应用于固定场所监测的可行方案:以角锥板作为合作目标的激光雷达法.同时作者指出:在具体的场合中,测得的结果可能会帮助我们获得更多的信息,如战场中敌方使用毒气的位置、范围、种类;敌方车辆、坦克、飞行器的部署、数量、性能等.后者可能比激光监测大气污染本身更有意义.(PE12)     

双端差分吸收激光雷达及其大气污染测试

本文介绍了以双脉冲双波长可调谐激光器Cr: LiSAF作为光源的双端差分吸收激光雷达系统,利用这一系统对大气中的SO2和NO2污染气体进行定标实验和浓度测试,并给出了测试结果及其分析。     

晶体技术在分析监测中的应用

本文介绍了3种新式晶体分析技术。这些技术由于不需要运动部件,所以大大降低了分析器的维护费用,缩短了中断工作时间。     

差分吸收光谱技术在气溶胶监测领域的应用研究

介绍了差分吸收光谱(DOAS)技术在气溶胶监测领域的应用.在研究、分析国外学者的研究基础上,提出采用单光路法并结合大气在550 nm处的能见度校准的方法测量气溶胶消光系数的研究计划.通过实验验证,该方法成功解析出大气气溶胶消光系数.