大气污染沉降监测方法研究进展

寇杰

（兰州交通大学，甘肃 兰州 730070）

大气污染问题不仅会对生态环境造成严重破坏，同时也会对人类身体健康和生命安全产生严重损害，在对大气污染物进行有效清除的过程中，通过利用大气沉降措施，能够提高预测大气污染程度以及污染持续时间的准确性。通常情况下，干沉降和湿沉降是大气沉降的两种常方法。然而根据实际调查研究能够发现，由于受到监测手段缺乏有效性以及监测方法缺乏先进性等相关问题的约束，导致大气污染沉降监测工作整体发展水平难以提升，始终无法达到令人满意的程度。对此，不仅要加强对大气沉降监测方法的全面总结与系统分析，而且还要加强对大气沉降监测方法以及相关原理的全面梳理。在此基础上，以大气沉降的基本特征为基础，对大气污染沉降监测方法的发展进度及时总结，对存在的问题以及未来发展趋势进行深入探究，为我国大气沉降监测工作全面发展提供科学的理论支撑的同时，为我国大气污染时空演化特征研究工作的顺利开展指明方向。

一、地面监测

（一）干沉降

对于干沉降监测方法而言，通常可以分为气象学法、差减法、沉降替代面法，其中，降成替代面法主要是指利用替代面对干沉降进行收集，然后结合沉降物的实际质量，乘以替代面的采样时间和面积，最终得到干沉降的通量。根据替代面的差异，还可以将干沉降分为干法和湿法两种。干法主要利用陶瓷和玻璃等替代面进行采样，湿法则是将乙二醇和水等液体加入到容器中进行收集。

（二）湿沉降

在利用湿沉降方法开展地面监测的过程中，通常使用的仪器设备分为干湿沉降采样器和湿沉降采样桶。其中，湿沉降采样桶使用较为普遍，在日常使用过程中需要保持密封状态，在降雪或降雨天气打开，相关设备的成本投入较低，使用方法简单，但是耗费人力，需要人工及时开桶，如果开通不及时，会使测试结果低于实际情况，影响观察结果的准确性[1]。

（三）沉降监测网络

我国沉降监测网络组建时间稍逊色于美国，然而随着科技和经济的不断发展，目前，我国不仅建成独立的生态系统研究网络，而且已经正式加入东亚酸沉降监测网，具体情况如图1 所示。虽然表1 中的所有地面监测网络不全是针对大气污染沉降所设立，但通过监测得到的具体参数能够为大气沉降监测研究提供帮助。在此过程中，需要加强对数据规范没有统一、散化现象严重、资源共享目标难以实现等问题的积极解决[2]。

二、模型模拟

（一）干沉降

干沉降监测模型在行业内部还被叫作推算法，通过将观测到的大气沉降物沉降速度与浓度进行相乘，从而得到沉降通量。然而，干沉降无论是测量难度，还是模拟预测难度都比较大，因此，相关学者将具体模型分为静电模型和物理模型两种。由于物理模型的前提为假设，即便有较强的理论作为基础，模型在复杂参数和外界条件的影响下，依然难以建立；而经验模型相关内容较为简单，能够以实际观测的数据作为切入点，更容易建立和使用[3]。

（二）湿沉降

与干沉降模型法相比，湿沉降模型法具有较高简便性，在理论层面，只需对降水这一个气象参数进行考虑即可。将沉降物具有的平均浓度与实际降水量相乘，就能得到湿沉降的通量。然而，在实际运用湿沉降模型法的过程中，相关人士还会对湿沉降的清除系数、云内清除程度、云下冲刷等复杂因素与产生过程进行综合考虑。其中，降水可以分为两种，一种是通过锋面系统或其他气象过程产生的大范围降水，另一种是通过对流上升气流所产生的对流降水，这两种降水与湿沉降中的云下冲刷和云内清除分别对应[4]。

三、遥感反演

对于遥感监测方法而言，是我国在现代化发展过程中诞生的一种能够对大气沉降进行有效监测的新型方式，主要通过对不同光谱波段在各种气体环境下具有的辐射吸收特性进行充分利用，将不同气体的浓度反演出来，从而将得到的反应浓度与推算法进行充分结合，对不同大气环境具有的污染沉降量进行有效计算。

对于遥感监测的气体浓度而言，是对大气柱浓度总分子含量的监测，而总分子含量的取值范围应该从地面到对流层顶住的所有位置，在计算具体沉降量的过程中，需要将大气柱的浓度转化为地面浓度。目前，我国在遥感监测大气领域中，能够对NO2 和NH3 进行有效监测与计算。遥感反演大气污染物的干沉降方法，相关技术具有较高的成熟性，能够充分满足NO2 和NH3 的监测需求[5]。

四、典型应用

利用上述方法，相关人士开展了不同尺度层面的大气污染物沉降监测，各种监测方法的优势、特征、不确定性如图2 所示。

（一）全球尺度层面

在全球尺度层面上，大气沉降监测结果受气象条件、全球地表条件、污染物自身性质的影响较大，具有的时空意义、质性、特点较为复杂，导致全球大气沉降监测结果的精准性具有较高不确定性。

（二）区域尺度层面

在区域尺度层面上，相比于其他因素，气候条件因素具有的均质性特点较强，大气污染物自身属性、土地利用、地形利用等因具有的下垫面特征对大气污染沉降具有的时空异质性产生了重要影响。此时，遥感监测具有明显高于地面监测的精准性。

（三）局地尺度层面

对于局地尺度而言，主要是针对范围较小的大气沉降程度进行监测，在理论层面，为大气沉降驱动机制的建立健全提供帮助。具体影响因素与自身性质有关，与外界因素基本无关。

结束语

本文通过对大气污染沉降监测方法的深入研究，能够对不同方法在大气污染沉降研究过程中存在的优势以及不足之深刻理解，为行业后续发展提供切实可行的科学依据。因此，不仅要对优化大气污染沉降监测方法在强化大气污染治理工作效率中具有的重要性给予正确认知和高度重视，而且还要加强对大气污染具有的基本时空演化规律进行系统性研究，对大气沉降监测理论与方法进行全面探讨、对大气时空演化以及形成原因在不同尺度下具有的特征以及机制进行全面揭示。不仅能够为国家与地区制定大气环境综合治理政策提供科学服务，而且还能确保相关政策得到有效落实，为全面提升我国大气环境治理效果提供强大的理论依据和源源不断的技术支持。