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1、哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要汞是一种对人体具有很强毒性的金属污染物，以蒸气形式由呼吸道侵入人体，依次分布到脑、肾、肠、心、肺、呼吸道黏膜和皮肤导致对人体的伤害。自工业革命以来，汞在全球大气、水和土壤中的含量已增加了三倍左右，汞污染的不断加剧对人类健康和环境造成了极大危害。汞浓度的测定方法有很多种，但有些方法只适用于实验室测量，有些方法要求较长的取样时间，有些方法仪器体积庞大价格昂贵，因此，开发一种价格便宜、体积小、实用的汞浓度的实时在线测量方法是十分必要的。汞的谱线有很多条，由于原子的吸收光谱仅发生在与基态相连的主线213系，因此选用6sS0—6s6pP1的谱线进行
2、光谱分析，其波长为253.7nm。以Beer-Lambert定律以及Einstein跃迁理论为基础推导出汞气浓度计算模型，根据汞原子吸收光谱的特点，建立由氘灯、光栅光谱仪、CCD探测器和微机组成汞气浓度在线光谱分析系统。研究了汞气浓度测量过程中的一些物理现象对测量结果的影响。通过改变光束直径的大小、光通量的多少、光谱仪的积分时间，证明了这些因素对系统稳定性没有影响；在253.7nm强吸收峰处没有观察到饱和现象；发现空气粒子对汞原子的碰撞会促使汞原子跃迁，使吸收增大，因此在测量浓度时应保持空气的粒子数密度不变；得出液态汞形状对饱和浓度的影响，pr*(凸液面)>pr*(平液面
3、)>pr*(毛细管中凹液面)，且曲率半径r越小，偏离程度越大。通过不同温度下一定浓度汞蒸气的光谱分析，证明了温度对定量汞气吸收谱没有影响；通过不同温度下饱和汞气的光谱测量，建立了汞气浓度与光-2谱参量的关系，同时，给出了系统的检出限NLlim为0.032mgm，系统响应时间为10s。该系统有望用于大气环境中以及工业车间内汞气浓度的监测，从而为大-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文气污染防治工程提供科学依据。关键词汞；浓度测量；吸收光谱技术-II-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractMercuryismetalpollutantthathasverystrongt
4、oxicitytothehumanbody.Peopleinbreathedmercurywithfumeform,whichcomesintobrain,kidney,bowel,heart,lung,skin,mucosaofthebreathway.TheglobalatmosphericHgdepositionrateisapproximatelythreetimeshigherthaninpre-industrialtimes.Exacerbationofmercurypollutionisharmforpeopleandenvironment.Thereare
5、manykindsofmercuryconcentrationevaluationmethod,butsomeareapplicabletolaboratory,somerequestlongersamplingtimeorsomeinstrumentishugeorexpensive.Thereforeinventareal-timeon-linemercuryconcentrationevaluationmethodisnecessary,whichischeap,smallandpractical.213Weanalyzethespectrum6sS0—6s6pP1
6、around253.7nm,becauseatomicabsorptiononlyexitsprincipalseriesconnectwithgroundstate.BasedonBeer-LambertlawandEinsteintransitiontheory,aconcentrationevaluationmodelwasestablished.Basedontheabsorptionspectrumcharacteristicofmercury,thesystemismadeofdeuteriumlamp,high-resolutionminiaturefibe
7、ropticspectrometer,CCDdetectorandcomputer.Manyeffectstospectrumhadbeentakenintoaccount.Ithasnoeffectonsystemstabilitythatchanginglightdiameter,opticalflux,integraltimeofthespectrometer.Thereisnosaturatedabsorptionaround253.7nm.Thatimpactbetweenairparticlesandmercury
