如何利用無人機進行空氣質量監測?一個城市的霧霾治理實踐
大氣環境是人類生存和發展的重要基礎,也是國家生態文明建設的重要內容。隨著工業化、城市化和能源消費的快速增長,大氣污染問題日益突出,對人類健康和社會經濟發展造成了嚴重的影響。因此加強大氣環境監測,及時掌握空氣質量狀況,有效預警和管控污染源,是保障藍天白云的重要手段。
傳統的大氣環境監測主要依靠固定的空氣質量監測設備,這些方式雖然能夠提供一定的空間分辨率和時間分辨率的數據,但也存在一些局限性,如監測范圍有限、監測成本高、監測數據受地形地貌影響等。為了克服這些局限性,提高大氣環境監測的效率和精度,近年來,無人機環境檢測儀作為一種新型的空中平臺,開始在大氣環境監測中發揮越來越重要的作用。
無人機環境檢測儀體積小、重量輕、機動性強、安全性高、成本低,目前主要應用于空氣質量監測,通過搭載顆粒物、氣態污染物、溫濕度、氣壓等傳感器,對空氣質量進行實時監測,獲取空氣質量指數(AQI)等數據,為空氣質量評估和預報提供支持。無人機環境檢測儀還可以根據監測需求,靈活調整飛行高度和路線,實現對不同空間尺度的空氣質量監測,如城市、區域、點源等。
例如在2019,某市遭遇了一次持續多日的重度霧霾天氣,空氣質量指數(AQI)一度超過300,達到嚴重污染等級。為了及時掌握霧霾的形成、發展和消散過程,該市環保局利用YF-W2000無人機環境檢測儀進行了空氣質量監測,搭載了顆粒物、氮氧化物、臭氧、二氧化硫、一氧化碳等傳感器,對市區不同區域的空氣質量進行了實時監測,為霧霾的治理和預警提供了科學依據。
根據YF-W2000的數據,環保局發現,霧霾的形成主要受到以下幾個因素的影響:
1.周邊的工業、農業和交通等活動產生了巨大的顆粒物和氣態污染物,這些污染物隨著風向向市內輸送,導致空氣質量嚴重惡化。
2.該市處于一個山盆地區,空氣流動受到限制,不利于污染物的擴散和清除。山巒環繞,像一個蓋子一樣,將污染物困在盆地內,形成了一個“污染之罐";
3.該市的氣象條件,特別是冬季的靜穩天氣,使得大氣層結穩定,形成了一個逆溫層,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,而是與污染物結合,形成了細小的水滴,增加了空氣的濕度和渾濁度;
4.光化學反應使得部分氣態污染物轉化為顆粒物,增加了霧霾的濃度和持續時間。陽光照射下,一氧化氮、二氧化硫、烴類等污染物發生了復雜的化學反應,生成了臭氧、過氧乙酰硝酸酯等有害物質,這些物質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、有機碳等。
通過YF-W2000無人機環境檢測儀的數據,該市制定了相應的霧霾治理措施,包括加強對周邊區域的污染源的管控,減少污染物的排放量;加強對機動車、工業企業、建筑工地等的限行、停產、減排,降低本地排放量;加強人工增雨、揚塵抑制等措施的實施,促進污染物的擴散和清除,改善空氣質量。
無人機環境檢測儀在空氣質量監測中的應用,得到了環保局和公眾的高度評價,認為這是一種高效、便捷的空氣質量監測工具,可以為霧霾的科學治理提供有力的支撐。無人機在空氣質量監測中的應用,也為其他城市提供了借鑒和參考,為我國的大氣環境保護和改善做出了貢獻。