【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】近年來，環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測方法不斷發(fā)展豐富，除了傳統(tǒng)的固定監(jiān)測站以外，其他智能化監(jiān)測手段也被廣泛應(yīng)用。傳感器監(jiān)測技術(shù)具有成本低、小巧輕便、易于部署的特點，結(jié)合近年來新材料、微型光源、微機(jī)電系統(tǒng)、芯片級計算能力的進(jìn)步，新型傳感器監(jiān)測技術(shù)在顆粒物和氣態(tài)污染物測量方面發(fā)展迅速，應(yīng)用場景極大豐富，可以為現(xiàn)有監(jiān)測手段提供補(bǔ)充與強(qiáng)化。其中，傳感器移動監(jiān)測已被用于評估交通產(chǎn)生的空氣污染，可以提供不同時空的線狀監(jiān)測數(shù)據(jù)，為大氣污染研究與管理提供了新思路。以出租車、公交車、移動監(jiān)測車和自行為載體搭載傳感器的研究發(fā)展迅速，已在全球各地有所應(yīng)用。

       上海開展出租車隨機(jī)路線移動監(jiān)測

       上海市通過在150多輛出租車上搭載顆粒物及氣體傳感器（圖1左）進(jìn)行空氣質(zhì)量移動監(jiān)測?；诔鲎廛嚨碾S機(jī)移動路線，此移動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)可以在10天覆蓋上海80%以上的路網(wǎng)，為評估整體交通環(huán)境污染提供重要依據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，CO在主干道上的濃度最高，而NO2在高速公路上的濃度最高（圖1右）。因為NO2的濃度隨著行車速度的增加而增加，所以在高速公路上占主導(dǎo)地位。CO和NO2在早上五點到八點期間、和下午四點到七點之間的濃度比較高。此外，在2020年2至3月新冠疫情期間這兩種污染物的濃度均降低約30%—50%，這一變化可用于分析城市空氣污染中的道路交通的貢獻(xiàn)比例。然而，值得注意的是，即使在疫情期間，高速公路的NO2濃度還是很高，交通相關(guān)的空氣污染（TRAP）仍需要獲得更多關(guān)注。

圖1出租車及其檢測設(shè)備（左）和NO2小時平均濃度的空間分布（右）

       香港開展公交車固定路線移動監(jiān)測

       香港利用公交車的固定移動路線，在10余條公交線路上配備顆粒物及氣體傳感器，覆蓋了約70%的主要交通路段，如圖2左。這種每日固定時間段固定路線的道路監(jiān)測可提供重復(fù)性觀察數(shù)據(jù)。在九龍半島的海底隧道出入口，可以觀察到較高濃度的NO2路段，如圖2右。因為該隧道是香港最繁忙、最擁擠的隧道，平均每日交通流量大于10萬輛次。移動傳感器的污染監(jiān)測數(shù)據(jù)同時包含了高頻與低頻信號，其中高頻信號持續(xù)時間以秒—分為單位，低頻信號持續(xù)時間以分—小時為單位。數(shù)據(jù)顯示，不同公交路線的移動監(jiān)測數(shù)據(jù)均呈現(xiàn)同樣的低頻信號曲線。原因在于短時高頻信號反映局部交通污染影響，而較長時間的低頻信號反映更廣的城市背景及區(qū)域污染影響，形成了移動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的普遍基準(zhǔn)。從移動監(jiān)測數(shù)據(jù)中提取這一背景濃度基準(zhǔn)線有助于進(jìn)行城市尺度的交通、本地與區(qū)域污染貢獻(xiàn)的動態(tài)解析。結(jié)果表明，香港的PM2.5污染中絕大部分來自于區(qū)域性背景污染，而NOx污染中約70%來自于本地交通污染。這一結(jié)論將為后期選擇污染控制策略提供理論依據(jù)。

圖2選定的公交線路（左）和NO2（mg/m3）的沿線污染分布（右）

       奧克蘭開展監(jiān)測車固定路線移動監(jiān)測

       美國加州的奧克蘭市基于兩輛配備了空氣傳感器和數(shù)據(jù)集成平臺的移動監(jiān)測車對市內(nèi)不同居住區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)內(nèi)每條道路在工作日白天的黑炭（BC）和NO2濃度進(jìn)行重復(fù)測量，如圖3。監(jiān)測數(shù)據(jù)描繪了城市內(nèi)的污染模式，揭示了工作日白天不同空間尺度污染物濃度的顯著變化。高速公路、主干道和住宅街道這三種主要道路類別的污染物水平差異很大，較繁忙街道和高速公路上的濃度大大高于城市背景水平。就BC而言，高速公路的濃度比居民區(qū)街道的濃度高出2.7倍；NO2則高出1.8倍。傳感器移動監(jiān)測對于空氣污染的空間差異性的把握被認(rèn)為比傳統(tǒng)測量和模型預(yù)測更加精細(xì)，可突出顯示局部污染熱點，補(bǔ)充了城市高分辨率的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，從而為污染控制提供新的機(jī)遇。

圖3監(jiān)測設(shè)備以及空氣質(zhì)量地圖

       安特衛(wèi)普開展自行車固定路線移動監(jiān)測

       比利時安特衛(wèi)普市使用配備了可以測量超細(xì)顆粒物（UFP）和黑炭（BC）的氣體傳感器的自行車作為一個移動式空氣質(zhì)量監(jiān)測平臺（Aeroflex），對一條長約2公里的固定路線開展空氣質(zhì)量的移動監(jiān)測，如圖4左。監(jiān)測主要在每天上午7點到下午1點之間，在固定的時間段和路線監(jiān)測提供了重復(fù)性的觀察數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)顯示，UFP和BC的最高濃度出現(xiàn)在早高峰時段（上午8點），并確定了濃度最高的街道位置，如圖4右。此移動監(jiān)測識別了排放熱點并補(bǔ)充了城市環(huán)境的高分辨率空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，為改善固定式空氣質(zhì)量測量網(wǎng)絡(luò)有限的空間分辨率提供了解決方案。

圖4Aeroflex及其監(jiān)測設(shè)備（左）和監(jiān)測街道的UFP濃度（右）

       道路交通是現(xiàn)代城市空氣污染物的主要來源，可使行人和乘車人員暴露于高濃度的空氣污染物中。因此，對于受交通排放影響較大的城市地區(qū)，確定道路交通污染排放特征及其對道路或路邊空氣污染物濃度的貢獻(xiàn)，對于確定機(jī)動車排放清單和有效管理城市空氣質(zhì)量具有重要意義。相較于固定路邊或遙感測量，基于傳感器的移動監(jiān)測可以提供覆蓋整個城市道路網(wǎng)絡(luò)的高時空分辨率的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并為未來更大規(guī)模的基于網(wǎng)絡(luò)的移動測量奠定了基礎(chǔ)。