打造國產FTIR設備的品牌效應

　　當前，環境大氣污染物逐漸呈現種類多、差異大、排放復雜等特點，這些污染物排放特征為環境大氣監測、源解析等帶來了新的挑戰。“亟需能夠進行多組分同時測量，檢測靈敏度高，可以進行點源、面源、區域等多種方式的全自動在線測量裝置。”中科院安徽光學精密機械研究所（以下簡稱安光所）環境光學中心研究員高閩光告訴《中國科學報》記者。

　　十多年來，在劉文清院士和劉建國研究員的帶領下，安光所環境光學中心率先將先進光譜技術應用于環境監測。針對環境大氣立體化監測需求，傅里葉變換紅外光譜（FTIR）技術可以組建包括固定污染源排放監測、無組織排放監測和排放通量監測的立體化監測體系。高閩光團隊將FTIR技術成功應用于泉州石化園區，打造了國產FTIR設備的品牌效應。

　　FTIR技術的發展

　　FTIR技術是20世紀80年代興起的一門光譜學技術。自從20世紀70年代在紅外光譜中引進傅里葉變換（FT）以來，大幅度地提高了紅外光譜（IR）的靈敏度、波數精度、分辨能力和應用范圍。

　　高閩光說：“FTIR具備可測量譜帶寬、光譜分辨率高、信噪比高、掃描速度快等特點，因此該技術可以實現多組分氣體實時在線監測，在諸多方面得到廣泛的應用和推廣。”

　　本世紀初，安光所在國內率先開展了基于FTIR技術的氣體定量反演方法與監測技術研究，研發了具有獨立自主知識產權的雙臂掃擺式核心干涉儀模塊，相繼開發了可用于環境大氣在線監測的多用途、多形式、多平臺的FTIR監測系統。

　　FTIR技術作為一種新興的光譜檢測技術，具備對多組分氣體進行實時、在線、連續和無人值守的監測能力。高閩光指出，根據不同監測需求，FTIR技術可以滿足化工園區固定污染源VOCs（揮發性有機物）氣體監測、化工園區/廠界/區界等無組織排放監測，以及化工園區排放通量遙測等不同層面的監測需求，通過上述三個層面的連續監測，可以構建整個化工園區立體化、全方位的日常和預警監測體系。

　　在北京奧運會、廣州亞運會、上海世博會、南京青奧會、北京APEC會議、杭州G20峰會等國家重大活動中，安光所利用自主研發的FTIR設備在重點化工園區多次承擔了立體化、全方位的大氣監測保障任務，FTIR技術在化工園區VOCs氣體監測等多個領域具有廣闊的應用前景。

　　無故障運行兩年半

　　2014年初，安徽藍盾光電子股份有限公司福建分公司總經理劉瓊通過與福建省監測中心站溝通，確定在泉惠石化園區建設VOCs復合污染物立體化、實時監測網絡。

　　隨后安徽藍盾光電子股份有限公司（簡稱藍盾）與安光所環境光學中心高閩光研究團隊合作，成立泉惠VOCs監測項目聯合工作組，由安光所李相賢博士和藍盾環境事業部技術部部長呂長彬具體負責。

　　聯合工作組成立后，李相賢、呂長彬和藍盾技術部韓小斌工程師多次到泉惠石化園區進行實地勘察。李相賢介紹：“我們針對石化園區VOCs排放因子種類多、排放源呈面源無規律分布、VOCs擴散區域廣等特點，結合監測現場地理環境、氣候條件以及污染物特征等綜合因素，確定采用開放光路FTIR技術對園區邊界區域VOCs進行立體化、網絡化、實時監測為最佳監測方案。工作組同時對整個石化園區的VOCs監測網絡制定了詳細的項目建設方案。”

　　項目方案確定后，研究團隊放棄高溫假的休息時間，針對現場臺風頻繁、環境濕度大等特點，有針對性地設計了雙站對射式開放光路FTIR監測系統；藍盾工程部王文、王振華、李飛等多位工程師也不畏酷暑，連夜奮戰，在最短時間內完成了現場站房建設工作。

　　2014年7月，在安光所科研團隊的努力下，兩套開放光路FTIR設備順利抵達管委會（五柳）和東湖監測站點，隨后，安光所童晶晶、李相賢和藍盾工程部王文、王振華、李飛等多位工程師不畏酷暑，在最短時間內完成了現場儀器安裝調試、氣體標定等工作。

　　在儀器設備連續無故障運行一年后的2015年7月，由福建省監測中心站、泉惠石化園區等專家組成的項目驗收組對一期項目進行了項目驗收。李相賢說：“經過各項性能測試，完全滿足預期效果，加上設備試運行期間穩定可靠，兩套開放光路FTIR設備以優異成績通過項目驗收。”

　　據藍盾環境事業部總經理魯愛昕介紹，截至目前，這兩套開放光路FTIR設備已經連續無故障運行兩年半，運行期間，未發生一次儀器故障。

　　全面保障環境安全

　　在一期兩套開放光路FTIR監測設備完美運行的基礎上，為了完善工業園區的VOCs無死角監測能力，二期監測項目中將再增加兩套開放光路FTIR設備，以完成整個石化園區立體化、網絡化、全覆蓋VOCs監測體系建設。

　　目前二期項目的東湖中學站點已經完成儀器安裝調試工作，另一站點也正在緊鑼密鼓的建設當中。

　　據高閩光介紹，二期項目完全建成后，四套開放光路FTIR設備將對整個泉惠石化園區形成全覆蓋態勢，在石化園區和鄉鎮居民密集生活區邊界形成一道堅強的VOCs監測屏障，必將有力地保障附近居民環境安全。

　　魯愛昕也指出，泉惠石化園區VOCs監測系統是國內基于FTIR技術建成的第一個立體化、網絡化、全覆蓋式VOCs監測網絡。該園區VOCs監測網絡的完美運行具有很強的示范作用，對于提高國產FTIR設備影響力具有重要意義。

　　十多年來，在劉文清院士的指導下，安光所高閩光研究團隊專注于FTIR設備研發工作，形成了一支光機電算專業齊全的科研隊伍。魯愛昕表示：“今后，我們將與該團隊進一步加強合作，共同推動國產FTIR設備的品牌效應。”