1.2.4　原子熒光散射和吸收

原子熒光是原子蒸氣受具有特征波長的光源照射后，其中一些自由原子被激發(fā)躍遷到較高能態(tài)，然后去活化回到某一較低能態(tài)（常常是基態(tài)）而發(fā)射出特征光譜的物理現(xiàn)象（圖1-8）。原子熒光可分為共振原子熒光、非共振原子熒光與敏化原子熒光三類。當(dāng)激發(fā)輻射的波長與產(chǎn)生的熒光波長相同時，稱為共振熒光，它是原子熒光分析中最主要的分析線。另外還有直線躍遷熒光、階躍線熒光、敏化熒光、階躍激發(fā)熒光等，各種元素都有其特定的原子熒光光譜，根據(jù)原子熒光強度的高低可測得試樣中待測元素含量。共振熒光雷達(dá)通常用于高空鈉、鐵等元素的測量。

圖1-8　原子熒光散射和吸收

與傳統(tǒng)點式分析測量儀器相比，基于各種光散射的環(huán)境光學(xué)監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)勢在于：

①可以反映一個區(qū)域的平均污染程度，不需要多點取樣，這對于連續(xù)監(jiān)測或是泄漏監(jiān)測十分有用；

②能對不易接近的危險區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測；

③可以同時測量多種污染物成分。

因此，基于光學(xué)和光譜學(xué)原理的環(huán)境光學(xué)監(jiān)測技術(shù)是當(dāng)前環(huán)境污染在線監(jiān)測的發(fā)展方向和技術(shù)主流。光譜學(xué)技術(shù)和化學(xué)方法在許多測量平臺上互補，它們之間的結(jié)合大大提高了探測的靈敏度，增加了痕量氣體的探測種類，測量結(jié)果的相互比較也大大提高了測量的可信度。

對于環(huán)境污染監(jiān)測，環(huán)境光學(xué)監(jiān)測技術(shù)提供了許多有效的測量手段。DOAS技術(shù)廣泛用在紫外和可見波段范圍，監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)污染物O₃、NO_x、SO₂和苯等，測量的種類僅限于對該波段的窄吸收光譜線的氣體成分，但其對于大氣平流層中的易反應(yīng)氣體NO₃和HONO的測量十分有效。FTIR技術(shù)特別適用于測量和鑒別污染嚴(yán)重的大氣成分、有機物或酸類，對于干潔環(huán)境中的痕量氣體監(jiān)測，其靈敏度有待提高。如果測量一種或兩種有毒氣體，采用TDLAS技術(shù)，則可以發(fā)揮其光譜分辨率高、響應(yīng)快、成本低等優(yōu)點。激光雷達(dá)技術(shù)具有高空間分辨率、高測量精度等優(yōu)點，可用于污染物濃度立體分布和輸送通量測量。當(dāng)然，還有許多其他高靈敏的環(huán)境光學(xué)監(jiān)測技術(shù)，如光散射技術(shù)、激光質(zhì)譜技術(shù)、激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)和光聲光譜技術(shù)等，在實際場合中應(yīng)視具體的應(yīng)用目標(biāo)來確定選擇測量技術(shù)。