自20世纪50年代以来，燃煤发电厂向大气中排放有害气体和颗粒污染物(如SO)已是众所周知2,没有2不，是烟灰。
在过去的70年里，我们取得了很大的进展，特别是在欧洲和美国，我们减少了排放，改善了空气质量。
例如，美国于1963年通过了《清洁空气法》(CAA)，授权环境保护局(EPA)采取切实行动改善空气质量，从而促进公众健康。
尽管《清洁空气法》已多次修订(1970年、1977年、1982年和1990年)，以增加环保局的立法权，但麻省理工学院(MIT) 2013年进行的一项研究显示，仅在美国，空气污染每年仍造成约20万人死亡。1
发展中国家继续工业化，对能源的需求迅速增加。在印度和中国等地尤其如此。
虽然清洁技术能够服务于全球市场的一部分，但全球大约40%的发电仍来自燃煤电厂。在印度和中国等国家，这一比例可能高达70%至75%，2这意味着环境监测系统在今天和以往一样至关重要。
连续排放监测系统
从CAA的早期开始，工程师们就一直在研究用静电沉淀等技术净化烟囱排气的方法，3，4然而，从历史上看，气体污染物的实时监测要困难得多。
空气污染监测站。
得益于过去20年光学传感技术的进步，工程师们已经能够利用吸收光谱技术开发出一种连续发射监测系统(CEMS)。
气体在光谱的UV/Vis(电子)和红外(弧菌)区域都有吸收带，许多其他共价结合的分子。在这两种体制下工作有利有弊。
在近红外(NIR)和中红外(MIR)范围内工作的对峙红外吸收技术必须使用可调谐激光源来发挥作用。这些可能包括分布式布拉格反射器(DBRs)或量子级联激光器(QCLs)，与HgCdTe和InGaAs光电探测器一起使用。
诸如可调谐二极管激光吸收光谱(TLDAS)和差分吸收激光雷达(DIAL)等过程允许近红外和MIR吸收光谱提供分子物种的精确量化。
这种方法的一个相当大的缺点是，在大多数情况下，每一种感兴趣的品种都需要使用不同的激发激光器，增加了本已昂贵的组件成本。
相比之下，使用光学吸收光谱法意味着UV/Vis吸收可以通过单一的宽带光源来测量不同的分子种类阵列。
DOAS降低了多物种检测的成本，同时由于使用了恒流D2发射灯和廉价的CCD光谱仪，单物种检测的成本也低得多。
在许多情况下，甚至可以使用阳光来执行DOAS，尽管由于阳光水平的固有波动，这通常不推荐用于CEMS。
微分光学吸收光谱法
据报道，DOAS于1973年首次用于大气测量。本文将其应用于NO的监测2通过监测430nm和450nm之间的吸收带浓度，5然而，正如前面提到的，直到引入了当代基于CCD的光谱仪，这项技术才能够实现商业可行性。
DOAS现在通过记录两种吸收光谱来执行:一种是通过大气柱进行的参考扫描，理想情况下没有分析物，另一种是通过包含分析物的相同路径长度进行的第二次扫描。
拥挤的公路上的车辆。
本文没有范围概述DOAS在任何详细的数学处理,但需要指出的是,通过这两个光谱的差异,应用比尔-朗伯定律,由此产生的微分光谱完全依赖于吸收横截面分析物的物种,以及参考光谱柱密度与物种之间的差异。6
因为横截面可以表示为一个缓慢变化和快速验证的函数的和，微分谱使这两个组成部分分离。
另外，因为瑞利和MIE散射都是缓慢改变的功能，所以使用诸如诸如傅里叶变换滤波器的数学工具的差分频谱去除来自数据的散射和衰减。7
图1显示了一组常见大气污染物的吸收带，包括NO、NO2，所以2前面提到的。从这张图表中可以清楚地看出，可以检测到大多数的分子物种(CO和CO除外)2)从200 nm到460 nm。
图1所示。常见大气物种的吸收带。
因此，可以使用一个紧凑的固定光栅光谱仪作为基于doas的CEMS的一部分。应该注意的是，当选择光谱仪来测量光谱的紫外区域时，必须使用超低杂散光配置来减少系统中的杂散光。
虽然它们很紧凑，但跨柑橘条频谱仪设计往往具有比过渡性胫骨传感器光谱仪的具有固有的杂散光线。
的AvaSpec-ULS2048XL-EVO和AvaSpec-ULS2048X64-EVO来自Avantes的超低杂散光光谱仪就是一个例子。这两款仪器都采用了该公司的超低杂散光设计，以及背薄CCD探测器，增强了紫外灵敏度和噪声信号。
图2显示了DOAS的通用CEMS设置。在这里，凹面镜被用来在监控路径上校准宽带光源(通常是D2灯)。另一个凹面镜用来将传输的光耦合到一根光纤电缆中，然后将其引导到光谱仪中。
图2。典型的CEMS设置，使用DOAS。
额外的独立应用程序
基于阳光的DOAS也通常与CEMS一起用于一般环境监测。
在一个这样的例子中，一个希腊科学家小组在2015年的大气科学与应用进展会议上展示了数据，他们使用了一个微型多轴(MAX) DOAS系统来测量HCHO、NO的对流层柱密度欧洲杯线上买球2所以2在希腊塞萨洛尼基周围的农村、城市和郊区。8
它们使用的Min-MAX-DOAS系统是来自Avantes的Avaspec-ULS-TEC光谱仪。这已由300nm配置为450 nm。部署了三个系统，其中使用25微米入口狭缝，具有〜0.25nm分辨率，另一个使用50微米入口狭缝，分辨率为约0.38nm。
德国Max Planck Institute的另一组使用了类似的Mini MAX-DOAS系统，该系统基于Avantes光谱仪，以便在德国和罗马尼亚收集类似的测量。9
仪器的选择
随着全球社会的不断扩大，对清洁技术的需求也在不断增加，特别是通过CEMS和基于实地的DOAS系统对环境污染物进行有效监测的需求。
在这两种情况下，这些应用都需要稳定、高分辨率、敏感、低杂散光光谱仪，以提供可靠、准确的高信噪比和低检测限的DOAS测量。
Avaspec-ULS光学工作台提供了目前可用的任何微型光谱仪的最高水平的稳定性和最低的杂散光量，而选择使用CMOS或背薄CCD探测器为用户提供了灵活的平衡成本和灵敏度有效。
Avantes ULS2048系列光谱仪是最推荐的背薄仪器之一，提供卓越的性能。AvaSpec-ULS2048XLEVO提供了超大尺寸的14x500微米像素分辨率，在UV范围(200-400 nm)和NIR (950-1160 nm)都提供了一流的效率。它的内部快门使内联黑暗捕捉集成时间低至2微秒。
AvaSpec-ULS2048x64-EVO由于其高紫外响应、快速集成时间和0.9 mm探测器高度，在DOAS应用中也有良好的跟踪记录。
每一个AvaSpec-ULS系列光谱仪也可以作为OEM模块提供，这意味着它们可以根据需要集成到交钥匙工业或现场传感设备中。它们也适合作为现有实验室设备设置的附加设备使用。2020欧洲杯下注官网
所有这些仪器都能够通过以太网、USB和Avantes AS7010电子板的本地数字和模拟输入/输出功能进行通信，为其他设备提供了良好的接口选择。
最后，Avantes AvaSpec DLL软件开发包包括c#、c++、Delphi、LabView、Visual Basic、MatLab和一系列其他编程环境中的示例程序，使用户可以根据需要为自己的应用程序开发代码。
参考资料及进一步阅读
- caazzo, Fabio, et al. "美国的空气污染和过早死亡。第一部分:量化2005年主要行业的影响。大气环境79(2013):198-208。
- G,凯伦。“什么是烟囱?”sciencing.com, https://sci- encing.com/info-8068108-smoke-stacks.html。2020年3月23日。
- 马克，艾尔文·m·"烟囱气溶胶气体净化器"美国专利号3,520,662。1970年7月14日。
- 基尔霍夫，弗兰兹-约瑟夫和约阿希姆·勃兰特。“静电precipi——tator。”美国专利号4097252。1978年6月27日。
- 布鲁尔，a.w.， c.t.麦克尔罗伊，j.b.克尔。"大气中二氧化氮的浓度"自然246.5429(1973):129-133。
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- 海明，郑。“基于差分光学吸收光谱拷贝的连续排放监测系统的实验研究。”2008年教育技术和培训国际研讨会和2008年地球科学和遥感研讨会。欧洲杯线上买球卷。1.IEEE，2008。
- Drosoglou, Theano等，“从塞萨洛尼基更大范围的地面MAX-DOAS测量中反演对流层柱，并与卫星产品进行比较。”
- Riffel, Katharina等，“基于移动MAX-DOAS对NO2的测量，罗马尼亚和德国莱茵-美因地区各种来源的NOx排放。”EGU大会摘要。18卷。。2016.
- 实验生物学49.3 (1969):669-677
- 谜语,Sharla。《蜜蜂的视觉和它的重要性》《蜜蜂文化:美国养蜂杂志》。(2016年5月20日)。
这些信息来源于Avantes BV提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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