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        ? ? 近幾年,環保得到越來越多人的重視,連帶相關產業也得到迅速發展,而在環保監測領域,無人機監測將會成為中國監測環境污染的下一個技術利器,目前,中國各方正在努力推進無人機環保執法的常態化。

        ? ? 無人機是指通過機載計算機程序系統或者無線電遙控設備進行控制的不載人飛行器。其監察污染偷排的主要技術可以統稱為遙感技術,無人機遙感技術是繼航空、航天遙感技術之后的第三代遙感技術。相比較載人飛機、衛星等技術在環保領域中的應用,無人機遙感系統運行成本相對較低。從實際運用中來看,無人機可突破時空的限制,以其機動性和快速性可提高環保巡查的效率以及快速響應應急狀況。代替工作人員進行高?;蛘卟灰诉M入的地區進行作業,還能保障工作人員的人身安全。

        “千里眼”難防偷排

        ? ? 中國污染源在線監測系統的建設始于20世紀90年代。2004年,為建立國家層面的污染源污染物排放數據庫,中國開始在全國范圍內構建環境監控網絡。

        ? ? 污染源在線監測系統是一個綜合性的在線監測與預警系統,是對眾多的污染源安裝對應的煙氣在線監測系統、污水在線監測系統、水質在線監測系統等在線實時監控裝置。

        ? ? 目前,中國已建成國家、省、市、重點企業四級監測體系。由中央和地方配套投入污染在線監測網絡的資金已逾數百億元,該系統能夠對全國上萬個污染源進行實時監控。然而,現實殘酷。業內公認,該系統雖表面顯示上萬家企業絕大部分達標排放,但現實卻是不少企業污染超標排放、偷排現象嚴重。如2013年5月,國內15家因脫硫設施不正常運行、監測數據弄虛作假的企業被環保部掛牌督辦,更意外的是,華電、中石化、中石油等國企子公司赫然在列。2014年,河北省邢臺市環保局對建滔(河北)焦化有限公司進行檢查時發現,53天中,煙塵超標38天,超標率高達71.7%。

        無人機尖兵

        ? ? 2015年5月18日,環保部網站通報了2015年3月無人機執法檢查及處理處罰情況。

        ? ? 3月中旬,環保部利用無人機對河北省邯鄲市等地進行執法檢查,并采用航拍等技術空中巡查手段。最終,無人機發現邯鄲市一些重點企業大氣污染治理設施不正常運行、夜間治污設施停運、煙氣排放超標等問題線索。

        ? ? 其實,環保部利用無人機執法早已不是什么新鮮事。2014年,為貫徹落實《大氣污染防治行動計劃》,環保部環監局、監測司聯合衛星環境應用中心、華北督查中心在河北省、山西省、內蒙古自治區的重點地區進行了無人機執法檢查行動。打響了“整治違法排污企業保障群眾健康環保專項行動”的第一場戰役。

        ? ? 在這次執法的任務中,共檢查企業254家,出動中型、小型無人機共11個架次,總飛行時間約20小時,總航程超過2000公里,覆蓋面積達1000多平方公里。發現了疑似存在環境問題的企業64家,主要問題有煙塵超標排放、煙粉塵無組織排放嚴重、脫硫設施及廢水處理設施不正常運行等。

        ? ? 2014年11月,國務院辦公廳發布的《關于加強環境監管執法的通知》(國辦發[2014]56號)中提到,要強化自動監控、衛星遙感、無人機等技術監控手段運用。伴隨著此份通知的發布,中國或將掀起無人機在環保領域應用的一股小高潮。

        無人機遙感

        ? ? 神秘的面紗下,無人機到底是如何對環境進行監察和監測的呢?

        ? ? 準確地來說,無人機用于環保執法是利用無人機遙感系統技術。遙感技術一般來說是不直接接觸物體本身,從遠處通過傳感器探測和接收來自目標物體的信息,經過信息的傳輸和處理分析,從而識別物體的屬性及其分布等特征。

        ? ? 無人機遙感技術,是借用無人機這個飛行的平臺,搭載一套遙感系統,利用無人駕駛飛行器技術、遙感遙測技術、通訊技術、遙感傳感器技術、定位技術以及遙感應用技術,從而完成遙感數據的獲取以及進行處理分析。

        ? ? 作為信息系統源頭的傳感器網絡,可直接獲取所需的物質或數據,是該系統的關鍵部分。傳感器通過無線傳輸系統可實時地傳回地面需要的監測數據;或者為了保障數據的安全性,也可保存于無人機平臺中,待無人機落地后再進行處理和分析。

        ? ? 能發現廢氣偷排亂放的最關鍵傳感器,是航拍圖像傳感器和機載大氣環境監測傳感器。

        ? ? 常見的就是在無人機上搭載高分辨率的數碼相機或者攝像機,進行航拍??梢詫崟r傳輸回所航拍到的畫面,也可以將圖像信息存儲,無人機落地后再獲取圖像數據,并且還可以利用圖像拼接技術,形成對大區域環境的整體認知,從而觀察地面是否存在廢氣偷排亂放現象。

        ? ? 無人機監測設備從工作模式上,主要包括兩種,一種是基于二維面狀航拍作業模式的光譜類設備,比如氣體濾光分析器、紅外干涉儀、傅里葉變換干涉儀、可見光輻射偏振儀和激光雷達等;另一種是基于泵吸式點狀采樣監測模式的機載氣體監測設備,比如粒子探測儀、差分吸收光譜探測系統、電化學類氣體監測設備等。

        ? ? 氣體濾光分析器是用選擇性濾光器使樣品池里的氣體能吸收一定波長的光波,用來研究大氣中污染物對光譜吸收作用,以分辨氣體的光譜。這種儀器適用于2微米至20微米光譜段。在飛機上裝置的氣體濾光分析器,可測得一氧化碳的濃度。對二氧化硫、二氧化氮、氨、甲醛、甲烷和二氧化碳也能用氣體濾光分析器進行試驗監測。

        ? ? 紅外干涉儀可以分辨一氧化碳、一氧化二氮、二氧化氮、氨和碳酸等污染物組分,適用于1微米至5微米的光譜段。變換干涉儀使用范圍也是1微米至5微米的光譜段,可用于測定二氧化硫、二氧化氮、一氧化二氮和氨等。測量大氣中的懸浮顆粒物一般應用可見光輻射偏振儀和激光雷達??梢姽廨椛淦駜x可從太陽輻射能的偏振反射中測出顆粒物的物理特性,如顆粒大小、形狀和組成以及垂直分層分布和空間濃度變化。激光探測大氣污染是向大氣中發射一定波長的光束,從接收的回波中獲知大氣物理量的分布規律。

        ? ? 而基于泵吸式點狀采樣監測模式的機載氣體監測設備,以顆粒物采樣為例,無人機飛到哪兒,泵吸式采樣測到哪兒。一邊飛的時候,一邊進行顆粒物的采樣。里面顆粒物監測的儀器就可以對其進行感知?;蛘呤前杨w粒物截留在濾紙膜上,待無人機落地后,把樣本拿下來化驗。這樣就可以知道相關的具體信息了。

        ? ? 當然,無人機遙感系統也并不是單獨使用的,需要與現有的監測手段和監察工具進行配合使用。通過無人機遙感系統技術進行執法檢查,獲得企業違法線索信息后,環保部門還要進行地面核查,來鎖定違法違規證據,然后依照法律法規進行處罰。

        ? ? 無人機雖好,但不少專家仍然發表了審慎和理性的看法。

        ? ? 國家環境保護城市空氣顆粒物污染防治重點實驗室主任馮銀廠表示,靠無人機等技術的進步來查污染偷排固然讓人欣喜,但中國的污染問題需從制度建設上解決?!爱斍?,企業守法意識薄弱,守法要花錢,違法可賺錢,這是問題?!?/p>

        ? ?中國在污染監測方面僅靠技術進步是不夠的,真正的思路應該是考慮如何通過一些經濟杠桿,或者法制逐漸地建立起企業在環境保護方面的誠信機制,讓企業自發地去保護環境。

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