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                出租車搭載PM2.5傳感器監測城市大氣污染

                更新時間: 2020-11-16 17:01 來源: 勒夫邁 編輯: 塵埃粉塵傳感器 閱覽: ? 新聞資訊
                 

                目前國內空氣質量已成為熱點話題,在多年的輿論壓力下,“藍天保衛戰”不僅在全民內部打響,更是得到了政府的大力支持!越來越熱銷的空氣質量檢測儀,空凈儀器,PM2.5智能口罩等等,多角度的體現了空氣質量對全民生活品質的影響。

                通常大氣污染物的研究采用的是靜態空氣監測點的數據,伴隨著技術進步,環境探測車出現了。其最大的優點就是可以做到移動監測,及時監測到污染區域的具體數值。但是,每輛探測車包括氣溶膠激光雷達、黑探儀、風雷達等各種設備,一臺造價高達上百萬元,使其在大范圍推廣上遇到問題,因此找到一種更加便捷的移動監測手段成為當前的重點。

                上海街頭跑的數十輛出租車,竟然能實時獲取所經路段的PM2.5數據。原來,在這些出租車頂的燈箱內,安裝有PM2.5傳感器監測設備。這是由同濟大學譚洪衛教授團隊自主研究構建的“無人機載、車載、固定點”三位一體城市空氣環境空間監測網絡的試點成果之一。

                出租車搭載PM2.5傳感器監測城市大氣污染-勒夫邁

                為何要在出租車上搭載“空氣質量監測儀”?“PM2.5監測數據一般來自于政府設立的環境質量監測站,這些監測站有著固定的位置,且數量較少。”同濟大學綠色建筑及新能源研究中心常務副主任譚洪衛教授說,全天候在城市中流動的出租車,能將探測儀帶進大街小巷、帶到市民身邊,能覆蓋城市的街區和社區,能實時檢測到所經路段、區域的PM2.5數據。

                嵌在出租車頂燈里的城市空氣“監測鼻子”

                一般來說,PM2.5監測數據來源于政府設立的環境質量監測站。這些監測站有著固定的位置,且數量較少。以上海為例,6340平方公里的土地上只有10個國控站、16個市控區級監測站。

                “在這樣的情況下,如何加密監測點覆蓋街區和社區、快速監測提高實時性激發了我們課題組的創新思考。三年前,我們提出構建包括無人機載、車載、固定點三位一體的城市空氣環境空間監測網絡,并得到山東大學司書春副教授團隊的響應和支持。”譚洪衛教授告訴東方網記者,“我們選擇把PM2.5傳感器監測設備裝在出租車頂燈里,這樣監測高度與行人呼吸范圍相近,到處跑的出租車也能將探測儀帶進大街小巷、帶到市民身邊。”

                據了解,出租車上的車載城市空氣監測設備基于激光檢測原理,安裝在出租車頂燈上,克服了高溫、高速、振動、風擾、雨雪等惡劣環境影響,可以同時監測PM2.5和PM10兩項指標,實時傳輸位置和監測數據,成功實現了從固定點監測到全路網監測的轉變,為大氣污染監測開創了新思路。

                道路的空氣質量能代表區域的環境質量嗎?機動車的尾氣是污染源之一,把監測測儀裝在“污染源”上,可行嗎?針對這一疑問,譚洪衛教授解釋說,隨著機動車尾氣排放標準的提升,尾氣直接產生的PM2.5的量并不多,更多的則是PM2.5的“催化劑”和“原材料”,即氮氧化物氣體和揮發性有機氣體。PM2.5是這些排放廢氣在擴散過程中的二次生成物,所以載有探測裝置的出租車并不會對采樣當時產生較大影響,卻能深入街區社區較好地發現和反映污染情況,監測環境更接近市民生活環境。

                “利用出租車這一移動監測站,可以每天積累大量的城市地面空氣環境數據,為城市進行精細化管理提供技術支撐。”譚洪衛教授舉例說,比如在建筑工地附近、工廠區、餐飲街區等,容易及時監測到反映污染程度的PM2.5值,以此為依據,環保部門就可及時加強對這個工地的空氣環境質量的監管或采取相應對策。“而這些細節,是固定監測點難以實現的。”

                出租車搭載PM2.5傳感器監測城市大氣污染-勒夫邁

                通過這個監測系統,還可更好地幫助人們去發現城市空氣污染分布規律。這是譚洪衛教授團隊根據在上海所監測到的數據繪制的一張張PM2.5圖表,可以發現,上海的PM2.5濃度并沒有呈現出像人口密度、企業密度那樣顯著的“從市中心向郊外遞減”的趨勢,可以大致概括為“城郊一體,東優于西”。從圖中還有一些有趣的發現,平日里甚是擁堵的那幾條主干路,其PM2.5濃度并不比周邊區域高。

                出租車搭載PM2.5傳感器監測城市大氣污染-勒夫邁

                譚教授還補充說,除車載監測儀外,實現空中PM2.5分布監測的無人機載空氣質量監測儀也已研發成功,主要用于特定時期對局部、重點關注的地域的空氣質量進行實時探測。

                “我們希望能在全國范圍內進一步推廣‘出租車監測站’,從而推動城市空氣質量的精細化研究和管理。”譚洪衛教授說。

                除利用出租車對室外空氣質量進行監測外,譚洪衛教授課題組還致力于室內空氣質量的研究。團隊研究發現,臨街、建筑形態、樓層、朝向、遮擋、通風方式等,均會影響室內污染物的沉積和擴散。而室內開關窗習慣、生活習慣、建筑門窗性能等均與室內空氣品質相關。

                車載PM2.5監測儀監測PM2.5和PM10顆粒,勒夫邁推薦使用PM2.5傳感器HPD05

                pm2.5顆粒物傳感器HPD05

                pm2.5顆粒物傳感器HPD05的工作原理是根據光散射原理開發的,粒子和分子將在光的照射下散射光,同時吸收部分光的能量。當一束平行的單色光入射到待測量的粒子場上時,它受到粒子周圍的散射和吸收的影響,并且光強度衰減,以這種方式,可以獲得通過待測量的濃度場的入射光的相對衰減率。相對衰減率基本上線性地反映了待測量的灰塵的相對濃度。光的強度與光電轉換的電信號的強度成比例。通過測量電信號,可以獲得相對衰減率,然后可以確定待測量場中的灰塵濃度。

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