基于精细化管理的环境物联网发展趋势

环境物联网运用智能传感器等设备感知生态环境的变化,监测环境质量、监控企业的排污行为,通过环境数据的采集、传输、处理、整合,辅助环境管理决策。近年来环境物联网得到长足发展,但现有的环境物联网体系无法满足多种任务和应用场景的需求,主要问题体现在数据质量和精准度缺乏保证,数据传输能力有限,数据共享还未打通,数据分析应用能力还有待提升。笔者系统分析了环境物联网感知层、传输层和应用层的现状与问题,较全面地研究了物联网与大数据技术的最新进展,提出了环境物联网的发展方向以解决上述问题,为实现精细化管理与科学决策提供科学参考。     

环境空气质量监测数据采集与传输的标准化研究及设计

目前中国空气质量监测数据缺乏统一的数据采集及传输管理规范,导致数据集成困难,各监测网络间的数据无法充分共享,形成信息孤岛。该研究在深入分析中国环境空气质量监测数据采集与传输现状及问题的基础上,遵循已有的标准规定并结合实际业务需求,针对环境空气质量监测数据传输系统结构、通讯协议以及监测数据编码提出具有良好扩展性、通用性及规范化的设计方案,以期促进监测设备及系统集成工作的标准化,实现系统间信息数据高度集成,信息资源充分共享和互融互通,环境空气质量监测业务紧密互动。     

2016—2017年武汉市城区大气PM2.5污染特征及来源解析

利用2016年1月至2017年9月湖北省环境监测中心站大气复合污染自动监测站的在线监测数据,对武汉市城区PM_2.5的污染特征及主要来源进行解析。结果表明,武汉市城区PM_2.5质量浓度呈现出明显的季节差异,季节变化规律为冬季>春季>秋季>夏季。水溶性离子的主要成分SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺占总离子质量浓度的82.0%。PM_2.5中阴离子相对阳离子较为亏损,颗粒整体呈碱性。夏季气态污染物的氧化程度较高且SO₂较NO₂氧化程度高。后向轨迹分析结果表明,区域传输是武汉市PM_2.5的一个重要来源,在4个典型重污染阶段,武汉市分别受到局地、东北、西北及西南方向气团传输的影响。PMF模型解析出武汉市PM_2.5五大主要来源及平均贡献率：扬尘22.0%、机动车排放27.7%、二次气溶胶21.6%、重油燃烧14.9%和生物质燃烧13.8%。     

北京地区冬季典型PM2.5重污染案例分析

对2013年1月10—14日发生的持续性PM2.5重污染过程从污染过程演变、气象条件影响、与气态污染物关系、区域污染背景、PM2.5浓度空间分布演变及其与地面风场的关系、PM2.5组分特征等多个方面进行全面的分析,较为完整地还原了该次重污染案例的形成原因以及主要影响因素。主要结论包括:该次重污染过程是稳定气象条件下导致的局地污染物积累,再叠加华北区域性污染的影响共同造成,其中10、12日北京地区PM2.5浓度的快速增长反映了周边污染传输的显著影响;逆温不但造成污染物难以扩散,且不同的逆温类型对PM2.5浓度水平有显著影响,同时还发现逆温的破坏导致近地面高浓度污染物向上扩散,造成百花山出现峰值高污染浓度现象;NO2与PM2.5浓度水平的高相关性反映交通污染二次转化对PM2.5浓度水平的影响,在较高湿度条件下,SO2浓度水平对湿度敏感且表现为负相关性;该次污染过程中OM、SO2-4、NO-3、NH+4等组分在PM2.5质量浓度中的占比超过70%,说明燃煤、机动车等仍是北京地区最主要的污染来源,同时SO2-4占比最高也说明区域污染传输对该次重污染的显著贡献。     

偏远地区大气中持久性有机污染物研究进展

持久性有机污染物(POPs)在偏远地区大气中的分布与迁移已经成为大气POPs研究的热点.基于被动采样技术的大尺度POPs监测网络已经应用于偏远地区大气POPs的研究之中.其研究成果显示,最近50～60年以来,大气中POPs浓度的最大峰值出现在80年代左右,而80年代之后大气中POPs的浓度日趋减小.这说明各国陆续禁用POPs之后,大气中POPs的浓度有显著降低的趋势.受温度和季节性使用的影响,大气POPs的浓度呈现明显的季节性变化特点:有机氯农药的浓度主要表现为夏季高而冬季低;多环芳烃的浓度则主要表现为冬季高而夏季低.基于POPs高挥发性和长距离大气传输的特点,POPs可以在全球范围内广泛分布,而高海拔地区由于气温较低,使其相对于低海拔地区成为了POPs的"接收器".大气POPs分布和迁移受温度、降水、气候事件的影响.而且POPs在大气与不同下垫面之间的界面交换的方向、速度和通量也主要受环境温度和POPs的挥发能力的制约.综合大气POPs迁移与气候因素、界面特点之间的关系建立了多介质、大尺度的大气POPs归趋模型.模型的建立和POPs来源的明确使大气POPs传输机制的研究逐渐深入.此外还讨论了目前大气POPs研究中存在着的一些亟待解决的问题,并提出该领域未来可能的发展趋势.     

新型生物膜光纤传感器测定溴化物的研究

用新型生物膜作载体制成的光纤传感器对工业废水中的溴化物进行了测定,溴化物的线性范围为８×１０－７ｍｏｌ／Ｌ～２×１０－５ｍｏｌ／Ｌ;相对标准偏差为０８％;响应时间为２～３ｍｉｎ。     

2014年北京市CO浓度水平和时空分布

对北京市地面监测站点的CO浓度进行分析,探讨其浓度水平、变化趋势和时空分布特征。2014年春、夏、秋、冬四季北京市CO平均浓度分别为1.06、0.87、1.34、2.17 mg/m³。CO浓度均呈双峰型变化,第一个峰值出现在07：00-09：00,主要由交通早高峰的排放引起;第二个峰值出现在23：00左右,主要受交通晚高峰排放和夜间边界层高度降低的挤压效应的共同影响。从空间分布来看,全年整体呈现南高北低的分布特征,尤其是秋、冬季较为明显,体现了工业布局和区域传输对CO的影响。从全年来看,湿度对CO浓度的影响最大。对2014年冬季北京市的一次高CO浓度分析结果表明,此次过程是由本地排放和区域传输共同造成的,气象要素中地面气压对CO浓度影响最大。     

基于光纤传感的长输管道破坏预警技术研究

针对油气管道第三方破坏的威胁,提出了一种基于相位敏感光时域反射仪的分布式光纤振动预警系统,分析了其用于油气管道安全预警的关键技术,并在某原油输送管道现场进行了测试应用。应用结果表明,系统可以准确监测管道附近的人为挖掘,通过多参量模式识别算法可使系统有效区分人为挖掘和干扰信号。     

对《重庆酸雨与SO2传输之间关系分析》一文的商榷

酸雨的成因及其对环境的影响是个复杂问题,不同国家、不同地区有着不同的特点,国内对此进行了大量的研究工作。由于酸雨问题的复杂性,特别是酸雨形成机理,酸性物质来源及酸雨对生态、土壤的影响,目前,还处于探索之中。我们认为,对酸雨问题有不同看法是难免的,从学术上对酸雨问题进行讨论也是必要的,它将有助于推动酸雨的深入研究。为此,本刊继1989年第4期发表了《重庆酸雨与SO_2传输之间关系分析》一文后,在这期上又刊发了对该文的商榷文章,藉以展开讨论。     

谈谈外界环境因素对光缆的影响

外界环境因素(温度、潮气、核辐射以及各种电磁环境)会对光缆产生影响。不仅含有金属构件的光缆会受到外界电磁场的感应影响,而且在强电磁脉冲作用下,一些无金属构件的光缆也会改变光纤的传输衰耗特性及模式结构。在危险工业环境下,光纤的安全性同样受到威胁。本文在分析这些影响的基础上介绍若干防护措施。