近年來，隨著工業化和城鎮化的推進，我國大氣污染越來越嚴重，高濃度大氣細顆粒物導致霧霾頻發、大氣能見度下降。快速準確地檢測出大氣細顆粒物質量濃度、成分、粒徑譜分布和大氣能見度，分析大氣細粒物來源，是我國大氣環境科學研究和業務監測的迫切之需。

日前，中科院合肥物質科學研究院安徽光學精密機械研究所主持完成的“大氣細顆粒物在線監測關鍵技術及產業化”項目榮獲國家科技進步二等獎，為我國環境監測技術現代化和監測儀器國產化作出突出貢獻。

“火眼金睛”瞄準細顆粒物

大氣細顆粒物PM2.5監測儀、粒徑譜儀、有機碳/元素碳分析儀、大氣能見度儀……走進中科院安徽光機所實驗室，一系列已走向產業化的監測設備，讓記者眼睛一亮。“別小看這些設備，有了它們就如同有了‘火眼金睛’，能夠快速準確查出大氣細顆粒物質量濃度、成分等。”桂華僑透露，早在6年前，我省就在全國**建成“安徽省高速公路惡劣氣象條件監測預警系統”，利用他們自主研發的大氣能見度儀，可實時監測高速公路大氣能見度變化情況。由于預警及時，該系統自試運行以來，全省高速公路死亡3人以上交通事故起數和死亡人數同比下降40%以上。

“關鍵技術的突破，使得我國大氣細顆粒物在線監測技術達到國際先進水平。”劉建國介紹，通過動態加熱系統、采樣管升降裝置/走紙裝置、碳臨界溫度的精確定位、差分電遷移分級和快速分析、穩定的場致電離電荷源技術、大氣能見度標定和野外校準、光學透鏡測污裝置等一系列關鍵技術的突破，他們創新設計了一整套大氣細顆粒物高靈敏探測技術工程化解決方案，解決了大氣細顆粒物多參數準確、快速、在線監測的技術難題，一舉滿足了我國環境、氣象、交通、科研等多部門對大氣細顆粒物在線監測的技術需求。

“穩定性強、靈敏度高，可實時在線、無人值守，這是我們設備*顯著的優勢。”桂華僑表示，圍繞該系統關鍵技術的研發和儀器設備的研制，他們已累計獲得8項發明專利授權、5項軟件著作權登記以及8項實用新型專利授權。其中，大氣細顆粒物PM2.5監測儀，通過環保部環境監測儀器質檢中心技術認證;大氣細顆粒物切割器，通過中國疾控中心檢測;大氣能見度儀，以零故障和96%的數據準確率通過中國氣象局定型認證;大氣顆粒物有機碳/元素碳分析儀，通過省科技廳科技成果鑒定，關鍵技術指標達到國際同類產品的先進水平。

監測設備告別進口時代

“由于我們技術的投入使用，使得國內至少三分之二以上的大氣細顆粒物在線監測設備實現國產化。”劉建國驕傲地說，過去，我國大氣細顆粒物在線監測核心設備主要從美國、日本、德國等國家進口，國產設備在品種、數量、性能、質量上遠遠滿足不了實際工作需要，安徽光機所技術成果產業化后，打破了長期以來高檔環境監測設備依賴進口的局面。

我國地域遼闊、氣候差異大，對環境監測儀器的適應性要求也比較高。“進口設備高價買回來后，有時會‘水土不服’，服務也跟不上。”桂華僑告訴記者，他們與企業合作生產的國產設備不僅價格低、服務好，性能也與進口設備相當，可以24小時全天候穩定運行。2008年以來，項目組利用該監測系統先后在珠三角、長三角和北京等地區開展綜合應用示范，驗證了監測數據的準確性，并參與2008年北京奧運會、2010年上海世博會、廣州亞運會以及2014年北京亞太經合組織會議空氣質量保障任務，用科學數據評估了國家重大活動空氣質量保障措施的效果。

目前，中科院安徽光機所研制的大氣細顆粒物在線監測設備，已批量應用于環保部城市空氣質量自動監測網、重點區域和城市大氣灰霾監測超級站、中國氣象局氣象觀測網、氣溶膠質量濃度監測網絡，以及安徽、貴州等省“高速公路惡劣氣象條件監測網”。近3年，全國20多個省市已安裝大氣細顆粒物監測設備2100余套，實現新增產值2.5億元，新增利稅9533萬元。

“下一步，我們將更加關注與百姓健康有關的研究，比如納米量級的大氣超細顆粒物監測。”劉建國透露，超細顆粒物對于人體健康、環境、氣候變化的影響可能更大，其在線監測難度也更大，需要更多的技術研發，這是一個重大挑戰。另外，大氣環境領域臭氧、揮發性有機污染物監測，也需要更多高靈敏度的儀器設備。“科學研究任重而道遠，需要持之以恒的科技攻關。”他坦言，國產儀器推廣應用的時候，也面臨一些困境，很多人對國產儀器抱有懷疑和不信任的心態，國家還應加大對國產儀器的政策支持，為推廣應用提供便利。