灵嗅+无人机/汽车立体监测沧州市大气污染信息

2018年10月8日,可飞科技团队赶赴河北沧州参加由美国环保协会(Environmental Defense Fund)与南科大工程技术创新中心(北京)主办的大气移动监测挑战赛。本次挑战赛旨在利用新型技术探索精细化污染监管模式,为打赢蓝天保卫战助力。

 

图1-1280

1 - 大气移动监测挑战赛成果汇报

 

 

在大赛期间,可飞科技采用了无人机移动监测车载移动监测的方案对沧州市城区和污染热点区域进行了大气污染物数据的采集和分析。

 

 

l 车载移动监测

 

车载移动监测就是通过汽车搭载灵嗅大气检测设备,对城市重点区域进行不同时段的遍历扫描,以获取尽可能详尽的大气污染物浓度信息,初步确定污染物特征和热点区域。

 

图2-1280

图2 - 汽车+灵嗅大气检测设备

 

图3

3 - 沧州市某区主干道检测示意图

 

车载移动监测的优点是操作方便,不需要特殊的设备和其他辅助人员,可快速采集检测区域的污染物信息。比较适合市区或城市周边区域的面源信息的采集。图3是对沧州市某区采用车载移动监测方案进行大气污染物检测的图示,考虑到不同时段大气的主要污染物会有差异,所以选了下午17点和次日凌晨2点两个不同的时间段进行数据的采集。

 

图4-PM-合并-水印

图4 - 在下午17点和次日凌晨2点PM10的分布情况

 

图5-SO2-合并图-水印

图5 - 在下午17点和次日凌晨2点SO2的分布情况

 

 

图4左侧是下午17点采集的PM10分布数据,右侧是次日凌晨2点采集的PM10分布数据。从图可以看出,下午17点下班高峰期,监测区域内部PM高于周边区域,影响因素主要为下班交通汽车尾气。凌晨2点东边区域PM明显高于内部道路和区域,主要原因为重型车辆运输造成扬尘,发现可疑污染源一处,SO2明显高于附近区域,见图5红色标记处。

 

 

l 无人机移动监测

 

 

无人机搭载灵嗅大气检测设备极大地扩展了大气检测的空间限制,丰富了大气污染物监管的手段。就目前无人机的适用性而言,比较适合疑似污染点源的排查和不定时抽查。在对某钢管厂烟囱排放和周边空域进行大气污染物信息采集的案例中,汽车和手持设备均无法抵达厂区附近,且常规检测方法无法核查工厂烟囱排放的污染物浓度信息,所以我们采用了无人机移动监测的方式,顺利地完成了检测任务。

 

图6-水印-1280

 

图6 - 无人机移动监测

 

首先利用无人机在约50米高度绕烟囱盘旋飞行,根据实时显示的污染物数据可判断烟囱主要排放气体成分,然后提升飞行高度至120米以烟囱为圆心飞行,最后沿污染区域上风口和下风口分别飞行,以确认排出的烟气对周边环境的影响。在污染物检测的同时拍摄可见光视频,既可以高空查看厂区周边的环境,也可以留下影像资料。

 

图7-水印-1280

 

7 - 某钢管厂东北处烟囱近照

 

图8-水印-1280

 8 - 某钢管厂西南处烟囱近照

 

图9-

                              9 - 某工厂SO2二维网格分布图                                图10 - 某工厂NO2二维网格分布图

 

图10

                                     11 - 某工厂SO2三维点云分布图                                       图12 - 某工厂NO2三维点云分布图

 

 

注:上图11中标记红圈的位置为东北处烟囱位置,图12中为西南处烟囱位置。     

 

通过实地检测发现,该钢管厂的两类烟囱排放的气体成分和浓度不同,东北处主要以SO2为主,西南烟囱主要以NO2为主,在工厂区域气体污染明显高于周边区域。利用无人机近距离对烟囱排放或工厂区域进行检测和拍摄,对于偷排监测有极高隐蔽性和及时性。

当地相关部门反映,十月份过后,特别到了供暖季,污染分布就很难捉摸了,“知道有污染,但是不知道什么在污染”成了最大问题。而大气移动监测的新技术就恰恰能解决污染源定位的问题。

 

图13-水印-580

       图13-无人机移动监测发现疑似PM源

 

图14_1280        

图14-无人机移动监测发现垃圾及塑料焚烧

 

 

目前的环境监测难点在于大气污染物成分复杂、监测结果极易受不可控因素影响、数据干扰、数据可分析性低以及成本高昂。如何高效获取准确的大气污染物数据,同时有效分析和利用数据,并由此提出恰当的解决方案是环保从业者急需解决的问题,可飞科技提供的大气移动监测方案或许是一个不错的选择!

          

2018年10月18日 10:05
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