1.2.4 原子荧光散射和吸收
原子荧光是原子蒸气受具有特征波长的光源照射后，其中一些自由原子被激发跃迁到较高能态，然后去活化回到某一较低能态（常常是基态）而发射出特征光谱的物理现象（图1-8）。原子荧光可分为共振原子荧光、非共振原子荧光与敏化原子荧光三类。当激发辐射的波长与产生的荧光波长相同时，称为共振荧光，它是原子荧光分析中最主要的分析线。另外还有直线跃迁荧光、阶跃线荧光、敏化荧光、阶跃激发荧光等，各种元素都有其特定的原子荧光光谱，根据原子荧光强度的高低可测得试样中待测元素含量。共振荧光雷达通常用于高空钠、铁等元素的测量。
图1-8 原子荧光散射和吸收
与传统点式分析测量仪器相比，基于各种光散射的环境光学监测技术的优势在于：
①可以反映一个区域的平均污染程度，不需要多点取样，这对于连续监测或是泄漏监测十分有用；
②能对不易接近的危险区域进行监测；
③可以同时测量多种污染物成分。
因此，基于光学和光谱学原理的环境光学监测技术是当前环境污染在线监测的发展方向和技术主流。光谱学技术和化学方法在许多测量平台上互补，它们之间的结合大大提高了探测的灵敏度，增加了痕量气体的探测种类，测量结果的相互比较也大大提高了测量的可信度。
对于环境污染监测，环境光学监测技术提供了许多有效的测量手段。DOAS技术广泛用在紫外和可见波段范围，监测标准污染物O3、NOx、SO2和苯等，测量的种类仅限于对该波段的窄吸收光谱线的气体成分，但其对于大气平流层中的易反应气体NO3和HONO的测量十分有效。FTIR技术特别适用于测量和鉴别污染严重的大气成分、有机物或酸类，对于干洁环境中的痕量气体监测，其灵敏度有待提高。如果测量一种或两种有毒气体，采用TDLAS技术，则可以发挥其光谱分辨率高、响应快、成本低等优点。激光雷达技术具有高空间分辨率、高测量精度等优点，可用于污染物浓度立体分布和输送通量测量。当然，还有许多其他高灵敏的环境光学监测技术，如光散射技术、激光质谱技术、激光诱导荧光技术和光声光谱技术等，在实际场合中应视具体的应用目标来确定选择测量技术。