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生态环境监测技术应用
pplication of Ecological Environment Monitoring Technology

MAX-DOAS 反演对流层 NO 2 垂直廓线和垂直柱浓度的方法，利用非线性最优
估算法反演得到了对流层 NO2 廓线，特别在近地面反演精度达到了 0.6%，并与
主动 DOAS 进行了对比，相关系数达到了 0.76。王杨等人在 2014 年研究了多地

基 MAX-DOAS 的云和气溶胶类型鉴别方法，最终形成了 MAX-DOAS 技术的云
和气溶胶类型鉴别方案。利用该鉴别方案，统计分析了相关阶段的 MAX-DOAS
观测结果。此外，近来发展较快的宽带腔体增强差分吸收光谱（CE-DOAS）技
术可以用于自由基及其前体物的相关大气化学研究，目前国内对实际大气 NO2

和 HONO 的探测灵敏度分别达到 0.2 和 0.1ppb（1ppb=1ng/g，余同），这对研究
HONO 形成途径，特别是 NO2 非均相反应对 HONO 形成的贡献研究具有重要的
意义。
傅里叶变换红外光谱技术（FTIR）是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变

换的原理而开发的红外光谱分析技术。图 9-1 给出了一台典型的基于迈克尔逊干
涉仪的 FTIR 光谱仪的原理简图。当一束来自光源 S 的辐射经准直透镜 L1 成为
平行光进入干涉仪后，首先被分束器 P 分成方向相互垂直的两束，向上反射的一
束光在定镜 M1 上反射折回，再透过 P 并穿过样品区 A 后由 L2 会聚于探测器 D；

透过 P 的另一束光射向动镜 M2，并从 M2 返回后经 P 反射，也穿过样品区 A 后
会聚于探测器 D 上。显然，在探测器上将两个具有一定时间位移的光波将发生
干涉，其总光强依赖于两束光的光程差（=2d）。由于干涉效应，探测器探测到
的是干涉光的强度信号，干涉图是光程差的函数，光谱是波数 ν 的函数，通过

傅里叶变换可以实现干涉图和相应光谱的相互转换。在环境监测领域，根据系统
光源配置的不同，开放光路傅里叶变换红外光谱仪可以分为单站式与双站式两种
方式。单站式配置是指系统红外发射光源与 FTIR 接收系统设置在监测区域的同
一侧，在这种配置中，常使用角反射镜替代双站式配置中光源发射望远镜，通常

角反射镜是一个角反射阵列或者用猫眼，而双站式配置是指系统红外发射光源与
FTIR 接收系统分置在监测区域的两侧。傅里叶变换红外光谱仪目前已得到全面
的发展，使用方法几乎适应各类物质的检测分析，具体方法包括衰减全反射、漫
反射法、光声光谱法、动态光谱法（动力学法）、光谱仪与各种仪器联用等。红

外光谱法通常作为分析各种聚合物材料最佳选择的技术，是今后发展的重要方向
之一。

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