2.1.3　差分吸收光譜技術的應用

2.1.3.1　空氣常規污染物監測

DOAS在監測空氣污染方面的應用主要是監測二氧化硫、二氧化氮、臭氧和甲醛等分子。圖2-6給出了這些分子在280～485nm波段范圍內的吸收譜。在200～230nm波段，NO和NH₃有特征吸收，SO₂有較強的XC1B₂躍遷，但是由于短波段的瑞利散射及O₂、O₃有強烈的吸收，所用的光程長度限于在數百米之內。

圖2-6　二氧化硫等分子的吸收譜

表2-1是國家頒布的空氣質量標準來劃分的測量結果。

表2-1　測量結果　　單位：%

2.1.3.2　煙道污染源監測

現在空氣中很多主要污染物是由煤燃燒產生的，因此研究一種可靠實時的煙氣污染濃度探測技術是十分重要的。由于煙道內環境惡劣，不僅有高溫、高濕、高塵和高濃度的各種氣體，而且還伴隨著各種不同的化學反應，實時在線檢測技術難度很大，使得DOAS技術的直接應用幾乎是不可能的，在實際測量中為了減少響應時間和提高探測氣體的最大和最小極限，遇到了很多困難。煙道氣體的溫度很高，一般為20～1000℃，對同樣濃度的氣體，高溫將引起吸收截面的變化，使得光譜擬合后產生誤差。另外，受煙氣測量光路長度的限制，通過固定長度光程的光被高濃度氣體深度吸收，這將偏離朗伯-比爾定律。

DOAS技術今天被廣泛應用于大氣測量中，例如長時間測量大氣中痕量氣體的濃度和用于城市空氣中主要污染物環境監測。但是與大氣監測不同，在煙氣中被測氣體濃度往往是很高的，例如某電廠煙道中SO₂平均濃度為600mg/m3，NO的平均濃度為300mg/m3。此外，當探測光穿過煙氣采樣槽時，光的測量距離由煙氣采樣槽的長度決定，使得測定的光學密度大大高于大氣中的光學密度。分子吸收背離朗伯-比爾定律產生非線性。