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年,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于构建现代环境治理体系的指导意见》,要求各地强化监测能力建设,加快构建陆海统筹、天地一体的生态环境监测网络,推动监测装备精准、快速、便携化发展。
事实上,早在中央出台《意见》之前,全国多地区已陆续配备了气体检测无人机、气体走航监测车,实现了中央号召的“天地一体网络”、“精准、快速、便携化发展”,并通过实际污染防治中的成功应用案例(文末),证明了“无人机/汽车+便携式气体监测系统”这种新型监测方式的可操作性与巨大优势。
无人机用于气体监测优势突出
无人机的优势:效率高、响应灵活、空中作业无死角、安全风险低、可实时抓拍。
便携式大气监测系统的优势:一次监测多种空气污染物,实时生成直观的三维污染分布图,让污染分布一目了然。自带高亮警示灯,可根据实时浓度情况显示不同颜色。
无人机搭载便携式大气监测系统的优势:
固定翼无人机:飞行速度快、时间长、高空作业涵盖面广、扫描效率极高,几个架次即可基本完成对全区/县的扫描,迅速摸清大区域中污染相对严重的区域。将设备置于舱内,使用导管进气排气,不影响飞行器气动外形与续航时间。
多旋翼无人机:响应灵活、低空作业无死角、安全风险低、可对1平方公里内的小区域进行精细扫描,快速获取工业园厂房上方、排烟气口、危险区域的污染物分布数据,识别隐蔽作业、锁定污染源,替代人工进行近距离监测。安装于无人机正上方,最大限度降低旋翼气流干扰。
配合高清镜头实时抓拍,让大气污染监测与执法更高效、更精准;在应对突发环境事件时,高亮警示灯便于一线人员随时了解当前的有毒有害气体浓度,避免二次事故;还可外接采气装置,自动采集目标区域的气体,用于实验室检测。
固定翼无人机搭载灵嗅大气移动监测系统多旋翼无人机搭载灵嗅无人机气体检测仪选型关键:便携式大气移动监测设备
在大气移动监测中,移动是手段,是方式,而大气监测依然是核心。上述无人机大气监测优势明显,除了无人机本身作为搭载平台的优势外,大气移动监测设备的选型至关重要。《意见》也明确指出,要推动监测装备实现精准、快速、便携化发展,其中“精准”是第一关键词。这里的“精准”有双层含义:一方面,测得的大气污染数据要相对准确可靠;另一方面,要能够精准定位污染源地理位置,并且直观地展示出来。这就对搭载于无人机的便携式大气监测系统选型有双重高要求,而纵观市面上的便携式气体监测设备,虽然产品型号众多,但真正能实现这两个要求、帮环保部门解决实际问题的并不多,目前在环保系统内应用比较广泛且口碑较好的,是一款叫“灵嗅”的大气移动监测系统,由深圳可飞科技研发。
灵嗅大气移动监测系统,包含硬件和软件灵嗅是一套专为移动监测而设计的系统,包含专业便携式监测仪器与智能可视化分析软件。它可通过与无人机、汽车等移动载具集成,实现对更广阔区域的地面与空中监测,实时动态获取多项空气污染物的三维浓度分布情况,让污染分布一目了然,从而快速锁定气体污染源的类型、位置与传输方向。一站式的操作,能在短时间内为用户解决从数据采集到工作汇报的一系列问题,节省人力与时间成本。
支持9项气体同时监测与实时数据传输
一次任务中,用户可灵活选择1-9项气体检测模块,且支持定制、后期拓展或更换。
灵嗅内建4G通信能力,实时数据传输不限距离、支持多点对多点。现场、指挥中心均可实时监控数据,随时掌握现场情况。先进的数据追回算法,可将信号断连期间的数据自动追回;加上SD卡自动备份功能,充分保证数据完整。
强大的可视化功能:实时可视化分析、一键报告导出
灵嗅配备专业可视化分析平台,与灵嗅无缝对接,实现秒级响应。当灵嗅的数据实时传输至PC终端时,Sniffer4DMapper即在高清卫星地图上自动生成3种数据可视化效果。3种方式自由切换、互相补充,从而快速锁定污染源。
任务结束后,软件中可一键导出带有关键分析结果的任务报告和数据表格。配合抓拍的实时图像,即刻就能汇报、决策、现场核查与执法。
数据质量优异,经过国家级计量中心权威检验
得益于世界领先的进口气体检测元器件、超低噪声放大与采样电路、环境与零偏补偿算法以及严格的出厂品质控制流程,灵嗅拥有极佳的线性度、可重复性、数据准确度、极短的响应时间与ppb级别的检测精度;
与科学级空气监测站相比,长期比对数据平均误差±10%(校准后),长期数据相关性R为0.81-0.95,达到行业领先水平;
出厂前严格的品控流程,使得设备通常在12个月内无需再次校准,但考虑到各地标准不同,用户也可以通过灵嗅的配套软件,根据当地国控站/省控站/市控站的数据对设备进行校准,使灵嗅的数据与当地监测数据吻合度更高,更具备参考价值。
专业的集成方式,最大限度降低旋翼气流干扰
无人机旋翼会造成气流扰动,但科学研究表明,当便携式设备的进气口配置于无人机平台正上方区域、配备主动式进气系统、按推荐速度飞行时,可基本避免气流影响。
支持接口拓展和远程固件升级
灵嗅侧面设三个拓展接口,可根据具体需求,接入气体采集模块、数据输出模块与风速风向传感器、电离辐射传感器等其他科学仪器。同时,内部前瞻的硬件与结构设计,使得灵嗅还支持OTA(远程固件升级),通过持续的远程固件升级,灵嗅会不断完善已有功能并且解锁新功能,价值越来越高。
无人机载+车载,实现海陆统筹、天地一体
《意见》指出,各地要加快构建陆海统筹、天地一体的生态环境监测网络。而无人机+汽车+灵嗅,就能实现海陆统筹、天地一体,联合部署,全面高效。无人机大气移动监测方式的一大优势就是可突破地形限制,不仅可用于陆地空中作业,对于海洋监测中的船舶尾气监测来说,也是一大利器,近来这方面的研究测试与实际应用也越来越多。另外,在大气移动监测应用中,除了固定翼、多旋翼无人机,汽车也是一个优秀的搭载平台,它的突出优势是长续航、易驾驶、多套部署无压力,特别适合例行巡查、夜间长时间巡查、跨区域大范围巡查,且灵嗅可部署于出租车/环境监测车/普通私家车,不需要额外增加部门的车辆购置成本。
出租车、环境监测车、普通私家车,任意详细应用案例
截至年12月,无人机载/车载灵嗅的解决方案已帮助全球数百名用户提高效率、降低风险、做出更有效的决策,用户范围跨越19个国家、国内30个省级行政区,为这个全新的细分领域设立了行业标杆,并积累了大量的应用案例。
环保类用户:生态环境部环境工程评估中心、广东省环境监测中心、四川省环境监察执法局、安徽省环境监察局、天津市生态环境局、重庆市环境监测中心等各级环保部门,首创大气、海湾环境等大型环保服务商;
科研类用户:清华大学、牛津大学、新加坡国立大学、中国科学院遥感与数字地球研究所、江苏省环境科学研究院、山东省环境科学研究院、华中科技大学、澳门大学、暨南大学等;
其他企业:中国石化、广州石化、德龙钢铁有限公司等。
案例真实图片素材案例一:帮助四川省生态环境厅进行污染防治巡检
年11月,四川省环境监察执法局配备了两套气体检测无人机(可飞科技灵嗅大气移动监测系统+大疆M无人机),并启动“打赢蓝天保卫战秋冬季暗查”行动。
年12月,大气暗查组在核查自贡板仓工业园应急预案响应落实情况时,首次启用了气体检测无人机,收获奇效:
虽然园区范围广,企业多,污染源分散,但执法人员通过操控无人机在园区上空进行快速扫描排查,地面的电脑屏幕上即可实时传回VOCs、PM2.5、PM10、SO2等空气数据。通过对数据进行整合分析,发现一家锅炉制造企业上空VOCs浓度异常升高。
执法人员立即对该企业进行突击检查,发现该企业在进行金属管件上漆作业时,未在密闭空间中进行,无污染物治理设施,有机废气无组织排放,污染严重。
案例二:帮助东莞环保部门快速定位污染源
年11月,东莞市环保局企石分局接到居民投诉,某小区周边有强烈的臭味异味。考虑到该小区周边有工业园和土建施工项目,环保执法人员决定采用无人机搭载灵嗅,在小区东侧工业园区上空进行低空扫描,主要检测大气中的VOCs(挥发性有机物)、SO2、PM2.5等污染数据
在一小时二十分钟的巡查时间里,灵嗅共检测面积13.4万平方米。图为Sniffer4DMapper软件实时绘制的VOCs等值线分布图与PM2.5网格分布图,污染浓度分布一目了然。执法人员根据扫描结果对VOCs与颗粒物浓度较高的红色区域进行核查,发现并当场查处了一家无组织排放有机废气的工厂,高效解决了居民投诉问题。
案例三:帮助淄博环保局排查CO污染源
年6月,山东省淄博市环保局发现省测站点CO数值偏高,立即制定方案监查CO排放量大的工厂。
由于区域范围较大、周围工厂多且类型复杂、CO的扩散能力有限,执法人员决定采用无人机与环保监测车搭载灵嗅相结合的方式进行排查。
凌晨一点,环保监测车搭载灵嗅,沿规划路线对园区街道CO气体进行近地扫描;通过Sniffer4DMapper软件中显示的浓度变化,划定疑似排放量大的工厂大致范围。
之后,无人机搭载灵嗅升空,沿着风向对该区域的工厂进行空中扫描;通过软件上显示的浓度急剧变化情况进行实地核查,最终发现了几家排放量大的工厂。
案例四:帮助宜昌环保部门排查臭氧污染源
年5月,湖北省环境空气质量监测数据管理系统公布的数据中,宜昌市点军区的臭氧数据大部分时间高于g/m,引起了省厅重视,并责令点军区分局尽快整改。
年5月至8月期间,宜昌市环保局点军分局一直使用车载灵嗅,对区域内PM2.5、PM10、臭氧(O3+NO2)进行监测,并根据灵嗅配套软件上实时显示的数据变化查找污染源,成功找出多处臭氧污染源。
工作人员如此评价灵嗅:“我们一边走,监测设备一边采集数据,在地图上,可以非常高效、精准、实时地把每个区域的浓度呈现出来;走到哪,都可以实时显示哪里的臭氧浓度。它可以秒测臭氧浓度,精准定位高浓度区域,为臭氧治理提供技术支持。”