收藏本站
《天津大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

差分吸收光谱技术在环境监测中的理论和应用研究

张学典  
【摘要】: 环境监测伴随着全球环境问题的日益突出和环境保护事业的兴起而逐步发展成为一项独立的、多学科相互渗透的综合性科学事业。保护环境实现可持续发展成为新世纪经济发展的主题。大气中痕量气体和污染源排气的监测技术及仪器开发是环境治理的重要前提。本文根据光谱法测量大气中痕量气体的原理和技术,论述了差分光学吸收光谱技术(DOAS)在环境空气质量自动监测系统(AQMS)和烟气污染源排放自动监测系统中(CEMS)的理论与应用。 本文主要完成的创造性工作有以下几个方面: 1.差分光学吸收光谱法的关键技术之一是“宽带吸收”和“窄带吸收”的分离,本文在DOAS光谱差分分离技术中,首次采用了Savitzky -Golay数字滤波技术,与多项式分离技术相比,Savitzky -Golay方法不仅提高了气体浓度反演的准确度,而且将运算时间缩短了约8%,对实时监测很有利。 2.提出了一种新的浓度反演算法——差分吸收面积拟合法。由DOAS理论的基本公式推导出:测量的差分吸收光谱和参考差分吸收截面光谱所包含的面积具有线性关系。直接用差分吸收面积拟合法代替最小二乘方法,从而避免了光谱不同分辨率,光谱漂移、拉伸或压缩等因素对测量结果造成的误差,同时具有计算量小,处理速度快等特点。 3.原理性研究影响烟气CEMS测量结果的两个主要问题-温度对吸收截面的影响和Lambert-Beer定律非线性偏离,设计了一套有效的测量气体吸收截面的实验系统,并在实验研究的基础上,提出了可应用到实际系统中的经验公式。 4.从光学、机械、电子学和软件等方面的设计入手,完成了AQMS和CEMS两套监测系统的设计并投入生产。最后对研制的系统进行了现场测量和长时间的对比实验,给出仪器准确性、重复性、线性度的评价。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:X831

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 齐汝宾;准连续激光波长调制光谱的理论与实验研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘玉宾;基于红外传感与无线网络的大气环境监测系统研究[D];南京航空航天大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶海华,张录达,吉海彦,齐小明;利用MATLAB实现平滑系数的精确表达[J];北京农学院学报;2002年03期
2 卢啸风;王致均;;用气相色谱法测定低浓度SO_2[J];重庆环境科学;1991年02期
3 李光浩;于振安;;化学发光分析法的进展[J];环境科学与技术;1990年02期
4 黄业茹,施钧慧,唐莉;GC/MS分析环境样品中的多氯联苯(PCBs)[J];分析测试技术与仪器;2000年04期
5 王胜天,许宏鼎,李景虹;环境电分析化学[J];分析化学;2002年08期
6 郑朝晖,刘文清,谢品华,王亚萍,张玉钧,刘建国;烟道SO_2浓度的紫外差分吸收光谱法测量研究[J];光电子·激光;2000年06期
7 朱勇飞;化学发光方法检测一氧化氮[J];国外医学.临床生物化学与检验学分册;2000年01期
8 谢品华,刘文清,郑朝晖,魏庆农,王亚萍,刘建国;差分光学吸收光谱(DOAS)技术在烟气SO_2监测中的应用[J];光子学报;2000年03期
9 张荣贤,陈全虎;GC/MS法测定大气中挥发性有机污染物[J];化工环保;2000年03期
10 吕小虎,陆明刚;化学发光法在环境监测中的应用[J];环境科学;1990年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 汤海涛;应用紫外差分吸收光谱技术的烟道污染气体在线监测系统[D];天津大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程蓓;电厂烟气一氧化碳检测技术及应用[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年03期
2 杨捷;宋继梅;方芳;;红外光谱法测定咖啡因的含量[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年01期
3 王红梅,郑振晖;改性膨润土在焦化废水处理中的应用研究[J];安徽化工;2005年01期
4 叶生梅;蔡昌凤;廖春燕;;粉煤灰吸附活性污泥处理生活污水的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年04期
5 尹学梅;徐建平;;城市景观水污染现状与治理对策研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
6 王敏;;COD开管消解测定法的试验研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年01期
7 韩瑜;;安徽省环境自动监控系统建设研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年04期
8 李丽娜;;宜春市袁河水质调查与分析[J];安徽农学通报;2008年16期
9 陈琳;;氟化物对小麦生长的影响[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年03期
10 金杰;俞志敏;蔡敬民;吴克;;蠕虫(蚯蚓)处理生物垃圾的初步研究[J];安徽农业科学;2006年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周燕;刘士莉;漆轩;;成都东区大气分级颗粒中酸性阴离子的测定及危害性分析[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年
2 张衍;刘育建;王井岗;;烯丙基苯醚及酚的合成与表征[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
3 邵理堂;汤光华;许传龙;王式民;;差分吸收光谱技术在线监测污染物排放的温度补偿研究[A];有毒化学污染物监测与风险管理技术交流研讨会论文集[C];2008年
4 张兴赢;张鹏;廖宏;胡秀清;李元;张立军;戎志国;邱红;;地基傅立叶红外高光谱遥感观测大气成分平台建设及其反演技术研究[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
5 王晓玲;郎晓萍;牛春晖;;光信息科学与技术专业课程改革研究[A];2006-2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2010年全体会议论文集[C];2010年
6 汪军平;朱路新;陈志强;郑海琼;;贵金属催化剂活性恢复研究[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
7 郭建辉;王铮;潘迪;;北京市烟气排放连续监测系统(CEMS)的技术方法比较及相关问题分析[A];新农村建设与环境保护——华北五省市区环境科学学会第十六届学术年会优秀论文集[C];2009年
8 滕世长;张红玉;;坚持可持续发展战略,振兴东北老工业基地[A];发展循环经济 落实科学发展观——中国环境科学学会2004年学术年会论文集[C];2004年
9 杨彬;;近十年沈阳市环境空气质量变化趋势与污染控制对策[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(中卷)[C];2008年
10 宋国华;;土壤中持久性有毒物质污染的研究进展[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(中卷)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 颜辉;植物油的亚油酸、亚麻酸红外光谱融合和模型优化方法的研究[D];江苏大学;2010年
2 秦统福;内循环三相流化床生物高效降解炼油污水技术研究[D];华东理工大学;2011年
3 陈丛瑾;香椿有效成分的提取纯化和生物活性研究[D];中南林业科技大学;2010年
4 吴敏;广州市青山绿地—城市林带林区生态功能研究[D];中南林业科技大学;2007年
5 赵芳;蛭石—水溶液体系中锌、镉离子吸附特性与离子吸附理论[D];中南林业科技大学;2007年
6 张岩;构建化学和生物传感界面用于环境有机污染物检测新方法研究[D];东华大学;2010年
7 黄健;城市供水水质监测与预警平台构建及关键技术研究[D];中国地质大学(北京);2011年
8 贺鹏;脱除烟气中二恶英类物质的实验研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 祝玉泉;调谐激光吸收光谱技术在典型灾害气体检测中应用研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 龙飞;基于近红外光谱技术的上市品种三七三醇皂苷及其制剂生产过程质量控制研究[D];成都中医药大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余安;花生粕中植酸的提取及纯化研究[D];华中农业大学;2010年
2 饶玉芳;无掩模光刻系统的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
3 王哲娟;苯、苯酚、硝基苯对泥鳅(Misgurnus bipartius)的急性毒性及抗氧化酶活性影响的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
4 金洪洙;浊点萃取光度法测定铬及萃取剂回收方法研究[D];长春理工大学;2010年
5 万容兵;载体表面化学组成对蛋白质吸附行为的影响[D];浙江理工大学;2010年
6 侯婷婷;羧酸桥联的铜—稀土杂多核配合物的合成和研究[D];浙江理工大学;2010年
7 刘博;硅基微结构SnO_2气体传感器结构改进研究[D];大连理工大学;2010年
8 付丽丽;单块晶体集成的Crossbar网络的优化设计与制作[D];辽宁师范大学;2010年
9 孙亮;基于LabVIEW的臭氧法海水化学需氧量分析仪的研制[D];中国海洋大学;2010年
10 景毅;条斑星鲽(Verasper moseri)卵巢细胞系的建立及几种内分泌干扰物对其生殖与遗传毒性作用的研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐东林;王莹;郭峰;赵东;;光谱吸收硫化氢气体浓度传感器[J];传感技术学报;2010年04期
2 霍峰;王长松;巩宪锋;齐昕;;基于Zig Bee和LabVIEW的多功能数据采集系统[J];传感器与微系统;2008年07期
3 张健;丁万山;;基于ARM的CH_4气体体积分数检测系统[J];传感器与微系统;2009年03期
4 刘外喜;胡晓;唐冬;郑晖;吉国平;;基于Zig Bee的无线温度传感器网络的设计[J];传感器与微系统;2009年04期
5 陈小刚;丁万山;;基于ARM的SF_6中微水含量检测系统[J];传感器与微系统;2009年08期
6 伍开宝;;城市大气环境安全监测的研究[J];化学工程与装备;2009年08期
7 马维光,尹王保,黄涛,赵延霆,李昌勇,贾锁堂;气体峰值吸收系数随压强变化关系的理论分析[J];光谱学与光谱分析;2004年02期
8 齐汝宾;尹新;杨立;杜振辉;刘瑾;徐可欣;;多成分有机气体的近红外光谱定量检测方法[J];光谱学与光谱分析;2008年12期
9 杜振辉;翟雅琼;李金义;胡波;;空气中挥发性有机物的光谱学在线监测技术[J];光谱学与光谱分析;2009年12期
10 齐汝宾;杜振辉;孟繁莉;李金义;高东宇;徐晓斌;陈文亮;徐可欣;;准连续激光调制吸收谱的多谐波分析[J];光谱学与光谱分析;2012年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 安俊琳;北京大气臭氧浓度变化特征及其形成机制研究[D];南京信息工程大学;2007年
2 崔厚欣;吸收光谱法在实际应用中的关键问题的研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭廷荣;光谱吸收式光纤甲烷气体传感器的研究[D];燕山大学;2001年
2 杨赓;Zigbee无线传感器网络的研究与实现[D];浙江大学;2006年
3 张洁;用LED作光源的光纤甲烷气体传感器及其检测系统的研究[D];燕山大学;2006年
4 任翌博;基于遥感FTIR技术的多组分污染气体浓度分布重构[D];南京理工大学;2006年
5 郭志华;基于光纤传感器和ZigBee技术的无线传感器网络[D];西安电子科技大学;2008年
6 胡森来;基于ZigBee的嵌入式环境监控系统路由机制的研究[D];浙江大学;2008年
7 尹新;调谐激光光谱的气体分析技术研究[D];天津大学;2007年
8 靖相坤;基于ARM的燃油发动机尾气参数测试系统的研究[D];南京航空航天大学;2008年
9 齐汝宾;基于调谐激光光谱技术的痕量气体检测技术研究[D];天津大学;2008年
10 李媛;基于ZigBee无线环境监测系统的设计研究[D];湖南大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程明,高上凯,张琳;基于脑电信号的脑—计算机接口[J];北京生物医学工程;2000年02期
2 陆明刚;张晖;吕小虎;尹方;;用化学发光法测定水体中的活性氯[J];环境科学与技术;1988年04期
3 吕小虎,陆明刚,尹方;化学发光法测定水体中微量铁[J];环境科学与技术;1989年02期
4 吕九如;张新荣;章竹君;;巯基棉分离富集-流动注射液相化学发光法测定化探样品中的痕量金[J];分析化学;1987年12期
5 吕九如;张新荣;张静;;利用Fe~(2+)-鲁米诺-O_2化学发光体系测定痕量S~(2-)的研究[J];分析化学;1989年06期
6 张玉钧,刘文清;光谱仪的在线检测[J];光电子技术与信息;1999年03期
7 章竹君,吕九如,张新荣,梁亚明;利用H_2O_2-KI-鲁米诺体系化学发光法测定痕量钼[J];高等学校化学学报;1988年05期
8 蒋可,康致泉,边雅明;环境中多氯联苯残留物的色谱/质谱测定——o,p′DDE内标法[J];环境化学;1984年03期
9 章安安,柳永行;太原地区大气飘尘中部分有机污染物的分析[J];环境化学;1985年05期
10 贺尊诗,王仁萍,陈棠颐,许志义,高毅飞,曹淑英,马玉珍,周桂兰;第二松花江(吉林江段)有机物污染状况的研究[J];环境化学;1986年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宫岛信夫;杨书润;;日本的环境污染与环境监测[J];农业环境与发展;1985年01期
2 杨其松;;生物监测是环境监测的一种重要方法[J];重庆环境科学;1981年01期
3 秦其明;;管理地球的工具——环境监测的哨兵[J];地理信息世界;2006年04期
4 ;环境监测[J];环境科学文摘;1996年04期
5 ;环境监测[J];环境科学文摘;2002年06期
6 周斌,郝楠,陈立民;夫琅禾费线对差分光学吸收光谱法测量大气污染气体影响的研究[J];物理学报;2005年09期
7 黄桂平;;生物监测技术在环境监测中的应用研究[J];绿色科技;2010年08期
8 ;《鹤城环境》1990年第1——4期目录索引[J];黑龙江环境通报;1990年04期
9 ;环境监测[J];环境科学文摘;2000年01期
10 马鹏武;钱磊;;环境监测与测量控制程序[J];黑龙江科技信息;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 狄锡坤;张伟;;推广使用小型低排放采暖炉 改善城乡大气环境[A];中国农村能源行业协会第四届全国会员代表大会新农村、新能源、新产业论坛生物质开发与利用青年学术研讨会论文集[C];2006年
2 方其仁;陈思龙;张卫东;申世放;王春;;酸沉降大气污染对馆藏文物的影响研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
3 吉长余;张东果;陈跃;姜丽丽;余秀芬;;大亚湾核电站环境监测工作中的质量保证措施[A];全国放射性流出物和环境监测与评价研讨会论文汇编[C];2003年
4 李梅;辛小毛;张宽;;基于GIS技术建立天津市环境监测地理信息系统[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
5 张洪英;李君;朱敏;窦建平;;淄博市大气污染与气象条件关系预报[A];第27届中国气象学会年会气候环境变化与人体健康分会场论文集[C];2010年
6 李党生;杨志强;朱惠斌;冯涛;;浅谈环境监测实验室废液的处置与管理[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2007年
7 贺振富;李才英;段启伟;景振华;;降低汽车尾气排放治理大气污染的几种措施[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
8 刘利娜;;关于加强环境监测与环境监察协调运行的建议[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
9 应立;曹明明;;公交优先对西安能源和环境的重要性[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
10 孙强;王慧觉;杜辉;王钦涛;陈静;;高速公路施工期环境监测敏感点的调查及属性问题研究[A];中国公路学会04’学术年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张守敏 通讯员 狄瑞云 马法坤;我市采取有力措施“点”“面”结合治理大气污染[N];呼和浩特日报(汉);2008年
2 本报记者 邹静昭;要建立区域大气污染联防联控机制[N];中国环境报;2009年
3 记者 姜虹;大气污染联防联控石化挑大梁[N];中国化工报;2010年
4 环境保护部环境规划院 王金南 宁淼;区域大气污染联防联控机制路线图[N];中国环境报;2010年
5 环境保护应急办提供;大气污染举报四月略增[N];中国环境报;2010年
6 记者 张剑雯;太原开展大气污染攻坚百日行动[N];山西经济日报;2009年
7 季英德 王文忠;淄博市临淄区深入治理大气污染[N];中国环境报;2009年
8 本报记者 司建楠;六行业成大气污染联防联控重点[N];中国工业报;2010年
9 通讯员 苗妍 记者 孙展;牡丹区多措并举治理大气污染[N];菏泽日报;2009年
10 本报记者 木佳;九部门重拳治理大气污染[N];中华工商时报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张学典;差分吸收光谱技术在环境监测中的理论和应用研究[D];天津大学;2007年
2 邢佳;大气污染排放与环境效应的非线性响应关系研究[D];清华大学;2011年
3 李新霞;光纤化学传感器、仪器系统的研制及其在生物医药和环境监测中的应用[D];新疆医科大学;2002年
4 陈立武;CE-1成像光谱仪工程化光学技术理论研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2006年
5 刘敏;环境雌激素检测方法学研究[D];华中科技大学;2006年
6 刘研华;中国环境规制改革研究[D];辽宁大学;2007年
7 翟旭华;车载光学仪器原位检测及衍射光学元件应用研究[D];长春理工大学;2009年
8 邸岳淼;水体痕量污染物表面等离子体检测技术研究与实验[D];浙江大学;2006年
9 杨海;环境与食品安全快速检测技术研究[D];华中科技大学;2006年
10 左浩毅;大气光谱学与Mie散射研究[D];四川大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘进;监测大气环境二氧化硫浓度的硅传感技术研究[D];重庆大学;2003年
2 乔旭东;渤海湾天津海域的细菌学研究[D];中国海洋大学;2005年
3 齐宇勃;哈尔滨市城区环境电磁辐射的监测与分析[D];东北林业大学;2007年
4 赵露;面向环境监测无线传感器网络节点的设计[D];合肥工业大学;2009年
5 郝斌;基于北斗卫星的野外移动定位环境监测技术研究[D];南京航空航天大学;2006年
6 陆楠;基于ZigBee技术的震后局部环境监测系统的设计[D];成都理工大学;2009年
7 段彬江;环境因素对植物细胞微核率及热激蛋白诱导的研究[D];华中师范大学;2004年
8 成磊;绿色优质库尔勒香梨生产关键技术的试验研究与示范[D];西北农林科技大学;2004年
9 白俊跃;环境监测中生物传感器的构建研究[D];大连理工大学;2006年
10 谭勇;无线传感器网络在SO2区域监测中的应用研究与实现[D];电子科技大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026