大氣環(huán)境是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ),也是國家生態(tài)文明建設(shè)的重要內(nèi)容。隨著工業(yè)化、城市化和能源消費(fèi)的快速增長,大氣污染問題日益突出,對人類健康和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響。因此加強(qiáng)大氣環(huán)境監(jiān)測,及時(shí)掌握空氣質(zhì)量狀況,有效預(yù)警和管控污染源,是保障藍(lán)天白云的重要手段。
傳統(tǒng)的大氣環(huán)境監(jiān)測主要依靠固定的空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備,這些方式雖然能夠提供一定的空間分辨率和時(shí)間分辨率的數(shù)據(jù),但也存在一些局限性,如監(jiān)測范圍有限、監(jiān)測成本高、監(jiān)測數(shù)據(jù)受地形地貌影響等。為了克服這些局限性,提高大氣環(huán)境監(jiān)測的效率和精度,近年來,無人機(jī)環(huán)境檢測儀作為一種新型的空中平臺,開始在大氣環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮越來越重要的作用。
無人機(jī)環(huán)境檢測儀體積小、重量輕、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、安全性高、成本低,目前主要應(yīng)用于空氣質(zhì)量監(jiān)測,通過搭載顆粒物、氣態(tài)污染物、溫濕度、氣壓等傳感器,對空氣質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,獲取空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)等數(shù)據(jù),為空氣質(zhì)量評估和預(yù)報(bào)提供支持。無人機(jī)環(huán)境檢測儀還可以根據(jù)監(jiān)測需求,靈活調(diào)整飛行高度和路線,實(shí)現(xiàn)對不同空間尺度的空氣質(zhì)量監(jiān)測,如城市、區(qū)域、點(diǎn)源等。
例如在2019,某市遭遇了一次持續(xù)多日的重度霧霾天氣,空氣質(zhì)量指數(shù)(AQI)一度超過300,達(dá)到嚴(yán)重污染等級。為了及時(shí)掌握霧霾的形成、發(fā)展和消散過程,該市環(huán)保局利用YF-W2000無人機(jī)環(huán)境檢測儀進(jìn)行了空氣質(zhì)量監(jiān)測,搭載了顆粒物、氮氧化物、臭氧、二氧化硫、一氧化碳等傳感器,對市區(qū)不同區(qū)域的空氣質(zhì)量進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測,為霧霾的治理和預(yù)警提供了科學(xué)依據(jù)。
根據(jù)YF-W2000的數(shù)據(jù),環(huán)保局發(fā)現(xiàn),霧霾的形成主要受到以下幾個(gè)因素的影響:
1.周邊的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通等活動(dòng)產(chǎn)生了巨大的顆粒物和氣態(tài)污染物,這些污染物隨著風(fēng)向向市內(nèi)輸送,導(dǎo)致空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化。
2.該市處于一個(gè)山盆地區(qū),空氣流動(dòng)受到限制,不利于污染物的擴(kuò)散和清除。山巒環(huán)繞,像一個(gè)蓋子一樣,將污染物困在盆地內(nèi),形成了一個(gè)“污染之罐";
3.該市的氣象條件,特別是冬季的靜穩(wěn)天氣,使得大氣層結(jié)穩(wěn)定,形成了一個(gè)逆溫層,阻礙了污染物從下層向上層輸送,造成了污染物在近地面的積累。逆溫層的存在,使得空氣中的水汽不能上升,而是與污染物結(jié)合,形成了細(xì)小的水滴,增加了空氣的濕度和渾濁度;
4.光化學(xué)反應(yīng)使得部分氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化為顆粒物,增加了霧霾的濃度和持續(xù)時(shí)間。陽光照射下,一氧化氮、二氧化硫、烴類等污染物發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),生成了臭氧、過氧乙酰硝酸酯等有害物質(zhì),這些物質(zhì)又與其他污染物相互作用,形成了更多的顆粒物,如硫酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)碳等。
通過YF-W2000無人機(jī)環(huán)境檢測儀的數(shù)據(jù),該市制定了相應(yīng)的霧霾治理措施,包括加強(qiáng)對周邊區(qū)域的污染源的管控,減少污染物的排放量;加強(qiáng)對機(jī)動(dòng)車、工業(yè)企業(yè)、建筑工地等的限行、停產(chǎn)、減排,降低本地排放量;加強(qiáng)人工增雨、揚(yáng)塵抑制等措施的實(shí)施,促進(jìn)污染物的擴(kuò)散和清除,改善空氣質(zhì)量。
無人機(jī)環(huán)境檢測儀在空氣質(zhì)量監(jiān)測中的應(yīng)用,得到了環(huán)保局和公眾的高度評價(jià),認(rèn)為這是一種高效、便捷的空氣質(zhì)量監(jiān)測工具,可以為霧霾的科學(xué)治理提供有力的支撐。無人機(jī)在空氣質(zhì)量監(jiān)測中的應(yīng)用,也為其他城市提供了借鑒和參考,為我國的大氣環(huán)境保護(hù)和改善做出了貢獻(xiàn)。
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