基于差分光学吸收光谱技术的曹妃甸地区污染气体监测

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(1.河南理工大学资源环境学院，焦作454003；2.交通运输部水运科学研究院，北京100088；3.北京锦穗天辰环保科技有限公司，北京100083)

科技与经济的发展给人们的生活带来巨大的便利，但与之相伴是环境污染问题的不断显现，空气污染更是人们日益关注的焦点问题之一[1]，如何对污染物做出准确的分析已迫在眉睫。大气污染物种类多样，NO2、O3、SO2是其重要组成成分。NO2作为一次污染物，在太阳辐射驱动下可以发生复杂的光化学反应，生成包括臭氧(O3)、过氧乙酰硝酸酯(PAN)和二次颗粒物等多种二次污染物，形成光化学烟雾。O3是重要的光化学氧化剂，对大气氧化性有重要影响，城市O3污染主要来源于氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)，经复杂的光化学反应生成的二次污染物[2]。SO2主要由化石燃料(石油、煤炭、天然气等)燃烧产生[3]，其在大气中的存在形式并不稳定，遇见雨水时容易形成亚硫酸(H2SO3)，在适宜条件还会与NO2发生催化反应生成硫酸(H2SO4)[4]，造成严重的酸雨事件，对人类身体健康，农作物产量等都有较大影响[5]。因此开展环境空气中NO2、O3、SO2浓度的监测与分析具有十分重要意义。

差分光学吸收光谱技术(DOAS)是一种利用痕量气体独特的光谱吸收截面对对流层痕量气体进行定量分析的光谱遥感技术，德国海德堡大学Platt.U等于20世纪70年代首次将这种技术应用于大气痕量气体的测量[6]。在此基础上的MAX-DOAS可以通过不同视角下的扫描方式提高对近地层痕量气体和气溶胶监测的灵敏度，具有可实时连续监测和多组分同步分析的特点，还可以将监测数据与传输模型相结合反演气体的垂直廓线[7]，了解污染物的空间分布特征。……