环境污染与环境安全在线监测技术分析
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作者:吕欣 王蕊
摘要：环境污染监测与环境安全监测是当前环保部门非常重要的工作内容之一，面对复杂多样，污染问题日益增加的环境问题，使用先进的在线监测技术来完成环境污染与安全监测是环保部门的主要手段。本文介绍了环境在线监测技术在大气监控中的应用，其中包括DOAS技术、FTIR技术、激光雷达监测技术以及排放通量等四种在线监测技术，并畅谈了环境污染在线监测技术未来的发展趋势。
关键词：环境保护;环境污染;在线监测技术
Abstract：Environmental pollution monitoring and environmental safety monitoring are one of the very important tasks of environmental protection departments.Facing complex and diverse environmental problems with increasing pollution problems， it is the environmental protection department to use advanced online monitoring technology to complete environmental pollution and safety monitoring.This article introduces the application of on-line environmental monitoring technology in atmospheric monitoring， including DOAS technology， FTIR technology， lidar monitoring technology， and emission fluxes. It also discusses the future development trend of on-line environmental pollution monitoring technology.
Key words：Environmental protection;Environmental pollution;Online monitoring technology
我国在近几年也开始逐渐重视起环境污染和在线监测，大力发展科技，研究环境污染在线监测技术。当前，环境污染与在线监测技术的主流是以光学探测和光谱数据为应用重点，具有灵敏度高、分辨率高等特点，为我国环境监测工作提供了有效的帮助。
1 环境污染在线监测技术在大气监控中的应用
1.1 DOAS技术
DOAS技术是差分光学吸收光谱技术的简称，主要应用在大气环境成分探测工作中[1]。当前我国对于DOAS技术的研究和利用主要包括四种，分别为主动DOAS技术、地基被动技术、机载以及星载DOAS技术。其中主动DOAS技术主要应用于大气污染物探测，例如二氧化硫、二氧化氮等污染物质，并且具有探测速度快，探测精准的效果。另外，使用主动DOAS技术还可以探测大气中H2S等有毒有害气体。而被动地基DOAS技术可以对大气痕量气体和气溶胶垂直分布进行有效探测。地基被动技术将太阳光视为散射光源，并且对大气内的散射阳光进行光谱分析，而大气内的光谱内就包含了气溶胶等分布含量，以此来获取大气环境信息。地基被动DOAS技术增加了离轴探测方向，从而也可以对流层痕量气体的垂直柱浓度进行探测，与卫星星载DOAS技术相比，地基被動技术时间和空间的分辨率都比较高，具有一定的优势。当前，我国DOAS技术对大气中二氧化硫氮的探测灵敏度已经达到了0.1ppb，可以说非常精准，对于大气污染的研究也非常重要。
1.2 FTIR技术
FTIR技术又叫傅里叶变换光外光谱技术是利用傅里叶变化来探测分析大气光谱信息。在大气环境中，很大一部分的痕量气体或者微量气体都是红外活性气体，这些红外活性气体可以对红外特征光谱进行发射和吸收，而条件是要在2～3μm的红外波段范围内，科学上将这一波段称作分子指纹区。FTIR技术是现在大气环境监测中应用比较广泛的技术，它具有扫描时间短，扫描质量高的特点。另外，FTIR技术进行环境监测同时也具有非常高的灵敏度，光谱分辨能力也非常强，对于大气环境监测的准确性有十分重要的影响。当前，FTIR技术主要应用于污染源排放气体的监测工作。FTIR技术也是具有多种应用方式的观测技术，分别为长光程开光路，反射池FTIR测量以及地基太阳光谱测量等内容。
1.3 激光雷达探测技术
激光雷达探测技术也是当前环境在线监测技术中的一种，激光雷达探测技术是主动遥感式探测技术，采用激光技术对大气环境进行监测，包括大气环境的光学特征、物理特性以及各项气象数据等。激光雷达探测技术在气象以及环境保护领域当中的应用也相当广泛。例如，全球性气候预测可以使用到激光雷达探测技术，也可以用于研究气溶胶气候效应等环境现象。激光雷达探测技术大体可以分为激光光源、发射和接受光学、信号检测以及信号采集等部分。激光雷达探测技术在最近几年也在不断地发展，最初只可在夜间进行探测，而到现在可以做到白天和夜间均可探测。与DOAS技术大致相同，激光雷达探测技术的搭载平台，也可以分为车载、星载以及地基等方法，对环境污染监测研究起到重要的作用。
1.4 排放通量测量技术
排放通量测量技术是针对与污染源进行监测的技术[2]。近年来，随着我国工业的发展，工厂的规模也逐渐扩大，很多大城市都形成了自己独立工业园区以及化工园区，尤其是化工园区是当前环境污染最为严重的源头之一，包括大气、水体等方面的污染。而排放通量技术就可以针对化工园区，工业园区等城市污染源进行环境污染监测，获取污染源周围的污染物柱浓度等信息，分析污染源对周围环境的污染程度。当前，排放通量技术大部分使用车载在线监测仪器对城市内面污染源或者区域污染源进行监测，包括污染源内二氧化氮、二氧化硫等污染物质的实时监测，技术报告污染源位置等污染信息，方便环保部门对污染源工厂或者化工园区进行管理。 2 环境在线监测技术在未来的发展趋势
2.1 有机监测和无机监测互相融合
环境在线监测技术对于我国的环境保护工作而言至关重要，直接影响到我国环境保护工作的发展。所以，我国未来的在线监测技术一定要发展成为符合我国地理环境情况的先进技术，而面对日趋严重的环境问题我国的环境在线监测技术也将朝向有机与无机监测结合的方式。在当前，我国的环境污染源主要是大型密集产业园区，而对于这类产业园区的环境在线监测一般都是使用有机监测方式，相对缺少无机监测方式。所以，未来我国环境监测科研团队要致力于研究无机监测方法，针对环境中的无机因素进行有效的监测，从而提升环境监测质量。为此，我国相对发达国家还有很长的差距，我们一定要致力于科研团队建设，努力攻克监测难关。
2.2 环境在线监测技术朝向信息化方向发展
对于我国这样国土面积广大，气候类型多样，且工业化进程较快的国家，环境监测本身就具有相当大的难度。一方面，复杂多样的自然地理条件给环境监测工作带来麻烦，另一方面，我国的环境污染问题也复杂多样。随着信息技术的发展，越来越多的信息技术正在融合到环境在线监测技术当中，例如现在环境监测技术中经常使用到的遥感技术、卫星定位技术等。信息化技术的投入使用，很大程度上提高了环境在线监测技术的准确性以及实时性。当前，信息技术还在不断进步，我国的信息技术行业发展也在努力追赶发达国家，甚至某些技术领域已经超过发达国家。所以，世界和我国的环境在线监测技术无疑会朝向信息化方向发展。比如，我国环境监测网络数据库的逐渐建立，让环境科研人员研究污染问题更加方便。环境监测数据也可以逐渐实现公开化，让更多的人了解我国当前的环境情况，让人们意识到环保的重要性，从而提升我国的环境保护工作。
2.3 环境在线监测技术将逐渐朝向多元化方向发展
随着科学技术的不断发展，各项高新技术正在不断地融合，形成新的技术领域，各种各样的高新技术也势必会被环境在线监测技術应用。环境在线监测技术朝向多元化方向发展是世界科技进步的趋势。在未来，环境污染与安全保护问题依然会是社会发展的主题，所以我国应该尽早做出准备，致力于研究科学技术在环境在线监测技术中的的应用。
3 结束语
环境保护是当前时代的主题，环境安全保护工作是当前世界各国的工作重点。以DOAS技术、FTIR 技术、激光雷达技术、排放通量技术为基础的环境污染在线监测技术，能够及时、高效地监测区域内的环境质量情况，从而有利于相关部门进行快速的处理，对于环境安全和保护工作而言十分重要，希望本文能够对环境保护有所帮助。
参考文献
[1]刘文清，陈臻懿，刘建国，等.环境污染与环境安全在线监测技术进展[J].大气与环境光学学报，2015，10（02）：82-92.
[2]包路平，提高兰.环境在线监测技术现状与未来发展趋势探讨[J].环境与发展，2017（6）：155.
[3]王媛.探究环境在线监测技术发展趋势[J].区域治理，2018（26）：101.
[4]赵鑫，温冬花.环境监测中在线监测技术及发展趋势[J].商品与质量，2017（50）：80.
收稿日期：2020-05-21
作者简介：吕欣（1987-），女，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向为环境检测及方法研究。
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