日前，中科院安徽光機所開發(fā)的區(qū)域大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測技術(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》上，該成果及其應(yīng)用將推動我國區(qū)域大氣污染監(jiān)測技術(shù)進入全方位立體時代。

區(qū)域大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)，是針對我國經(jīng)濟快速發(fā)展過程中大氣環(huán)境污染問題，以我國重大環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工程需求為牽引，以先進環(huán)境監(jiān)測技術(shù)為核心構(gòu)建的多種大氣復(fù)合污染時空分布綜合立體監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)將固定點連續(xù)監(jiān)測和典型過程流動加強監(jiān)測相結(jié)合，地面監(jiān)測與垂直測量相結(jié)合，地面遙測、航空遙測與衛(wèi)星觀測相結(jié)合，常規(guī)觀測與高技術(shù)手段觀測相結(jié)合，經(jīng)實驗證明是適合中國國情的全方位立體監(jiān)測手段。

現(xiàn)有監(jiān)測技術(shù)瓶頸亟待突破

“看不見藍天”已成為許多城市的共同憂患，大氣污染給人體健康帶來新的威脅，區(qū)域人群呼吸道疾病患病率顯著上升。煤煙型污染、汽車尾氣污染及有機氣體的光化學(xué)污染的共存和相互耦合，形成了發(fā)達國家也未遇到過的復(fù)合型大氣環(huán)境污染，國際上也沒有成功的經(jīng)驗可資借鑒。

而當前，我國的城市空氣污染數(shù)據(jù)主要由地面空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)提供，空氣質(zhì)量評價指標僅包括SO2、NO2和PM10最基本的污染數(shù)據(jù)。因沒有足夠的信息確定污染物的動態(tài)時空演化過程和化學(xué)反應(yīng)過程，而難以揭示污染的形成、來源、發(fā)展趨勢等根本問題，導(dǎo)致對污染濃度水平必要了解和預(yù)見能力的缺失，無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，對流層底是大氣主要污染區(qū)。而較低對流層中的風(fēng)環(huán)流也會導(dǎo)致邊界層內(nèi)大氣污染混合輸送或水平對流。因此，大氣污染物輸送擴散的風(fēng)向指標——大氣垂直廓線會不斷發(fā)生變化。

測量痕量氣體和氣溶膠顆粒物濃度（其他參數(shù)如大氣輻射強度）是實驗研究大氣污染監(jiān)測和大氣光化學(xué)反應(yīng)的前提，迄今還沒有單一的測量技術(shù)能滿足痕量氣體檢測的多種要求。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)測等多項任務(wù)。

科學(xué)家認為，近年來環(huán)境監(jiān)測技術(shù)已由較窄的局部監(jiān)測、單純的地面環(huán)境監(jiān)測，向全方位遙感遙測相結(jié)合的方向發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測手段向物理、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，我國科學(xué)家開展了大量的研發(fā)工作，并根據(jù)研究結(jié)果撰寫了《區(qū)域大氣復(fù)合污染立體監(jiān)測技術(shù)系統(tǒng)與應(yīng)用》一文。

該文重點介紹了主要用于顆粒物區(qū)域輸送通量監(jiān)測、氣態(tài)污染物區(qū)域排放通量監(jiān)測以及區(qū)域污染物垂直柱濃度監(jiān)測的區(qū)域大氣復(fù)合污染監(jiān)測和大氣化學(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)測進行了技術(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)測開展技術(shù)示范。

北京的監(jiān)測示范

北京，作為擁有1300多萬人口、處于快速發(fā)展時期的特大型城市，面臨的嚴峻問題之一就是嚴重的空氣污染。大氣污染已成為政府和社會關(guān)注的焦點。

北京已擁有覆蓋全市主要地區(qū)的常規(guī)空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)，在監(jiān)測的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證方面也建立了一套相對完整的體系，可以較好地反映北京市大氣環(huán)境的實際狀況。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，北京市的顆粒物來源及變化規(guī)律十分復(fù)雜：市區(qū)人口稠密，汽車尾氣、工程施工、揚塵等產(chǎn)生顆粒物問題嚴重；與周邊地區(qū)存在明顯的污染物傳輸過程，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。

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

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

通過在北京的監(jiān)測示范，在對大氣污染物的監(jiān)測及區(qū)域傳輸過程充分了解并進行深入分析的基礎(chǔ)上，專家們建議政府在制定控制、減少大氣污染方針政策時，結(jié)合現(xiàn)有的氣象數(shù)據(jù)，研究制作當?shù)匚廴疚镌敿毰欧拍夸洸⒉粩喔�，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)測近地面層和更高空間污染物；進一步研究空氣污染機制和循環(huán)方式；將主要排放源的監(jiān)測數(shù)據(jù)輸入到大氣化學(xué)污染預(yù)報模型中，研究短期和長期情況，最終實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)污染排放和機動車污染排放、提高當?shù)乜諝赓|(zhì)量，必須制定實施有效的空氣污染方案。

引領(lǐng)監(jiān)測技術(shù)發(fā)展趨勢

監(jiān)測技術(shù)未來的發(fā)展將集中在連續(xù)、在線監(jiān)測儀器以及儀器小型便攜化方面，從而使儀器適宜于地基、車載、船載、無人機、氣球等多種測量平臺。

激光和光譜學(xué)技術(shù)具有多組分測量、空間分布、高時間分辨率、高選擇性、高監(jiān)測靈敏度等優(yōu)勢，是近年來國際大型外城實驗觀測的發(fā)展趨勢。光譜學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，還使在大氣中瞬息萬變的物種監(jiān)測成為可能，其在區(qū)域環(huán)境污染評估監(jiān)測、各種短壽命反映氣體監(jiān)測和光化學(xué)煙霧的重要污染物監(jiān)測方面，都具有優(yōu)勢，是對常規(guī)監(jiān)測技術(shù)的有力補充，同時也是在衛(wèi)星平臺上觀測全球大氣痕量氣體成分和氣溶膠顆粒物的唯一途徑。

中科院安徽光機所所取得的這項成就，為我國區(qū)域大氣污染監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展揭開了全方位立體化的新篇章。

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