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大气安全的幕后英雄

—— 记突发性大气污染事件模拟与风险控制技术的科研团队

导读: 有这样一群科学家,他们临危受命,承担起降服“突发性大气污染事件”的重任。

  众志成城 攻难破坚

  大气安全关乎着人类的生命安全和生活质量。近年来,我国突发性大气污染事件频繁发生,因为其具有强度高、危害大,直接影响到社会安全、生态环境和经济的可持续发展,因而成为当前环境污染控制和安全保障的重大议题。我国对此高度关注,并在突发事故的监测、模拟、处理处置和防范应急等方面取得一定进展。但与发达国家相比,我国对突发性大气污染事件的模拟预报及预警方面还比较滞后;尤其是集监测与模拟预报技术于一体的移动平台、基于动态风险场的人群健康风险评估及分类预案非常缺乏,致使突发性污染事件难以得到及时有效的应急响应和处理、处置。

  如何破解这一科学难题,在我们身边就有这样一群科学家,他们临危受命,承担起降服“突发性大气污染事件”的重任。他们来自中国科学院大气物理研究所、中国环境科学研究院、中国人民解放军防化研究院、南京大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所。

  他们充分发挥科研团队的智慧与协作攻关精神,成功研发了我国首个突发性大气污染监测与预报技术集成移动平台(IMF),并参加了“十一五” 国家重大科技成就展;研制成功了性能优异的爆炸物探测仪,成功应用于上海世博会安全检查。研发了可现场快速制作、吸油能力强、成本低、储运空间小的新型泡沫技术,荣获第19届全国发明展览会银奖,应用于大连溢油事故海面清污现场实验;研发了减少事故影响强度及范围的水基压制消毒机及药剂配方, 联合处理高浓度有机气体的负压抽吸——化学喷淋吸收——等离子体技术。IMF移动平台及上述研发技术,为我国突发性大气污染事故的科学决策、高效规范处置提供了技术支撑。

“突发性大气污染事件模拟与风险控制技术”现场验收会

  智慧凝聚 解密“IMF”

  在突发性大气污染事件模拟与风险控制技术的科研团队中,研发IMF移动平台是一项科研攻关难题。IMF移动平台主要由监测系统、预报系统和数据库系统三部分构成。监测系统主要包括傅里叶变换红外被动遥测分析仪(EM27)和红外热成像仪。EM27用于遥测火灾事故中燃烧产生的污染物排放量或危险化学品泄漏源强,红外热成像仪用于监测火灾事故实时燃烧温度或爆炸烟云的温度。另外,性能优异的爆炸物探测仪,可将探测信号通过无线网发至IMF移动平台,确保IMF移动平台周围不存在爆炸物。预报系统重点考虑了源项仿真、重气扩散、城市冠层影响和气象场高效同化等过程。除基础信息库外,数据库系统增加了危险品数据库、风险场预警指标、人群健康影响库等。技术集成过程中实现了多方式安全供电、功率匹配、屏蔽布线、抗震加固、防雷等专业设计和加工。

  2010年7月5日至8月6日,在北京市昌平区阳坊镇坦克靶场开展了综合外场实验。应急中心(中国科学院大气物理研究所)南距阳坊实验场地约40km,每天滚动预报气象场48—72h,实验当天所需气象场通过无线网下载到IMF移动平台。柴油点燃后,IMF移动平台从燃烧源上风方向行驶至一个合适监测位置,停车,启动车载EM27实时扫描柴油燃烧源,约1—2min源强确定,然后由逐次偏差订正的气象预报场驱动突发性大气污染模拟预报系统(见下文)预报3h浓度场,并结合红外热成像仪实时观测的热辐射场进行人体健康评估,形成应急预案,该预案再通过无线网发送至应急中心,从柴油点燃至应急预案发布需时约5min。同时,现场其他监测仪器/设备将实时监测资料通过无线网发送至IMF移动平台。

  30多天(含SF6示踪实验)的综合外场实验和数值试验表明,突发事故源监测、风险场模拟预报、人群健康评价及应急预案形成、应急信息发布的完整应急技术路线稳定畅通;集成的移动应急系统稳定、高效;同化方法有效改进了气象预报场;城市冠层参数化方法,明显提高了冠层内风速的模拟能力,显著改善了重气和被动气体扩散模拟能力;模拟预报气象场和浓度场合理。

 

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