针对国家环境空气质量监测站 (NAAQMS) 由于体积大、成本高而不利于大面积广泛布点的问题, 研制了一种微型空气质量监测系统, 用于监测大气中 CO、NO2、O3、SO2、PM2.5 和 PM10 的浓度。该系统分别采用电化学气体传感器和光学粒子计数器来测量气体污染物和颗粒物浓度。考虑到传感器在测量污染物浓度时容易受到大气温湿度的影响, 基于多传感器融合技术通过温湿度补偿算法对测量结果进行了修正, 并与 NAAQMS 发布的数据进行了比较, 分析表明二者具有很强的相关性。与 NAAQMS 的数据相比, 本系统 10 天监测数据的相关系数优于 0.7; 通过算法校正后, 某些污染物 (如 PM2.5) 的相关系数甚至可以提高到 0.9。新设计的空气质量监测系统具有鲁棒性强、体积小的特点, 适用于环境空气污染物的长期大面积分布式网络监测。

环境污染气体监测是防治大气污染的前提条件。 污染气体的监测方法中, 光谱分析方法具有原理和结构简单、 响应速度快、 精度高等优点。 差分吸收光谱法利用气体分子在紫外-可见光谱范围的特征吸收来测量其浓度含量, 是环境气体监测领域的典型光谱分析方法。 根据差分吸收光谱的测量原理, 提出光纤收发一体测量结构, 将该结构应用于空气质量监测中。 氙灯光源经耦合透镜耦合后进入入射光纤, 经望远镜系统准直后出射, 经过被测气体之后, 由位于被测气体另一端的角锥棱镜反射后沿原路返回, 再次经过望远系统汇聚, 携带被测气体的信息经出射光纤传入光谱仪。 根据该方法研制了样机, 采用SO2, NO2标准气体对样机进行标定, 并应用样机对大气中的污染气体进行现场监测。 实验结果表明, 该方法能够满足空气质量监测要求。

长光程吸收光谱空气质量监测是一种比较成熟的方法，但其在测定的准确性、长期工作的稳定性，数据检测等方面存在不少问题。对该方法的原理、仪器系统组成、运作环境等进行了介绍，论述了产生问题的原因。针对太阳散射光、吸收系数、系统光学部件和气候条件等诸多因素的影响进行了分析评述。