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根据环境保护部在2013年7月发布的74城市空气质量监测状况来看,5月份,不少地区的污染物中臭氧取代PM2.5坐上了头把交椅,比如,污染物以PM2.5和臭氧为主的京津冀地区,污染物以臭氧和PM2.5为主的长三角地区,以及污染物仅有臭氧的珠三角地区。在74城市中,臭氧浓度最大日均值(每8小时)平均超标百分比高达26.9。臭氧的两个前体物——挥发性有机物和氮氧化物,在空气中被光线照射时,就会有化学反应发生,生成臭氧,紫外线照射越强其反应越激烈。臭氧具有强氧化性,该性质提升了其他物质转变成PM2.5的速率,例如加速二氧化硫生成硫酸盐的转变,以及加速氮氧化物生成硝酸盐的转变,也会加速挥发有机物的氧化生成二次有机气溶胶的转变,这些都将成为PM2.5的一部分,对人的健康以及生活有重大的影响。本文应用傅里叶变换-差分吸收光谱法实现了臭氧浓度的在线监测。搭建了实验系统包括臭氧标气发生系统、实验室臭氧浓度在线监测系统、便携式臭氧浓度在线监测系统以及空气放电模拟实验系统,并详细介绍了每个系统的各个组成部分。针对臭氧在常温常压下就可自行分解,也不便于储存,没有相应标气等问题创建了臭氧标气发生系统,精度为0.1ppm;根据臭氧的特征吸收光谱,采用7IPX150UV氙灯光源-7ISW501三光栅扫描单色仪测量系统进行光学研究,确定了臭氧浓度反演波段为Hartley带的250-260nm、Huggins带320-350nm,利用协相关性、傅里叶变换-差分吸收光谱法分别在250-260nm和320-350nm进行相关的特征分析与浓度的反演,建立相应的浓度反演方程;为了使设备能够高度集成,并能够应用到实际环境监测中,采用脉冲氙灯-光纤光谱仪创建了便携式臭氧浓度在线监测系统,并依次开发了臭氧(O3)自动监测系统软件;成功将便携式臭氧浓度在线监测系统应用到空气放电模拟实验中,并对空气放电模型里的针板放电模型、沿面放电模型、气隙放电模型、金属微粒放电模型等四种基本的放电过程中臭氧浓度进行在线监测,得到了臭氧浓度变化曲线。