激光诱导击穿光谱技术与大气环境探测

本书结合近期新研究成果，介绍了激光诱导击穿光谱技术在大气环境探测中的前沿应用及激光诱导击穿光谱技术和实验系统，阐述了基于激光诱导击穿光谱技术的大气环境在线探测的近期新进展，包括大气颗粒物重金属元素及碳同位素探测、大气污染溯源、大气环境中的挥发性有机物（VOCs）和硫的探测、大气湿沉降的农作物污染和水汽探测等，展示了光谱技术在大气科学交叉研究领域的学科内涵和重要应用。 本书可供光学工程、大气科学、光电信息科学与工程、大气环境、大气探测、物理学、电子信息专业的高校师生和工程技术人员阅读参考，也可作为光谱技术、光电检测、环境监测、激光光谱、环境光学、地球化学等相关领域科研人员的参考读物。

刘玉柱，博士，教授，博士生导师，入选欧盟第七框架“玛丽·居里学者”计划、江苏省“六大人才高峰”高层次人才培养对象、江苏省“双创计划”科技副总、江苏高校“青蓝工程”中青年学术带头人培养对象等。从事激光光谱（大气探测）、光电检测（大气环境）等研究，先后主持重量课题4项，省部级课题6项，发表SCI论文100余篇，已授权专利30余项。

前言
第1章 绪论
第2章 LIBS和实验系统
2.1 LIBS的原理介绍
2.2 LIBS的国内外研究现状
2.3 基于LIBS的大气环境探测系统
2.4 系统数据校准及参数优化
2.5 纯金属样品的系统测试
2.6 LIBS相关参数计算
2.6.1 检出限
2.6.2 等离子体温度
2.6.3 电子数密度
2.6.4 局域热平衡状态验证
2.6.5 内标法对目标元素进行定量分析
第3章 大气颗粒物重金属元素及同位素原位在线探测
3.1 空气成分和局域空气污染在线探测
3.1.1 实验参数及样品制备
3.1.2 空气和人类呼吸的实时监测
3.1.3 蚊雾的实时监测
3.1.4 含重金属蚊雾的半定量分析
3.2 卷烟烟气和烟灰在线探测
3.2.1 实验参数介绍
3.2.2 烟气的LIBS元素探测分析
3.2.3 卷烟烟尘与烟灰的光谱探测
3.2.4 CN自由基分子光谱分析
3.2.5 烟气中铅的半定量检测
3.2.6 烟气中铅同位素分析
3.3 庙宇雾在线探测
3.3.1 实验参数及样品制备
3.3.2 空气谱和燃烧庙宇雾的实时在线探测
3.3.3 普通香灰的元素成分分析
3.3.4 含铅香灰的元素成分分析
3.3.5 通过内部标准方法对Pb进行定量分析
3.3.6 LIBS光谱中Pb元素的检出限
3.4 焊锡作业环境烟雾探测分析
3.4.1 实验参数介绍
3.4.2 原位在线探测焊锡烟雾
3.4.3 定量分析
3.4.4 铅元素的检出限
3.4.5 等离子体温度
3.5 秸秆焚烧烟雾在线探测
3.5.1 实验系统的参数调整
3.5.2 基于LIBS对秸秆燃烧烟雾的在线探测
3.5.3 秸秆燃烧烟雾中的CN自由基温度拟合
3.5.4 对含铅秸秆燃烧烟雾的LIBS在线探测与分析
3.5.5 水稻秸秆燃烧烟雾的质谱分析
3.6 树木焚烧烟尘在线探测
3.6.1 实验装置与样品制备
3.6.2 树皮与树心元素分布
3.6.3 理论与实验中CN自由基的振动群和温度
3.6.4 Ca元素的温度
第4章 大气环境中的碳及同位素在线探测
4.1 呼和吸规律下的碳浓度变化探测
4.2 大气碳成分含量变化在线探测
4.3 基于激光在线探测的碳同位素探测研究
4.3.1 CN分子光谱形成机理
4.3.2 分子光谱同位素效应
4.3.3 同位素分子光谱计算
第5章 大气污染的溯源
5.1 室内人类呼气和燃烧产生的不同烟的溯源
5.1.1 实验装置
5.1.2 光谱采集与预处理
5.1.3 空气和人类的呼气
5.1.4 三种物质燃烧产生的烟
5.1.5 烟的等离子体中的CN自由基
5.1.6 主成分分析
5.1.7 基于有监督机器学习的烟溯源
5.2 藏香和庙宇香等的烟尘溯源
5.2.1 实验设备参数介绍
5.2.2 藏香的LIBS谱图探测分析
5.2.3 藏尘的SPAMS探测分析
5.2.4 烟尘颗粒物的聚类分析
5.3 煤烟烟尘污染溯源研究
5.3.1 实验方法介绍
5.3.2 原位在线探测煤烟
5.3.3 不同样品之间的对比
5.3.4 无监督分析
5.3.5 有监督分析
第6章 大气环境中的VOCs
6.1 卤素的定性检测
6.1.1 气溶胶样本制备
6.1.2 装置结构
6.2 卤素的定量检测
6.2.1 空气背景环境探测
6.2.2 卤族元素分析
6.3 卤素的定量探测
6.3.1 定量分析方法
6.3.2 LIBS定量分析
6.4 分子结构拉曼分析
第7章 大气环境中的硫
7.1 大气环境中硫的定性和定量分析
7.1.1 含硫有机物（甲硫醚）定性分析
7.1.2 物质状态对探测的影响讨论
7.1.3 硫元素定量探测
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