成远,张振,华灯鑫,2,宫振峰,梅亮*

(1 大连理工大学光电工程与仪器科学学院,辽宁 大连 116024;2 西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西 西安 710048)

0 引言

二氧化氮(NO2)是大气中的一种痕量气体,具有腐蚀性、刺激性和毒性,也是造成酸雨、酸雾和光化学烟雾的主要污染物之一。作为一种重要的大气污染物,NO2严重危害人体健康以及生态系统[1-4]。大气NO2污染主要来自燃煤、石油等化石燃料燃烧产生的氮氧化物,氮氧化物在传输过程中会被氧化而成为NO2。此外,随着汽车数量的日益增加,由城市交通工具排放而导致的NO2污染也日益严重,在一般城市里NO2浓度不到190 μg/m3,但在交通拥挤地段可高达1900 μg/m3[5]。随着工业化进程的持续推进以及汽车保有量的不断增加,大气NO2污染问题日趋严峻,加强NO2污染监测成为大气环境监测与治理的迫切需求。

NO2是少数几种在紫外、可见波段有明显吸收光谱的气体之一,其在大气中的柱浓度分布可由被动式星载仪器来测量,如SCIAMACHY[6]和GOME[7]等。然而,星载测量仪器用太阳光作为光源,太阳高度角的变化和云层遮挡等因素将会对测量精度造成影响,同时较低的空间分辨率也难以满足局地NO2浓度监测的要求。对于地基NO2浓度监测,目前已出现多种先进的高灵敏度光学方法,包括可调谐二极管激光器吸收光谱技术(TDLAS)[8,9]、差分光学吸收光谱技术(DOAS)[10,11]以及差分吸收激光雷达技术(DIAL)[12,13]等。TDLAS 和DOAS 技术可满足工业NO2排放源及背景NO2浓度等的实时、高精度监测需求,但对高架源及NO2垂直空间分布等测量应用则力不从心[14-16]。……