激光誘導擊穿光譜技術與大氣環(huán)境探測

目錄
前言
第1章 緒論 1
第2章 LIBS和實驗系統(tǒng) 4
2.1 LIBS的原理介紹 4
2.2 LIBS的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5
2.3 基于LIBS的大氣環(huán)境探測系統(tǒng) 7
2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)校準及參數(shù)優(yōu)化 8
2.5 純金屬樣品的系統(tǒng)測試 9
2.6 LIBS相關參數(shù)計算 11
2.6.1 檢出限 11
2.6.2 等離子體溫度 11
2.6.3 電子數(shù)密度 12
2.6.4 局域熱平衡狀態(tài)驗證 12
2.6.5 內(nèi)標法對目標元素進行定量分析 12
第3章 大氣顆粒物重金屬元素及同位素原位在線探測 14
3.1 空氣成分和局域空氣污染在線探測 14
3.1.1 實驗參數(shù)及樣品制備 15
3.1.2 空氣和人類呼吸的實時監(jiān)測 15
3.1.3 蚊香煙霧的實時監(jiān)測 17
3.1.4 含重金屬蚊香煙霧的半定量分析 20
3.2 卷煙煙氣和煙灰在線探測 21
3.2.1 實驗參數(shù)介紹 21
3.2.2 煙氣的LIBS元素探測分析 21
3.2.3 卷煙煙塵與煙灰的光譜探測 22
3.2.4 CN自由基分子光譜分析 25
3.2.5 煙氣中鉛的半定量檢測 27
3.2.6 煙氣中鉛同位素分析 27
3.3 廟宇香煙霧在線探測 29
3.3.1 實驗參數(shù)及樣品制備 29
3.3.2 空氣譜和燃燒廟宇香煙霧的實時在線探測 30
3.3.3 普通香灰的元素成分分析 33
3.3.4 含鉛香灰的元素成分分析 33
3.3.5 通過內(nèi)部標準方法對Pb進行定量分析 34
3.3.6 LIBS光譜中Pb元素的檢出限 35
3.4 焊錫作業(yè)環(huán)境煙霧探測分析 36
3.4.1 實驗參數(shù)介紹 36
3.4.2 原位在線探測焊錫煙霧 36
3.4.3 定量分析 38
3.4.4 鉛元素的檢出限 39
3.4.5 等離子體溫度 39
3.5 秸稈焚燒煙霧在線探測 40
3.5.1 實驗系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)整 41
3.5.2 基于LIBS對秸稈燃燒煙霧的在線探測 41
3.5.3 秸稈燃燒煙霧中的CN自由基溫度擬合 43
3.5.4 對含鉛秸稈燃燒煙霧的LIBS在線探測與分析 46
3.5.5 水稻秸稈燃燒煙霧的質(zhì)譜分析 48
3.6 樹木焚燒煙塵在線探測 51
3.6.1 實驗裝置與樣品制備 52
3.6.2 樹皮與樹心元素分布 52
3.6.3 理論與實驗中CN自由基的振動群和溫度 54
3.6.4 Ca元素的溫度 55
第4章 大氣環(huán)境中的碳及同位素在線探測 58
4.1 呼和吸規(guī)律下的碳濃度變化探測 59
4.2 大氣碳成分含量變化在線探測 60
4.3 基于激光在線探測的碳同位素探測研究 62
4.3.1 CN分子光譜形成機理 63
4.3.2 分子光譜同位素效應 64
4.3.3 同位素分子光譜計算 66
第5章 大氣污染的溯源 69
5.1 室內(nèi)人類呼氣和燃燒產(chǎn)生的不同煙的溯源 70
5.1.1 實驗裝置 71
5.1.2 光譜采集與預處理 71
5.1.3 空氣和人類的呼氣 72
5.1.4 三種物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙 73
5.1.5 煙的等離子體中的CN自由基 75
5.1.6 主成分分析 76
5.1.7 基于有監(jiān)督機器學習的煙溯源 81
5.2 藏香和廟宇香等的煙塵溯源 83
5.2.1 實驗設備參數(shù)介紹 83
5.2.2 藏香的LIBS譜圖探測分析 83
5.2.3 藏香煙塵的SPAMS探測分析 85
5.2.4 煙塵顆粒物的聚類分析 87
5.3 煤煙煙塵污染溯源研究 88
5.3.1 實驗方法介紹 88
5.3.2 原位在線探測煤煙 89
5.3.3 不同樣品之間的對比 89
5.3.4 無監(jiān)督分析 89
5.3.5 有監(jiān)督分析 91
第6章 大氣環(huán)境中的VOCs 94
6.1 鹵素的定性檢測 94
6.1.1 氣溶膠樣本制備 94
6.1.2 裝置結(jié)構 95
6.2 鹵素的定量檢測 96
6.2.1 空氣背景環(huán)境探測 96
6.2.2 鹵族元素分析 97
6.3 鹵素的定量探測 102
6.3.1 定量分析方法 102
6.3.2 LIBS定量分析 103
6.4 分子結(jié)構拉曼分析 105
第7章 大氣環(huán)境中的硫 109
7.1 大氣環(huán)境中硫的定性和定量分析 109
7.1.1 含硫有機物（甲硫醚）定性分析 110
7.1.2 物質(zhì)狀態(tài)對探測的影響討論 111
7.1.3 硫元素定量探測 112
7.1.4 含硫有機物分子結(jié)構探測 114
7.2 硫及其同位素的在線探測 115
7.2.1 實驗裝置 115
7.2.2 利用LIBS在線原位檢測大氣中的硫 116
7.2.3 CN分子帶和溫度模擬 117
7.2.4 使用SPAMS技術在線檢測大氣中的硫 119
第8章 大氣濕沉降下的土壤作物與近海藻類研究 121
8.1 茶葉重金屬污染研究 121
8.1.1 實驗裝置與樣品制備 122
8.1.2 茶葉中的元素 122
8.1.3 Pb的定量分析與檢測限 124
8.1.4 電子溫度與電子數(shù)密度 126
8.1.5 局域熱平衡狀態(tài)驗證 127
8.1.6 小結(jié) 127
8.2 藏紅花重金屬污染研究 128
8.2.1 實驗裝置與樣品制備 128
8.2.2 藏紅花元素的在線原位檢測 129
8.2.3 藏紅花中有毒重金屬元素的檢測 129
8.2.4 真假藏紅花的鑒別 132
8.2.5 小結(jié) 134
8.3 海洋藻類的有毒重金屬的快速探測 134
8.3.1 海藻樣品制備 134
8.3.2 普通海帶LIBS光譜分析 134
8.3.3 海帶的鉛元素定量分析 136
8.4 紫菜和近海海水污染 139
8.4.1 實驗樣品與裝置 140
8.4.2 紫菜樣品的LIBS光譜與定性分析 140
8.4.3 內(nèi)標法對紫菜中Pb元素的定量分析 140
8.4.4 等離子體溫度 143
8.4.5 電子數(shù)密度 145
8.4.6 CN自由基的振動溫度和轉(zhuǎn)動溫度 146
8.4.7 小結(jié) 147
第9章 大氣水汽探測研究 148
9.1 基于H原子光譜的濕度研究 149
9.2 加濕器水汽探測 153
參考文獻 156
后記 175