環(huán)境光學(xué)與技術(shù)

1 緒論
1.1 環(huán)境光學(xué)概述
1.1.1 發(fā)展歷程
1.1.2學(xué)科作用
1.1.3 學(xué)科需求
1.2環(huán)境光學(xué)基礎(chǔ)
1.2.1 光譜基本原理
1.2.2環(huán)境光學(xué)監(jiān)測技術(shù)進展
1.3 發(fā)展趨勢
參考文獻
2差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)
2.1差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)原理
2.1.1主動DOAS技術(shù)基本原理
2.1.2被動DOAS技術(shù)基本原理
2.2差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)系統(tǒng)
2.2.1開放光路差分光學(xué)吸收光譜測量系統(tǒng)
2.2.2便攜式多組分氣體紫外現(xiàn)場分析儀
2.2.3 煙道污染氣體在線監(jiān)測系統(tǒng)
2.2.4地基多軸差分光學(xué)吸收光譜遙測系統(tǒng)
2.2.5 車載差分光學(xué)吸收光譜遙測系統(tǒng)
2.2.6成像差分光學(xué)吸收光譜測量系統(tǒng)
2.3 差分光學(xué)吸收光譜數(shù)據(jù)分析與處理
2.3.1采用主動光源的差分光學(xué)吸收光譜反演方法
2.3.2采用自然光源的差分光學(xué)吸收光譜反演方法
2.4差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)的應(yīng)用
2.4.1主動光源差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)應(yīng)用
2.4.2被動光源差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)應(yīng)用
2.5 結(jié)論與展望
參考文獻
3 可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)
3.1可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)原理
3.1.1直接吸收光譜技術(shù)
3.1.2調(diào)制吸收光譜技術(shù)
3.2可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜測量系統(tǒng)
3.2.1可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器
3.2.2光電探測器
3.2.3 多次反射長光程吸收裝置
3.2.4開放光路長光程吸收裝置
3.3可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜數(shù)據(jù)處理與分析
3.3.1直接吸收光譜擬合算法
3.3.2波長調(diào)制諧波擬合算法
3.3.3光譜處理中的數(shù)字濾波技術(shù)
3.4可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
3.4.1大氣環(huán)境監(jiān)測
3.4.2燃燒流場診斷
3.5 結(jié)論與展望
參考文獻
4傅里葉變換紅外光譜技術(shù)
4.1傅里葉變換紅外光譜技術(shù)原理
4.1.1傅里葉變換紅外光譜技術(shù)基本原理
4.1.2傅里葉變換紅外光譜干涉圖的光譜還原方法
4.1.3儀器分辨率與儀器線型
4.1.4傅里葉變換紅外光譜儀的特點
4.2傅里葉變換紅外光譜測量系統(tǒng)
4.2.1抽取式傅里葉變換紅外測量系統(tǒng)
4.2.2開放光路傅里葉變換紅外測量系統(tǒng)
4.2.3太陽掩星通量測量系統(tǒng)
4.3傅里葉變換紅外光譜數(shù)據(jù)分析與處理
4.3.1光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理
4.3.2背景光譜的測量
4.3.3峰值高度或峰值面積分析
4.3.4差譜方法
4.3.5 經(jīng)典最小二乘法
4.3.6偏最小二乘法
4.3.7基于數(shù)字光譜合成校準(zhǔn)的非線性最小二乘定量分析方法
4.4傅里葉變換紅外光譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
4.4.1開放光路傅里葉變換紅外測量系統(tǒng)應(yīng)用
4.4.2被動掃描成像系統(tǒng)應(yīng)用
4.4.3太陽掩星通量測量系統(tǒng)應(yīng)用
4.4.4超高分辨傅里葉變換紅外測量系統(tǒng)應(yīng)用
4.5 結(jié)論與展望
參考文獻
5 非分散紅外測量技術(shù)
5.1非分散紅外測量技術(shù)原理
5.1.1非分散紅外光譜基本原理
5.1.2非分散紅外高溫吸收截面修正
5.2非分散紅外測量系統(tǒng)
5.2.1基本組成分類
5.2.2氣體反演步驟
5.2.3典型非分散紅外儀器示例
5.3非分散紅外測量技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
5.3.1機動車尾氣檢測
5.3.2大氣痕量氣體檢測
5.3.3污染源廢氣檢測
5.3.4溫室氣體檢測
5.4結(jié)論與展望
參考文獻
6激光雷達(dá)技術(shù)
6.1激光雷達(dá)技術(shù)基本原理與系統(tǒng)
6.1.1米氏散射激光雷達(dá)
6.1.2拉曼散射激光雷達(dá)
6.1.3差分吸收激光雷達(dá)
6.2激光雷達(dá)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
6.2.1大氣能見度探測
6.2.2大氣邊界層的探測
6.2.3氣溶膠質(zhì)量濃度垂直分布的測量
6.2.4大氣痕量氣體的測量
6.2.5 大氣密度、溫度廓線的探測
6.3結(jié)論與展望
參考文獻
7光散射測量技術(shù)
7.1光散射基本原理
7.1.1光散射過程
7.1.2粒子群的散射
7.1.3大氣中的散射
7.2光散射測量技術(shù)與系統(tǒng)
7.2.1大氣能見度測量技術(shù)
7.2.2光閃爍測量技術(shù)
7.2.3氣溶膠粒徑譜測量技術(shù)
7.2.4大氣顆粒物有機碳/元素碳測量技術(shù)
7.2.5 大氣濁度測量技術(shù)
7.3光散射測量技術(shù)的應(yīng)用
7.3.1復(fù)雜下墊面區(qū)域顯熱通量測量
7.3.2大氣氣溶膠粒徑譜與能見度相關(guān)性測量
7.3.3大氣PM2.5中碳組分的污染特征分析
7.4 結(jié)論與展望
參考文獻
8熒光光譜技術(shù)
8.1熒光光譜技術(shù)原理
8.1.1分子熒光機制
8.1.2熒光測量的相關(guān)參數(shù)
8.1.3熒光的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜
8.1.4 熒光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系
8.1.5 熒光光譜特征
8.1.6熒光強度與溶液濃度的關(guān)系
8.1.7散射光對熒光的影響
8.1.8環(huán)境因素對熒光光譜和熒光強度的影響
8.1.9熒光猝滅作用
8.2熒光光譜測量系統(tǒng)
8.2.1熒光光譜測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
8.2.2熒光光譜測量系統(tǒng)的工作原理
8.2.3熒光光譜測量系統(tǒng)的光譜校正
8.3熒光光譜數(shù)據(jù)分析與處理
8.3.1發(fā)展現(xiàn)狀
8.3.2二維熒光光譜數(shù)據(jù)解析
8.3.3三維熒光光譜數(shù)據(jù)解析
8.3.4 典型應(yīng)用
8.4 熒光光譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
8.4.1水體有機污染物在線監(jiān)測
8.4.2水體藻類在線識別與測定
8.5 結(jié)論與展望
參考文獻
9激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)
9.1激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)原理
9.1.1等離子體光譜的產(chǎn)生
9.1.2激光誘導(dǎo)等離子體參數(shù)
9.2激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)系統(tǒng)
9.2.1激光器
9.2.2光譜儀
9.2.3其他關(guān)鍵部件
9.2.4 關(guān)鍵實驗參數(shù)
9.2.5 激光誘導(dǎo)等離子體光譜增強方法與裝置
9.3激光誘導(dǎo)擊穿光譜數(shù)據(jù)處理與分析
9.3.1光譜預(yù)處理
9.3.2光譜定性分析
9.3.3定量分析
9.4 激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
9.4.1土壤重金屬在線監(jiān)測
9.4.2工業(yè)排放廢水重金屬在線監(jiān)測
9.5 結(jié)論與展望
參考文獻
10大氣環(huán)境立體監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)集成及應(yīng)用
10.1大氣環(huán)境立體監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)集成
10.1.1固定點立體監(jiān)測
10.1.2車載走航立體觀測
10.1.3多源衛(wèi)星遙測
10.2大氣環(huán)境立體監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)典型應(yīng)用
10.2.1大氣氧化性外場綜合觀測
10.2.2工業(yè)園區(qū)污染氣體綜合監(jiān)測
10.2.3區(qū)域大氣污染綜合監(jiān)測
10.2.4 重大賽事活動空氣質(zhì)量保障措施評估
10.3結(jié)論與展望
參考文獻
附錄
附錄1GB/T 37186—2018氣體分析二氧化硫和氮氧化物的測定紫外差分吸收光譜分析法
附錄2HJ 919—2017環(huán)境空氣揮發(fā)性有機物的測定便攜式傅里葉紅外儀法
附錄3HJ 920—2017環(huán)境空氣無機有害氣體的應(yīng)急監(jiān)測便攜式傅里葉紅外儀法
附錄4JB/T 11996—2014機動車尾氣遙測設(shè)備通用技術(shù)要求
附錄5JB/T 12573—2018機動車尾氣立式遙測設(shè)備通用技術(shù)要求
附錄6QX/T 536—2020前向散射式能見度儀測試方法