[实用新型]一种光化学与臭氧激光雷达协同分析的臭氧监测系统

说明书

一种光化学与臭氧激光雷达协同分析的臭氧监测系统，属于大气监测技术领域，包括臭氧激光雷达、光化学在线分析仪和数据采集分析装置，臭氧激光雷达、光化学在线分析仪和数据采集分析装置处于互通的网络环境中，数据采集分析装置包括臭氧激光雷达控制及数据采集模块、光化学在线分析仪数据采集模块、臭氧激光雷达数据反演模块、光化学数据分析模块、数据存储模块。本实用新型在监测大气中臭氧浓度的同时，还能判定臭氧污染是由本地形成或者外来输送，还是由大气光化学反应生成；如果由大气光化学反应生成，臭氧的生成主要因素是VOC还是NO_x；从而为臭氧污染及时有效治理提供依据。

技术领域

本实用新型属于大气监测技术领域，涉及一种监测臭氧环境污染的臭氧监测系统，尤其涉及一种光化学与臭氧激光雷达协同分析的臭氧监测系统。

背景技术

近年来，臭氧污染作为环境污染之一，引起越来越多的关注。臭氧在人们的日常生活使用广泛，例如可应用于食物及水资源的消毒。然而当人类生活区周边的臭氧浓度超过一定限值，就将造成灰疆和光化学烟雾等污染，严重影响正常生产与生活。针对日益凸显的臭氧污染，我国现行《环境空气质量标准》（GB 3095-2012）中，规定臭氧的控制标准为：臭氧8小时浓度日平均值一级为100μg/m³，二级为160μg/m³。

臭氧生成机理错综复杂，除了本地形成和外来输送，光化学反应也是促使臭氧浓度升高的一个重要因素。为了有效治理臭氧污染，亟需一种臭氧监测系统，用于判定臭氧污染是由本地形成或者外来输送，还是由大气光化学反应生成；如果由大气光化学反应生成，臭氧的生成主要因素是VOC（挥发性有机物）还是NO_x（氮氧化物）；从而采取相应的有效治理手段。

然而现有技术的臭氧监测系统，例如CN109001758A、CN110455734A、CN108469278A、CN212111248U等，均只能监测大气中臭氧的浓度，不能判定臭氧污染的成因。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种光化学与臭氧激光雷达协同分析的臭氧监测系统，在监测大气中臭氧浓度的同时，还能判定臭氧污染是由本地形成或者外来输送，还是由大气光化学反应生成；如果由大气光化学反应生成，臭氧的生成主要因素是VOC（挥发性有机物）还是NO_x（氮氧化物）；从而为臭氧污染及时有效治理提供依据。本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

一种光化学与臭氧激光雷达协同分析的臭氧监测系统，其特征在于，包括臭氧激光雷达、光化学在线分析仪和数据采集分析装置，臭氧激光雷达、光化学在线分析仪和数据采集分析装置处于互通的网络环境中，数据采集分析装置包括臭氧激光雷达控制及数据采集模块、光化学在线分析仪数据采集模块、臭氧激光雷达数据反演模块、光化学数据分析模块、数据存储模块。

本实用新型提供的臭氧监测系统，利用激光雷达垂直监测数据，反演近地面至高空的臭氧浓度分布数据，以分析近地面至高空臭氧浓度变化特征；利用光化学在线分析仪监测近地面VOC总量、氮氧化物及臭氧浓度的变化特征，并根据监测数据制作EKMA分析曲线，分析光化学反应强度，从而分析臭氧的生成主要因素是VOC还是NO_x。

在一些具体实施方案中，所述数据采集分析装置为工控机、服务器或者工作站。

在一些具体实施方案中，所述臭氧激光雷达为采用差分吸收原理，通过高能紫外激光器发射两组波长接近的脉冲激光，一束位于臭氧气体的吸收线上，另一束位于吸收线之外，组成一对探测波长。266nm激光通过拉曼管中的氘气产生289nm和316nm的受激散射光，组成两对探测波长，经过扩束器射到大气中与臭氧、气溶胶等发生相互作用，后向散射光被望远镜接收，得到各波长的回波信号，然后由差分吸收算法反演出大气中臭氧的浓度。