遥感傅里叶变换红外光谱测定

    气体污染物在单光程上的浓度分布

    李 燕 王连军 王俊德

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    (南京理工大学现代光谱研究室,南京210014)

    摘 要 采用开路傅里叶变换红外光谱(OP2FTIR) ,对室内固定点源排放的污染物丙酮进行了实时遥感监

    测。给出了丙酮在同一条光路上,不同光程长的积分浓度和采用多项式拟合出的积分浓度,并且利用一种一

    维计算机层析算法(CT)模型,分别用高斯模型和多项式模型,重构出了丙酮在所测光路上的浓度分布曲线。

    两种方法重构出丙酮在所测光路上,浓度的最大值分别为0. 0190 mg/L和0. 0213 mg/L,最大值分别位于坐标

    3. 11 m和3. 09 m处。研究结果表明:两种方法对浓度的分布能够得到较为一致的结果。可见,OP2FTIR与一

    维CT模型联用,可以给出污染物的单光程浓度分布,该技术应用于工业或环境卫生监测,具有预警作用。

    关键词 遥感傅里叶变换红外光谱,开路傅里叶变换红外光谱,计算机层析,大气污染物,浓度分布

    2004204206收稿; 2004209203接受

    本文系中国博士后科学基金和南京大学青年学者基金项目(No. Njust200303)

    1 引 言

    如何快速准确地实现大气污染物的实时监测,已经成为各国政府和科学家迫切想要解决的问题

    之一。在众多的仪器监测方法中,开路傅里叶变换红外光谱(OP2FTIR)已经成为最有应用潜力的技术

    之一[ 1～5 ] 。它采用光学遥感技术,对存在于光路之间的污染物质进行定性和定量测定。它相对于传统

    的取样法,有很多优点,如:无需取样,无需样品的预处理,实时、远距离、非介入式测量等。但这种测量

    给出的也仅仅是污染物在一定光程上的积分浓度(path2integrated concentration, P IC) [ 6 ] ,最多只能给出

    污染物在光路上的平均浓度(path2averaged concentration, PAC) ,而对于大气环境监测来说,求得光程上

    的浓度分布有更为重要的意义。本研究将引入一种计算机层析(CT) [ 7～9 ]算法数学模型,分别采用高斯

    模型和多项式模型,对污染物丙酮沿某一条光路的浓度分布做出一维的空间描述,给出浓度的峰值位置

    以及浓度的最大值 ......