日前，中科院安徽光機(jī)所開(kāi)發(fā)的區(qū)域大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)成果發(fā)表在最新一期的《大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報(bào)》上，該成果及其應(yīng)用將推動(dòng)我國(guó)區(qū)域大氣污染監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)入全方位立體時(shí)代。

區(qū)域大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)，是針對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過(guò)程中大氣環(huán)境污染問(wèn)題，以我國(guó)重大環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)工程需求為牽引，以先進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)為核心構(gòu)建的多種大氣復(fù)合污染時(shí)空分布綜合立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)將固定點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)和典型過(guò)程流動(dòng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，地面監(jiān)測(cè)與垂直測(cè)量相結(jié)合，地面遙測(cè)、航空遙測(cè)與衛(wèi)星觀(guān)測(cè)相結(jié)合，常規(guī)觀(guān)測(cè)與高技術(shù)手段觀(guān)測(cè)相結(jié)合，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明是適合中國(guó)國(guó)情的全方位立體監(jiān)測(cè)手段。

現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)瓶頸亟待突破

“看不見(jiàn)藍(lán)天”已成為許多城市的共同憂(yōu)患，大氣污染給人體健康帶來(lái)新的威脅，區(qū)域人群呼吸道疾病患病率顯著上升。煤煙型污染、汽車(chē)尾氣污染及有機(jī)氣體的光化學(xué)污染的共存和相互耦合，形成了發(fā)達(dá)國(guó)家也未遇到過(guò)的復(fù)合型大氣環(huán)境污染，國(guó)際上也沒(méi)有成功的經(jīng)驗(yàn)可資借鑒。

而當(dāng)前，我國(guó)的城市空氣污染數(shù)據(jù)主要由地面空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)提供，空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)僅包括SO2、NO2和PM10最基本的污染數(shù)據(jù)。因沒(méi)有足夠的信息確定污染物的動(dòng)態(tài)時(shí)空演化過(guò)程和化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，而難以揭示污染的形成、來(lái)源、發(fā)展趨勢(shì)等根本問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)污染濃度水平必要了解和預(yù)見(jiàn)能力的缺失，無(wú)法為政府決策者制定污染控制策略提供依據(jù)。

出路在何方

污染形成和演變主要是邊界層內(nèi)對(duì)流層底（從地面至幾百米）發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)造成的，對(duì)流層底是大氣主要污染區(qū)。而較低對(duì)流層中的風(fēng)環(huán)流也會(huì)導(dǎo)致邊界層內(nèi)大氣污染混合輸送或水平對(duì)流。因此，大氣污染物輸送擴(kuò)散的風(fēng)向指標(biāo)——大氣垂直廓線(xiàn)會(huì)不斷發(fā)生變化。

測(cè)量痕量氣體和氣溶膠顆粒物濃度（其他參數(shù)如大氣輻射強(qiáng)度）是實(shí)驗(yàn)研究大氣污染監(jiān)測(cè)和大氣光化學(xué)反應(yīng)的前提，迄今還沒(méi)有單一的測(cè)量技術(shù)能滿(mǎn)足痕量氣體檢測(cè)的多種要求。只有發(fā)展各種新技術(shù)或者多種技術(shù)結(jié)合，才能完成大氣研究、污染控制、大氣變化監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)任務(wù)。

科學(xué)家認(rèn)為，近年來(lái)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)已由較窄的局部監(jiān)測(cè)、單純的地面環(huán)境監(jiān)測(cè)，向全方位遙感遙測(cè)相結(jié)合的方向發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測(cè)手段向物理、化學(xué)、生物、電子、光學(xué)等技術(shù)綜合應(yīng)用的高技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展，根據(jù)這一思路，我國(guó)科學(xué)家開(kāi)展了大量的研發(fā)工作，并根據(jù)研究結(jié)果撰寫(xiě)了《區(qū)域大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)與應(yīng)用》一文。

該文重點(diǎn)介紹了主要用于顆粒物區(qū)域輸送通量監(jiān)測(cè)、氣態(tài)污染物區(qū)域排放通量監(jiān)測(cè)以及區(qū)域污染物垂直柱濃度監(jiān)測(cè)的區(qū)域大氣復(fù)合污染監(jiān)測(cè)和大氣化學(xué)研究的幾種激光和光譜分析技術(shù)，科研人員圍繞城市區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量和污染源監(jiān)測(cè)進(jìn)行了技術(shù)示范，選擇了典型城市區(qū)域（城市群）大氣復(fù)合污染和區(qū)域背景監(jiān)測(cè)開(kāi)展技術(shù)示范。

北京的監(jiān)測(cè)示范

北京，作為擁有1300多萬(wàn)人口、處于快速發(fā)展時(shí)期的特大型城市，面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題之一就是嚴(yán)重的空氣污染。大氣污染已成為政府和社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。

北京已擁有覆蓋全市主要地區(qū)的常規(guī)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在監(jiān)測(cè)的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證方面也建立了一套相對(duì)完整的體系，可以較好地反映北京市大氣環(huán)境的實(shí)際狀況。但由于地形和自然環(huán)境所形成的污染物區(qū)域間傳輸和匯聚，北京市的顆粒物來(lái)源及變化規(guī)律十分復(fù)雜：市區(qū)人口稠密，汽車(chē)尾氣、工程施工、揚(yáng)塵等產(chǎn)生顆粒物問(wèn)題嚴(yán)重；與周邊地區(qū)存在明顯的污染物傳輸過(guò)程，在某些天氣條件下，這種傳輸導(dǎo)致的污染物匯聚，使北京市的空氣質(zhì)量迅速惡化，但周邊省市地面常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不足以反映區(qū)域間的污染物輸送狀況。

世界上對(duì)北京光化學(xué)污染的關(guān)注也對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)提出了新的要求。因此亟須一種大氣環(huán)境立體監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，開(kāi)展對(duì)污染物的輸送通道的連續(xù)監(jiān)測(cè)，以彌補(bǔ)北京市大氣環(huán)境例行業(yè)務(wù)在監(jiān)測(cè)手段、內(nèi)容和范圍等方面的不足，評(píng)估北京與周邊區(qū)域大氣污染及其相互影響的特征。

2005～2008年，中科院安徽光機(jī)所結(jié)合2008年北京奧運(yùn)空氣質(zhì)量保障工作，以北京地區(qū)大氣復(fù)合污染監(jiān)測(cè)為對(duì)象，開(kāi)展了大氣環(huán)境污染立體監(jiān)測(cè)技術(shù)示范。示范采用了氣溶膠顆粒物區(qū)域輸送通量監(jiān)測(cè)技術(shù)、氣態(tài)污染物區(qū)域排放通量監(jiān)測(cè)技術(shù)、揮發(fā)性有機(jī)物（VOCS）區(qū)域排放通量監(jiān)測(cè)技術(shù)、區(qū)域氣態(tài)污染垂直柱濃度與廓線(xiàn)監(jiān)測(cè)等多項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)區(qū)域大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)集成，對(duì)污染物的區(qū)域傳輸過(guò)程、量化特定地區(qū)的污染物排放總量進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，為機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染的監(jiān)測(cè)、高排放源的排查提供依據(jù)，并對(duì)與光化學(xué)污染有關(guān)的前體物的檢測(cè)等發(fā)揮重要作用。需要指出的是，這些技術(shù)也是目前國(guó)際上在衛(wèi)星平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)痕量氣體的時(shí)間和空間分辨遙感的主要手段。

通過(guò)在北京的監(jiān)測(cè)示范，在對(duì)大氣污染物的監(jiān)測(cè)及區(qū)域傳輸過(guò)程充分了解并進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，專(zhuān)家們建議政府在制定控制、減少大氣污染方針政策時(shí)，結(jié)合現(xiàn)有的氣象數(shù)據(jù)，研究制作當(dāng)?shù)匚廴疚镌敿?xì)排放目錄并不斷更新，鑒別并量化主要排放源的各種污染物；使用DOAS、FTIR、TDLAS、傳統(tǒng)化學(xué)分析儀和衛(wèi)星數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)近地面層和更高空間污染物；進(jìn)一步研究空氣污染機(jī)制和循環(huán)方式；將主要排放源的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入到大氣化學(xué)污染預(yù)報(bào)模型中，研究短期和長(zhǎng)期情況，最終實(shí)施有效必要的策略控制減少空氣污染；為減少大氣污染排放包括工業(yè)污染排放和機(jī)動(dòng)車(chē)污染排放、提高當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量，必須制定實(shí)施有效的空氣污染方案。

引領(lǐng)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

監(jiān)測(cè)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展將集中在連續(xù)、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器以及儀器小型便攜化方面，從而使儀器適宜于地基、車(chē)載、船載、無(wú)人機(jī)、氣球等多種測(cè)量平臺(tái)。

激光和光譜學(xué)技術(shù)具有多組分測(cè)量、空間分布、高時(shí)間分辨率、高選擇性、高監(jiān)測(cè)靈敏度等優(yōu)勢(shì)，是近年來(lái)國(guó)際大型外城實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)。光譜學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，還使在大氣中瞬息萬(wàn)變的物種監(jiān)測(cè)成為可能，其在區(qū)域環(huán)境污染評(píng)估監(jiān)測(cè)、各種短壽命反映氣體監(jiān)測(cè)和光化學(xué)煙霧的重要污染物監(jiān)測(cè)方面，都具有優(yōu)勢(shì)，是對(duì)常規(guī)監(jiān)測(cè)技術(shù)的有力補(bǔ)充，同時(shí)也是在衛(wèi)星平臺(tái)上觀(guān)測(cè)全球大氣痕量氣體成分和氣溶膠顆粒物的唯一途徑。

中科院安徽光機(jī)所所取得的這項(xiàng)成就，為我國(guó)區(qū)域大氣污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展揭開(kāi)了全方位立體化的新篇章。

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