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出租车搭载PM2.5传感器监测城市大气污染

导读: 车载PM2.5监测仪监测PM2.5和PM10颗粒,工采网技术工程师推荐使用PM2.5传感器TF-LP01。

目前国内空气质量已成为热点话题,在多年的舆论压力下,“蓝天保卫战”不仅在全民内部打响,更是得到了政府的大力支持!越来越热销的空气质量检测仪,空净仪器,PM2.5智能口罩等等,多角度的体现了空气质量对全民生活品质的影响。

通常大气污染物的研究采用的是静态空气监测点的数据,伴随着技术进步,环境探测车出现了。其最大的优点就是可以做到移动监测,及时监测到污染区域的具体数值。但是,每辆探测车包括气溶胶激光雷达、黑探仪、风雷达等各种设备,一台造价高达上百万元,使其在大范围推广上遇到问题,因此找到一种更加便捷的移动监测手段成为当前的重点。

上海街头跑的数十辆出租车,竟然能实时获取所经路段的PM2.5数据。原来,在这些出租车顶的灯箱内,安装有PM2.5传感器监测设备。这是由同济大学谭洪卫教授团队自主研究构建的“无人机载、车载、固定点”三位一体城市空气环境空间监测网络的试点成果之一。

出租车搭载PM2.5传感器监测城市大气污染

为何要在出租车上搭载“空气质量监测仪”?“PM2.5监测数据一般来自于政府设立的环境质量监测站,这些监测站有着固定的位置,且数量较少。”同济大学绿色建筑及新能源研究中心常务副主任谭洪卫教授说,全天候在城市中流动的出租车,能将探测仪带进大街小巷、带到市民身边,能覆盖城市的街区和社区,能实时检测到所经路段、区域的PM2.5数据。

嵌在出租车顶灯里的城市空气“监测鼻子”

一般来说,PM2.5监测数据来源于政府设立的环境质量监测站。这些监测站有着固定的位置,且数量较少。以上海为例,6340平方公里的土地上只有10个国控站、16个市控区级监测站。

“在这样的情况下,如何加密监测点覆盖街区和社区、快速监测提高实时性激发了我们课题组的创新思考。三年前,我们提出构建包括无人机载、车载、固定点三位一体的城市空气环境空间监测网络,并得到山东大学司书春副教授团队的响应和支持。”谭洪卫教授告诉东方网记者,“我们选择把PM2.5传感器监测设备装在出租车顶灯里,这样监测高度与行人呼吸范围相近,到处跑的出租车也能将探测仪带进大街小巷、带到市民身边。”

出租车搭载PM2.5传感器监测城市大气污染

图片说明:嵌在出租车顶灯里的城市空气“监测鼻子”

据了解,出租车上的车载城市空气监测设备基于激光检测原理,安装在出租车顶灯上,克服了高温、高速、振动、风扰、雨雪等恶劣环境影响,可以同时监测PM2.5和PM10两项指标,实时传输位置和监测数据,成功实现了从固定点监测到全路网监测的转变,为大气污染监测开创了新思路。

道路的空气质量能代表区域的环境质量吗?机动车的尾气是污染源之一,把监测测仪装在“污染源”上,可行吗?针对这一疑问,谭洪卫教授解释说,随着机动车尾气排放标准的提升,尾气直接产生的PM2.5的量并不多,更多的则是PM2.5的“催化剂”和“原材料”,即氮氧化物气体和挥发性有机气体。PM2.5是这些排放废气在扩散过程中的二次生成物,所以载有探测装置的出租车并不会对采样当时产生较大影响,却能深入街区社区较好地发现和反映污染情况,监测环境更接近市民生活环境。

“利用出租车这一移动监测站,可以每天积累大量的城市地面空气环境数据,为城市进行精细化管理提供技术支撑。”谭洪卫教授举例说,比如在建筑工地附近、工厂区、餐饮街区等,容易及时监测到反映污染程度的PM2.5值,以此为依据,环保部门就可及时加强对这个工地的空气环境质量的监管或采取相应对策。“而这些细节,是固定监测点难以实现的。”

出租车搭载PM2.5传感器监测城市大气污染

通过这个监测系统,还可更好地帮助人们去发现城市空气污染分布规律。这是谭洪卫教授团队根据在上海所监测到的数据绘制的一张张PM2.5图表,可以发现,上海的PM2.5浓度并没有呈现出像人口密度、企业密度那样显著的“从市中心向郊外递减”的趋势,可以大致概括为“城郊一体,东优于西”。从图中还有一些有趣的发现,平日里甚是拥堵的那几条主干路,其PM2.5浓度并不比周边区域高。

谭教授还补充说,除车载监测仪外,实现空中PM2.5分布监测的无人机载空气质量监测仪也已研发成功,主要用于特定时期对局部、重点关注的地域的空气质量进行实时探测。

“我们希望能在全国范围内进一步推广‘出租车监测站’,从而推动城市空气质量的精细化研究和管理。”谭洪卫教授说。

除利用出租车对室外空气质量进行监测外,谭洪卫教授课题组还致力于室内空气质量的研究。团队研究发现,临街、建筑形态、楼层、朝向、遮挡、通风方式等,均会影响室内污染物的沉积和扩散。而室内开关窗习惯、生活习惯、建筑门窗性能等均与室内空气品质相关。

车载PM2.5监测仪监测PM2.5和PM10颗粒,工采网技术工程师推荐使用PM2.5传感器TF-LP01

pm2.5尘埃传感器TF-LP01的工作原理是根据光散射原理开发的,粒子和分子将在光的照射下散射光,同时吸收部分光的能量。当一束平行的单色光入射到待测量的粒子场上时,它受到粒子周围的散射和吸收的影响,并且光强度衰减,以这种方式,可以获得通过待测量的浓度场的入射光的相对衰减率。相对衰减率基本上线性地反映了待测量的灰尘的相对浓度。光的强度与光电转换的电信号的强度成比例。通过测量电信号,可以获得相对衰减率,然后可以确定待测量场中的灰尘浓度。

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