“大氣細顆粒物在線監(jiān)測”技術(shù)獲國家科技進步獎

　　在剛剛結(jié)束的安徽省“兩會”上，“綠色發(fā)展”“健康安徽”成為代表、委員關(guān)注的熱點。隨著霧霾天氣日益增多，如何科學治霾成為亟待解決的重要難題。日前，中科院合肥物質(zhì)科學研究院安徽光學精密機械研究所主持完成的“大氣細顆粒物在線監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目榮獲國家科技進步二等獎，為我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)代化和監(jiān)測儀器國產(chǎn)化作出突出貢獻。

　　
 　　霧霾治理亟需技術(shù)支撐
　　
　　“十多年前，很多人不相信中國會出現(xiàn)嚴重的霧霾天氣，但我們早已預測到這種可能性的存在，于是先期開展大氣細顆粒物在線監(jiān)測技術(shù)研究和科技攻關(guān)?！敝锌圃汉戏饰镔|(zhì)科學研究院研究員、“大氣細顆粒物在線監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目主要完成人劉建國說，這種前瞻性研究為我國開展環(huán)境質(zhì)量準確監(jiān)測、發(fā)展自主產(chǎn)權(quán)的環(huán)境監(jiān)測儀器打下良好的基礎(chǔ)。
　　
　　近年來，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速推進，我國大氣污染形勢嚴峻，高濃度大氣細顆粒物導致霧霾頻發(fā)、大氣能見度下降，嚴重影響大多數(shù)城市空氣質(zhì)量和人體健康。為準確掌握大氣細顆粒物污染現(xiàn)狀、正確認識大氣細顆粒物來源，快速準確地測量大氣細顆粒物質(zhì)量濃度、成分、粒徑譜分布和大氣能見度，成為我國大氣環(huán)境科學研究和業(yè)務監(jiān)測的迫切之需。
　　
　　然而，由于霧霾本身的復雜性，我國以城市為中心的空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站所提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)，難以滿足霧霾追因與控制需求?！爸卫盱F霾，監(jiān)測數(shù)據(jù)非常重要?！敝锌圃汉戏饰镔|(zhì)科學研究院研究員、項目主要完成人桂華僑介紹，發(fā)展先進的大氣細顆粒物監(jiān)測設(shè)備與觀測平臺，準確全面掌握大氣霧霾污染特征，認識其發(fā)展和演變規(guī)律，是科學制定霧霾防治措施的基礎(chǔ)。
　　
　　“大氣細顆粒物在線監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目，由劉建國研究員牽頭，中科院安徽光學精密機械研究所科技攻關(guān)、安徽藍盾光電子股份有限公司產(chǎn)業(yè)化開發(fā)而形成的科研成果?！斑@一‘十年磨一劍’的成果，立足環(huán)境監(jiān)測和科學研究之需，也符合‘健康中國’的時代需求?！眲⒔▏硎荆丛床粩嗟谋O(jiān)測數(shù)據(jù)可以進一步了解污染源清單，讓未來大氣環(huán)境治理措施更加科學。
　　
　　“火眼金睛”瞄準細顆粒物
　　
　　大氣細顆粒物PM2.5監(jiān)測儀、粒徑譜儀、有機碳/元素碳分析儀、大氣能見度儀……走進中科院安徽光機所實驗室，一系列已走向產(chǎn)業(yè)化的監(jiān)測設(shè)備，讓記者眼睛一亮?！皠e小看這些設(shè)備，有了它們就如同有了‘火眼金睛’，能夠快速準確查出大氣細顆粒物質(zhì)量濃度、成分等?！惫鹑A僑透露，早在6年前，我省就在全國率先建成“安徽省高速公路惡劣氣象條件監(jiān)測預警系統(tǒng)”，利用他們自主研發(fā)的大氣能見度儀，可實時監(jiān)測高速公路大氣能見度變化情況。由于預警及時，該系統(tǒng)自試運行以來，全省高速公路死亡3人以上交通事故起數(shù)和死亡人數(shù)同比下降40%以上。
　　
　　“關(guān)鍵技術(shù)的突破，使得我國大氣細顆粒物在線監(jiān)測技術(shù)達到國際先進水平?！眲⒔▏榻B，通過動態(tài)加熱系統(tǒng)、采樣管升降裝置/走紙裝置、碳臨界溫度的精確定位、差分電遷移分級和快速分析、穩(wěn)定的場致電離電荷源技術(shù)、大氣能見度標定和野外校準、光學透鏡測污裝置等一系列關(guān)鍵技術(shù)的突破，他們創(chuàng)新設(shè)計了一整套大氣細顆粒物高靈敏探測技術(shù)工程化解決方案，解決了大氣細顆粒物多參數(shù)準確、快速、在線監(jiān)測的技術(shù)難題，一舉滿足了我國環(huán)境、氣象、交通、科研等多部門對大氣細顆粒物在線監(jiān)測的技術(shù)需求。
　　
　　“穩(wěn)定性強、靈敏度高，可實時在線、無人值守，這是我們設(shè)備最顯著的優(yōu)勢?！惫鹑A僑表示，圍繞該系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和儀器設(shè)備的研制，他們已累計獲得8項發(fā)明專利授權(quán)、5項軟件著作權(quán)登記以及8項實用新型專利授權(quán)。其中，大氣細顆粒物PM2.5監(jiān)測儀，通過環(huán)保部環(huán)境監(jiān)測儀器質(zhì)檢中心技術(shù)認證；大氣細顆粒物切割器，通過中國疾控中心檢測；大氣能見度儀，以零故障和96%的數(shù)據(jù)準確率通過中國氣象局定型認證；大氣顆粒物有機碳/元素碳分析儀，通過省科技廳科技成果鑒定，關(guān)鍵技術(shù)指標達到國際同類產(chǎn)品的先進水平。
　　
　　監(jiān)測設(shè)備告別進口時代
　　
　　“由于我們技術(shù)的投入使用，使得國內(nèi)至少三分之二以上的大氣細顆粒物在線監(jiān)測設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化?！眲⒔▏湴恋卣f，過去，我國大氣細顆粒物在線監(jiān)測核心設(shè)備主要從美國、日本、德國等國家進口，國產(chǎn)設(shè)備在品種、數(shù)量、性能、質(zhì)量上遠遠滿足不了實際工作需要，安徽光機所技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化后，打破了長期以來高檔環(huán)境監(jiān)測設(shè)備依賴進口的局面。
　　
　　我國地域遼闊、氣候差異大，對環(huán)境監(jiān)測儀器的適應性要求也比較高?！斑M口設(shè)備高價買回來后，有時會‘水土不服’，服務也跟不上?！惫鹑A僑告訴記者，他們與企業(yè)合作生產(chǎn)的國產(chǎn)設(shè)備不僅價格低、服務好，性能也與進口設(shè)備相當，可以24小時全天候穩(wěn)定運行。2008年以來，項目組利用該監(jiān)測系統(tǒng)先后在珠三角、長三角和北京等地區(qū)開展綜合應用示范，驗證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，并參與2008年北京奧運會、2010年上海世博會、廣州亞運會以及2014年北京亞太經(jīng)合組織會議空氣質(zhì)量保障任務，用科學數(shù)據(jù)評估了國家重大活動空氣質(zhì)量保障措施的效果。
　　
　　目前，中科院安徽光機所研制的大氣細顆粒物在線監(jiān)測設(shè)備，已批量應用于環(huán)保部城市空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)、重點區(qū)域和城市大氣灰霾監(jiān)測超級站、中國氣象局氣象觀測網(wǎng)、氣溶膠質(zhì)量濃度監(jiān)測網(wǎng)絡，以及安徽、貴州等省“高速公路惡劣氣象條件監(jiān)測網(wǎng)”。近3年，全國20多個省市已安裝大氣細顆粒物監(jiān)測設(shè)備2100余套，實現(xiàn)新增產(chǎn)值2.5億元，新增利稅9533萬元。
　　
　　“下一步，我們將更加關(guān)注與百姓健康有關(guān)的研究，比如納米量級的大氣超細顆粒物監(jiān)測。”劉建國透露，超細顆粒物對于人體健康、環(huán)境、氣候變化的影響可能更大，其在線監(jiān)測難度也更大，需要更多的技術(shù)研發(fā)，這是一個重大挑戰(zhàn)。另外，大氣環(huán)境領(lǐng)域臭氧、揮發(fā)性有機污染物監(jiān)測，也需要更多高靈敏度的儀器設(shè)備?！翱茖W研究任重而道遠，需要持之以恒的科技攻關(guān)。”他坦言，國產(chǎn)儀器推廣應用的時候，也面臨一些困境，很多人對國產(chǎn)儀器抱有懷疑和不信任的心態(tài)，國家還應加大對國產(chǎn)儀器的政策支持，為推廣應用提供便利。