自2018年入冬以來，先是北京、天津、河北省中南部、山西省東部和南部、山東省西部、河南省北部以及關中地區(qū)部分城市空氣質量連續(xù)出現(xiàn)2天至3天重度污染，緊跟著魯蘇豫皖四省陷入重度污染，程度堪比京津冀。全國各地生態(tài)環(huán)境監(jiān)管積極采取科學的大氣污染管理手段和預防應急措施，但面臨這特殊時期復雜的污染特征和污染高峰，讓一線環(huán)境執(zhí)法者頭痛不已。究其原因：一方面是采取的各種手段仍然不能全方位對區(qū)域監(jiān)管，存在盲區(qū);二是對隨時發(fā)生的污染事件未能有效預警，不能及時執(zhí)法;三是不清楚污染源的形成和擴散過程是如何影響考核站的數(shù)據(jù)升高。

 
   河道污染熱點圖

   化工廠污染熱點圖

   當周焚紙污染熱點圖

   大氣顆粒物層析儀

   大氣污染CT式掃描和分析平臺（AirScan）

   構建激光遙感在線掃描監(jiān)測網(wǎng)，讓顆粒物無所遁形
   在《第24屆中國大氣環(huán)境科學與技術大會》上，泛測環(huán)境首席科學家兼CEO管祖光博士重磅發(fā)布了最新研發(fā)成果“大氣污染CT式掃描和分析平臺(AirScan，以下簡稱‘平臺’)”，并表示，平臺采用了顛覆性激光遙感技術，結合最前沿互聯(lián)網(wǎng)技術真正意義上實現(xiàn)了激光遙感在線掃描探測，通過24小時在線實時動態(tài)掃描大范圍內污染事件高頻區(qū)域，實現(xiàn)污染源的探測與報警，幫助一線生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門對大氣污染管控實現(xiàn)四個方面的重要功能：一是考核站周邊污染預警及定位;二是污染源對考核站的貢獻分析;三是重點污染區(qū)域監(jiān)管;四是組網(wǎng)全區(qū)域監(jiān)管。
   1.考核站周邊污染預警及定位
   今年，天津市西青區(qū)運用AirScan平臺技術于8月22日23時25分監(jiān)測到張家窩工業(yè)園的工業(yè)燃燒源排放，且因為此時段主導風向為西風0.5m/s~2m/s，不利于污染擴散，因此在污染排放源附近形成了塊狀污染。污染程度嚴重、污染范圍影響大，會直接影響附近空氣監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)。
   AirScan平臺在考核站周邊實現(xiàn)365×24小時在線實時動態(tài)掃描，快速準確地抓取污染點位信息并記錄為污染事件，結合氣象信息和設備實時數(shù)據(jù)生成的顆粒物污染雷達圖、地圖定位信息和掃描目標范圍內的當?shù)卦辞鍐危瑴蚀_地判定污染的排放來源、類型、濃度和位置信息，以做到事前預警和及時管控。
   2.污染源對考核站貢獻分析
   以河北省辛集市為例，2018年11月17日23時至24時期間，市內某兩個考核站出現(xiàn)一次污染事件：PM10數(shù)據(jù)從68μg/m3迅速升至82μg/m3，且與市內其他考核站呈現(xiàn)相反的變化趨勢。同一時間段從AirScan平臺監(jiān)測到，在該空氣監(jiān)測站西向附近有一明顯帶狀污染。當時主導風向為西南風0.5m/s～2m/s，污染對于這兩個空氣監(jiān)測站處于上風向，因此，對該考核站造成的影響程度為強。再結合泛測環(huán)境空氣監(jiān)測微站的數(shù)據(jù)以及當?shù)氐脑辞鍐蔚刃畔ⅲ袛啻舜挝廴緸楣I(yè)排放，對該考核站造成嚴重影響，使其顆粒物數(shù)值顯著升高。
   在污染事件發(fā)生時，大氣顆粒物層析儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)結合氣象站提供的局部風向風力等擴散條件，可預測該污染事件對考核站的影響及其后果，進行事前預報;與此同時，可根據(jù)目標范圍內空氣監(jiān)測微站的數(shù)據(jù)對該預測進行檢驗，進行事后分析。為當?shù)乇O(jiān)管部門對考核站數(shù)據(jù)影響分析提供數(shù)據(jù)支撐。
   3.重點污染區(qū)域監(jiān)管
   由于城市污染源類型多樣、基數(shù)眾多，大氣顆粒物層析儀基于面狀掃描，365×24小時工作，15分鐘完成一次掃描，掃描半徑可長達7km，對重點污染區(qū)域面源無死角實時監(jiān)測，讓排污行為、環(huán)保措施不到位等行為無處遁形。
   以天津市開發(fā)區(qū)為例，2018年11月05日至11月11日，開發(fā)區(qū)的大氣顆粒物層析儀經過一周掃描統(tǒng)計污染熱點分析，該區(qū)域內主要為交通運輸污染源和化工排放源：河道交通源主要集中在海河河道海門大橋至海河隧道段，傍晚和清晨時分集中出現(xiàn);道路交通源集中在津沽一線、迎賓大道以及天津大道。設備正西向是天津大沽化工廠及天津樂金渤海化學廠區(qū)域，該區(qū)域的污染貢獻最為嚴重。此外，由于當時正處于焚紙祭祖風俗時期，在傍晚21時、22時左右，區(qū)民聚集區(qū)發(fā)現(xiàn)成塊污染。
   4.組網(wǎng)全區(qū)域監(jiān)管
   由于大氣顆粒物層析儀具低維護、響應快、穩(wěn)定性強、高性價比等特點，可在目標區(qū)域進行組網(wǎng)監(jiān)測，構建全區(qū)域、無死角、動態(tài)化監(jiān)測網(wǎng)絡，實現(xiàn)第一時間掌握全區(qū)域顆粒物污染狀況，監(jiān)測區(qū)域內的污染生成及區(qū)域污染傳輸，為環(huán)境污染應急工作及監(jiān)管防控提供精準依據(jù)。
   AirScan平臺以光強、消光系數(shù)以及污染熱點三種形式展現(xiàn)顆粒物污染狀況，通過在線實時掃描能直觀地解析污染源狀況與污染過程，從時間上捕獲污染事件發(fā)生—擴散—影響全過程，從空間上定位區(qū)域污染事件地點和類型，實現(xiàn)目標區(qū)域內污染熱點精準溯源，從而促進快速聯(lián)動執(zhí)法，有效降低污染源對考核站的影響。
   新型大氣激光遙感技術與半導體激光器、圖像傳感器技術的融合
   脈沖式激光雷達作為城市大氣污染監(jiān)測的科技手段之一，由點及面的監(jiān)測模式，大大縮小了監(jiān)測盲區(qū)，為掌握區(qū)域大氣污染分布和傳輸、污染來源和變化趨勢，提供了有力支撐。同時，一方面因其光學技術精密，造成其系統(tǒng)設計高成本、運維服務難度大;另一方面系統(tǒng)監(jiān)測周期長，它按次和特定時間進行監(jiān)測的特點等等，限制了其在大氣環(huán)境探測領域的大規(guī)模推廣和應用。
   大氣顆粒物層析儀結合先進的激光器技術和圖像傳感器技術，實現(xiàn)大氣后向散射信號的距離分辨探測、從近距離到遠距離的大氣后向散射信號的清晰成像和探測，而這是常規(guī)脈沖式激光雷達大口徑成像系統(tǒng)難以實現(xiàn)的。
   和傳統(tǒng)激光雷達相比，大氣顆粒物層析儀具有365×24小時無人值守、360度掃描一周最快只需要15分鐘和超高近距離分辨率等技術優(yōu)勢，解決了傳統(tǒng)脈沖式激光雷達技術由于需要使用高性能納秒量級脈沖光源而導致系統(tǒng)結構復雜、成本居高不下、維護成本高等難題。
   目前，AirScan平臺已經在天津和河北省城市大氣污染掃描中部署應用，以問題為導向多次在考核站周邊污染熱點預警、數(shù)據(jù)升高的貢獻分析中展現(xiàn)其亮麗的精湛技術，在秋冬季的大氣污染防治攻堅戰(zhàn)中有效助力生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門第一時間發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染問題，從而減少因存在盲區(qū)以及發(fā)生污染后不能及時預警所產生的一系列污染連鎖反應。
   技術改變環(huán)境，環(huán)境改變生活。泛測環(huán)境在空氣質量精細化管理理念下，以實際改變污染環(huán)境為己任，繼續(xù)努力、不斷創(chuàng)新，用技術和產品回饋用戶，為建設美麗、智慧城市做出自己的貢獻。