空中架起 “光譜天網(wǎng)”：開(kāi)放光路分析儀如何讓 VOCs 面源污染無(wú)處逃

在環(huán)境污染治理的攻堅(jiān)戰(zhàn)中，揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）作為形成臭氧污染和細(xì)顆粒物（PM2.5）的重要前體物，其精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)與有效管控至關(guān)重要。開(kāi)放光路面源排放VOCs氣體分析儀基于開(kāi)放光路傅里葉變換紅外光譜技術(shù)（OP-FTIR），通過(guò)發(fā)射端向接收端投射寬波段紅外光，利用VOCs分子對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光的吸收特性，結(jié)合偏最小二乘法等算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣中100余種VOCs（如苯系物、酮類(lèi)、酯類(lèi)等）的非接觸式、大范圍、實(shí)時(shí)定量分析，單次監(jiān)測(cè)范圍可達(dá)數(shù)百米至數(shù)公里，無(wú)需采樣即可避免傳統(tǒng)點(diǎn)式采樣的滯后性問(wèn)題。  

（開(kāi)放光路FTIR系統(tǒng)組成示意圖）

該分析儀具備高靈敏度與精準(zhǔn)度，檢測(cè)下限達(dá)ppb級(jí)（如苯≤5 ppb），重復(fù)性誤差≤±3%，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)氣相色譜法移動(dòng)監(jiān)測(cè)車(chē)，且從光譜采集到數(shù)據(jù)反演僅需2-5分鐘，可實(shí)時(shí)追蹤污染峰值并生成動(dòng)態(tài)趨勢(shì)圖譜。在部署方式上，其支持固定站24小時(shí)連續(xù)監(jiān)控、車(chē)載移動(dòng)巡測(cè)及無(wú)人機(jī)掛載應(yīng)急響應(yīng)，靈活適配工業(yè)園區(qū)、城市街區(qū)、港口等多元場(chǎng)景。  

在化工園區(qū)中，開(kāi)放光路面源排放 VOCs 氣體分析儀可以發(fā)現(xiàn)夜間苯系物濃度偏高，溯源定位至儲(chǔ)罐區(qū)呼吸閥泄漏，實(shí)施密封改造后VOCs排放總量下降18%；夏季時(shí)，可以利用分析儀與走航車(chē)協(xié)同，識(shí)別出機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣、餐飲油煙、建筑涂料為主要VOCs貢獻(xiàn)源，結(jié)合“熱力地圖”實(shí)施精準(zhǔn)管控，臭氧超標(biāo)天數(shù)同比減少12天；在港口場(chǎng)景中，分析儀則可監(jiān)測(cè)船舶燃油揮發(fā)的硫醇類(lèi)物質(zhì)及儲(chǔ)罐泄漏的苯乙烯，輔助老舊車(chē)輛清潔能源替代。

技術(shù)革新層面，分析儀內(nèi)置AI算法實(shí)現(xiàn)未知污染物自動(dòng)識(shí)別，并結(jié)合氣象模型預(yù)測(cè)污染擴(kuò)散趨勢(shì)，同時(shí)與CEMS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、微型空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站、衛(wèi)星遙感構(gòu)建“空-天-地”協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)平臺(tái)，形成監(jiān)測(cè)、溯源、治理、評(píng)估全流程閉環(huán)。未來(lái)，隨著激光雷達(dá)、量子級(jí)聯(lián)激光等技術(shù)融合，其將向米級(jí)分辨率、亞ppb級(jí)檢測(cè)限及更智能決策方向升級(jí)，推動(dòng)大氣環(huán)境管理從“模糊治理”邁向“數(shù)字治理”，為“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供科技支撐。