利用光谱学监测和保护环境

利用光谱学监测和保护环境

面对从人口增长到气候变化的各种挑战,研究人员、监管机构和制造商都需要工具来管理我们的自然资源。海洋光学公司提供监测空气、水、土壤和植被等环境要素的产品、知识和专业技术。

模块化光谱仪的优势

随着光谱仪的速度越来越快、体积越来越小、功能越来越强大,研究人员和监管人员几乎可以在任何地方部署仪器,进行实时的现场监测。与需要从现场提取样本并带回实验室进行分析的前几代仪器相比,这是一项重大进步。

在海洋光学公司,我们与丹佛斯 IXAJB Hyperspectral等环境传感器供应商合作,他们制造的基于光谱仪的系统坚固可靠,足以在现场长期运行。”我们喜欢海洋光学光谱仪的灵活性,”JB Hyperspectral 公司总经理托马索-朱利塔(Tommaso Julitta)说。”例如,对于荧光,我们可以指定特定的反射镜、光栅或光谱范围。我们已经在产品中集成了四、五种不同类型的光谱仪,它们已经在顺利运行。

工作中的光谱学:排放监测

据估计,全球排放量的 2% 来自航运业,尽管人们一直在努力改善船舶运营,对影响气候变化的因素的认识也在不断提高。

光纤光谱仪是传感器开发商和船舶运营商用于废气排放测量的光学传感工具之一。除了提供实时测量之外,这些光谱仪还可以集成到船用传感器中,以更具成本效益和灵活性的方式监测废气参数。

丹佛斯 IXA 公司为海运业提供传感器,该公司与 Ocean Insight 公司合作开发了一种利用光谱技术的排放传感器,用于连续测量常见的空气污染物,包括氮氧化物、二氧化硫氮氧化物。该系统经调整后可承受恶劣的海洋条件,并确保在漫长的航行中将维护工作减少到最低程度。

“丹佛斯 IXA 供应链经理 Finn Haugaard 说:”我们发现了排放测量的机会,它将帮助船舶运营商克服与现有解决方案相关的许多挑战。”丹佛斯 IXA 供应链经理 Finn Haugaard 说:”选择光谱技术是一个相当容易的选择,因为该技术已被证明可以有效测量硫、氨和各种氮氧化物等气体。

更广阔的环境图景

从开放路径空气监测到森林树冠遥感,海洋光学公司为环境传感器集成商和最终用户提供了一系列解决方案。客户可利用基于光谱和多光谱成像的工具分析气候趋势,使企业更加智能、高效,并完全符合监管标准。

“森林、农作物、淡水、积雪、冰川和大气是对气候起重要作用的环境要素,”JB 高光谱公司研发主管 Andreas Burkart 说。”对它们进行监测有助于我们全面了解自然过程,并希望能让我们意识到保护地球需要采取的行动”。

例如,JB 有一个客户使用其 RoX 仪器测量雪的特性。RoX 是一个独立的连续监测系统,使用海洋光学火焰光谱仪(300-950 纳米)对太阳辐射、反射辐射和反射率进行长期测量。如果藻类或包括灰尘和黑碳在内的微粒覆盖了积雪,就会吸收更多的阳光,加速融化过程。”朱莉塔说:”这很有趣,因为原则上讲,如果融雪速度加快,那么[过程]结束时的水供应可能会发生变化。

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其他光学光谱技术也用于环境分析。例如,研究人员创建了荧光测定法来测量水、土壤和鱼类中的汞浓度。通过使用纳米材料来创建这些高灵敏度检测方法,研究人员可以使用模块化荧光光谱系统进行测量。整个系统装在一个小盒子里,使用电池和笔记本电脑运行。

拉曼光谱是另一种用途广泛的技术,它利用分子振动和旋转跃迁的信息来提取固体、液体和气体的详细化学分析结果。虽然拉曼通常与生命科学和材料分析联系在一起,但拉曼已被用于环境应用测试,包括深海地球化学特性分析。目标是利用这些数据监测地质构造和过程,以便更好地了解海底。

随着光学传感技术选择的多样性和复杂程度的不断提高,研究人员、监管人员和环境科学家拥有了一整套高度易用的分析仪器来满足他们的需求。