環(huán)境監(jiān)測(cè)中的光譜學(xué)技術(shù)進(jìn)展
作者： 來(lái)源： 時(shí)間：2020年09月04日
由中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)、中國(guó)儀器儀表行業(yè)協(xié)會(huì)分析儀器分會(huì)聯(lián)合舉辦的“第十一屆中國(guó)在線分析儀器及發(fā)展國(guó)際論壇暨展覽會(huì)(CIOAE 2018)在南京盛大開(kāi)幕。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院的劉文清院士，就《環(huán)境監(jiān)測(cè)中的光譜學(xué)技術(shù)進(jìn)展》為主題，為現(xiàn)場(chǎng)觀眾做了詳細(xì)的技術(shù)解讀。
劉文清院士表示，光譜學(xué)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的需求背景主要有以下幾個(gè)方面：
一是重大污染事件推動(dòng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。18世紀(jì)末到20世紀(jì)初期發(fā)生的兩次工業(yè)革命導(dǎo)致的局部性大氣污染(比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件、美國(guó)洛杉磯煙霧事件等)。20世紀(jì)20年代至40年代，汽車(chē)的推廣使用和石油的開(kāi)采，對(duì)環(huán)境的傷害日益加重，包括美國(guó)多諾拉煙霧事件、日本熊本縣水俁病事件等。20世紀(jì)50到70年代，工業(yè)化與城市化進(jìn)展加快，污染開(kāi)始全面大爆發(fā)(中國(guó)松花江硝基苯污染導(dǎo)致太湖藍(lán)藻泛濫)；
二是從我國(guó)的大氣環(huán)境問(wèn)題來(lái)看，大氣臭氧污染有惡化和蔓延的趨勢(shì)。隨著治理的深化，二次顆粒物的占比呈上升態(tài)勢(shì)，如何有效控制PM2.5和O3濃度以及最重要的相關(guān)前體物：VOCs、NOx、CO、SO2、NH3。其中VOCs是“大氣十條”實(shí)施后排放仍在增長(zhǎng)的唯一污染物，與此同時(shí)，我國(guó)的大氣污染物排放量位居世界前列。
從上述情況來(lái)看，環(huán)境治理仍面臨著重重挑戰(zhàn)，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)依舊是重中之重的任務(wù)。目前，針對(duì)大氣防控治理，部分地區(qū)已經(jīng)建立了大氣環(huán)境多維度監(jiān)測(cè)平臺(tái)，利用多種手段的綜合外場(chǎng)觀測(cè)來(lái)認(rèn)識(shí)復(fù)雜的大氣過(guò)程。其中，通過(guò)與模型模擬的大氣4維的對(duì)比，能夠幫助工作人員認(rèn)識(shí)到開(kāi)放、復(fù)雜的物理和化學(xué)過(guò)程，此外，對(duì)認(rèn)識(shí)空氣質(zhì)量、氣象場(chǎng)的作用也大有幫助。
隨著時(shí)代的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的水平和種類(lèi)都有了很大的提升。根據(jù)專(zhuān)業(yè)化程度可分為特定性技術(shù)(即一種技術(shù)監(jiān)測(cè)一種成分)和通用性技術(shù)(即一種技術(shù)同時(shí)檢測(cè)多種列成分)；根據(jù)測(cè)量范圍則劃分為在線監(jiān)測(cè)和遙感監(jiān)測(cè)；根據(jù)技術(shù)達(dá)到的空間分辨率，分為綜合體積測(cè)量和空間分辨測(cè)量；而依據(jù)技術(shù)原理則有氣相色譜分析(通用型、在線型)、光譜學(xué)分析(通用型、在線型和遙感型)、質(zhì)譜分析(通用型)以及其它監(jiān)測(cè)技術(shù)(化學(xué)發(fā)光技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)、高性能液體色譜技術(shù)和離子色譜技術(shù))。
在報(bào)告的最后，劉文清院士指出，環(huán)境技術(shù)對(duì)國(guó)家發(fā)展的重要程度是不言而喻的。黨的“十九大”報(bào)告中要求要加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國(guó)，就要著力解決突出環(huán)境問(wèn)題。現(xiàn)如今，生態(tài)文明建設(shè)的意義，也已經(jīng)由“千年大計(jì)”上升為“根本大計(jì)”。《中共中央國(guó)務(wù)院加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見(jiàn)》也指出，要“利用技術(shù)手段，對(duì)自然資源和生態(tài)環(huán)境保護(hù)狀況開(kāi)展全天候監(jiān)測(cè)，健全覆蓋所有資源環(huán)境要素的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)體系”。環(huán)境生態(tài)關(guān)乎國(guó)泰民安，關(guān)乎人類(lèi)的長(zhǎng)久發(fā)展，未來(lái)除了要推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)加智慧環(huán)保的技術(shù)監(jiān)測(cè)外，更要助力傳感器走向小型化和輕量化，幫助光譜學(xué)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域越走越遠(yuǎn)。
