2.1.3　差分吸收光谱技术的应用

2.1.3.1　空气常规污染物监测

DOAS在监测空气污染方面的应用主要是监测二氧化硫、二氧化氮、臭氧和甲醛等分子。图2-6给出了这些分子在280～485nm波段范围内的吸收谱。在200～230nm波段，NO和NH₃有特征吸收，SO₂有较强的XC1B₂跃迁，但是由于短波段的瑞利散射及O₂、O₃有强烈的吸收，所用的光程长度限于在数百米之内。

图2-6　二氧化硫等分子的吸收谱

表2-1是国家颁布的空气质量标准来划分的测量结果。

表2-1　测量结果　　单位：%

2.1.3.2　烟道污染源监测

现在空气中很多主要污染物是由煤燃烧产生的，因此研究一种可靠实时的烟气污染浓度探测技术是十分重要的。由于烟道内环境恶劣，不仅有高温、高湿、高尘和高浓度的各种气体，而且还伴随着各种不同的化学反应，实时在线检测技术难度很大，使得DOAS技术的直接应用几乎是不可能的，在实际测量中为了减少响应时间和提高探测气体的最大和最小极限，遇到了很多困难。烟道气体的温度很高，一般为20～1000℃，对同样浓度的气体，高温将引起吸收截面的变化，使得光谱拟合后产生误差。另外，受烟气测量光路长度的限制，通过固定长度光程的光被高浓度气体深度吸收，这将偏离朗伯-比尔定律。

DOAS技术今天被广泛应用于大气测量中，例如长时间测量大气中痕量气体的浓度和用于城市空气中主要污染物环境监测。但是与大气监测不同，在烟气中被测气体浓度往往是很高的，例如某电厂烟道中SO₂平均浓度为600mg/m3，NO的平均浓度为300mg/m3。此外，当探测光穿过烟气采样槽时，光的测量距离由烟气采样槽的长度决定，使得测定的光学密度大大高于大气中的光学密度。分子吸收背离朗伯-比尔定律产生非线性。