环境监测中的光谱学技术进展

　　2018年11月21日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会联合举办的“第十一届中国在线分析仪器及发展国际论坛暨展览会(CIOAE 2018)在南京盛大开幕。来自中国科学院合肥物质科学研究院的刘文清院士，就《环境监测中的光谱学技术进展》为主题，为现场观众做了详细的技术解读。
　　刘文清院士表示，光谱学技术在环境监测中的需求背景主要有以下几个方面：
　　一是重大污染事件推动现代科技的发展。18世纪末到20世纪初期发生的两次工业革命导致的局部性大气污染(比利时马斯河谷烟雾事件、美国洛杉矶烟雾事件等)。20世纪20年代至40年代，汽车的推广使用和石油的开采，对环境的伤害日益加重，包括美国多诺拉烟雾事件、日本熊本县水俣病事件等。20世纪50到70年代，工业化与城市化进展加快，污染开始全面大爆发(中国松花江硝基苯污染导致太湖蓝藻泛滥)；
　　二是从我国的大气环境问题来看，大气臭氧污染有恶化和蔓延的趋势。随着治理的深化，二次颗粒物的占比呈上升态势，如何有效控制PM2.5和O3浓度以及最重要的相关前体物：VOCs、NOx、CO、SO2、NH3。其中VOCs是“大气十条”实施后排放仍在增长的唯一污染物，与此同时，我国的大气污染物排放量位居世界前列。
　　从上述情况来看，环境治理仍面临着重重挑战，加强监测依旧是重中之重的任务。目前，针对大气防控治理，部分地区已经建立了大气环境多维度监测平台，利用多种手段的综合外场观测来认识复杂的大气过程。其中，通过与模型模拟的大气4维的对比，能够帮助工作人员认识到开放、复杂的物理和化学过程，此外，对认识空气质量、气象场的作用也大有帮助。
　　随着时代的发展，环境监测技术的水平和种类都有了很大的提升。根据专业化程度可分为特定性技术(即一种技术监测一种成分)和通用性技术(即一种技术同时检测多种列成分)；根据测量范围则划分为在线监测和遥感监测；根据技术达到的空间分辨率，分为综合体积测量和空间分辨测量；而依据技术原理则有气相色谱分析(通用型、在线型)、光谱学分析(通用型、在线型和遥感型)、质谱分析(通用型)以及其它监测技术(化学发光技术、电化学技术、高性能液体色谱技术和离子色谱技术)。
　　在报告的最后，刘文清院士指出，环境技术对国家发展的重要程度是不言而喻的。党的“十九大”报告中要求要加快生态文明体制改革，建设美丽中国，就要着力解决突出环境问题。现如今，生态文明建设的意义，也已经由“千年大计”上升为“根本大计”。《中共中央国务院加快推进生态文明建设的意见》也指出，要“利用技术手段，对自然资源和生态环境保护状况开展全天候监测，健全覆盖所有资源环境要素的监测网络体系”。环境生态关乎国泰民安，关乎人类的长久发展，未来除了要推进互联网加智慧环保的技术监测外，更要助力传感器走向小型化和轻量化，帮助光谱学技术在环境监测领域越走越远。