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躍遷到較高能態，然后去活化回到某一較低能態（常常是基態）而發射出特征光譜的物理現象（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。當激發輻射的波長與產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、階躍激發熒光等，各種元素都有其特定的原子熒光光譜，根據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

與傳統點式分析測量儀器相比，基于各種光散射的環境光學監測技術的優勢在于：

①可以反映一個區域的平均污染程度，不需要多點取樣，這對于連續監測或是泄漏監測十分有用；

②能對不易接近的危險區域進行監測；

③可以同時測量多種污染物成分。

因此，基于光學和光譜學原理的環境光學監測技術是當前環境污染在線監測的發展方向和技術主流。光譜學技術和化學方法在許多測量平臺上互補，它們之間的結合大大提高了探測的靈敏度，增加了痕量氣體的探測種類，測量結果的相互比較也大大提高了測量的可信度。

對于環境污染監測，環境光學監測技術提供了許多有效的測量手段。DOAS技術廣泛用在紫外和可見波段范圍，監測標準污染物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氣體NO₃和HONO的測量十分有效。FTIR技術特別適用于測量和鑒別污染嚴重的大氣成分、有機物或酸類，對于干潔環境中的痕量氣體監測，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，則可以發揮其光譜分辨率高、響應快、成本低等優點。激光雷達技術具有高空間分辨率、高測量精度等優點，可用于污染物濃度立體分布和輸送通量測量。當然，還有許多其他高靈敏的環境光學監測技術，如光散射技術、激光質譜技術、激光誘導熒光技術和光聲光譜技術等，在實際場合中應視具體的應用目標來確定選擇測量技術。