PM2.5传感器技术在北京空气质量监测中的应用
2015年以来，借助物联网手段和传感器技术，北京市创新性地组建了新一代高密度空气质量监测网络。这套监测网络通过在北京大规模布设1300多个低成本、小型化、高密度的PM2.5传感器监测点位。借助这种微型传感器的监测，进行街道乡镇空气质量考核评价以及热点网格的分析，从而实现精准监督和执法。
北京市区内置PM2.5传感器的空气质量监测仪点位，资料图
目前，走在北京的街道，如果留意的话，在信号塔、路灯杆或楼顶上，都可以发现这种微型PM2.5传感器，它不仅能精准提供空气污染数据，还能找到污染源并向监管部门报警。中科院专家认为，这套空气质量监测网络，在软硬件研发及前沿领域的探索，都处于国际先进水平。其最大特点是成本低、安装便捷、适用广泛。
据监测中心空气室工程师介绍，传统空气质量监测点位造价较高，且存在占地面积大、审批手续繁琐等缺点。相比之下，微型PM2.5传感器设备成本适中、无需额外占地且安装便捷，使大规模布设成为可能。
虽然市面上已经出现了众多检测PM2.5浓度的传感器设备，但仅能满足公众日常自测的需求，缺乏统一标准，产品质量一致性差，与监测工作要求相差甚远。对此，监测中心的工程师们首先从研发价格实惠、性能达标的PM2.5传感器入手。
在北京市环境保护监测中心的楼顶天台上，数百台内置有PM2.5等空气质量传感器的方白盒子，一字排开，等待做上线前的户外一致性测试。资料图
没有直接可用的成熟产品，只能定制。工程师们给这些影响数据质量的关键因素一一制定了标准，反复进行试验和调试产品，同时，为让工业级PM2.5光散射传感器满足各种条件的室外环境监测条件，达到精准治污的要求，工程师们进行了大量研发工作，并且申报了几十项专利。
传感器准备就绪后，工程师们将布设点位放在信号铁塔、路灯杆、楼顶天线等使用成本低、准入门槛低的社会公共资源上，从而需要快速织起一张高密度空气质量监测网络。
高密度、大规模的空气质量监测网络建成后，在监测中心机房，运维人员只要点开软件运维管理界面，便能够看到全市所有传感器监测点位的运行状态。机房通过计算传感器回传的数据，能核查、判断是否有传感器工作异常，并根据系统指令，有针对性地及时检查、维修。再结合手机APP，轻松完成对每一个传感器及点位的有效管理。
目前，该空气质量监测网络每天可生成近1亿条信息。基于大数据分析，可识别哪些具体时段、哪些热点网格污染相对严重，执法人员和属地可根据网格监测数据，开展精准执法和治理，执法数据准确率可达80%。目前，这一新技术正向河北、天津等周边地区辐射。未来，有望推动京津冀地区空气质量的整体改善。
上海市新型车载空气质量监测设备，资料图
延伸阅读：上海出租车携PM2.5传感器监测全市空气质量
据媒体报道，自去年以来，上海在全国首创性地在出租车上安装车载空气质量监测器。这种车载空气质量监测器藏身在出租车顶灯的灯箱里。相应的数据也已经与环保部门进行对接，由专业机构进行研究。
据悉，这套设备由两个取样口、PM2.5传感器、PM10传感器、GPS模块等组成，主要针对PM2.5和PM10两种空气固体悬浮物进行实时监测，每秒钟都有数据传输到后台。据悉，利用流动性强的出租车进行PM2.5数据监测，因与行人呼吸范围相近，尤其对于特定区域，如工地、居民区等，可获得更高密度的数据来反映局部空气质量情况，与固定监测站形成有效的点面结合，实现有效互补。
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Mark
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