【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】近年來，環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法不斷發(fā)展豐富，除了傳統(tǒng)的固定監(jiān)測(cè)站以外，其他智能化監(jiān)測(cè)手段也被廣泛應(yīng)用。傳感器.html'>傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)具有成本低、小巧輕便、易于部署的特點(diǎn)，結(jié)合近年來新材料、微型光源、微機(jī)電系統(tǒng)、芯片級(jí)計(jì)算能力的進(jìn)步，新型傳感器監(jiān)測(cè)技術(shù)在顆粒物和氣態(tài)污染物測(cè)量方面發(fā)展迅速，應(yīng)用場(chǎng)景極大豐富，可以為現(xiàn)有監(jiān)測(cè)手段提供補(bǔ)充與強(qiáng)化。其中，傳感器移動(dòng)監(jiān)測(cè)已被用于評(píng)估交通產(chǎn)生的空氣污染，可以提供不同時(shí)空的線狀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為大氣污染研究與管理提供了新思路。以出租車、公交車、移動(dòng)監(jiān)測(cè)車和自行為載體搭載傳感器的研究發(fā)展迅速，已在全球各地有所應(yīng)用。

       上海開展出租車隨機(jī)路線移動(dòng)監(jiān)測(cè)

       上海市通過在150多輛出租車上搭載顆粒物及氣體傳感器（圖1左）進(jìn)行空氣質(zhì)量移動(dòng)監(jiān)測(cè)?；诔鲎廛嚨碾S機(jī)移動(dòng)路線，此移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)可以在10天覆蓋上海80%以上的路網(wǎng)，為評(píng)估整體交通環(huán)境污染提供重要依據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，CO在主干道上的濃度最高，而NO2在高速公路上的濃度最高（圖1右）。因?yàn)镹O2的濃度隨著行車速度的增加而增加，所以在高速公路上占主導(dǎo)地位。CO和NO2在早上五點(diǎn)到八點(diǎn)期間、和下午四點(diǎn)到七點(diǎn)之間的濃度比較高。此外，在2020年2至3月新冠疫情期間這兩種污染物的濃度均降低約30%—50%，這一變化可用于分析城市空氣污染中的道路交通的貢獻(xiàn)比例。然而，值得注意的是，即使在疫情期間，高速公路的NO2濃度還是很高，交通相關(guān)的空氣污染（TRAP）仍需要獲得更多關(guān)注。

圖1出租車及其檢測(cè)設(shè)備（左）和NO2小時(shí)平均濃度的空間分布（右）

       香港開展公交車固定路線移動(dòng)監(jiān)測(cè)

       香港利用公交車的固定移動(dòng)路線，在10余條公交線路上配備顆粒物及氣體傳感器，覆蓋了約70%的主要交通路段，如圖2左。這種每日固定時(shí)間段固定路線的道路監(jiān)測(cè)可提供重復(fù)性觀察數(shù)據(jù)。在九龍半島的海底隧道出入口，可以觀察到較高濃度的NO2路段，如圖2右。因?yàn)樵撍淼朗窍愀圩罘泵?、最擁擠的隧道，平均每日交通流量大于10萬輛次。移動(dòng)傳感器的污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同時(shí)包含了高頻與低頻信號(hào)，其中高頻信號(hào)持續(xù)時(shí)間以秒—分為單位，低頻信號(hào)持續(xù)時(shí)間以分—小時(shí)為單位。數(shù)據(jù)顯示，不同公交路線的移動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)同樣的低頻信號(hào)曲線。原因在于短時(shí)高頻信號(hào)反映局部交通污染影響，而較長(zhǎng)時(shí)間的低頻信號(hào)反映更廣的城市背景及區(qū)域污染影響，形成了移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的普遍基準(zhǔn)。從移動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中提取這一背景濃度基準(zhǔn)線有助于進(jìn)行城市尺度的交通、本地與區(qū)域污染貢獻(xiàn)的動(dòng)態(tài)解析。結(jié)果表明，香港的PM2.5污染中絕大部分來自于區(qū)域性背景污染，而NOx污染中約70%來自于本地交通污染。這一結(jié)論將為后期選擇污染控制策略提供理論依據(jù)。

圖2選定的公交線路（左）和NO2（mg/m3）的沿線污染分布（右）

       奧克蘭開展監(jiān)測(cè)車固定路線移動(dòng)監(jiān)測(cè)

       美國加州的奧克蘭市基于兩輛配備了空氣傳感器和數(shù)據(jù)集成平臺(tái)的移動(dòng)監(jiān)測(cè)車對(duì)市內(nèi)不同居住區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)內(nèi)每條道路在工作日白天的黑炭（BC）和NO2濃度進(jìn)行重復(fù)測(cè)量，如圖3。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)描繪了城市內(nèi)的污染模式，揭示了工作日白天不同空間尺度污染物濃度的顯著變化。高速公路、主干道和住宅街道這三種主要道路類別的污染物水平差異很大，較繁忙街道和高速公路上的濃度大大高于城市背景水平。就BC而言，高速公路的濃度比居民區(qū)街道的濃度高出2.7倍；NO2則高出1.8倍。傳感器移動(dòng)監(jiān)測(cè)對(duì)于空氣污染的空間差異性的把握被認(rèn)為比傳統(tǒng)測(cè)量和模型預(yù)測(cè)更加精細(xì)，可突出顯示局部污染熱點(diǎn)，補(bǔ)充了城市高分辨率的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，從而為污染控制提供新的機(jī)遇。

圖3監(jiān)測(cè)設(shè)備以及空氣質(zhì)量地圖

       安特衛(wèi)普開展自行車固定路線移動(dòng)監(jiān)測(cè)

       比利時(shí)安特衛(wèi)普市使用配備了可以測(cè)量超細(xì)顆粒物（UFP）和黑炭（BC）的氣體傳感器的自行車作為一個(gè)移動(dòng)式空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)平臺(tái)（Aeroflex），對(duì)一條長(zhǎng)約2公里的固定路線開展空氣質(zhì)量的移動(dòng)監(jiān)測(cè)，如圖4左。監(jiān)測(cè)主要在每天上午7點(diǎn)到下午1點(diǎn)之間，在固定的時(shí)間段和路線監(jiān)測(cè)提供了重復(fù)性的觀察數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，UFP和BC的最高濃度出現(xiàn)在早高峰時(shí)段（上午8點(diǎn)），并確定了濃度最高的街道位置，如圖4右。此移動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別了排放熱點(diǎn)并補(bǔ)充了城市環(huán)境的高分辨率空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，為改善固定式空氣質(zhì)量測(cè)量網(wǎng)絡(luò)有限的空間分辨率提供了解決方案。

圖4Aeroflex及其監(jiān)測(cè)設(shè)備（左）和監(jiān)測(cè)街道的UFP濃度（右）

       道路交通是現(xiàn)代城市空氣污染物的主要來源，可使行人和乘車人員暴露于高濃度的空氣污染物中。因此，對(duì)于受交通排放影響較大的城市地區(qū)，確定道路交通污染排放特征及其對(duì)道路或路邊空氣污染物濃度的貢獻(xiàn)，對(duì)于確定機(jī)動(dòng)車排放清單和有效管理城市空氣質(zhì)量具有重要意義。相較于固定路邊或遙感測(cè)量，基于傳感器的移動(dòng)監(jiān)測(cè)可以提供覆蓋整個(gè)城市道路網(wǎng)絡(luò)的高時(shí)空分辨率的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并為未來更大規(guī)模的基于網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)測(cè)量奠定了基礎(chǔ)。