滤光片在环境监测设备中通过选择性透过、反射或吸收特定波长的光，实现对环境中气体、水质、颗粒物等污染物的精准检测与分析。

滤光片

气体监测中的滤光片应用

分光光度法与特征波长检测 

- 原理：不同气体分子对特定波长光具有特征吸收（如朗伯-比尔定律），滤光片筛选单一波长光，通过吸光度变化计算气体浓度。

- 应用：

- CO₂检测：红外气体分析仪利用4.26μm滤光片，聚焦CO₂的特征吸收峰，广泛用于工业废气、大气温室气体监测。

- NO₂/SO₂检测：紫外气体检测仪通过210-230nm紫外滤光片，捕捉NO₂在紫外波段的吸收信号，应用于空气质量站和电厂废气监测。

差分吸收光谱法（DOAS）

- 双滤光片设计：一组滤光片对应目标气体吸收波长（如SO₂的285nm），另一组对应邻近非吸收波长，通过吸光度差值消除环境光干扰。

- 应用：固定污染源在线监测（如化工厂烟囱）和城市大气污染溯源，检测精度可达ppb级。

水质监测中的滤光片应用

光学参数检测

- 浊度监测：

- 近红外滤光片（如860nm）发射单色光，通过测量水中颗粒物的散射光强度（90°散射）计算浊度，适用于饮用水源地和污水处理厂。

- 重金属与有机物检测：

- 重金属：利用络合反应（如Cu²⁺与双环己酮草酰二腙）生成有色物质，通过600nm滤光片检测吸光度，实现定量分析。

- 有机物（COD/BOD）：紫外滤光片（254nm）捕捉有机物对紫外光的吸收，结合标准曲线估算污染程度。

荧光法检测污染物

- 原理：石油类、多环芳烃等物质受激发光（如蓝光滤光片，450nm）照射后发射特定荧光（如红光，580nm），通过双滤光片分离激发光与荧光，排除背景干扰。

- 设备：水中油份检测仪，广泛用于海洋溢油监测和工业废水检测。

颗粒物监测中的滤光片应用

粉尘浓度与粒径检测

- 光散射法：

- 激光或可见光（如532nm绿光）照射粉尘颗粒，窄带滤光片筛选特定角度散射光（如90°），通过散射强度换算PM浓度，用于工地扬尘、车间粉尘实时监测（如德国Grimm粉尘仪）。

- 粒径分级：

- 多层滤光片（或滤膜）按孔径分级捕获PM_2.5、PM₁₀等颗粒，结合光学称重或成分分析（如X射线荧光），实现颗粒物质量与元素组成同步检测。

土壤与固废监测中的滤光片应用

近红外光谱快速分析

- 近红外滤光片（780-2526nm）：土壤中的水分、腐殖质、重金属对该波段光有特征吸收，便携式设备通过光谱匹配，可现场检测土壤污染（如重金属Cd、Pb）和肥力指标。

- X射线荧光（XRF）中的滤光片：过滤杂散X射线，仅允许目标重金属的特征X射线到达检测器，提高土壤重金属检测的信噪比和精度。

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