我司龐小兵教授團(tuán)隊(duì)于2019年參加由陳建孟教授主持的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“精細(xì)化工園區(qū)大氣污染全過(guò)程控制與技術(shù)集成示范”項(xiàng)目課題(2018YFC0214100)。在該項(xiàng)目課題的實(shí)施過(guò)程中我司團(tuán)隊(duì)開展了微型大氣檢測(cè)儀、無(wú)人機(jī)大氣檢測(cè)裝置等研發(fā)工作,并在杭州灣上虞化工園區(qū)(上虞園區(qū))開展了大氣污染物的立體監(jiān)測(cè)、特征研究等相關(guān)工作。通過(guò)兩年的不懈努力,團(tuán)隊(duì)已發(fā)表高水平SCI論文5篇,申請(qǐng)專利15項(xiàng),研制出微型大氣檢測(cè)儀、無(wú)人機(jī)高空蘇瑪罐/吸附管采樣裝置等裝備。
2021年4月,龐小兵教授作為第一作者兼通訊作者,陳建孟教授為共同通訊作者在Science of the total environment (2021, 764: 142828)發(fā)表論文。該研究在上虞園區(qū)將自主研發(fā)的高精度、高時(shí)間分辨率的微型大氣多組分檢測(cè)儀與無(wú)人機(jī)相結(jié)合,不僅操作簡(jiǎn)單、成本低、受場(chǎng)地限制小,且性能穩(wěn)定、有自動(dòng)基線標(biāo)定和自動(dòng)靈敏度校正的功能,實(shí)現(xiàn)了對(duì)上虞園區(qū)高空大氣污染物的精準(zhǔn)立體監(jiān)測(cè)。
圖1. 課題組研制的微型大氣多組分檢測(cè)儀(左)和無(wú)人機(jī)高空大氣污染物檢測(cè)儀(右)
Science of the total environment (2021, 764: 142828)
2021年3月,在Atmosphere (2021, 12: 345)雜志發(fā)表論文,該研究利用微型大氣檢測(cè)儀在2020年COVID-19新冠疫情封鎖期間的NO2、O3和CO監(jiān)測(cè)結(jié)果與往年對(duì)比,發(fā)現(xiàn)疫情封鎖期間環(huán)境大氣中NO2濃度降低了63.1%,CO濃度降低了6.9%,而O3濃度卻增加了37.9%。該研究充分證明了課題組所研制的微型大氣多組分檢測(cè)儀可以高效準(zhǔn)確地對(duì)環(huán)境中的大氣污染物進(jìn)行長(zhǎng)期地監(jiān)測(cè)。博士生陳浪為論文第一作者,龐小兵教授和陳建孟教授為共同通訊作者。
2022年6月到7月,公司實(shí)習(xí)博士生陳浪和實(shí)習(xí)碩士生吳振濤作為第一作者分別在Science of the total environment (2022, 845: 157113)和Sensors (2022, 22: 4330)發(fā)表論文。研究都是基于自主研制的無(wú)人機(jī)高空大氣污染物檢測(cè)儀在上虞園區(qū)開展觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)上虞園區(qū)開展為期近一年的500米大氣垂直廓線觀測(cè),研究發(fā)現(xiàn):上虞園區(qū)大氣NO2、CO、TVOCs和PM2.5濃度隨高度而降低,而二次污染物O3濃度卻隨高度而升高,這是由于工業(yè)園區(qū)排放了大量的NO2、CO、TVOCs和PM2.5一次污染物,而排放的NO會(huì)消耗大氣O3,同時(shí)O3形成速率隨高度而升高。此外,通過(guò)對(duì)上虞園區(qū)中煙囪口排放的PM濃度進(jìn)行研究,解決了難以對(duì)高空污染源監(jiān)測(cè)的技術(shù)難題,并證實(shí)自主研制的PM傳感器與商業(yè)化的PM傳感器有強(qiáng)相關(guān)性,0.951>R2>0.911。同時(shí),發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)控制PM2.5是上虞園區(qū)內(nèi)紡織印染企業(yè)減少污染關(guān)鍵。陳建孟教授為文章共同通訊作者。
圖2. 自主研制的無(wú)人機(jī)大氣污染物檢測(cè)裝置同時(shí)檢測(cè)杭州灣上虞經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)
高于地面500米范圍內(nèi)的
TVOCs、CO、NO2、O3、PM1、PM2.5
和PM10濃度的垂直廓線特征
Science of the total environment (2022, 845: 157113)
圖3. 自主研制的PM檢測(cè)器和商業(yè)化PM檢測(cè)器同時(shí)檢測(cè)化工企業(yè)煙囪口的PM排放
Sensors (2022, 22: 4330)
2022年8月,公司實(shí)習(xí)碩士生盧鈺在Science of the total environment (2022, 848: 157746)發(fā)表論文,該研究基于上虞園區(qū)及道墟中學(xué)的三年VOCs的觀測(cè)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)上虞園區(qū)的VOCs日均濃度約為城市點(diǎn)的2倍。同時(shí),利用經(jīng)驗(yàn)動(dòng)力學(xué)模型方法(EKMA),分析得到上虞園區(qū)的臭氧形成處于VOCs控制區(qū),并進(jìn)一步提出上虞園區(qū)需要嚴(yán)格芳香烴類污染排放,對(duì)未來(lái)杭州亞運(yùn)會(huì)期間的臭氧防控具有重要意義。
圖4.工業(yè)園區(qū)(a、b、c)和城市點(diǎn)(d、e、f)的VOCs濃度時(shí)間變化圖
Science of the total environment (2022, 848: 157746)
近年來(lái),我公司團(tuán)隊(duì)一直結(jié)合大氣領(lǐng)域發(fā)展前沿、未來(lái)趨勢(shì)以及國(guó)家需求,不斷深入開展工業(yè)園區(qū)大氣污染相關(guān)研究,自主研發(fā)出各類大氣污染物檢測(cè)設(shè)備,在高質(zhì)量國(guó)際期刊社發(fā)表多篇研究論文,相信未來(lái)有更多的成果。
論文明細(xì):
1. Pang Xiaobing *, Chen Lang, Shi Kangli, Wu Fei, Chen Jianmeng *, Fang Shuangxi, Wang Junliang and Xu Meng *. A lightweight low-cost and multipollutant sensor package for aerial observations of air pollutants in atmospheric boundary layer. Science of the total environment. 2021, 764: 142828.https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142828
2. Chen Lang, Li Jingjing, Pang Xiaobing *, Shi Kangli, Chen Jianmeng *, Wang Junliang and Xu meng. Impact of COVID-19 Lockdown on air pollutants in a coastal area of the Yangtze River Delta, China, measured by a low-cost sensor package. Atmosphere. 2021, 12: 345. https://www.mdpi.com/2073-4433/12/3/345
3. Wu Zhentao, Pang Xiaobing *, Han Zhangliang, Yuan Kaibin, Dai Shang, Li Jingjing, Chen Jianmeng and Xing Bo. Direct measuring particulate matters in smoke plumes from chimneys in a textile dyeing industrial park by a self-developed PM detector on an UAV in Yangtze River Delta of China. Sensors. 2022, 22: 4330. https://www.mdpi.com/1424-8220/22/12/4330
4. Chen Lang, Pang Xiaobing *, Li Jingjing *, Xing Bo, An Taicheng, Yuan Kaibin, Dai Shang, Wu Zhentao, Wang Qiang, Mao Yiping and Chen Jianmeng *. Vertical profiles of O3, NO2 and PM in a major fine chemical industry park in the Yangtze River Delta of China detected by a sensor package on an unmanned aerial vehicle. Science of the total environment. 2022, 845: 157113. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157113
5. Lu Yu, Pang Xiaobing *, Lyu Yan, Li Jingjing, Xing Bo, Chen Jianmeng, Mao Yiping, Shang Qianqian, Wu Haonan. Characteristics and sources analysis of ambient volatile organic compounds in a typical industrial park: Implications for ozone formation in 2022 Asian Games. Science of the total environment. 2022,848:157746. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157746
專利明細(xì):
1. 龐小兵,吳振濤,張寶鋒,陳建孟;一種便攜式臭氧無(wú)線檢測(cè)儀,CN202111461510.5(發(fā)明專利,受理)
2. 龐小兵,陳建孟,陳浪,施康麗;微型大氣多組分檢測(cè)儀,CN202010456931.8(發(fā)明專利,受理)
3. 龐小兵,陳建孟,施康麗,陳浪,楊允燁;一種微型大氣云霧水采集裝置,CN202010513081.0(發(fā)明專利,受理)
4. 龐小兵,袁鍇彬,陳浪,毛益萍;一種基于無(wú)人機(jī)的多通道VOCs采樣及大氣污染物檢測(cè)系統(tǒng),CN202210425635.0(發(fā)明專利,受理)
5. 安太成,龐小兵,吳振濤,陳浪,李佳佳;一種無(wú)人飛機(jī)載式氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng),ZL202220200727.4(實(shí)用新型專利,授權(quán))
6. 安太成,李佳佳,龐小兵,林欽浩,李桂英;一種無(wú)人機(jī)載式的大氣污染物多組分監(jiān)測(cè)系統(tǒng),ZL202220200743.3(實(shí)用新型專利,授權(quán))
7. 龐小兵,袁娟,陳浪,施康麗;一種無(wú)人飛機(jī)載式全空氣采樣裝置, ZL202022511925.6(實(shí)用新型專利,授權(quán))
8. 龐小兵,袁娟,陳浪,施康麗;一種無(wú)人飛機(jī)機(jī)載式大氣成分在線檢測(cè)裝置,ZL202022510563.9(實(shí)用新型專利,授權(quán))
9. 龐小兵,吳振濤,陳建孟,王強(qiáng),陳浪;一種便攜式大氣污染物與氣象監(jiān)測(cè)裝置,ZL202123027726.9(實(shí)用新型專利,授權(quán))
10.龐小兵,陳浪,袁鍇彬;一種無(wú)人飛機(jī)載式吸附管采樣裝置,ZL202121607104.0(實(shí)用新型專利,授權(quán))
11. 吳振濤,龐小兵,張寶鋒,陳建孟;一種臭氧檢測(cè)無(wú)人機(jī)上的風(fēng)向標(biāo)支架, ZL202123011324.X(實(shí)用新型專利,授權(quán))
12. 龐小兵,陳浪,袁鍇彬;一種無(wú)人飛機(jī)載式甲烷及可燃?xì)怏w檢測(cè)裝置,CN202122863551.9(實(shí)用新型專利,受理)
13.龐小兵,陳浪,袁鍇彬;一種甲烷及可燃?xì)怏w檢測(cè)分析及報(bào)警裝置,CN202122863546.8(實(shí)用新型專利,受理)
14.龐小兵,袁鍇彬,陳浪,吳振濤,施康麗,戴上,陳建孟;一種無(wú)線遙控多通道冷凍富集空氣吸附管采樣裝置,CN202220132803.2(實(shí)用新型專利,受理)
15.龐小兵,陳建孟;大氣顆粒物檢測(cè)數(shù)據(jù)處理軟件, 2020SR0618922(軟件著作權(quán),授權(quán))