LIBS和Raman光谱的VOCs在线探测

陈庚胤， 张启航， 刘玉柱,2*， 张程元喆， 陈 宇，陈国庆， 韩博元， 阿布力米提·布玛丽亚

1. 南京信息工程大学江苏省大气海洋光电探测重点实验室， 江苏 南京 210044 2. 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心， 江苏 南京 210044 3. 新疆师范大学物理与电子工程学院， 新疆 乌鲁木齐 830054

引 言

近年来， 由于自然变化和人为活动的共同作用， 挥发性有机物(VOCs)的排放量急剧增长， 成为了全世界最为严重的大气污染物之一[1]。 VOCs是臭氧和二次有机气溶胶(如细颗粒物)形成的重要前体[2-3]， 是导致严重大气环境污染的诱因， 如雾霾、 光化学烟雾等[4-5]。 VOCs来源较为广泛， 除了通过大气循环进入高层大气系统中， 大部分存在于地表范围[6]。

由于极强的生理毒性， 其对人身体健康造成无形的威胁。 卤代类VOCs作为大气环境中最具代表性的一类， 在工业生产中应用广泛， 但对臭氧层的破坏极为严重[7]。 卤代类VOCs分子在太阳辐射下会解离出溴自由基， 与臭氧分子能够发生链式连锁分解反应， 不断分解臭氧分子(Br·+O3→BrO·+O,BrO·+O3→Br·+2O2)。 另外， 大多数含卤素的VOCs分子具有刺激性和毒性， 长期直接接触这些挥发性污染物会对人体造成严重伤害[8]。 因此， 大气中VOCs的在线检测， 特别是其中卤素的检测， 对于研究光化学反应机理， 分析大气环境污染具有重要意义。

LIBS技术是一种普遍适用于固体、 液体、 气体样品成分分析的新型光谱学分析手段[9-10]。 采用高能脉冲激光灼烧样品， 生成高温等离子体， 这些等离子体跃迁发射的光谱谱线可以提供目标样品的元素信息。……