北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心的主樓里,懸掛著一幅特殊的日歷圖,濃縮了北京2013年以來每一天的PM2.5(細(xì)顆粒物)濃度情況。
“顏色越深越紅,表明空氣質(zhì)量越差;顏色越淺越綠,表明空氣質(zhì)量越好。”北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心主任劉保獻(xiàn)說,通過這幅日歷圖能明顯看出,北京空氣質(zhì)量越來越好了,藍(lán)天白云多了,“氣質(zhì)”持續(xù)提升。
繼去年首次全面達(dá)標(biāo)后,今年以來北京空氣質(zhì)量進(jìn)一步改善,上半年北京PM2.5平均濃度降至31微克/立方米,同比下降24.4%,藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)交出優(yōu)異答卷。劉保獻(xiàn)和同事們充分發(fā)揮“哨兵”的作用,為北京大氣污染治理、生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了科技支撐和決策參考。
(資料圖片)
憑著一股韌勁練就過硬本領(lǐng)
要成為一名優(yōu)秀的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作者,必須具備一身過硬的監(jiān)測技術(shù)。2008年,25歲的劉保獻(xiàn)從北京化工大學(xué)畢業(yè),來到北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心。為了盡快掌握相應(yīng)技能,他埋頭苦練。
白天,完成業(yè)務(wù)工作之余,劉保獻(xiàn)孜孜不倦地鍛煉“穩(wěn)準(zhǔn)精”的操作手法,在實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常一個(gè)動(dòng)作一練就是一天;晚上,他翻看、學(xué)習(xí)各種環(huán)境監(jiān)測類書籍,補(bǔ)充理論知識。憑著這股韌勁,在一年后的北京市環(huán)境監(jiān)測專業(yè)技術(shù)人員大比武中,劉保獻(xiàn)勇奪冠軍。
2013年,我國實(shí)施新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,將PM2.5納入監(jiān)測范圍。當(dāng)時(shí),國內(nèi)PM2.5源解析相關(guān)領(lǐng)域尚為空白。
劉保獻(xiàn)主動(dòng)擔(dān)當(dāng),帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)承擔(dān)起這個(gè)艱巨的任務(wù)。“PM2.5的成分到底是什么,用什么儀器來采集。國外的經(jīng)驗(yàn)很難照搬,一切都要從頭開始。”劉保獻(xiàn)說。
研究初期,劉保獻(xiàn)和團(tuán)隊(duì)借鑒PM10(可吸入顆粒物)源解析技術(shù)體系研究方案,但PM2.5、PM10兩者污染特征差異很大,采樣器內(nèi)的濾膜被堵住,樣品采集失敗。一個(gè)個(gè)問題紛至沓來,研究一度陷入困局。
“我們低估了PM2.5源解析的難度。”劉保獻(xiàn)扛起責(zé)任,帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)研究。從2012年初到2013年底,近兩年的時(shí)間里,他們在市區(qū)、郊區(qū)、工業(yè)區(qū)、道路等地方收集污染物,放置、采集上萬張濾膜,剖析污染物組分,開展化學(xué)分析和模型計(jì)算,做了大量工作后,突破了多個(gè)技術(shù)難題,最終研究出PM2.5中200余種化合物的監(jiān)測方法。
2014年,北京首次發(fā)布PM2.5源解析研究結(jié)果,成為全國第一個(gè)發(fā)布PM2.5源解析報(bào)告的城市。
帶隊(duì)建設(shè)高密度空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)
大氣污染治理逐步轉(zhuǎn)向精細(xì)化,對監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提出更高的要求。
2012年以前,北京的空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測體系采用傳統(tǒng)技術(shù)建立,只有30多個(gè)點(diǎn)位用于評價(jià)城市空氣質(zhì)量,很難支撐精細(xì)化管理的需要,特別是難以覆蓋到街道、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等管理“末梢”,執(zhí)法隊(duì)員只能滿街轉(zhuǎn)著查污染。
“采用傳統(tǒng)技術(shù),把網(wǎng)絡(luò)鋪開到全市300多個(gè)街道、鄉(xiāng)鎮(zhèn),占地面積大,還需要投入巨大資金,不切實(shí)際。”劉保獻(xiàn)認(rèn)為。
劉保獻(xiàn)和同事們想到,利用小型、智能、成本相對較低的傳感器監(jiān)測終端,作為原有自動(dòng)監(jiān)測體系的重要補(bǔ)充和延伸,“由人工轉(zhuǎn)智能,通過認(rèn)知計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高密度監(jiān)測。”
最大的挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)質(zhì)量問題。“研發(fā)要做場景測試,氣象條件越惡劣越好。”劉保獻(xiàn)說。
一天凌晨突降暴雨,天氣惡劣,但在劉保獻(xiàn)眼里,這是一次研究高濕度天氣下質(zhì)控模型的好時(shí)機(jī)。他趕緊召集團(tuán)隊(duì)成員,在暴雨中調(diào)試設(shè)備,梳理和總結(jié)數(shù)據(jù),最終解決了特殊環(huán)境下設(shè)備的質(zhì)控問題,“為藍(lán)天拼一拼,值得!”劉保獻(xiàn)說。
就這樣,在日復(fù)一日的鉆研摸索中,北京首個(gè)自主開發(fā)的高密度空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)投入使用。2015年至今,劉保獻(xiàn)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)置了1000多個(gè)小型傳感器,覆蓋全市300多個(gè)街道、鄉(xiāng)鎮(zhèn),如同為診斷北京大氣狀況安裝了一臺高精度“CT機(jī)”。
在高密度監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)提供的海量數(shù)據(jù)支撐下,劉保獻(xiàn)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)結(jié)合氣象、地理、污染源等信息,建立了一套從污染結(jié)果追溯到污染成因的溯源體系。
“通過這個(gè)體系,能夠精準(zhǔn)識別出北京本地排放的高值區(qū),把它們暴露出來,為精準(zhǔn)執(zhí)法、靶向治污提供了直接依據(jù)。”劉保獻(xiàn)表示,如今,執(zhí)法隊(duì)員“一查一個(gè)準(zhǔn)兒”,執(zhí)法效率大大提高。
“有信心收獲越來越多的藍(lán)天”
“監(jiān)測數(shù)據(jù)是環(huán)境決策的依據(jù),不管面臨什么情況,監(jiān)測數(shù)據(jù)都不能中斷、不能出錯(cuò)。”劉保獻(xiàn)說。
在工作中,劉保獻(xiàn)始終嚴(yán)格要求自己,以一舉一動(dòng)影響身邊的人。針對磷酸霧、揮發(fā)性有機(jī)物監(jiān)測等難點(diǎn)項(xiàng)目,他不懼寒暑,一次次爬樓梯、上煙筒;不懼枯燥,一遍遍重復(fù)著實(shí)驗(yàn)步驟。工作至今,劉保獻(xiàn)保持著10余年百萬組環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)“零失誤”的紀(jì)錄。
如今,劉保獻(xiàn)肩負(fù)起新課題任務(wù)。2013年以來,北京已開展3輪PM2.5污染源解析,為污染防治對癥下藥奠定基礎(chǔ)。“在大氣污染治理取得階段性成果的基礎(chǔ)上,新一輪污染源解析將聚焦PM2.5和臭氧污染協(xié)同治理,進(jìn)一步鞏固空氣質(zhì)量改善成果。”劉保獻(xiàn)表示,不僅要關(guān)注這兩項(xiàng)污染物的監(jiān)測,還要更加關(guān)注它們的前體物——揮發(fā)性有機(jī)物。
“當(dāng)前,北京市大氣污染治理成效還不穩(wěn)固,要實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo),仍需堅(jiān)持不懈、久久為功。”劉保獻(xiàn)說,“未來,我們將深化實(shí)施‘一微克’行動(dòng),重點(diǎn)推動(dòng)減污降碳協(xié)同增效、PM2.5和臭氧協(xié)同控制、北京和周邊區(qū)域協(xié)同聯(lián)控。在大家的共同努力下,我們有信心收獲越來越多的藍(lán)天。”
為了天更藍(lán)、山更綠、水更清的美麗中國夢,劉保獻(xiàn)和同事們正不懈努力。
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