Промышленное производство сопровождается крупномасштабным сырьевым и энергетическим обменом с окружающей средой. Такое взаимодействие зачастую сопровождается загрязнением окружающей среды и негативным воздействием на человека. В химической и нефтехимической отрасли при переработке и сжигании твердого и жидкого сырья многие проблемы вызываются загрязнением окружающего воздуха оксидами серы и азота, бензапирена, формальдегида и фенола.
Создание экологически чистых энерго- и ресурсосберегающих малоотходных технологий обеспечивает рациональное производство, снижение выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, уменьшение образования отходов производства. Поэтому проведение эффективного экологического мониторинга вокруг химических и нефтехимических производств является одной из важнейших задач по сокращению техногенных загрязнений воздуха и окружающей среды.
При исследованиях состояния атмосферы и контроле ее загрязненности особое место занимают методы бесконтактного дистанционного мониторинга. Они позволяют получать данные с высокой оперативностью и в значительных пространственных масштабах, предоставляют количественную информацию о загрязнениях воздуха и их природе и динамике распространения загрязняющих компонентов. Такому комплексу требований удовлетворяют лидарные методы дистанционного зондирования [1], которые используют рассеяние и поглощение лазерного излучения атмосферными компонентами. Их высокое временное и пространственное разрешение, недоступное для других способов, обусловлено использованием лазеров с малой расходимостью излучения, малой длительностью и высокой частотой повторения зондирующих импульсов. Эхо-сигналы дистанционного мониторинга способны со скоростью света доставить в приемное устройство лидара информацию о распределении параметров исследуемой среды на пути распространения зондирующего луча. При этом оперативность извлечения конечной информации определяется лишь быстродействием средств обработки принятых сигналов.
Спектральный метод дифференциального поглощения предполагает использование широкополосного источника излучения и обработку сигналов на двух длинах волн: в центре линии поглощения исследуемой молекулы и в крыле этой линии. При использовании лидарного метода дифференциального поглощения и рассеяния дифференциальное ослабление двух зондирующих пучков определяется по их сигналам обратного рассеяния [1]. При этом присутствие и концентрацию газов или паров, некоторые из которых могут являться загрязняющими воздух компонентами, определяют по соотношению эхо-сигналов лазерного зондирования на двух сравнительно близких длинах волн, на которых поглощение исследуемой молекулы сильно различается.