大氣污染是城市所面臨的主要環(huán)境問(wèn)題,不斷增加的人口、工業(yè)與交通導(dǎo)致了對(duì)能源消耗的急劇增加,由此產(chǎn)生的大量污染物(如:SO2、NOx、O3、CO、VOCs和氣溶膠)進(jìn)入人們賴以生存的大氣環(huán)境。近些年來(lái),隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市化進(jìn)程加快,中國(guó)城市地區(qū)面臨著嚴(yán)重的空氣污染。尤其是從2011年年末以來(lái),我國(guó)中東部大部分地區(qū)遭遇了嚴(yán)重的灰霾天氣,其影響范圍、持續(xù)時(shí)間及爆發(fā)頻率為歷史罕見(jiàn)。這給人們的生活及身體健康造成嚴(yán)重危害。大氣污染問(wèn)題已引起國(guó)家和社會(huì)的廣泛關(guān)注。我國(guó)大氣污染科學(xué)監(jiān)控迫切需要全方位精細(xì)化監(jiān)測(cè),其中立體化監(jiān)測(cè)地位越發(fā)重要。針對(duì)我國(guó)大氣污染的高復(fù)合性特點(diǎn),中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心痕量氣體大氣化學(xué)研究組協(xié)同江蘇首控制造技術(shù)有限公司等單位,結(jié)合無(wú)人機(jī)技術(shù)、無(wú)線遙控技術(shù)、機(jī)載遙感技術(shù)、傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)等相關(guān)技術(shù),成功研制了一套無(wú)人機(jī)大氣立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
該立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)攻克低功耗大流量顆粒物采樣技術(shù)以及多通道真空氣體采樣技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),不僅具有常規(guī)無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備所具有的傳感器監(jiān)測(cè)能力(包括常規(guī)氣象參數(shù)和常規(guī)大氣污染物),還可實(shí)現(xiàn)大氣顆粒態(tài)、氣態(tài)以及液態(tài)等樣品的立體化定點(diǎn)采樣,同時(shí)還可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣光化學(xué)輻射通量和對(duì)地遙感監(jiān)測(cè),為大氣污染全方位立體化診斷提供重要的技術(shù)支持。
該無(wú)人機(jī)大氣立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng),于12月中旬在河北望都縣中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心農(nóng)村環(huán)境研究站開(kāi)展了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。在靜風(fēng)重污染天氣條件以及大風(fēng)晴朗天氣條件下,分別開(kāi)展晝夜系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。承擔(dān)此次試驗(yàn)任務(wù)的為江蘇首控自主研發(fā)的山野無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái),其大載重、高強(qiáng)度和高穩(wěn)定性的機(jī)身設(shè)計(jì),自調(diào)節(jié)飛行穩(wěn)定系統(tǒng),保障了在各種天氣條件下的每一次平穩(wěn)飛行。此次試驗(yàn)任機(jī)載監(jiān)測(cè)儀器和采樣設(shè)備的各項(xiàng)工作指標(biāo)均達(dá)到設(shè)定要求,成功繪制大氣污染物濃度與溫濕度垂直廓線,圓滿完成大氣顆粒物樣品的梯度采集。來(lái)自于復(fù)旦大學(xué),香港理工大學(xué),山東大學(xué),山東建筑大學(xué),中科院化學(xué)所的研究人員全稱參與了此次試驗(yàn)。
該立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)完成將為農(nóng)村大氣面源污染的深入研究提供重要工具,也為區(qū)域大氣氧化性、大氣光化學(xué)過(guò)程及二次顆粒物形成等深入研究提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心始建于1975年,是我國(guó)研究和解決地區(qū)性、全國(guó)性以及全球性的重大生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的核心機(jī)構(gòu)。設(shè)有環(huán)境科學(xué)與工程、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)3個(gè)博士后流動(dòng)站,以及環(huán)境化學(xué)與生態(tài)毒理學(xué)、環(huán)境水質(zhì)學(xué)、城市與區(qū)域生態(tài)等多個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。其自成立以來(lái)不斷突破關(guān)系到國(guó)家生態(tài)安全、環(huán)境健康和可持續(xù)發(fā)展的重大科學(xué)理論和關(guān)鍵技術(shù),對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域創(chuàng)建和發(fā)展、為我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及可持續(xù)發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)。其研究成果在國(guó)際環(huán)境問(wèn)題研究領(lǐng)域具有舉足輕重的地位。
此次,江蘇首控公司與該中心的合作,首次將無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)引入到大氣環(huán)境檢測(cè)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)了空氣污染物立體監(jiān)測(cè)和分析的重大突破,為進(jìn)一步監(jiān)測(cè)大氣污染狀況,分析霧霾成因提供了寶貴的技術(shù)手段。無(wú)人機(jī)技術(shù)又一次在影響到國(guó)計(jì)民生的重要領(lǐng)域證明了其寶貴的價(jià)值,相信隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的更加成熟穩(wěn)定,和應(yīng)用的進(jìn)一步普及,將為人類社會(huì)的進(jìn)步帶來(lái)更多福音。