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儀器網(wǎng) 會展報道】
環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境治理和保護工作的基礎與關鍵。從上世紀工業(yè)的迅速發(fā)展導致嚴重的污染事件多次發(fā)生開始，環(huán)境監(jiān)測技術就開始迅速發(fā)展。到目前為止，不僅在監(jiān)測手段方面形成了理化分析技術、生物監(jiān)測技術、“3S”監(jiān)測技術、信息技術等多種技術共同組成的環(huán)境監(jiān)測質量控制體系，在監(jiān)測指標的多樣性、監(jiān)測數(shù)據(jù)的精度與準確度等方面也有了長足進步。
目前環(huán)境監(jiān)測領域新興的受到研究者重視的技術主要有高
光譜成像分析技術和太赫茲技術。在“第十三屆中國在線
分析儀器應用及發(fā)展論壇暨展覽會”第二天的專題報告會上，分析儀器學會在線分析儀器專家組成員朱衛(wèi)東教授，就這兩項技術在環(huán)境監(jiān)測等領域的應用向現(xiàn)場觀眾做了介紹。
高光譜技術對我們來說已經(jīng)不算陌生。作為有著極高光譜分辨率且波段連續(xù)的遙測成像分析技術，高光譜技術集樣本圖像信息與光譜信息于一身，不僅可以反映樣本大小、形狀、缺陷等外部品質特征，還可以充分反映樣品內部的物理結構、化學成分的差異等信息·，已經(jīng)成為機載、星載遙測技術的常用技術。
在環(huán)境監(jiān)測中，高光譜技術已經(jīng)廣泛應用于大氣環(huán)境中污染氣體、溫室氣體監(jiān)測，水環(huán)境中重點水污染源水華、水質、飲用水源地安全監(jiān)測，生態(tài)環(huán)境的生物多樣性、植被類型監(jiān)測、土壤污染等領域。而隨著無人機技術的發(fā)展，高光譜分析技術搭載無人機，在環(huán)境實時監(jiān)測與無人監(jiān)測方面有了更近一步的發(fā)展。
與高光譜技術相比，太赫茲技術目前仍然處于發(fā)展階段，技術仍未成熟，還不能做到大范圍應用。因此太赫茲技術是目前檢測技術發(fā)展的重點方向之一。
太赫茲(THz，1THz = 1012 Hz)波段是指頻率從100 GHz到10 THz ，相應的波長從3毫米到30微米，介于毫米波與紅外光之間頻譜范圍相當寬的電磁波譜區(qū)域。太赫茲波頻率高、脈沖短、穿透性強，且能量很小，對物質與人體的破壞較小，有著比X射線更廣闊的應用前景。
太赫茲技術可以分為太赫茲光譜技術和太赫茲成像技術，太赫茲光譜技術又可分為太赫茲時域光譜技術和太赫茲頻域光譜技術。其中太赫茲時域光譜技術(THz-TDS)在探測和鑒別氣體方面有著獨特的優(yōu)勢。太赫茲時域光譜技術的基本原理是利用飛秒脈沖產(chǎn)生并探測時間分辨的太赫茲電場，通過傅里葉變換獲得被測物體的光譜信息，可以同時測定混合氣體中不同成分的吸收、化學成分和濃度。通過對比太赫茲波通過氣體樣品前后的頻譜，就可以得到氣體的特征譜線，進而監(jiān)測和鑒別氣體，對目前的中紅外光譜分析技術是一個很好的補充。
太赫茲光譜技術具有對部分痕量極性分子敏感的特點。環(huán)境空氣氣態(tài)污染物的主要成分就是SO2和NOX等一些極性氣體，利用這一特性，太赫茲光譜技術可以有效監(jiān)測這些污染物，在氣體監(jiān)測方面有著很大的應用前景和發(fā)展空間。
對太赫茲波段的光譜研究才剛剛起步，目前仍處于一個高速發(fā)展的時期。可以預見太赫茲時域光譜技術將成為環(huán)境監(jiān)測的重要手段之一，小型化、便攜式、高分辨率的實時太赫茲時域光譜檢測系統(tǒng)將會是發(fā)展趨勢。
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