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        全国多地拉响雾霾“红色警戒”:激光技术实时监控

        日期:2017年6月5日 17:25

         雾霾早已不再是首都的“专利”,连日来,全国各地持续的雾霾天气,给人们的生产生活都带来一定影响。一些新的技术也用到雾霾检测中,例如激光技术。
            
        进入冬季以来,雾霾频繁出现,范围也逐步扩大。多地首次发布了雾霾橙色预警。12月4日,环境保护部通报了中东部地区大面积灰霾污染。环保部有关负责人介绍,11月30日以来,我国部分地区先后出现大范围灰霾污染过程,部分城市空气质量明显下降。 
            长三角地区此次率先“遭殃”。据通报,11月30日长三角地区空气质量开始下降,12月1日,长三角地区25个城市中,12个城市空气质量均达到重度污染级别;12月2日,长三角地区空气污染持续加重,盐城、淮安、泰州和南通4个城市空气质量达到严重污染级别,上海、连云港、常州等12个城市空气质量持续达到重度污染级别。京津冀及周边地区、东北地区紧随其后,自12月1日空气质量开始下降,上述地区首要污染物为PM2.5。 
            上述负责人表示,造成我国大范围灰霾天气的主要原因:一是不利气象条件造成污染物持续累积。受近地面静稳天气控制,空气在水平和垂直方向流动性均非常小,大气扩散条件非常差。二是机动车尾气和北方冬季燃煤采暖对空气质量恶化贡献较大。静稳天气条件下机动车尾气排放累积,特别是北方地区因为采暖期猛增的能源消耗排放,对空气质量造成严重影响。
            利用激光“抓”PM2.5
            面对最近颇为“放肆”的雾霾天, 如何获得雾霾指数呢?可以通过一束射向大气的激光,便能在后台系统中呈现出空气中颗粒物的立体分布,这种专门监测雾霾的高科技设备,眼下已在多个地区投用。这种由本土企业研发的大气颗粒物监测激光雷达已在无锡率先投用,能够更好地为大气污染预警提供数据支撑。
            “传统的监测设备主要监测的是近地面污染表征,虽能够反映出空气质量的实时数据,但却无法对污染的成因进行有效地分析。”大气颗粒物监测激光雷达研发机构、中科光电负责人万学平告诉记者,利用这一新技术,能够实现大气中所有颗粒物的时间、空间立体动态监测,是现有近地面监测设备的一种有效补充。
            据介绍,这项技术利用了颗粒物的“消光效应”,不仅能监测到目前设备无法监测到的更为细小的颗粒物,更能动态反映大气污染的过程、特征及来源,为大气污染预警提供有效的数据支撑,从而采取行之有效的对应手段。简单地说,今后风往哪,后台的监测人员便能第一时间获知污染物的最新动向。
            万学平介绍说,构建大气污染立体监测网络,除了北京、天津、上海这样的特大型城市“先进一步”,苏州在江苏省内算得上走在了前列。目前,仅苏州、南京、无锡三个城市初步实现了大气监测的“地空一体化”。而根据我市的产业布局和地理气象条件,未来通过3-5个激光雷达配合地面监测点,将实现从地面几米至几千米高空的污染物无死角立体监测。眼下除了政府各部门联动出台大气污染预警方案外,更多的本土企业也加入到了对抗雾霾的行列中来。苏州由相关企业牵头,建立起了一个“民间抗霾”平台——大气复合污染灰霾物联网监测示范工程。据了解,这一综合工程将充分利用物联网技术的优势,对苏州市大气污染成因、动态、规律进行全方位的监测和分析,借此为政府提供一套综合性的防霾、克霾解决方案。这款便携式雾霾空间分布激光探测仪,相较于单点测量,扩大了探测范围,还可对污染源的位置、污染程度、污染物的扩散方式及传播途径进行实时监测,继而对雾霾污染的出现提前预警,使有关部门前移工作关口,采取应对措施缓解污染问题。
            探测仪整体系统主要由激光发射系统、光学接收系统、光电探测系统、数据采集处理系统及三维扫描控制系统五部分组成。根据研发人员介绍:“这套系统主要运用了光散射和光测距两大原理。由激光发射系统发出脉冲激光进入大气,激光与大气中的雾霾颗粒发生散射后,由光学接收系统接收后向散射回波信号,再由光电探测系统将光信号转换为电信号,最后由数据采集处理系统利用模拟探测方式完成数据采集与处理。”这种仪器弥补了现有雾霾探测仪无法进行大面积探测的缺陷,大大拓展了探测距离。这款仪器的夜间探测距离为10-20km,白天探测距离为5-8km。这款仪器可以与现有的颗粒物监测仪器设备配合工作,不仅可以弥补现有仪器的缺陷,配合工作后测试出来的结果精度更高。

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