進(jìn)入冬天以來，北方頻繁出現(xiàn)霧霾天氣，面對(duì)日益緊迫的霧霾問題，除了戴上防霾口罩，我們又能做些什么?日前，西安大學(xué)生發(fā)明了一款便攜式霧霾空間分布激光探測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境。
前不久，西安理工大研究生代晨昱和同學(xué)們發(fā)明了一款便攜式霧霾空間分布激光探測(cè)儀，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣污染物的儀器，打破了傳統(tǒng)環(huán)保部門測(cè)量大氣污染物的方法，將激光遙感技術(shù)應(yīng)用到了霧霾監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。據(jù)悉，該儀器還榮獲了陜西省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品大賽一等獎(jiǎng)。
打破陳規(guī)用激光遙感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域
目前，相關(guān)部門監(jiān)測(cè)大氣污染物主要采用的是直接稱重、多點(diǎn)監(jiān)測(cè)、人工取樣等方法，上述方法都僅是單點(diǎn)測(cè)量。例如直接稱重法，是抽取等量空氣將污染物停留在過濾膜上，直接稱其重量，計(jì)算單位體積中的污染物濃度。而多點(diǎn)監(jiān)測(cè)需要架設(shè)許多儀器，不僅耗時(shí)耗力，還不具有實(shí)時(shí)性。因?yàn)榇髿馐橇鲃?dòng)的，往往當(dāng)工作人員把儀器上的數(shù)據(jù)整理出來時(shí)，污染源的位置、霧霾污染的空間分布等已經(jīng)發(fā)生了變化。
實(shí)際上，城市每個(gè)區(qū)域的PM2.5數(shù)值都不一樣，而且數(shù)據(jù)也是不斷變化的，這就讓代晨昱萌生了用專業(yè)知識(shí)發(fā)明一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣污染物的儀器的想法。經(jīng)過近兩年努力，他和同學(xué)們完成了設(shè)計(jì)發(fā)明工作。探測(cè)儀彌補(bǔ)了現(xiàn)有霧霾探測(cè)儀無法進(jìn)行大面積探測(cè)的缺陷，大大拓展了探測(cè)距離。這款儀器的夜間探測(cè)距離為10-20km，白天探測(cè)距離為5-8km。
探測(cè)儀整體系統(tǒng)主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、光學(xué)接收系統(tǒng)、光電探測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及三維掃描控制系統(tǒng)五部分組成。代晨昱解釋，這套系統(tǒng)主要運(yùn)用了光散射和光測(cè)距兩大原理。由激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出脈沖激光進(jìn)入大氣，激光與大氣中的霧霾顆粒發(fā)生散射后，由光學(xué)接收系統(tǒng)接收后向散射回波信號(hào)，再由光電探測(cè)系統(tǒng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最后由數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)利用模擬探測(cè)方式完成數(shù)據(jù)采集與處理。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，霧霾無處逃遁
這款便攜式霧霾空間分布激光探測(cè)儀，相較于單點(diǎn)測(cè)量，擴(kuò)大了探測(cè)范圍，還可對(duì)污染源的位置、污染程度、污染物的擴(kuò)散方式及傳播途徑進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，繼而對(duì)霧霾污染的出現(xiàn)提前預(yù)警，使有關(guān)部門前移工作關(guān)口，采取應(yīng)對(duì)措施緩解污染問題。彌補(bǔ)了現(xiàn)有霧霾探測(cè)儀無法進(jìn)行大面積探測(cè)的缺陷，大大拓展了探測(cè)距離。這款儀器的夜間探測(cè)距離為10-20km，白天探測(cè)距離為5-8km。
以城區(qū)面積約為860余平方公里的西安市為例，實(shí)驗(yàn)表明，4-6臺(tái)探測(cè)儀就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)西安市區(qū)的覆蓋探測(cè)，工作效率著實(shí)提升了不少。
代晨昱表示，這款儀器可以與現(xiàn)有的顆粒物監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備配合工作，不僅可以彌補(bǔ)現(xiàn)有儀器的缺陷，配合工作后測(cè)試出來的結(jié)果精度更高。他們也期待可以和有關(guān)單位部門、企業(yè)合作，為治污減霾貢獻(xiàn)出自己的一份力量。
年輕的大學(xué)生也懂得要以己之力，為社會(huì)貢獻(xiàn)一份力量。身為地理信息行業(yè)的從業(yè)者，手握各種地理空間技術(shù)，在這場(chǎng)休戚與共的霧霾反擊戰(zhàn)中，也應(yīng)多思考，多行動(dòng)，多出力，守護(hù)蒼穹之下的那片藍(lán)天。
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