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  • 發布時間:2019-05-09 21:18 原文鏈接: 灰霾監測系統研究現狀及展望

      灰霾是指大氣之中的硝酸顆粒、硫酸顆粒等粒子濃度很大,致使空氣能見度低,出現渾濁感的現象,其實質是細粒子氣溶膠污染,屬于大氣氣溶膠的范疇。近年來,隨著我國社會經濟的高速發展,工業污染物的排放量日益嚴重,造成灰霾污染現象發生的頻率日益增加,對社會生活發展帶來諸多不利影響,這使得加強對灰霾的監測變得刻不容緩。 
      1灰霾的成因與危害 
      1.1灰霾的成因 
      灰霾的形成原因有三個。第一個原因是大氣在水平方向上的靜風運動變多。高樓大廈對風流的摩擦和阻擋效應使得風流強度明顯削弱,水平方向上的靜風運動變多,妨礙了大氣污染物的擴散,使其在城區和郊區的周邊聚集。第二個原因是大氣垂直方向出現的逆溫層。逆溫層阻礙了低空處的空氣垂直運動,致使污染物不易向高空擴散而停滯在低空。第三個原因是氣態污染物和懸浮細顆粒物的變多。隨著城市的發展,懸浮細顆粒物等污染物的排放變多,從而造成了能見度的降低。 
      1.2灰霾的危害 
      灰霾會導致嚴重的空氣污染,對人們的生活環境和日常生活工作帶來不利影響,更嚴重的是會危害人們的身體健康。 
      灰霾里面包含了很多的顆粒物,直徑很小的氣溶膠粒子,這些東西能直接進入人體的呼吸道,如果在人們體內長期積累則會誘發支氣管炎等各種疾病。灰霾還會造成光化學煙霧污染。灰霾中的氮氧化物和碳氫化合物在紫外線的照射下會產生光熱反應,產生所謂的光化學煙霧。這種厭惡具有很強的毒性。此外,灰霾還會削弱紫外線,阻礙人們骨質中維生素的合成,誘發病毒性疾病等[3]。 
      2灰霾監測的研究現狀 
      2.1灰霾監測系統的建立 
      我國對于灰霾監測研究的起步較晚,為了探究灰霾監測分析方法,中國環境監測總站和國家環保部于2007年選擇了上海、天津等城市作為試點城市,研究建立一個統一的技術規范與標準化的監測體系。 
      灰霾監測系統主要包括點位選擇、監測因子選擇、系統配置。 
      1)點位選擇。根據空氣自動監測技術規范,在已有的大氣控制點中可以選擇幾個監測點作為灰霾的自動監測點; 
      2)監測因子選擇。選取SO2、CO、O3和NO2作為基本的污染因子,PM25和PM10作為顆粒物濃度的監測項,氣象基本參數、能見度和太陽輻射作為氣象條件監測的監測項; 
      3)系統配置。系統配置主要包括監測設備和儀器。 
      2.2灰霾監測的主要方法 
      灰霾監測采用的主要監測方法是建立區域灰霾監測站。該方法屬于地面定點監測,一般包括簡單記錄、PM檢測和綜合測量等。灰霾監測站內除了有常規的空氣污染物自動監測儀器,還有專門針對灰霾監測而配置的設備,例如黑碳監測儀、VOCS監測儀等。作為氣溶膠中最重要的吸光物質的黑碳氣溶膠,對氣溶膠的光吸收作用占主要影響,而黑碳監測儀正是利用這個性質進行了測量。VOCS監測儀可以對大氣中的很多種揮發性的有機污染物進行連續性監測。此外,如果需要對灰霾進行預警預報,則應該加入大氣穩定度監測儀,則可以對造成灰霾現象的主要物質構成監測。下面簡單介紹下灰霾監測站中的標準型監測站和擴展型監測站。 
      1)標準型監測站。標準型監測站可以監測灰霾的基本參數,例如渾濁度、氮氧化物、能見度、二氧化硫、臭氧等; 
      2)擴展型監測站。擴展型監測站可以監測灰霾的高級參數,例如顆粒物化學成分、揮發性有機化合物、硝酸鹽等。 
      2.3遙感技術在灰霾監測的應用 
      上面提到的灰霾監測站,在灰霾監測中應用廣泛,但是它有時空局限性,相應的監測效果尚不能很好的達到宏觀監測的要求。而遙感技術具有實時、監測區域廣等優點,能很好的彌補這一缺陷,對于發展和完善灰霾監測有著重要的意義。 
      遙感技術在灰霾監測的應用,國內外已經有了很多研究。Ramanathan等于2005年采用MODIS數據對位于喜馬拉雅和印度恒河平原之間的灰霾進行了分析;Lee等于2006年依據衛星數據對韓國的典型灰霾事件的原因進行分析;Wang等于2008年采用MODIS數據對發生于珠三角的灰霾現象進行了研究;Guo等于2010年采用衛星數據對2007年發生于黃海的灰霾事件進行了分析。 
      3灰霾監測的問題與展望 
      1)灰霾監測過程中,普遍存在監測點位偏少且分布不合理的現狀,現有的監測站只能反映小范圍內的污染情況,而對于大范圍內的城市灰霾狀況尚不能很好的反映。因此,加大對灰霾監測的資金投入,增加監測站點的數量,如何研究大尺度的灰霾現象將是以后灰霾監測工作所要注意的; 
      2)灰霾監測設備魚龍混雜,缺乏有效的質量保障體系。灰霾監測設備往往品類很多,不利于保證監測設備的質量。應該對監測設備制定統一的標準,規范監測設備的使用; 
      3)灰霾監測體統尚需完善。可以對現有的監測體統增加例如大氣穩定性等項目的監測,以不斷完善監測體系。 
      4結論 
      灰霾天氣嚴重影響了人們的生產和生活,而我國對灰霾的研究尚不完善,很多方面亟待提升。對灰霾的監測主要是采用灰霾監測站,遙感技術的加入則提高了灰霾監測的水平。應該不斷加強對于灰霾監測技術的研究,不斷完善灰霾監測體系,為灰霾天氣的預防和治理提供基礎。

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