以双波长三通道拉曼激光雷达对2008年北京奥运会期间大气状况进行了测量与分析,给出了奥运主场 馆上空气溶胶消光系数、后向散射回波信号及波长消光比垂直分布及时空变化,计算了气溶胶消光散射 比、光学厚度及Angstrom波长指数,结合地面监测数据分析了奥运期间典型天气间气溶胶光学特征 的变化。结果表明,8[EQUATION]9日两天空气污染相对较重,主要为较大粒径粒子所致,降雨后气溶胶光 学厚度有着明显的升高过程,出现较小粒径污染物的堆积。

结合遥感所、云岗镇、燕山石化及首都机场4个站点2008年6月至9月期间SO2、NO2、O3以及PM10的监测结 果,对北京奥运期间主要污染物浓度水平和变化特征进行分析。PM[EQUATION]为北京市的主要污染物,各时段市 区站点PM[EQUATION]均明显高于市郊站点,城郊差异从7月1日至7月19日以及7月20日至8月24日时段的50%减少 至8月8日至8月24日以及9月6日至9月17日时段的25%左右。城郊各阶段PM[EQUATION]日变化的差异主要表现在 凌晨至11:00前后的时段。一次污染物SO[EQUATION]和NO[EQUATION]均达到国家大气环境质量二级标准,随着减排措施的实 施,降幅均超过14%。从日变化曲线来看,各站点NO[EQUATION]基本呈双峰型特征, SO[EQUATION]在燕山石化和云岗镇站 点表现出双峰态。O[EQUATION]作为光化学烟雾的指示剂,各站点O[EQUATION]呈现出白天高、夜晚低的日变化特征。云 岗镇和燕山石化的O[EQUATION]日变化表现出明显的双峰型。4个站点O[EQUATION]在实施减排措施的初始阶段呈现出升 高的趋势,7月20日后的统计数据表明后期O[EQUATION]浓度持续下降,平均日变化最大值和最小值的比值减小。 各个污染物浓度在8月8日至8月24日时段下降最为显著。相比于7月1日至7月19日减排措施实施的起始阶段, 各站点在7月20日至8月24日奥运期间SO[EQUATION]、NO[EQUATION]、O[EQUATION]和PM[EQUATION]降低幅度分别为14% [EQUATION]33%, 15%[EQUATION]61%, 2.5%[EQUATION]14%和10%[EQUATION]12%。

利用车载被动差分吸收光谱遥测技术,对奥运期间北京市某大型钢铁厂所在区域内的SO2和NO2排放 通量进行了测量。观测结果表明奥运会赛时该区域SO2和NO2排放通量的平均值分别为4.1 ton/h和1.0 ton/h,并 通过对比表明车载被动DOAS与其它仪器测量结果有较好的一致性。进一步分析后给出了相比6月份两种污染气 体排放通量下降了约44%和78%的结果,说明了减排措施的显著效果。

利用地基多轴差分吸收光谱仪(multi axis differential optical absorption spectroscopy, MAX-DOAS)在2008年北 京奥运期间对奥运场馆附近上空对流层NO2进行监测,并与OMI的测量结果进行对比。结果显示：地基MAX-DOAS的NO2结果 比OMI结果高,最高达到了2.4倍；二者在无云条件下得到了比较好的相关性(R=0.64),但在阴雨天气条件下,云的 存在使得MAX-DOAS结果与OMI卫星数据产生了很大差别,其相关系数仅为0.19,但与LP-DOAS却有很好的一致性,相关系数为0.92。

NH是大气成分中最丰富的碱性痕量气体,对中和大气酸性成分以及气溶胶的形成起重要作用。使用基于可调谐 半导体激光吸收光谱和开放长光程技术的NH在线监测系统对北京奥运期间鸟巢附近城区进行了NH浓度的连续监 测。监测结果表明NH浓度具有明显的日变化周期,基本规律是白天浓度降低,夜晚浓度升高到峰值；NH的 日峰值浓度从北京奥运开始有所下降。研究表明北京城区机动车限行对减小NH浓度和抑制气溶胶的形成起到了积极作用。

大气中悬浮的颗粒物是评价环境质量的重要指标,激光雷达是获得颗粒物时空分布的重要手段。近地面颗粒物消光 系数与颗粒物质量浓度是相关的,利用震荡天平(TEOM)测量近地面的PM[EQUATION]质量浓度,与雷达测量的消光系数建 立经验关系,推算PM[EQUATION]质量浓度的垂直分布。风廓线雷达给出了不同高度上风场的变化,可以计算不同高度上 颗粒物向城区的输送通量,最终可以估算总的收支。使用激光雷达技术对北京重要工业污染源进行了长时间的 连续监测,获取了颗粒物输送通量等多种参数,给出了连续监测结果。

大气区域性污染及其区域输送研究是当前研究的热点问题,2008年北京奥运会的举行为研究北京及其周边大气区域输 送提供了机会。主要利用双波长三通道激光雷达和风廓线雷达对颗粒物大气颗粒物区域输送进行研究,介绍了双波长三 通道激光雷达的特征及主要参数,讨论了大气颗粒物质量浓度垂直分布的反演方法,并结合风廓线雷达数据论述了颗 粒物区域输送的反演,实现了对大气颗粒物输送通量的估算和输送方向的判断。最后,对监测期间典型时间段的大气 颗粒物区域输送通量和总量进行估算,并结合SO[EQUATION]实测数据进行了对比分析。

利用自行研制的开放光程傅里叶变换红外光谱测量系统于2008奥运期间对北京燕山地区大气 中的HCHO, CH[EQUATION], CH[EQUATION]OH, C[EQUATION]H[EQUATION], C[EQUATION]H[EQUATION], C[EQUATION]H[EQUATION]和CH[EQUATION]COCH[EQUATION]气体进行了连续监 测,介绍了系统的组成及光谱数据处理方法,并对浓度测量结果进行了分析。研究结果显示,7月20日限行措 施实施后,除C[EQUATION]H[EQUATION]外,其他气体日平均浓度均有明显下降,平均幅度约29%,奥运期间平均降幅达34%,受 局部气象条件引起的本底浓度暂时性波动影响,监测指标物中, C[EQUATION]H[EQUATION]平均浓度分别增加6.09%和19.66%, 但其日变化幅度明显下降,表明北京市奥运期间的控制减排措施有效。

大气中的挥发性有机物是空气中影响人体健康的重要污染物,它们在光化学烟雾、酸雨、全球变暖等环境 问题中也起到重要作用。使用傅里叶变换红外光谱测量了奥运期间首都机场C[EQUATION]H[EQUATION]浓度变化,通过最小二乘法拟 合得到C[EQUATION]H[EQUATION]在不同时间段内的浓度值。C[EQUATION]H[EQUATION]/C[EQUATION]H[EQUATION]值的变化趋势是晚上较高,白天较低,受汽车尾气影 响。C[EQUATION]H[EQUATION]浓度变化则是受机动车和飞机尾气的共同影响。奥运会期间C[EQUATION]H[EQUATION]浓度变化受飞机影响很 大,浓度变化和飞机架次相关性很好。

介绍了MAX-DOAS监测系统软件的设计与实现,包括对光谱仪及探测器单元、望远镜探测方向单元、温度控制单元 的控制。软件使用Microsoft Visual Basic 6.0 编写,界面简洁直观,操作简便,实现了光谱数据的实时采集及痕 量气体垂直柱浓度的反演。系统实现长时间无人值守连续工作。

在紫外光谱吸收法水质监测中,光信号的探测与处理是一项关键技术。利用双光路单通道循环分时采样方法,在软 件控制下分时探测背景、参考、测量光强,消除了由于背景光的干扰和光源强度变化带来的影响,提高了监测系统 的可靠性和精确性。并采用了双波段测量方式,用于消除水中浊度的影响,具有很强的实用性。用标准溶液进行了实 验,相对标准偏差不超过1%,最大相对误差小于2.0%,说明系统有很高的精确性、准确性。