大气环境高灵敏光谱探测技术

大气环境高灵敏光谱探测技术是以光与环境相互作用为基础发展起来的学科交叉方向,使用光学的方法和手段来探知研究环境问题。大气环境高灵敏光谱探测技术能够实现从现场瞬态灵敏探测到污染时空分布等不同尺度的遥测,从而获得大气污染"点-线-面"的时空变化规律,由于光谱探测技术具有多组分、非接触、无采样、高灵敏度、大范围快速以及遥测等特点,已经成为国际上大气环境监测技术的主要方向之一。大气环境高灵敏光谱技术在污染源、工业园区、空气质量以及区域污染等监测方面都有很广泛的应用。针对化工园区复杂的环境污染问题,光谱探测技术可以高灵敏、非接触地获取多种污染物浓度特征,掌握化工园区污染时空分布状况,为化工园区的大气污染治理提供有效支撑;针对京津冀、长三角等地区大气重污染过程的核心问题,大气环境高灵敏光谱探测技术通过地基组网观测,车载/机载平台移动观测等三维立体监测手段获取重点区域污染物的生成、转化过程以及重污染过程的形成机制,为区域大气污染成因追溯、污染控制措施评估提供科学的数据和技术支撑。高灵敏光谱探测技术在大气环境领域的成功应用,为污染源、化工园区和重点区域的环境综合诊断和治理奠定了技术基础。     

温室气体光声光谱检测系统的建立及效果分析

“双碳”目标下,温室气体在线长期稳定监测技术是全面掌握温室气体排放及其环境、气候效应,并预测未来变化趋势的重要保障。为了实时在线监测工业生产现场等环境温室气体浓度及其变化趋势,及时采取相应措施,在分析光声光谱信号产生机理及多组分气体混合监测原理的基础上,根据温室气体的主要成分,分析其吸收光谱特性,基于光声光谱的多组分温室气体的定性和定量监测技术,搭建温室气体光声光谱在线监测实验平台,分析监测器内部噪声和环境温度、湿度等外部影响因素,并通过现场测试,分析试验数据,应用吸附法降低内外部因素的影响。结果表明,对称安装传声器和非共振式光声腔能有效削弱外部噪声对测试结果的影响;空气净化器能降低空气中水蒸气和其他气体对测试结果的影响;低、高浓度混合气体监测结果偏差均小于0.5,与GC测试结果偏差小于10%。应用光声光谱技术的环境温室气体监测技术监测范围宽,选择性好,且监测精度达10^-6,适用于环境温室气体浓度在线监测。     

基于空气质量自动监测站PM10滤纸的新型大气二NFDA1英监测技术研究

通过典型空气质量自动监测站PM10滤纸(结合气固相分配模拟)和传统大流量大气采样仪的比对试验,探讨了基于空气质量自动监测站PM10滤纸的新型大气二英监测技术的可行性。研究表明,基于空气质量自动监测站PM10滤纸的大气固相二英毒性当量浓度和指纹特征与传统大流量大气监测技术的监测结果具有很好的可比性;基于空气质量自动监测站PM10滤纸气固相分配模拟(利用Harner-Bidleman模型)的大气二英毒性当量浓度和指纹特征与传统大流量大气监测技术的监测结果具有很好的可比性。与传统大流量大气监测技术相比,基于空气质量自动监测站PM10滤纸的新型大气二英监测技术可以利用现有的大气自动监测网络和气固相分配模型,具有采样成本低、代表性强和易于普及等优点,适合不同区域尺度大气二英的长期同步监测。     

大气污染物排放调查监测研究进展

系统总结了当前大气污染物排放调查监测的主要方法及其在全球、区域、局地等不同尺度的典型应用,分析了地面监测、模型模拟与遥感反演3种方法受排放源多样、成分复杂、时空变异显著等因素影响,在尺度效应、成分解析等方面存在的问题。从优化监测方法、改进监测模式、融合监测技术等角度,提出了构建现代化大气污染物排放调查监测网络、开展污染物在不同排放阶段的变化解析研究及在不同圈层间的迁移全过程研究等建议。     

环境监测转型发展现状分析

文章从监测网络体系、监测技术研究创新体系、监测仪器装备以及人才体系等四个方面，总结了环境监测站转型发展以来技术支撑能力建设取得的阶段性成果。并提出今后应进一步加强实验室建设和监测技术研究，围绕大气、水、土壤环境污染防治等重点工作提供技术支撑。     

土壤重金属快速监测技术研究与应用进展

土壤重金属污染已经日益成为社会的主要环境污染问题之一,土壤重金属快速监测技术对于土壤重金属污染的快速有效筛查与监控具有重要意义。介绍了近年来国内外土壤重金属快速监测方法,并阐述了相关土壤重金属快速监测仪器的研究现状。在土壤重金属快速监测领域,X射线荧光光谱技术优势明显,激光诱导击穿光谱技术亦发展迅速,基于免疫学、酶抑制原理的快速监测技术正处于发展阶段。随着快速监测技术理论和方法的不断完善,土壤重金属快速监测仪器朝着高精度、小型化、智能化的方向发展,在区域性土壤重金属含量评估方面的应用将逐步拓展。     

烟气排放连续监测技术的发展及应用前景

回顾了烟气排放连续监测系统及其分析技术的发展与应用历程,对直接测量法、抽取测量法和遥感测量法等3种主要连续监测技术的应用情况、技术特点进行了介绍和对比分析。指出烟气连续监测技术有由抽取测量法向直接测量法发展的趋势,进而向遥感测量法发展;分析技术则以光学技术为主导,向全谱分析和线状光谱技术方向发展;测量范围逐渐向低浓度发展,追求更高的准确度和精密度;监测因子更多,除常规烟尘、SO2、NOx外,CO2、H2S、HC l、HF、Hg等物质也将逐步纳入监测范围;技术可靠、系统简洁、操作简便是连续监测技术的发展方向,具有广阔的应用前景。     

欧洲大气挥发性有机物大尺度监测进展及启示

开展大气臭氧前体物挥发性有机物(VOCs)的大尺度监测对于臭氧污染的联防联控有重要意义。欧洲早在20世纪90年代初就开展VOCs大尺度监测,而中国自2018年才开始建设全国性的VOCs监测网络,目前处于起步发展阶段。通过总结欧洲VOCs大尺度监测的发展历程、监测指标、质量保证及监测结果等,对中国VOCs监测提出建议:开展VOCs监测的顶层设计,对全国VOCs监测进行统一科学规划,保持VOCs监测的稳定性和持续性;通过科学方法筛选优化VOCs监测指标体系,构建统一的监测技术体系和质量管理体系,优先确保监测结果的准确性和可比性;将VOCs监测与现有的大气常规六参数常规监测网、颗粒物组分监测网等其他大气监测网有机融合,形成一个综合而丰富的大气环境监测网络,同时满足业务和科研需求。     

基于Internet的大气分布式实时在线可控监测网的应用

主要论述了分布式实时在线可控大气监测网的总体设计、技术要点及解决途径。通过软件的设计策略和数据流图阐明了当前大气监测控制技术向网络化、分布性和互操作性方向发展的特点，结合开发的实例介绍了网络监测技术的应用效果。     

城市大气中挥发性有机化合物监测技术进展

挥发性有机物(VOCs)是臭氧及二次有机颗粒物(SOA)的主要前体物。近年来,我国逐步将VOCs纳入大气污染物控制体系。准确可靠的监测技术是大气VOCs研究及控制的重要前提保障。按照采样方法、分析方法 2个方面介绍并讨论了城市大气中VOCs的现有监测方法,较为详细地介绍了几类广泛采用的离线及在线监测技术,简要讨论了目前VOCs监测中存在的一些问题,展望了今后的发展趋势。     

遥感技术在大气环境监测中的应用综述

综合论述了近20多年来国内外对大气环境遥感监测的研究现状,介绍了应用于大气环境遥感监测的多种方法并着重阐述了被动式空基遥感和主动式地基遥感在大气环境遥感中的应用以及探测气溶胶的卫星传感器的发展历程和特点。最后,对我国大气环境遥感研究中存在问题和发展前景进行了讨论。     

Air quality impact assessment

Air quality impact assessment (AQIA) is an important technique for determining the relative contribution to ground level pollutant concentrations of specific current or future source emissions at receptor sites. The principal activities in AQIA are air quality modelling and monitoring techniques. The choice of techniques which are applicable to a particular situation is intimately related to the problem to be assessed. A review of relevant modelling techniques has been presented, with emphasis placed on Gaussian plume models because of their ease of use and broad applicability. Alternative modelling techniques have been suggested when departures from the Gaussian form in the atmosphere occurs or when more detailed information on atmospheric chemistry, deposition or long range transport is required. The objectives and techniques of ambient air quality monitoring have been examined and the siting of instruments, duration and frequency of sampling, choice of monitoring rationale (fixed or mobile), minimization of sampling errors, data storage and analysis are discussed. Modelling and monitoring are essential to successful AQIA. An orderly approach to the principles and procedures involved in performing AQIA studies, using these two techniques in conjunction, has been presented.     

大气气溶胶中痕量金属元素的研究进展

综述了近年来国内外学者对大气气溶胶中痕量金属元素的研究进展,介绍了痕量金属元素的地球化学行为,以及大气气溶胶中痕量金属的源解析方法、在环境中的循环与污染、生物有效性及对人体的健康效应。建议研发更可靠的分析方法或在线检测仪器,避免采样和样品前处理过程中痕量金属的污染和损失;建立监测网络,形成区域性的大气监测模式,更全面地分析污染来源;与监测超级站建设、空气污染流行病学设计和毒性机制研究相结合,建立更加完善的研究体系。     

大气超级站网建设及在江苏区域的集成应用实践

当前全球大气环境问题趋于复杂化,区域性灰霾、酸雨和以臭氧、二次有机气溶胶生成为主的光化学污染问题成为大气环境保护领域关注的重点、热点问题。江苏省大气污染由过去单一的煤烟型污染逐步转变为多种污染物、多种作用机制同时存在且相互影响的复合型污染,成为影响广大人民群众身体健康和生态文明发展的重要因素。笔者对欧美和中国关于大气超级站网设计和建设进行了简要评述和比较分析,提出适合江苏省环境监测体系现状的大气复合型超级站网建设、区域数据综合集成及应用发展等方面的建设理论。     

天水市大气SO2浓度时空变化特征的卫星遥感监测与影响分析

大气卫星遥感监测作为一种新型监测手段,具有范围广、速度快、成本低等优势,对环境应急保护及其预警都具有非常重要的意义。选取天水市2006—2013年各年12月每日OMI level-2数据产品,利用Aura卫星技术和Arc GIS等技术平台,对天水市大气中SO_2的时空分布规律和污染原因进行了分析研究。结果表明:2006—2013年天水市SO_2柱浓度及其总量呈现出明显增加的趋势,但在2008年有小幅降低;在2008年以前,天水市SO_2浓度呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势,但自2009年后污染重心发生迁移并且出现了数个集中化的SO_2高值区;研究区SO_2垂直柱浓度有自然因素、人类活动等多方面的复合影响,其中能源消耗及机动车尾气排放是主要影响因素。研究进一步讨论了遥感数据产品的应用前景。     

Requirements for developing a regional monitoring capacity for aerosols in Europe within EMEP

The European Monitoring and Evaluation Programme (EMEP) has been established to provide information to Parties to the Convention on Long Range Transboundary Air Pollution on deposition and concentration of air pollutants, as well as on the quantity and significance of long-range transmission of pollutants and transboundary fluxes. To achieve its objectives with the required scientific credibility and technical underpinning, a close integration of the programme's main elements is performed. These elements are emission inventories, chemical transport modelling, and the monitoring of atmospheric chemistry and deposition fluxes, which further are integrated towards abatement policy development. A critical element is the air pollution monitoring that is performed across Europe with a focus not only on health effect aspects and compliance monitoring, but also on process studies and source receptor relationships. Without a strong observational basis a predictive modelling capacity cannot be developed and validated. Thus the modelling success strongly depends on the quality and quantity of available observations. Particulate matter (PM) is a relatively recent addition to the EMEP monitoring programme, and the network for PM mass observations is still evolving. This article presents the current status of EMEP aerosol observations, followed by a critical evaluation in view of EMEP's main objectives and its model development requirements. Specific recommendations are given for improving the PM monitoring programme within EMEP.     

大气颗粒物手工比对监测体系滤膜称量质控技术探讨

健全大气颗粒物手工比对监测体系是"十三五"环境空气自动监测质量管理的一项重点任务,其中颗粒物滤膜的称量直接影响手工监测数据质量。研究调研了国内各级环保部门所属环境监测机构颗粒物滤膜称量工作情况,结合国内外方法标准、技术规范等,重点探讨了称量实验室环境、称量设备、称量影响因素等滤膜称量质控要点,并针对环境管理与监测需求对大气颗粒物手工比对监测滤膜称量质控提出建议。     

上海市降尘自动监测系统研发与应用

大气降尘量是重要的环境指标之一,可以较客观地反映和评价城市局部地区扬尘污染水平,对评价城市区域环境空气质量、分析大气污染来源和变化具有重要意义。国内外大气降尘监测普遍采用传统的手工监测方法,手工法因时效性差、效率低、能耗大、质控难、误差大等原因已不适应现代环境管理的需求。随着科技与网络的发展,自动监测方法成为发展趋势。文章主要阐述了上海市降尘自动监测技术的研发过程及实际应用,介绍了自主研发的降尘自动监测仪的原理、关键技术和系统组成。通过粉尘舱内实验、降尘自动监测方法与手工重量法比对测试及为期一年的试点应用,分析了降尘自动监测方法的精密度、准确度、相对误差及适用性,并探讨了降尘自动监测的应用前景。     

惠州市城区NO2污染水平的分析与模拟

分析了2004年惠州市城区各监测站点的NO2数据,结果表明,NO2对城区空气质量影响不大。采用了城市空气质量管理软件模拟了NO2空间分布及日变化情况,且与实测值的比较分析表明,模拟结果在城区内有可比性。但地处城市边缘地带的污染模拟受光化学和区域性污染的影响,有待于进一步研究。所得结论可为惠州市城区优化布点的研究提供一定的参考。