ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2025, № 2 · БИОМЕДИЦИНСКАЯ РАДИОЭЛЕКТРОНИКА

Применение методов ТГц спектроскопии высокого разрешения для обнаружения экотоксикантов с целью экологического мониторинга

В.Л. Вакс1,2, Ю.В. Кистенев3, О.В. Громова4, Е.С. Бехтерева4, Е.Г. Домрачева1,2, М.Б. Черняева1,2

1 Институт физики микроструктур РАН, Нижний Новгород, Россия
2 Нижегородский госуниверситет им. Н.И.Лобачевского, Нижний Новгород, Россия
3 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия
4 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2025.2.3 УДК 535.343.4 EDN JETQDL

Аннотация

Работа посвящена применению микроволновой и терагерцовой спектроскопической техники и методов для экологических приложений и мониторинга. Проведены предварительные квантово-химические расчеты вращательных спектров некоторых исследованных хлорсодержащих веществ. Измерены линии поглощения вращательного спектра ряда хлорсодержащих веществ (дихлорметан, хлороформ) в 2-мм диапазоне с использованием разработанных авторами спектрометров. Выявленные в ходе исследований спектроскопические линии поглощения некоторых хлорсодержащих веществ могут быть использованы для экологического мониторинга.

  • ТГц спектроскопия высокого разрешения
  • экотоксикант
  • экологический мониторинг
  • линия поглощения
Abstract (in English)

Application of THz spectroscopy methods for detection of ecotoxicants for environmental monitoring purposes

The work is devoted to applications of terahertz spectroscopic technique and methods for ecological applications and monitoring. Preliminary quantum-chemical calculations of rotational spectra of some chlorine-containing substances studied were carried out. The measurements of the absorption lines of the rotational spectrum for a number of chlorine-containing substances (dichloromethane, chloroform) were carried out in the 2-mm range using spectrometers developed by the authors. The spectroscopic absorption lines of some chlorine-containing substances, revealed during the investigations, can be used for ecological monitoring.

Для цитирования

Вакс В.Л., Кистенев Ю.В., Громова О.В., Бехтерева Е.С., Домрачева Е.Г., Черняева М.Б. Применение методов ТГц спектроскопии высокого разрешения для обнаружения экотоксикантов с целью экологического мониторинга // Журнал радиоэлектроники. – 2025. – № 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.2.3

Литература

  1. Andreae M.O., Crutzen P.J. Atmospheric aerosols: Biogeochemical sources and role in atmospheric chemistry //Science. - 1997. - Т. 276. - №. 5315. - С. 1052. https://doi.org/10.1126/science.276.5315.1052.
  2. Novak G.A., Bertram T.H. Reactive VOC production from photochemical and heterogeneous reactions occurring at the air-ocean interface //Accounts of Chemical Research. - 2020. - Т. 53. - №. 5. - С. 1014-1023. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00095.
  3. Kistenev Y.V. et al. A study of trace atmospheric gases at the water-atmosphere interface using remote and local IR laser gas analysis: A review //Atmospheric and Oceanic Optics. - 2022. - Т. 35. - №. Suppl 1. - С. S17-S29. https://doi.org/10.1134/S1024856023010074.
  4. World Meteorological Organization (WMO). Scientific assessment of stratospheric ozone: 1989 //Report 20. - 1990.
  5. United States. Office of Mission to Planet Earth. Scientific assessment of ozone depletion, 1994. - World Meteorological Organization, 1995. - №. 37.
  6. Locating and estimating air emissions from sources of chloroform //US Environ Protect Agency. - 1984
  7. Кистенев Ю.В. и др. Потенциал компактных спектрометров субтерагерцового диапазона на основе каскадного умножения частоты для локального экологического мониторинга атмосферы //Известия высших учебных заведений. Радиофизика - 2022. - Т. 65. - №. 10. - С. 820-834. - https://doi.org/10.1007/s11141-023-10254-y.
  8. Говорова Ж.М., Говоров О.Б. Влияние фитопланктона на формирование качества воды и методы его удаления. Часть 1 //Сантехника, Отопление, Кондиционирование. - 2019. - №. 2. - С. 32-35.
  9. Уткин А.Ю. и др. Химия и технология уничтожения" вязкого" люизита //Российский химический журнал. - 2007. - Т. 51. - №. 2. - С. 19-23
  10. Вакс В.Л. и др. Анализ продуктов распада люизита с использованием метода субтерагерцовой спектроскопии //Оптика атмосферы и океана. - 2012. - Т. 25. - №. 8. - С. 661-664. - https://doi.org/10.1134/S1024856013010156.
  11. Шмальц Т., Флайгер У. Когерентная нестационарная микроволновая спектроскопия //Лазерная и когерентная спектроскопия. - 1982.
  12. Вакс В.Л. и др. Спектроскопия высокого разрешения терагерцевого частотного диапазона для аналитических приложений // Успехи физических наук. - 2020. - Т. 190. - №. 7. - С. 765-776. - https://doi.org/10.3367/UFNe.2019.07.038613
  13. Вакс В.Л. и др. О возможности продвижения метода нестационарной газовой спектроскопии, реализованного путём быстрого свипирования частоты, вверх по терагерцовому диапазону // Известия высших учебных заведений. Радиофизика - 2022. - Т. 65. - № 10. - C. 835-852. - https://doi.org/10.52452/00213462_2022_65_10_835
  14. Вакс В.Л. и др. Терагерцовая спектроскопия высокого разрешения для анализа многокомпонентных газовых смесей различного происхождения. //Терагерцовая фотоника (к 300-летию Российской академии наук (РАН)) - 2023. - c.576-632.
  15. Pickett H. M. et al. Submillimeter, millimeter, and microwave spectral line catalog //Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 1998. - Т. 60. - №. 5. - С. 883-890.
  16. Endres C.P. et al. The cologne database for molecular spectroscopy, CDMS, in the virtual atomic and molecular data centre, VAMDC //Journal of Molecular Spectroscopy. - 2016. - Т. 327. - С. 95-104.
  17. Carpenter J.H., Seo P.J., Whiffen D.H. The rotational spectrum of chloroform in its ground and excited vibrational states //Journal of molecular spectroscopy. - 1995. - Т. 170. - №. 1. - С. 215-227. - https://doi.org/10.1006/jmsp.1995.1066.
  18. Ulenikov O.N. et al. Submillimeter wave spectrum of methylene chloride, 12CH235Cl2, 12CH235Cl37Cl and 12CH237Cl2 up to 1.1 THz //Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2024. - Т. 319. - С. 108962. - https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2024.108962.
  19. Kisiel Z. PROSPE - Programs for ROtational SPEctroscopy // http://info.ifpan.edu.pl/~kisiel/prospe.htm.