大气环境监测技术及应用

大气环境监测技术及应用

马越

黑龙江莱恩检测有限公司， 163311

【摘要】：大气环境监测已经逐步成为环境监测工作中较为重要的一部分。随着人民政府和相关组织逐步推进PM 2.5监测工作，人民群众开始越来越关注大气环境的监测工作。在实际情况中，大气环境监测的项目有很多，除了人们高度重视的PM 2.5外，还包括臭氧、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、卤代烃以及碳氢化合物等分子状污染物和总悬浮微粒、降尘、酸沉降以及飘尘等颗粒状污染物等，本文对大气环境监测技术及其应用情况进行研究与分析，以期为大气环境监测技术的发展提供科学依据。

【关键词】：大气环境；监测技术；应用；

随着我国社会经济的不断发展，开始频繁发生各类工业污染事件，严重影响了人类的生产以及生活方式。社会的进步与发展已经受到大气环境问题的严重制约，现阶段摆在人类面前刻不容缓的课题便是环境保护。环境保护的基础便是环境监测，为环境保护提供科学决策的依据是其主要的目的^[1]。本文对大气环境监测技术及其应用情况进行研究与分析，以期为大气环境监测技术的发展提供科学依据。现将具体情况总结如下：

1.大气环境遥感监测技术的应用

我们依据遥感技术的工作方式来进行分类，可以分为主动式遥感监测和被动式遥感监测，其中前者是指通过遥感探测仪器所发出的波束、次波束，相互作用于大气物质而产生回波，通过检测这种回波，以此来实现检测大气层次的目标。由于主动式遥感探测仪器需要完成很多工作，例如波束的发射和回波的接收，故该类检测技术被称为雷达工作方式^[2]。而被动式遥感监测是指通过接收大气自身所发射的红外光波或微波等辐射，以此来实现探测大气成分的目的。一是主动式空基遥感监测大气环境，现阶段大气环境的主动式空基遥感的主要监测技术便是星载或机技术。主动式雷达是指在很短的时间内发射机通过天线发射一束很窄的大功率电磁波脉冲向目标物，然后对同一天线对目标地物反射的回波信号加以利用，在接受后显示的一种传感器。因为物体的不同，回波信号的振幅和位相会出现差异，因此在接受处理后，可以观测出来目标地物的方向、距离等数据，二是大气环境的被动式空基遥感监测。当前大气环境的被动式地基遥感的主要监测技术便是太阳直接辐射的宽带分光辐射遥感、微波辐射计遥感、多波段光度计遥感。太阳直接辐射遥感是指通过对大气中日光的衰减和散射加以利用，进而测量大气组分，其实通过测量可见光来反演气溶胶，通过紫外线波段来测量大气臭氧和二氧化碳水平。由于在很宽的频率范围内大气分子的吸收辐射会将特定的谱线产生出来，且因为分子和能级跃迁的不同而产生不同的谱线，微波辐射计便是通过接受不同的辐射频率信号来反演大气组分，大气臭氧和氯化物可以通过微波辐射计来加以测量，微波辐射计测量大气臭氧的精度一致于地基陶普生光谱仪测量精度。三是多波段光度计遥感^[3]。这是一种光源为太阳的被动式地基遥感手段，大气中自大气上界入射到地气系统的太阳辐射会被气体分子以及大气气溶胶粒子所散射和吸收。在地面接受到包含气中气溶胶信息等的太阳辐射，可以通过接受到的辐射来进行测量，可以有效地反演出来气溶胶的信息。在气溶胶遥感手段中，现阶段利用多波段光度计遥感来测量气溶胶光学厚度是最为准确的方法。一般来说，校验卫星遥感的结果往往需要使用多波段光度计遥感来处理。除此之外，对气溶胶使用卫星遥感进行监测，是一个较佳的替代手段，其可以有效地将地基遥感地面观测空间覆盖的不足弥补起来^[4]。

2.大气污染的生物监测技术的应用

大气污染往往可以对大气的环境质量水平加以确定，植物在生物体系中很容易受到外界因素的影响，其中最为常见的影响因素便是大气污染，由于植物固定生长无法将污染物有效避开，且会对大气污染产生极其强烈的反应敏感性，本身固定的位置方便进行监测和管理，利用植物进行监测便是大气污染的生物监测。大气污染的指示植物是指对大气污染反应灵敏，用以指示和反映大气污染状况的植物。我们一般会将指示植物分为以下几类，①SO₂指示植物。主要包括苔藓、杜仲、落叶松、地衣、水衫等。叶脉间或者叶缘显现块状红棕色或土黄色伤斑是此类指示植物的典型症状。②NO₂指示植物。主要包括番茄、向日葵、烟草、柑桔以及秋海棠等，叶脉间有呈现白、棕色或黄褐色的不规则伤斑或者全叶点状伤斑是此类指示植物的典型症状^[5]。③氟化物指示植物。主要包括郁金香、金线草、杏、梅、大蒜、葡萄苔藓以及唐昌蒲等，叶尖或者叶脉之间多见浅褐或者红褐色的伤斑，明显的界线出现在健康部分与坏死部分之间。

3.大气环境监测的数字化测量技术的应用

在将数字化测量技术应用在大气环境监测工作中可以将传统的大型检测仪器的使用与操作加以突破，作为现代化的一类新型方式的虚拟仪器，其与计算机控制与因特网技术的自动化监测系统相结合，这样可以使得虚拟仪器的应用具有了一定的可能性。如果测量在野外时，可以将数据的真实性大大增加，而因特网技术也可以为测量过程中提供很大的便利条件，最大程度地避免测量重复数据，可以将工作量减少。联合使用虚拟仪器与网路技术，可以有效地解决大气环境监测问题，有效地结合虚拟仪器技术与因特网和Web技术，随后产生虚拟远程仪器，通过利用硬件与软件，可以提供很多可靠数据。

4.结语

本文对大气环境监测技术及其应用情况进行研究与分析，但是本人的看法具有很大的局限性，还望相关学者指正。

【参考文献】：

[1] 程麟钧. 我国大气环境监测数据共享技术现状、问题及对策[J]. 中国环境监测, 2016, 32(006):146-147.

[2] 潘本锋, 许人骥, 宫正宇,等. 支撑京津冀区域大气污染联防联控的大气监测体系构建[J]. 中国环境监测, 2017, 033(005):57-63.

[3] 陈楠, 徐宝东, 张瑜,等. 激光雷达在湖北大气环境监测中的应用[J]. 中国环境监测, 2019, 035(002):142-149.

[4] 赵亮亮, 田建立, 白雪丰. 基于RFID物联网技术的大气污染监测预警系统设计与应用研究[J]. 环境科学与管理, 2020, 45(03):129-132.

[5] 徐文帅, 王勇, 晏平仲,等. 博鳌亚洲论坛2018年年会期间空气质量预报保障技术研究[J]. 中国环境监测, 2020, 36(02):29-37.