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随着大气污染物的排放量日益增加,给大气环境带来了极大的破坏。以SO2为例,每年全球大量的排放SO2,形成酸雨、烟雾,破坏生态系统。同时对于污染的检测及监测技术的要求也是越来越高,要求检测精度更高,检测方法更便捷快速,以港口船舶尾气的SO2监测为例,由于传统的登船采样检测技术的局限性,则需研发能现场快速远距离检测的技术。大气中大多数污染物质如SO2、NOx、H2S等都具有对不同波段的紫外光特异性吸收,而紫外相机可以远距离快速的拍摄到紫外光的变化情况,将这个特性和紫外相机结合,可研发出紫外相机拍摄检测技术。紫外相机拍摄检测技术因其检测快速、方便及可远距离（≦3km）检测等优势,已经在火山烟气、工厂废气和船舶尾气检测等领域开展研究,经过近些年的发展,紫外相机拍摄检测技术越来越受关注。本文研发了紫外相机拍摄检测装置,设计了该装置的光路系统、气室系统及浓度检测系统等,调节该装置的最佳检测性能,制备获得了对具有紫外吸收特性的气态污染物的快速检测装置;并将该装置应用于对SO2的检测研究,建立了紫外相机快速检测气体中SO2的新方法,在获得最佳检测条件下,实现了对室外及港口主要污染源中SO2的初步检测分析。主要工作内容如下:1、设计研发了紫外相机拍摄检测装置,并将该装置对气态污染物的检测性能进行优化改进。紫外相机拍摄检测装置主要由光路系统、气室系统、气体调节装置及浓度检测系统共4部分组成。（1）光路系统:主要包括紫外光源、出入光光纤及光路转化器;紫外光源产生的200-400nm紫外光由光纤导入气体吸收池中;光路转化器可实现在同一光路下的紫外相机或光谱仪的检测。（2）气室系统:主要包括怀特式结构气体吸收池、气体温度控制器和气压监视器等;多次折返的怀特池结构可缩小气体吸收池体积减小样品使用量,同时大大增加光程长度提高检测精度;温度控制器和气压监视器可实现待测气体温度的控制和气压的监测。（3）气体调节装置:主要包括混气仪、湿度发生器、湿度检测器、温度控制器及标准气体等;将大浓度的标准气体通过混气仪调节浓度及流速,同时由湿度发生器调节气体湿度,最终由导管将浓度、湿度和流速一定的待测气体通入气体吸收池检测。（4）浓度检测系统:主要包括紫外相机、滤镜组及光谱仪;高灵敏度的紫外相机配合不同波段的多个滤镜,可实现待测物的高精度快速拍摄检测;光谱仪实现对整个检测装置的同步校正检测。通过优化装置,362ml的气体吸收池内光程长度达4.2m,气体可实现2.62mg/m~3浓度精度调节,5-45℃温度调节,35-85%RH相对湿度调节;获得适合应用于SO2检测的5个波段的滤镜:270nm、280nm、300nm和310nm,以及可去除尾气中黑炭干扰的340nm波段的滤镜。性能检测的结果显示,该装置的气密性良好,密封气体后的1.5h内,光谱仪检测结果的变化量为7.41%,1h内紫外相机检测结果变化量为6.98%;光谱仪检测结果证明该装置可在50s内达到稳定,且在后续的30min内,紫外相机拍摄检测结果同样稳定;光谱仪4次检测结果的标准偏差为0.54%,紫外相机重复9次检测不同浓度的SO2,标准偏差都小于3.53%,证明该装置在检测方面重复性良好,可实现气态污染物的检测。2、利用紫外相机拍摄检测装置,建立SO2快速拍摄检测新方法。本研究根据实际污染源中SO2的特点,利用该装置获得不同浓度、温度和湿度的SO2并对其进行检测。设置SO2检测浓度区间为0-2617mg/m~3,浓度间隔为261.7mg/m~3;温度设置在5-45℃之间,温度间隔为10℃;相对湿度变化范围为35-85%RH,变化间隔为10%RH。各滤镜下单个浓度的30组检测数据的标准偏差都在7.65%之内,对270nm和280nm波段的检测结果采用二次多项式拟合,对300nm和310nm波段下的检测结果采用线性拟合后,其R~2分别是0.9991、0.9991、0.9909和0.9986,都具有良好拟合;各滤镜在不同温度30组检测数据的标准偏差都在4.70%之内,在270nm、280nm、300nm和310nm波段下检测结果经线性拟合后得R~2分别为0.9501、0.9596、0.9764和0.9752;对于气体相对湿度在35-85%RH之间,该检测方法对不同湿度的SO2检测结果中,不同波段滤镜的RSD均小于4.67%,可以不考虑湿度对检测结果的影响。通过对11组检测数据运用偏最小二乘法建模,随机选择的验证集进行验证得到的R~2均大于0.98,结果证明在该检测装置的作用下,建立SO2新检测方法有较高的检测精度。3、将新建立的SO2快速拍摄检测方法运用到模拟污染源和港口污染源的检测。不同环境模拟污染源是将2个分别充满1300mg/m~3的SO2和N2的边长50cm石英玻璃箱放置在成都地区楼顶和深圳海边;港口污染源采用的是香港港口的3只船舶尾气。实际环境下的检测中,紫外光源为太阳光,检测设备为浓度检测系统中的紫外相机和滤镜组;紫外相机根据环境条件设置适当的曝光时间、焦距及光圈等参数,采用大于11mm遮光罩来避免不同太阳高度角的影响,同时以天空为拍摄背景实现检测背景统一。在距离小于200m的不同拍摄点,该检测方法都可以的检测到模拟污染源中的SO2气体;对香港进出港的3只船舶拍摄检测,选择合适的参数均可初步估算其尾气中SO2的含量,检测结果显示其3只船舶尾气的SO2浓度均未超标。