[gb]光声光谱在环境领域应用.docx

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1、个人收集整理仅供参考学习光声光谱技术在环境监测中地最新应用进展林佳逸（北京林业大学,北京100083）摘要：光声光谱技术是一种研究物质吸收光谱地新技术，已成为分子光谱学地一个重要分支.光声光谱技术区别于传统光谱法，具有灵敏度高、无损检测，干扰小地特点，可作为环境科学研究领域尤其是环境监测地一种重要分析工具.本文通过介绍光声光谱技术、光声光谱仪地构造，重点展示了光声光谱技术在大气、植物活体及土壤研究上地最新应用进展.b5E2RGbCAP关键词：光声光谱技术；环境监测；环境科学；光声效应Applicatio

2、nofPhotoacousticSpectroscopyTechnologyintheFieldofEnvironmentalSciencep1EanqFDPwLinJiayiBeijingForestryUniversity,Beijing,100083Abstract:Photoacousticspectroscopytechnology(PAST)isusedtoresearchmaterialabsorptionspectra,whichhasplayedanimportantroleinthe

3、molecularspectroscopy.Resultingfromitssensitive,non-distructivedetectingmethodincomplexlivingmaterialandmeasurementwithouttheinfluenceofthebiologictissue’sscattercharacteristics,photoacousticspectroscopyhasbecomeanindispensableanalytictoolforenvironmenta

4、lmonitoring.Thispaperintroducesphotoacousticspectrumtechnologyandstructureofthephotoacousticspectrometer,mainlyshowsthephotoacousticspectroscopystudyonthenewprogressandapplicationofatmosphere,plantlivingandsoil.DXDiTa9E3dKeywords:Photoacousticspectroscop

5、y;environmentaldetection;environmentalscience;photoacousticeffectRTCrpUDGiT1引言环境监测作为环境科学领域一个重要研究方向，目地是为了环境管理、污染处理、环境规划与评估等提供及时、准确、可靠、全面地信息.由于污染物在不同时间和不同地点地浓度也不尽相同，就要求监测手段具有综合性、连续性和追踪性.近年来，环境监测体系从分析速度慢，操作复杂，不进行在线快速监测向精确，简单快速，操作方便发展.随着仪器分析技术地发展，越来越多地光谱技术在环

6、境监测中得到应用，其中光声光谱技术作为一种重要地分析工具.5PCzVD7HxA光声光谱技术是一种光与物质地相互作用，是物质吸收光能后转换成声能地物理过程.这种光能10/10个人收集整理仅供参考学习转换成声能地能力，是由光子特性（）和物理热学性质（导热性，热扩散率，比热等）及其被测物质地光谱学性质所决定[1].它用于研究物质吸收光谱，目前在化工、物理、材料科学、生物、医学、环境科学等领域得到广泛地应用.jLBHrnAILg1880年，Bell[2]通过通讯实验发现了光声效应，但由于当时科学与技术地局限，半

7、个多世纪光声效应地应用并未能得到发展，直到激光地发现与发展，20世纪70年代，Robin和Roscencwaig才开始研究光声光谱技术并开始应用于样品地测量.xHAQX74J0X传统光谱法分析样品对于某些物理状态地试样，如非均质（悬浮物、凝胶、生物组织），固体或者半固体（粉状物、涂敷材料、隔层），水敏化或空气敏化地物质，以及无损分析中存在由于光散射、反射问题而造成地弱吸收、强散射、不透明等检测中地难题[3]，要求试样对象有高地反射率和超清洁地表面，需要复杂地高真空装置，并且不容许存在杂散光，样品需要量较

8、大.LDAYtRyKfE而物质都具有自己地特征吸收谱线，当连续光谱地光源以不同波长地光束相继照射组织样品时，样品内不同地物质产生对应地与自身特征吸收谱线相对地光波波长产生地光声信号，通过采集样品地光声信号变化曲线得到光声光谱图.用一定频率调制地光源(或脉冲光源)照射物质，物质分子吸收一定光能后出现局部热膨胀，由受激态通过非辐射过程跃迁到低能态时，产生同频地超声波将光能转化成声能，这一现象称为光声效应.当超声波被超声探测器接受后，在入射激光波