近年以來，霧霾等空氣污染現(xiàn)象正越來越受到人們的關(guān)注，據(jù)環(huán)保部日前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2014年全國74個城市中只有8個城市空氣質(zhì)量達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)保部表示，目前中國大氣污染形勢依然嚴(yán)峻，傳統(tǒng)煤煙型污染、汽車尾氣污染與二次污染相互疊加，復(fù)合型污染特征突出。針對這種現(xiàn)象，各地環(huán)保部門近年來逐漸加大了機動車尾氣排放檢測力度，但由于傳統(tǒng)檢測手段的時效性限制，無法對道路上行駛車輛實現(xiàn)全面動態(tài)的監(jiān)控。
機動車尾氣激光遙測系統(tǒng)的應(yīng)用讓道路車輛尾氣排放水平隨時受到監(jiān)控成為可能。據(jù)中國工程院院士、中科院安徽光學(xué)精密機械研究所所長劉文清介紹，這套系統(tǒng)由中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機械研究所與安徽寶龍科技環(huán)保有限公司共同研發(fā)，是“十五”國家863計劃支持的高技術(shù)研發(fā)項目，并得到國家級火炬計劃資助。
激光遙測采集尾氣“指紋”
相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國機動車的保有量已經(jīng)超過2.5億輛，到2020年，預(yù)計將突破3.5億輛。如何對行駛中的機動車尾氣進(jìn)行快速檢測，對高排放的重污染車輛進(jìn)行快速篩選，成為目前機動車尾氣檢測的重要課題。
據(jù)了解，環(huán)保部門的尾氣檢測一般是采用怠速法在檢測站進(jìn)行，將汽車的排氣管通過管道連接檢測設(shè)備，通過分析排放的氣體成分，判定汽車是否超標(biāo)。而通過激光遙測技術(shù)進(jìn)行檢測，省去了汽車進(jìn)入檢測站的時間，可以在路邊對任意行使車輛進(jìn)行尾氣排放檢測，不僅極大的提高了效率，而且提高了道路車輛尾氣排放檢測的頻次，加大了重污染車輛快速篩選的力度。
劉文清介紹說，尾氣激光遙測設(shè)備具有自動化程度高、檢測效率高的特點，能夠在0.7秒內(nèi)完成對道路中實際行駛機動車排氣污染物的參數(shù)測量，并可將數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)奖O(jiān)測管理中心站。“這就像檢測酒駕，如果你讓每個司機都進(jìn)醫(yī)院抽血化驗，顯然不科學(xué)也不現(xiàn)實，但如果用檢測儀器讓司機吹口氣，就可以知道他是否飲酒，只要對超標(biāo)的司機再進(jìn)行進(jìn)一步的醫(yī)學(xué)檢查就可以了。激光遙測設(shè)備起到的就是這種檢測儀器的作用。”劉文清說。
機動車尾氣遙感監(jiān)測系統(tǒng)采用的是先進(jìn)的激光光譜原理：根據(jù)各種氣體分子所具有的“指紋”吸收光譜特征的不同，在道路一邊的機器發(fā)射激光，通過采集從道路對面安放的角反射鏡反射回來的激光，通過測量機動車尾氣對激光吸收的強度就能夠定量分析機動車排放的一氧化碳、氮氧化物和顆粒物煙度值等多個參數(shù)。儀器原理說起來簡單，但系統(tǒng)的構(gòu)成卻十分復(fù)雜，包括氣體監(jiān)測單元、車牌照識別與記錄單元、數(shù)據(jù)分析單元等，所有單元采集到的數(shù)據(jù)在計算機監(jiān)視器上顯示結(jié)果，實現(xiàn)對道路車輛尾氣的動態(tài)監(jiān)測。
國產(chǎn)技術(shù)服務(wù)社會民生
據(jù)了解，該項技術(shù)從2001年開始研發(fā)，2004年正式投入應(yīng)用，取得了十分明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。劉文清表示，傳統(tǒng)的檢測儀器雖然也使用光學(xué)檢測手段，但使用的是紅外光譜技術(shù)，由于受濾光片帶寬的限制，多種氣體的交叉干擾難以避免，而激光技術(shù)采集的數(shù)據(jù)則更加準(zhǔn)確。針對老百姓所關(guān)心的激光遙測方法數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的問題，劉文清表示，實驗室環(huán)境和實際的道路環(huán)境存在較大的差別，在實際的道路環(huán)境下，測量的數(shù)據(jù)難免受到車輛行駛狀態(tài)、惡劣氣象條件等外部因素的干擾，而在道邊測量時，風(fēng)速、風(fēng)向和溫濕壓等氣象參數(shù)是無法重現(xiàn)的，但通過科學(xué)家和工程技術(shù)人員的攻關(guān)，已經(jīng)找到剔除外部環(huán)境可能引起數(shù)據(jù)偏差的技術(shù)手段，例如，我們可以使激光器在每秒鐘內(nèi)完成上千次有效測量，通過合理的數(shù)據(jù)算法，能夠得到穩(wěn)定可靠的檢測數(shù)據(jù)。
安徽寶龍環(huán)?？萍加邢薰径麻L杜光宇表示，在國產(chǎn)激光遙測系統(tǒng)投入運營之前，國內(nèi)市場上的尾氣檢測設(shè)備基本被國外品牌壟斷，存在著產(chǎn)品價格昂貴、維修困難等問題。國產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，極大的降低了設(shè)備成本，讓自主品牌真正走上了創(chuàng)新的道路。“國外同類的設(shè)備，只能覆蓋160mm排氣管高度的區(qū)間。但我國機動車的構(gòu)成相對復(fù)雜，機動車車的排氣管有高有低，160mm并不能完全覆蓋所有社會車輛。”杜光宇說，“而我們生產(chǎn)的這套激光遙測設(shè)備，可以覆蓋600mm的排氣管高度區(qū)間，適應(yīng)了我國道路車輛的復(fù)雜情況。并且我們的價格更低，數(shù)據(jù)采集更加完善，產(chǎn)品曾經(jīng)獲得科技部首批國家自主創(chuàng)新產(chǎn)品證書”。
據(jù)悉，這套尾氣遙測系統(tǒng)已經(jīng)為北京奧運會、廣州亞運會和南京青奧會等多項國際重要賽事提供過服務(wù)，取得了良好的效果。并被北京、天津、西安、濟南等幾十個大中城市的環(huán)保部門采用，作為機動車尾氣監(jiān)測的重要設(shè)備支持。
科技創(chuàng)新成果攻克“最后一公里”
近年來，國家大力推進(jìn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，而通過技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)經(jīng)濟社會的發(fā)展，核心是科技成果和知識產(chǎn)權(quán)的高水平大規(guī)模轉(zhuǎn)移和有效的轉(zhuǎn)化運用。劉文清向記者表示，科技工作者要靜下心來，不能急于求成。在加快腳步追趕世界先進(jìn)水平的路上，要尤其重視基礎(chǔ)的積累。“集成創(chuàng)新很重要，更要重視實業(yè)技術(shù)和實體經(jīng)濟的發(fā)展，在基礎(chǔ)工業(yè)尤其是元器件領(lǐng)域，要加大投入力度，加強自主創(chuàng)新能力的建設(shè)?？萍汲晒挥挟a(chǎn)業(yè)化，并能服務(wù)于國民經(jīng)濟的發(fā)展，才是應(yīng)有的發(fā)展之路?？蒲腥藛T要有自主研發(fā)的能力，自主創(chuàng)新的信心，逐步改變相關(guān)領(lǐng)域長期受制于國外技術(shù)的局面，這是科研人的責(zé)任，也是科研人的使命。”劉文清講到。
經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，科技創(chuàng)新也需要進(jìn)入新常態(tài)。像機動車激光尾氣遙測系統(tǒng)這樣的創(chuàng)新成果需要更多的涌現(xiàn)，為科技成果轉(zhuǎn)化攻克“最后一公里”難關(guān)提供更多更好的解決范例。