基于差分吸收光谱法的烟气排放监测实验

差分吸收光谱法是利用气体污染物在UV-VIS波段对光有不同的吸收特性来测量其平均浓度。利用DOAS原理对不同浓度的SO2、NO2、NO气体进行排放监测实验研究,表明:DOAS可消除烟尘颗粒等影响,可应用于气体固定污染源的排放监测,但必须修正温度等因素对差分吸收特性的影响。     

DOAS监测排放烟气浓度时谱线漂移处理方法研究

差分吸收光谱法(DOAS)是利用气体在紫外可见光波段对光具有选择吸收的特性来测量气体浓度的一种方法。DOAS法连续监测系统的核心是软件部分,由于吸收谱线漂移现象的存在,光谱解析算法的改进对污染气体浓度的计算带来很大的影响。基于DOAS法研究监测排放烟气浓度时谱线漂移对浓度计算的影响,并提出将相关函数和相关系数结合参与浓度计算,实验的结果表明,可以有效地减小谱线漂移时浓度计算的误差。     

化学发光法和DOAS测定NOx的对比研究

分析了化学发光法和差分吸收光谱法(DOAS)测定环境中氮氧化物的原理及相应分析仪器的系统结构,指出了化学发光法氮氧化物分析仪的技术瓶颈及差分吸收光谱法的难点和关键技术。并对两种方法的优缺点及发展趋势进行分析。实验表明,化学发光法与差分吸收光谱法测定的结果具有很好的相关性。     

长光程差分吸收光谱法

长光程差分吸收光谱法是一种实时、在线监测方法 ,可同时对多种气体进行连续监测。使用这种方法获得的数据经计算机处理后 ,可分析出大气中各种污染物的含量。介绍了这种方法的基本原理、仪器结构及它的应用。     

A long path differential optical absorption spectrometer and epa-approved fixed-point methods intercomparison

Differential optical absorption spectrometry (DOAS) has been used by a number of investigators over the past 10 years to measure a wide range of gaseous air pollutants. Recently OPSIS AB, Lund, Sweden has developed and made commercially available a DOAS instrument that has a number of features which make the unit attractive for field monitoring studies in both remote and urban areas. The DOAS is composed of a broad band light source (emission between 200 and 1000 nm) and a receiver-spectrometer assembly. The spectral data from the spectrometer are processed in real time using a PC computer to calculate the concentrations of the pollutants programmed to be monitored by the system. The distance between the light source and receiver can range from 100 to 2000 m, depending on the pollutant to be monitored and species concentrations. In September and October of 1989 an OPSIS AB DOAS was operated in the Research Triangle Park, NC on the roofs of the two main Environmental Protection Agency laboratories. The distance between the light source and receiver was 557 m and the pollutants monitored were SO₂, NO₂, O₃, HCHO and HNO₂. Comparisons between the federal reference and equivalent fixedpoint methods measuring SO₂, O₃ and NO₂ and simultaneous data derived from the DOAS had correlations typically greater than 0.90 during the evaluation.     

差分光学吸收光谱法测量大气污染气体的研究

介绍了差分光学吸收光谱(DOAS)法测量大气污染气体的基本原理,描述了收发一体的DOAS系统的设计以及在同一波段对多种被测气体浓度同时进行反演的数据处理方法,并且对周围环境中的SO₂,O₃和NO₂进行了长期监测,得到的结果与实际情况相符合.      

石墨炉原子吸收法测定地表水中钒的方法探讨

钒具有生物活性,是人体所必需的微量元素之一。天然水中钒的含量很低,浓度大约为1-10μg/L。钒作为第一类污染物,上海市污水综合排放标准中对含钒污水的排放限值为2．0mg／L。文章探讨了用石墨炉原子吸收分光光度法测定水中钒的方法,具有灵敏度高、干扰少、重现性好、操作简便快捷、使用设备和试剂简单等优点。其方法检出限为0．002mg／L,RSD为1．4％,加标回收率在94．2％-103．0％,适用于地表水中痕量钒的测定。     

基于船舶实时排放和烟羽在线监测的燃油硫含量识别方法研究

船用燃油超标识别方法的建立和技术发展是进行船舶排放控制区（Domestic Emission Control Areas,DECA）政策执行的重要保障.本研究建立了基于船舶自动识别系统（Automatic Identification System,AIS）数据的船舶排放实时计算模型和岸基环境观测相结合的技术方法,选取上海吴淞口航道水域开展实地外场观测实验,实现了对观测船只排放烟羽中SO₂和NO₂浓度的在线观测和对燃油硫含量（Fuel Sulfur Content,FSC）进行同步识别和反算.观测期间,通过差分吸收光谱（Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS）技术共捕捉到1505艘次船舶的烟羽.经过观测截面的船舶总吨位为30~14308 t,船舶排放烟羽浓度峰值的平均持续时间为3~10 min.受船舶烟羽影响期间,SO₂和NO₂的浓度增量分别在0.03~35.51 ppb和0.02~39.26 ppb之间,实时排放模型估算出SO₂和NO₂的排放强度分别为1.32~28.06 g·min^-1和2.89~123.80 g·min^-1.结合在线观测和实时排放模型基于硫氮比对船用燃油硫含量进行反算识别,并与实测燃油硫含量数据样本进行对比验证,结果表明,实际燃油硫含量在0.05%以上时,反算硫含量数值误差在10%以内.本研究可为船舶燃油超标识别提供新的技术思路,并为船舶排放控制区政策落实提供科学基础.     

空白值校正法无汞快速测定地表水化学需氧量

探讨了K2Cr2O7在不同酸度的硫酸介质中的化学行为,确定9 mol/L H2SO4为K2Cr2O7法测定地表水COD的合理酸度。多种有机物消解试验及半年多地表水样跟踪检测,将消解回流时间从2小时缩短到30分钟之内是可行的。氯离子(Cl-)干扰可用生成AgCl沉淀和空白值校正的办法消除。此方法的检出下限是11mg/L,样品测定的加标回收率在96%～101%。此方法不仅缩短了回流时间、减少了汞带来的二次污染,从而实现无汞快速测定地表水COD。     

长江口CDOM的光谱吸收特征以及DOC物源示踪意义

通过测定2009年冬季长江口芦潮港至嵊泗海域表层水中有色可溶性有机物(CDOM)的光谱吸收和溶解有机碳(DOC)的浓度,分析CDOM的吸收系数α(355)和光谱斜率s值的空间分布特征,并探讨其来源及其与DOC的关系。结果表明:CDOM光学属性随盐度逐渐降低,18.96～28.00的盐度范围内,α(355)为0.268 9～1.183 1 m-1,均值为0.824 9 m-1,低于丰水期,与国内外研究相比偏低,表明长江口CDOM受控于陆源径流输入,CDOM浓度可能和长江流域植被覆盖率和以及径流量有关。光谱斜率s值的范围为0.011 3～0.017 4 nm-1,均值为0.015 3 nm-1,略低于丰水期。DOC浓度与盐度的负相关关系(R2=0.882)表明该研究区域的溶解有机质(DOM)输入主要来自陆源,CDOM与DOC的相关关系为CDOMα(355)=0.371DOC+1.012(R2=0.48),表明研究区域内CDOM对DOC具有一定的物源指示意义。     

紫外大气甲醛卫星遥感反演方法和研究现状

在我国长期稳定的甲醛观测站点十分缺失,卫星平台高时频、大面积覆盖等优势使得通过卫星遥感探测大气甲醛成为了一种重要的研究手段.本文讨论了现有载荷的反演理论和方法,分析了我国大气甲醛的研究现状及不足.简述了从20世纪至今可用于甲醛探测的主要载荷：GOME/ERS-2,SCIAMACHY/ENVISAT,OMI/Aura,GOME-2/MetOp-A（B）,OMPS/Suomi-NPP,总结归纳了各个卫星载荷仪器的轨道信息、时间空间分辨率等相关参数,以及各个传感器在大气甲醛遥感反演中的可行性.由于卫星自上而下的观测方式与地基平台不同,其反演方法也有不同之处,因此本文针对卫星平台综合论述了两种甲醛反演算法：传统的差分吸收光谱法（DOAS）和针对于甲醛反演的一系列改进算法以及近几年提出的主成分分析法（PCA）;另外,本文针对现有反演算法和时空分布在我国中东部地区的研究现状和不足进行了综合讨论,并给出了一定的改进策略.     

Observation of atmospheric nitrous acid with DOAS in Beijing, China

Measurements of nitrous acid （HONO） and nitrogen dioxide （NO2） in Beijing City have been performed by means of a developed differential optical absorption spectroscopy （DOAS） system based on photodiode array （PDA）, during the autumn of 2004. HONO and NO2 were simultaneously identified by their characteristic absorption bands in the spectral region between 337 nm and 372 nm with high sensibility and time resolution. The concentrations of HONO exhibit obviously diurnal variation with a nocturnal maximum and a daytime minimum. The highest HONO value up to 11.8 μg/m^3 was observed during the night of 2/3 September. Possible sources of the observed HONO were discussed. Good correlation to NO2 indicates that NO2 is a main source component. The measurement also shows direct emission of HONO is an imnortant source in strongly polluted urban area.     

长江口及邻近海域有色溶解有机物(CDOM)的光学特性

CDOM吸收特性是河口海岸水色遥感的重要研究内容.利用2008年8月和2009年5月两航次的测量数据,对长江口及其周边海域CDOM的光学特性和混合行为进行研究.2008年航次中CDOM吸收系数ag(440)范围是:0.20～0.73m-1,2009年其范围是:0.20～0.77m-1.幂函数模型模拟CDOM吸收光谱的精度比指数模型的更高,更适于拟合CDOM吸收光谱.幂函数模型计算结果显示,黄色物质光谱斜率变动范围在2008年航次中介于5.10～7.90之间,在2009年航次介于2.95～6.11之间.2个航次的CDOM吸收系数最大值都出现在最大浑浊带内.CDOM吸收系数和光谱斜率值在河口内外差异明显,最主要的原因是受到最大浑浊带的影响.在河口区域,河口水层垂向混合过程显著时CDOM趋于空间均匀分布,但是在其他时刻基本遵循保守混合过程,受河口区域水体交换频繁的影响,光谱斜率值Sg2与ag(440)之间不存在显著相关关系.在口外海域,CDOM浓度除了受到陆源输入影响以外还受现场生产的影响,Sg2与ag(440)之间存在显著负相关关系.由此可见在长江口复杂物理化学和水文环境影响下,黄色物质的光学特性和混合行为在河口内外有非常巨大的差异.     

滇池水体光学物质的吸收特性研究

基于2009年9月在滇池的野外采样,分析了滇池水体中光学活性物质的吸收特性及其空间分布、与水体组分浓度的关系、各光学活性物质吸收对总吸收的贡献率、滇池水体吸收特性与其他二类水体的异同性等.结果表明,总颗粒物吸收光谱曲线与浮游藻类吸收光谱曲线形状相似,浮游藻类吸收在总颗粒物吸收中占主导;440、624和675 nm处的浮...     

三峡库区城镇化影响下河流DOM光谱特征季节变化

三峡库区城镇化进程对河流溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的组成和输运具有重要影响.本文选取三峡库区高城镇化河流桃花溪和低城镇化河流普里河,于春季(4 月)和夏季(8 月)采集水样,运用紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱技术,分析DOM的季节变化和空间特征.结果表明,桃花溪和普里河的...     

上海中心城区二氧化氮在线测量比对研究

对比了基于腔衰减相移光谱技术(CAPS)、化学荧光法(CL)和非相干宽带腔增强吸收光谱技术(IBBCEAS)3种不同方法在线测量NO_2浓度的仪器,并于2017年5月10日—6月10日采用3台仪器对上海中心城区大气环境NO_2进行监测,验证了IBBCEAS实验装置的稳定性、灵敏度、检测下限等关键特性,证明可以实现复杂环境下大气痕量气体高精度在线监测.IBBCEAS装置与其它两种仪器监测数据的一致性较好,监测过程中上海市中心NO_2日浓度变化范围为3~63 ppbv.各仪器测量结果之间的线性关系图表明,3种方式对NO_2浓度监测较为准确,偏差普遍在10 ppbv.根据早晚高峰车流量增加情况分析可以看出,NO_2高浓度污染主要来自于车辆排放.另外发现,受局地污染源的影响,NO_2浓度随时间推移而增加.     

长江中下游4个湖泊非色素颗粒物吸收系数光谱模型

利用指数模型和幂函数模型对2007年和2010年长江中下游4个湖泊58个样本 a_d(λ)(非色素颗粒物吸收系数) 光谱进行拟合,以 R2(决定系数)、RE(相对误差)和RMSE(均方根误差)等统计参数判定模型效果. 指数模型和幂函数模型 R2平均值、RE、RMSE分别为0.998、7.01%、0.015 m-1和0.994、15.90%、0.027 m-1. 统计检验显示,指数模型的 R2显著大于幂函数模型(ANOVA,P<0.001),而RE和RMSE则显著小于幂函数模型(ANOVA,P<0.001). 指数模型能更准确地拟合 a_d(λ),得到的 S_d(光谱斜率)平均值为(12.21±1.08)μm-1,400~700 nm波段内变异系数为8.85%,空间上4个湖泊之间变化不是很明显,仅傀儡湖的 S_d略低于其他3个湖泊. a_d(λ)与ρ(ISM)(无机悬浮颗粒物浓度)呈极显著正相关,通过ρ(ISM)可以得到长江中下游典型浅水湖泊 a_d(λ)光谱模型.      

低成本高分辨电化学传感技术探测大气NO2的研究

为有序疏解大气NO_2监测环境日益复杂及成本高昂的光学探测仪器缺乏灵活性的困扰,研制了基于低成本电化学传感技术的测量系统,以四电极电化学传感器为NO_2浓度传感载体,基于差分算法补偿痕量浓度下零点电流漂移的干扰,实现了对大气NO_2的定量.结果表明,系统在摆脱有线数传束缚的基础上可稳定探测NO_2,对100 ppbv的NO_2标气响应时间T9034 s,标定探得其灵敏度为0.242 m V·ppbv-1,时间分辨率为10 s时探测限为1.5 ppbv(3σ).为验证准确性,将系统置于合肥西北郊科学岛进行了连续2个昼夜的大气NO_2测量,并与参考设备CRDS系统对比,探讨了测量结果,发现除去该系统因环境湿度贴近极限工作湿度时测量结果奇异部分,二者表现出良好的一致性,R2达到0.940,线性拟合斜率为1.047±0.006,接着分析了温湿度和其他痕量气体等干扰源.研究表明,本技术可为大气NO_2高分辨在线监测提供一种低成本便携途径.     

基于实测光谱的杭州湾悬浮物浓度遥感反演模式

悬浮物是我国近海水质遥感监测的主要参数之一.利用ASD地物光谱仪测量杭州湾水体的反射光谱,同步采集表层水样获取悬浮物浓度,模拟水色卫星MODIS和MERIS的波段设置提取遥感反射率,基于人工神经网络分别建立2种悬浮物浓度的遥感反演模式.实测结果表明,杭州湾水体中悬浮物浓度较高,泥沙含量远远大于叶绿素浓度,平均值分别为705 mg/L和1.164 mg/m³;2个监测站位的悬浮物浓度表现出时空上的差异,尤其是随潮汐变化的短周期变异十分显著;实测水体反射率光谱曲线在650～700 nm之间与800 nm附近分别出现峰值,光谱曲线一阶微分结果显示第一反射峰的位置随着悬浮物浓度增大向长波方向移动.基于神经网络建立的模拟算法充分利用了卫星不同通道的光谱信息,可以同时模拟水体中色素与非色素悬浮物的浓度,模型取得了较好的拟合效果,R²均大于0.95,可以应用于实际卫星遥感反演,尤其是MERIS数据,因其具有相对较高的空间分辨率,在近海水环境遥感监测中的应用前景更为广阔.     

石墨探针采样/石墨探针炉原子吸收光谱测定APM中痕量铜

采用一定规格的石墨探针可直接收集大气微料物质（ＡＰＭ）。然后,立即采用石墨探针炉原子吸收光谱测定收集在探针上的ＡＰＭ中痕量铜。方法简便,快速。在０－５５０ｎｇ／ｍＬ范围内,铜的浓度与峰面积吸光度呈良好的线性关系。铜的特征量为２２．０ｐｇ,检出限为６．６ｎｇ／ｍＬ。分析标准参比材料,铜的回收率达９８％,相对标准偏差为３．３％。