大氣監(jiān)測領(lǐng)域中差分吸收光譜監(jiān)測的應(yīng)用研究

浙江環(huán)境監(jiān)測工程有限公司 芮倩倩，黃欣欣，袁夢娜

依據(jù)當(dāng)前信息化產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展支撐要求，我國逐步推行監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)發(fā)展，以大氣監(jiān)測監(jiān)控為重點，并結(jié)合相關(guān)的新技術(shù)、新應(yīng)用，不斷提升大氣監(jiān)測領(lǐng)域的評估，提高大氣監(jiān)測技術(shù)實施效果。差分吸收光譜技術(shù)是一項新的大氣監(jiān)測技術(shù)，與我國當(dāng)前的大氣光譜技術(shù)分析要求，需對大氣工作原理和光譜技術(shù)的詳細分析流程進行分析，優(yōu)化技術(shù)方法、技術(shù)應(yīng)用特點情況，確定符合當(dāng)前差分吸收光譜技術(shù)的價值評估概念。

一、差分光譜技術(shù)吸收的基本含義和發(fā)展價值要求

差分吸收光譜技術(shù)，專業(yè)英文簡稱DOAS，它是一種新型的空氣監(jiān)測評估技術(shù)。根據(jù)相關(guān)的技術(shù)定義和規(guī)范要求，需要重視準(zhǔn)確地評估吸收光譜過程中的各項污染氣體的情況，根據(jù)鑒別要求，分析污染大氣的濃度和類型。

按照空氣監(jiān)測的實際情況，要求進行國際化評估和交流，逐步優(yōu)化技術(shù)，提高差分光譜技術(shù)在中國產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的發(fā)展水平。自中國開始重視環(huán)保價值評估的應(yīng)用，技術(shù)逐步推廣拓展。

自2002年開始，中國科學(xué)研究機構(gòu)研發(fā)專項環(huán)保監(jiān)測評估系統(tǒng)，結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，對環(huán)境進行系統(tǒng)評估監(jiān)測，以實現(xiàn)對大氣中SO2、SO3、NO2等氣體的監(jiān)測評估。

二、DOAS技術(shù)的基本原理分析

差分吸收光譜技術(shù)評估中，依據(jù)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求，結(jié)合分子光輻射吸收原理進行鑒別分析，判斷其中不同氣體差分之間的變化水平。依據(jù)空氣中的氣體成分，結(jié)合技術(shù)規(guī)范要求，應(yīng)充分利用光譜對比分析方法，吸收光譜數(shù)據(jù)信息，獲取光譜中的各項成分，準(zhǔn)確地測定符合鑒定的成分類型和濃度標(biāo)準(zhǔn)。按照DOAS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，可以快速地確定可吸收的基本定律。在光線穿過氣體后，在一定厚度內(nèi)的氣體介質(zhì)發(fā)生變化。依據(jù)介質(zhì)厚度L、濃度C、可以獲取滲透的光強I和入射光強電IO，從而獲取相關(guān)性的數(shù)據(jù)評估關(guān)系。

按照DOAS數(shù)據(jù)基礎(chǔ)痕跡進行氣體分子的量化，結(jié)合窄帶數(shù)據(jù)吸收評估監(jiān)測方法，以簡單設(shè)備和監(jiān)測監(jiān)控方式，通過DOAS技術(shù)應(yīng)用，并將技術(shù)應(yīng)用到大氣監(jiān)測的實際實踐操作規(guī)范中，吸收強度廣。遵循相關(guān)的吸收定律，應(yīng)充分考慮散射測試的結(jié)構(gòu)化要求，考慮不同散射的影響關(guān)系，從而逐步消除不合理的散射，提高濾波作用。在大氣光譜數(shù)據(jù)分子的吸收過程中，結(jié)合相關(guān)的光譜變化和分離要求，可以準(zhǔn)確地獲取光譜變化和波長變化。根據(jù)分子實際特性和吸收要求，來分析光學(xué)厚度的變化。按照散射光譜變化的實際帶寬比例，將分子引入到窄帶光譜中。按照計算數(shù)據(jù)的評估方式，使用高通濾波技術(shù)，對波長進行快速的光譜分離技術(shù)評估，分離出的分子吸收光譜，通過模擬光譜擬定合成，可準(zhǔn)確地計算出大氣吸收物質(zhì)的濃度比例水平，確保差分吸收綜合基本實施的合理性。

三、差分光譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的技術(shù)關(guān)鍵要素評估

隨著環(huán)境污染程度的不斷增加，人們在生活中受到的危險程度也越來越大。為有效地緩解環(huán)境污染問題的發(fā)展，需要結(jié)合生命健康損害比例水平，采取相關(guān)的環(huán)境措施評估，依據(jù)污染措施給予必要的調(diào)控管理。重視檢測技術(shù)和檢測手段的優(yōu)化和更新，提高大氣數(shù)據(jù)監(jiān)測評估綜合條件水平。本文將根據(jù)差分吸收光譜技術(shù)的實際技術(shù)要求，結(jié)合大氣監(jiān)測的技術(shù)評估方式，逐步拓展大氣污染氣體的準(zhǔn)確化流程，實現(xiàn)大氣污染的準(zhǔn)確評估。以下將針對大氣監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用進行探究分析

（一）高質(zhì)量光譜數(shù)據(jù)采集信息的評估措施

差分吸收光譜技術(shù)分析中，主要是依據(jù)光譜技術(shù)檢測評估要求，結(jié)合噪音、散光等各項測試技術(shù)規(guī)范要求，調(diào)整光譜實際的吸收量，以確定最大焦距內(nèi)可能存在的干擾影響因素。通過雙向的C-T結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)建單色儀器儀表，以避免其內(nèi)部出現(xiàn)雜色和散光的情況。通過光電陣列二級管的評估分析，對光譜段數(shù)據(jù)進行掃描，經(jīng)過二次二級管陣列融合分析，拓展光譜波段內(nèi)的測定規(guī)范要求，確定大氣干擾因素，逐步降低干擾項，準(zhǔn)確地維護探測系統(tǒng)內(nèi)的低溫、恒溫量，采用精準(zhǔn)光譜監(jiān)測評估方式，提高光譜質(zhì)量測定的精準(zhǔn)性。按照具體的應(yīng)用器件規(guī)范要求，需要聚焦遠距離方式的評估，逐漸降低陽光的干擾影響因素，通過雙向結(jié)構(gòu)的單色儀表數(shù)據(jù)分析，利用高速掃描技術(shù)，根據(jù)二極管陣列方式，來獲取光譜段的準(zhǔn)確測定，進而降低干擾因素，維持探測器運行過程中的運行規(guī)范要求，控制可能產(chǎn)生的噪音量。

（二）光譜反演技術(shù)的評估

按照計算機反演測試，評估標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合大氣測量的干擾要素，分析具體測量條件下的要求。在使用差分吸收光譜技術(shù)分析中，確定測量標(biāo)準(zhǔn)，從光源、背光、測量范圍等入手，與差分吸收量的密度水平相結(jié)合進行評估，逐步減少背光光譜量，再經(jīng)過測定后，確定可測量光譜與光源之間的移出要求，最終保證光譜的預(yù)處理效果。

（三）差分光譜測量精度相關(guān)影響因素的分析

按照實際技術(shù)規(guī)范要求，需要做好環(huán)境監(jiān)測評估分析，充分考慮實際影響測量的精度量，以此確定具體的操作方法和流程。按照壓力、溫度的影響關(guān)系，分析吸收量截面與波長之間的關(guān)系，經(jīng)過實時濃度評估，采用反演技術(shù)評估方式，準(zhǔn)確的計算溫度和標(biāo)準(zhǔn)差范圍，分析吸收截面，確定參考數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。按照標(biāo)準(zhǔn)差吸收量水平測定分析，在實驗室進行測定，分析實際操作的規(guī)范要求，結(jié)合儀器實施精度問題的測定，確定標(biāo)準(zhǔn)誤差關(guān)系。按照噪聲和其他氣體之間的影響因素，采用各式各樣的噪音數(shù)據(jù)評估分析，判斷氣體對光的吸收效果，分析測量后產(chǎn)生的誤差因素。

四、DOAS數(shù)據(jù)關(guān)鍵要素分析

（一）高質(zhì)量光譜的獲取分析

按照DOAS數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)范要求，應(yīng)確定吸收光譜的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵因素，參考光譜規(guī)范要求，實施精準(zhǔn)高度水平的評估，優(yōu)化基準(zhǔn)要素。在測量光譜質(zhì)量中，DOAS屬于一種弱光譜監(jiān)測技術(shù)，要求整個系統(tǒng)對雜散光、隨機噪聲等需要有較好的屏蔽處理效果。根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)類別，采用高倍望遠鏡體系，逐漸減少太陽光的輻射和干擾因素。采用單色儀器雙向環(huán)繞方式，減少內(nèi)部的雜色和散光量。通過探測噪聲和干擾因素，實施快速的掃描。通過二極管陣列PDA技術(shù)，代替PMT，實施完整波段光的測定，減少大氣動擾量。DOAS技術(shù)操作過程中，經(jīng)過多次疊加技術(shù)，消除各類噪聲干擾因素。參考相關(guān)的光譜實現(xiàn)專項系統(tǒng)的評估，對每個DOAS系統(tǒng)見你個參考光譜應(yīng)用，確定可考系統(tǒng)的測量要求，消除系統(tǒng)函數(shù)的測量影響效果。

（二）光譜反演化的計算評估

按照DOAS技術(shù)評估要求，經(jīng)過三個光譜數(shù)據(jù)分析，來確定測量光譜中可接收和不可接收量。分析背景光譜、未經(jīng)衰減光譜量。為了更好地提升差分吸收密度水平，對光譜做好預(yù)留處理。在光譜上做好記錄，結(jié)合探測電流干擾因素，對光譜中的緩慢水平進行評估，確定最佳的對數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)量。這種方法可有效地消除散射擾動量。經(jīng)過反演計算分析，結(jié)合反演計算中的光譜漂移量分析，調(diào)整拉伸范圍和測量光譜之間的比例水平。在探測記錄數(shù)據(jù)分析中，結(jié)合波長量進行分割。每一個波長間隔需要按照β積分定量，確定間隔都波長離散點。給定離散線性系統(tǒng)中的光譜寬度，確定常數(shù)信息。通過波長離散映射方式，通過多項目確定參數(shù)，獲取波長映射。根據(jù)光譜波段的漂移變化，調(diào)整拉伸和壓縮量。

五、差分吸收光譜在大氣監(jiān)測中的應(yīng)用

大氣中主要的污染物是SO2、NO2、O3三種氣體，它是空氣監(jiān)測中的主要參考對象。根據(jù)實際氣體的檢測規(guī)范要求，需結(jié)合不同波段進行分析測定，確定DOAS技術(shù)條件下的氣體監(jiān)測流程。DOAS方法的測定結(jié)果相比傳統(tǒng)的測定方式更加一致準(zhǔn)確，如果二者存在差異，也需要結(jié)合實際測定誤差范圍。評估測量準(zhǔn)確的濃度均值，再參考測定點的濃度，確定誤差比例，分析相關(guān)性，確定最終的檢測誤差值。NO3和OH是重要的基能團，氧化還原物質(zhì)主要是烴類、硫化物，采用DOAS監(jiān)測精準(zhǔn)有效，可減少非接觸測量，降低誤差。

在廣泛的大氣成分測定分析中，結(jié)合大氣平流層、流層數(shù)據(jù)內(nèi)容，確定符合BrO流程、ClO流程、平流層的檢測標(biāo)準(zhǔn)要求，充分發(fā)揮DOAS作用價值和應(yīng)用意義。按照DOAS數(shù)據(jù)基礎(chǔ)的規(guī)范應(yīng)用和光譜計算評估要求，采用準(zhǔn)確的大氣監(jiān)測方法評估?？蓪崿F(xiàn)獨特準(zhǔn)確的測定技術(shù)評估，在監(jiān)測多樣氣體過程中，實時準(zhǔn)確有代表性的測量評估，應(yīng)及時處理非基礎(chǔ)性的測量方式，減少各項干擾因素量。結(jié)合DOAS技術(shù)評估要求，拓展自身綜合領(lǐng)域評估效果水平的實施，拓展新興技術(shù)應(yīng)用，確定檢測可靠性，做好進一步的驗證，壓縮、拉伸等作用方式。重視光譜數(shù)據(jù)測定中的種類評估，擴展紅外光譜技術(shù)應(yīng)用水平研究成果。在DOAS技術(shù)的綜合測量下，提高精準(zhǔn)度，提高可靠性，提高可操作性水平，滿足實際經(jīng)濟實用價值要求，實現(xiàn)空氣綜合量監(jiān)測作用的提升，從而達到大氣監(jiān)測領(lǐng)域水平的應(yīng)用。

六、結(jié)語

綜上所述，按照差分吸收光譜技術(shù)規(guī)范要求，從大氣監(jiān)測中獲取更加廣泛的技術(shù)應(yīng)用和評估實施標(biāo)準(zhǔn)。分析大氣監(jiān)測領(lǐng)域中所占有的價值優(yōu)勢和獨特的應(yīng)用技術(shù)要求，并與環(huán)保工作實施便利化水平評估，應(yīng)著重優(yōu)化差分吸收光譜條件下的技術(shù)評估原理，重視價值應(yīng)用和優(yōu)勢水平的拓展，強化同類大氣監(jiān)測中的作用評估，獲取一系列的結(jié)論和標(biāo)準(zhǔn)方式流程，以滿足同行業(yè)工作評估狀態(tài)的規(guī)范化操作。