近年来,我国环境监测技术取得了较大进步,自主研发的环境监测仪器生产形成了一定的产业规模,初步打破了多年来我国自动在线环境监测仪 器依赖国外的局面,基本满足了当前空气质量指标监测的需求,为国家环境监测能力建设和国家重大应急环境工程提供了设备支撑。

生物质燃烧是全球痕量气体和颗粒物排放的重要来源,对全球的空气质量、气候变化以及人类健康有显著的影响;生物质燃烧排放的准确估算对全球气候 变化、区域空气质量评估预测研究具有重要意义。近20年来,基于卫星遥感的生物质燃烧排放估算研究得到了长足的发展,从以下四个方面对相关研究 进展进行了系统介绍: 1)基于燃烧面积和火辐射功率遥感产品的生物质燃烧排放估算方法; 2)燃烧排放估算中关键参量(在燃火点、燃烧面积、火点辐 射功率)获取方法及相关产品; 3)生物质燃烧排放清单产品; 4)对生物质燃烧排放估算未来研究方向进行了展望。

海洋卫星COMs-1(Communication, Ocean & Meteorological Satellite-1)上携带的GOCI(Geostationary Ocean Color Imager)传感器以海洋监测为主,也具备较好 的陆地监测潜力,但传感器陆地辐射特性存在偏差。为改善GOCI陆地辐射特性,基于MODIS数据,对GOCI可见光 和近红外波段开展交叉辐射定标,弥补场地定标成本较高、定标参数更新周期长的不足,拓展其陆地定量遥感监测能力。交叉辐射定标中,考虑了GOCI和MODIS传感 器相应波段光谱响应函数之间的匹配; 通过辐射传输模拟,订正两传感器观测角度对辐射定标的影响;通过选取两传感器同一过境时刻的数据,降低太阳角度对 辐射定标的影响,提高交叉定标精度。通过MODIS数据模拟的GOCI相应波段的表观辐亮度与GOCI实测结果比对, R2大于0.88。对定标结果进行初步验证,表明交 叉辐射定标后, GOCI陆地上的辐射特性满足基本的定量遥感需求。

车用油品质量对机动车排放污染控制具有重要影响,通过集成油品清净性快速模拟设备、荧光硫含量测定仪和雷德蒸气压测定仪,研发了一台移动式 油品环保指标监测车,可以对市售油品质量进行快速抽样检测。通过对监测车的车体振动、资源供应、环境条件控制和指标保障等方面采 取有效控制,为检测结果的可靠性提供保障。车体振动研究结果可以指导车体减振平台的材质和选型,气源和电源的合理配置可保证设备的 正常运行,环境条件的严格控制可保证车内安全舒适的操作环境,设备车载前后的高重复性和盲样分析的预评估-预处理系统可确保检测结果的准确性。

为了准确测得机动车高温尾气中的COx、NOx、THC等气体成分,基于旋风分离器原理,详细讨论了高温尾气的预处理方案；以微粒物过滤室、 旋风分离器、阻液器和膜式干燥器为主要器件,设计了改进型旋风分离器和车载式高温尾气预处理采样气路；利用微粒物过滤室两次去杂、金属螺 旋管降温、旋风分离器去水去杂、阻液器去水、膜式干燥器去水,在不改变尾气气体成分和含量的情况下,提高了样气净度；实验结果表明,预处 理后的样气,相对湿度小于2.5%,温度低于40℃,所含颗粒物直径小于5 μm,且含量极少,满足车载式机动车尾气气体成分分析模块的要求。

机动车尾气对环境的危害日益加重,机动车尾气排放浓度的检测对大气污染治理具有重要意义。设计了基于非分散紫外的机动车 尾气NO、NO2浓度检测系统,搭建了实验装置,获得NO、NO2混合气体的吸收光强后,利用快速不动点(Fast ICA)算法和人工神经 网络模式识别算法对机动车尾气排放NO、NO2组分进行定量分析。实验结果表明,利用所设计的算法对600 ppm以内的NO气 体和200 ppm以内的NO2气体浓度进行测量,其相对误差最大为1.54%,最小为0.25%。

非分散红外(NDIR)气体传感器是机动车尾气CO和CO2检测系统的核心部件,一般使用定标的方法来计算待测气体的浓度。针对传统定标方法生成的 定标曲线在低于CO和CO2满量程10%范围内拟合优度不能满足实际使用要求的问题,提出了一种基于最小二乘加权拟合法的定标方法,通过 对低浓度点赋予更大的权重和增加定标点的数目来改善定标曲线在低浓度范围内的拟合优度。采用该方法的定标结果表明,定标曲线 在整个量程范围内的定标误差均小于2%。所提出的定标方法具有较高的应用价值。

机动车尾气是当前城市污染的主要元凶之一。通过摄像机抓拍和图像识别方法得到街道的车流量信息,结合国家环境保护部发布的车辆排放因子信息,计算得到街道 的排放源强,接着运用湍流模型和多孔介质理论,结合计算机数值模拟的方法得到街道峡谷内的流场和污染物浓度分布,可以为城市道路设计和尾气污染治理提供科学合理的依据。

随着我国城市化建设的发展和机动车使用数量的提高,机动车尾气逐渐成为城市清洁空气的主要杀手。为有效改善城市空气污染状况,需对机动车尾气排放 进行有效的控制和严格的检测。随着遥测技术的产生,在获得遥测尾气数据后,必须对检测数据进行有效安全的存储、管理及分析。针对机动车尾气遥 感监测数据的存储、显示及分析处理的需求,建立了机动车尾气数据中心平台,实现对机动车尾气海量数据的存储管理以及Web监控查询平台的设计。

柴油清净性不仅影响发动机的燃烧状况,还影响汽车尾气中污染物的种类和数量,因此对市售柴油的清净性进行快速有效的监管非常重要。利用柴油 清净性快速模拟设备可实现柴油清净性的快速检测,需用待测油品的馏程测定结果指导清净性检测实验的参数设置。通过采用行走设备专用控制器, 在软硬件方面对手动馏程仪进行改造和优化,可在温度检测、加热自控、温度修正、冷却控制和红外线液位检测方面实现自动化控制,减轻人为 操作的工作量和误差,快速便捷地实现油品性能参数的监控,同时更适应车载环境。馏程仪自动控制功能的开发有助于更高效地开展柴油清净性市场监管。

在传统的太阳跟踪系统设计中,主要采用光电跟踪与视日跟踪方法。设计了一种基于CMOS摄像头的高精度太阳自动跟踪仪,上位机通过NI公司的虚拟 仪器开发平台Labview来设计跟踪软件,通过相关算法计算出太阳实时的方位角和仰角,进而转化成电机运行所需的脉冲,通过RS232传输到51单片机, 由单片机来控制电机转动到相应的角度,从而使太阳光斑始终处于摄像头的中心位置。该实验装置具有比商业太阳跟踪仪更高的跟踪精度,跟踪误 差最小可以达到0.002°。