大氣“超級站”：精準(zhǔn)“體檢”空氣質(zhì)量

在不久前在廈門舉辦的金磚會晤期間，國家主席習(xí)近平這樣評價廈門的環(huán)境：“抬頭仰望是清新的藍(lán)，環(huán)顧四周是怡人的綠。”

據(jù)《中國科學(xué)報》記者了解，中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所(以下簡稱“城市所”)大氣環(huán)境觀測超級站(以下簡稱“超級站”)為廈門的“高顏值”空氣質(zhì)量提供了可靠的技術(shù)支撐。

全方位實時監(jiān)測

中科院城市所樓頂?shù)囊粋€房間里，包括常規(guī)空氣質(zhì)量監(jiān)測儀、顆粒物水溶性離子色譜監(jiān)測儀、單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀、氣溶膠化學(xué)成分質(zhì)譜儀、基于飛行時間質(zhì)量分析器的在線VOCs監(jiān)測儀、臭氧激光雷達(dá)等30多臺(套)儀器正在全速運行。今年7月，超級站在這里全面建成。

這些儀器設(shè)備組成了超級站的5個觀測模塊，包括大氣常規(guī)氣象參數(shù)、空氣質(zhì)量常規(guī)參數(shù)、氣溶膠理化特性、光化學(xué)污染物與前體物及大氣汞等重金屬污染物等。與普通的空氣自動監(jiān)測站相比，超級站充分利用光學(xué)、物理與化學(xué)等綜合手段，實現(xiàn)了地空一體的多參數(shù)、立體與高時間分辨率的空氣質(zhì)量觀測。“能對空氣質(zhì)量進(jìn)行全方面的實時與在線精準(zhǔn)‘體檢’。”城市所研究員陳進(jìn)生表示。

陳進(jìn)生告訴《中國科學(xué)報》記者：“這些設(shè)備投入使用，強(qiáng)化了大氣臭氧垂直分布、臭氧前體物的光解速率、太陽輻射、VOCs物種辨識、濱海鹽離子以及與大氣環(huán)境容量相關(guān)的大氣邊界層高度的觀測，凸顯了超級站的特色。”

大氣卓越中心的新動力

在科學(xué)家們看來，超級站的建成對中科院區(qū)域大氣環(huán)境研究卓越創(chuàng)新中心(以下簡稱“卓越中心”)的科學(xué)研究提供了新動力。

目前，依托中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“大氣灰霾追因與控制”的卓越中心，已經(jīng)在典型城市群大氣污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，復(fù)合污染條件下大氣氧化劑的生消機(jī)制、二次粒子生成、爆發(fā)增長和老化機(jī)制，構(gòu)建適合我國大氣復(fù)合污染研究的多種空氣質(zhì)量數(shù)值模式等方面取得了諸多進(jìn)展。

而位于臺灣海峽西岸的超級站建成，將對探索東亞季風(fēng)控制區(qū)域與快速城市化區(qū)域大氣污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律大有裨益。陳進(jìn)生表示，超級站地理位置的優(yōu)勢能幫助科學(xué)家識別海陸交界面大氣污染的來源與成因，揭示區(qū)域大氣復(fù)合污染的過程與機(jī)制。“這對大氣卓越中心的科學(xué)研究提供了支撐。”他表示。

科學(xué)家們期待，在超級站的支撐下，卓越中心將以長三角和東部沿海城市群作為研究對象，開展沿海地區(qū)海陸交匯帶的大氣污染規(guī)律，探索該區(qū)域的臭氧光化學(xué)污染機(jī)制。同時在電站煙氣脫硝催化劑和汽車尾氣凈化催化劑研發(fā)、VOCs治理技術(shù)及人體防護(hù)材料方面取得突破。

全力保障金磚會晤

在前不久的金磚會晤期間，大氣超級站在實現(xiàn)“金磚藍(lán)”的努力中功不可沒。

據(jù)城市所相關(guān)負(fù)責(zé)人員介紹，超級站監(jiān)測項目指標(biāo)更廣、參數(shù)更多、時間分辨率更高，不僅能監(jiān)測主要污染物濃度水平，還能夠進(jìn)一步從分子水平、超細(xì)粒徑分布、空間垂直分布等方面剖析主要的特征污染物，并初步判斷它們的主要來源。

金磚會晤舉行前半個月，由城市所牽頭臨時組建了一支15人的大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)分析團(tuán)隊。陳進(jìn)生回憶道，會晤期間正是福建省典型的東亞季風(fēng)風(fēng)向調(diào)整之際，面臨臺風(fēng)頻發(fā)、海陸風(fēng)等復(fù)雜氣象條件的挑戰(zhàn)。“保障難度空前。”他表示。

專家們根據(jù)超級站提供的數(shù)據(jù)，每日對廈門市、福建省及周邊的空氣質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行不間斷的分析，向決策部門做出相應(yīng)建議。最終，會晤期間，廈門市空氣質(zhì)量日均濃度和小時濃度雙雙達(dá)到一級(雙優(yōu))標(biāo)準(zhǔn)要求，能見度均在20公里以上，實現(xiàn)了長時間、大范圍、高水平的“金磚藍(lán)”。

此外，城市所還參與對水環(huán)境、固體廢棄物等進(jìn)行監(jiān)測與分析，組建起一張強(qiáng)有力的環(huán)境質(zhì)量保障網(wǎng)，為廈門天藍(lán)水碧空氣清新的城市環(huán)境添色增光。

保障金磚會晤只是城市所各類技術(shù)應(yīng)用于保護(hù)城市美好環(huán)境的一次演練，為常態(tài)化服務(wù)國家環(huán)境保護(hù)事業(yè)提供了更多的經(jīng)驗，旨在讓科學(xué)研究真正為老百姓服務(wù)。

城市所所長朱永官表示：“能為國家和地方做點事我們心里感到很踏實。城市環(huán)境所作為中科院在東南沿海布局的一個環(huán)境綜合研究所，多年來，注重科學(xué)前沿的同時，緊密結(jié)合國家和地方需求，開展全鏈條創(chuàng)新研究，為建設(shè)具有可持續(xù)性的城市不斷作出創(chuàng)新性貢獻(xiàn)!”