上一篇才总给我们介绍了自己在行业内的从业经历、国家大气污染治理取得的成效及十四五期间在环保监测领域的最新方向及政策等,让我们对目前国家的大气污染情况和治理成效都有了一个初步的认识。
2016年才总开始进入到环保领域从事相关工作。期间是从激光雷达监测做起,以宏观的角度去监测本地污染源排放、扩散规律、影响规律等。在环保领域深耕多年,才总积累了很多行业内的宝贵经验,如今我司也正式邀请才总加入到大舜激光团队,作为首席大气环境专家,为我司今后环保领域的工作保驾护航。接下来我们就现有的臭氧和颗粒物监测手段方案、臭氧形成与其他物质的关系,以及如何利用激光雷达实现更为有效的环保监测服务等问题继续与才总进行交流。
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大舜激光:您对臭氧监测有什么看法?
才总:关于臭氧。就目前在十四五期间PM2.5跟臭氧协同管控的趋势来讲,臭氧这一监测要素的建立是不可或缺的。臭氧的监测需要在这三个维度去进行:1.臭氧数值本身,2.VOCS要素本身,3.氮氧化物本身,这三者之间都是有关联性的。我用相关数据进行过对比(如下图),山西太原市、河南郑州市、广东广州市,分别地处北方、华中以及华南三个区域。以这三个区域臭氧12个月的分布曲线来看,南方的臭氧一直处于较高水平,但臭氧出现峰值的地区却是在北方或者中部和北部。从数据来看,7-8月郑州的数据在下滑,大家都知道2021年7-8月份郑州正在经历洪涝灾害,所以臭氧污染的监测,还要考虑气象因素的监测,以及光照、湿度和雨水等自然现象的影响。
现在我们再回到臭氧污染物本身的监测。臭氧的关注点是前体物,也就是刚才说的在光照条件适合,湿度较低的情况下,臭氧的转化非常快。为什么臭氧要跟PM2.5要协同管控呢,其实协同的交叉点就在于前体物究竟是向颗粒物PM2.5转化还是向臭氧转化。转化条件的分水岭很可能就是光照条件跟湿度,所以南方的臭氧一直比较高但同时它又不是最高的,而北方臭氧的最高值与PM2.5的最高值恰好是相反的。也就是说在臭氧最高值时PM2.5都特别低,所以这也是一个可以去研究的点。
臭氧监测的重点在哪呢?目前只有地面数据,空间数据主要靠探空气球和臭氧雷达,探空气球又不是一个可以实时监测的手段,它效率很低但成本不低。所以目前环保部门都趋向于使用臭氧激光雷达。在使用臭氧激光雷达监测臭氧时,环保部门看重的点主要有两点:1.空间分辨率高、盲区低(< 100m)、2.臭氧反演的值是否准确(跟空气站的数据是否有可比性,如果没有,那就仅仅只是个数据而不是一个有效的数据,就不具有分析的价值)。
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大舜激光:现有臭氧和颗粒物的监测手段及方案有哪些?
才总:总体来讲,我国各个重点地区都遵循热点 格化监测,同时国家也建议地方建立组份站监测。近年来,激光雷达也在部署监测。针对以上三个方面,我逐一进行介绍。
首先,热点 格化监测是对地面空气站、国控点、省控点的一种加密监测方式。热点 格化监测的原理是通过传感器,多点布设,获得大气参量信息。但由于监测原理不同,传感器获得的数据,可比性相对弱一点。不过这种方式可以用来做地域性的定性分析,因为监测点的加密可以帮助我们找到地面排放源的位置。在某些地面排放就地扩散的情况,可以通过热点 格加密监测去找到源头,但对于空中扩散和大气团的流动,这种监测方式的效果就会相对弱一点。
再有一个就是激光雷达监测。激光雷达监测属于地基遥感监测。但它的监测也有一定的局限性,主要表现为以下两点:1.监测高度是在100m左右的高空,2.在高空的监测对大气团流动,本地强排放源监控和对其扩散轨迹的预判非常有限。因此,激光雷达结合热点 格监测,两者相辅相成,就能够更清楚的去发现排放源、空中扩散源、高架源以及一些扬尘的面源,这是目前一个大的方案。至于一些小的手持仪器或者是现场采样仪器,就都是在大方案的基础上可以增加的内容,也是需要根据各个地方的需求去定制。
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大舜激光:二氧化氮、VOCS、臭氧这三者之间是什么关系?
才总:目前二氧化氮、VOCS、臭氧这三者是什么关系,它们与地域、湿度及光照之间是什么关系。二氧化氮和VOCS这两种物质,在什么样的浓度条件下臭氧转化率最高,我们应该控制二氧化氮还是控制VOCS,或者是两者在什么样的协同程度上去控制,这些都是我们需要去研究的。由于每个城市的控制点不一样,所以根据目前国家环科院和一些科研院所研究得出的一些结论来阐述。首先,按照二氧化氮跟VOCS两者对臭氧贡献的EKMA曲线,每个城市的控制区域都不一样,控制点也不一样。现在对臭氧监测方案来讲,要先建立臭氧监测条件,建立的时候要关注数据的准确性、盲区,之后再去研究数据找管控的点或者管控的区域,通过溯源的方式找到应该管控的具体位置。目前行业内大多仅仅是从能力建设上先把这个东西测出来,先买这些仪器进行测量,但这些数据是否能有效的将整个系统数据融合在一块还做的不是很好。
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大舜激光:如何利用激光雷达实现更为有效的环保监测服务
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