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公司庞小兵教授团队在杭州湾上虞化工园区大气污染物立体监测取得创新性科研成果

我司庞小兵教授团队于2019年参加由陈建孟教授主持的国家重点研发计划“精细化工园区大气污染全过程控制与技术集成示范”项目课题（2018YFC0214100）。在该项目课题的实施过程中我司团队开展了微型大气检测仪、无人机大气检测装置等研发工作，并在杭州湾上虞化工园区（上虞园区）开展了大气污染物的立体监测、特征研究等相关工作。通过两年的不懈努力，团队已发表高水平SCI论文5篇，申请专利15项，研制出微型大气检测仪、无人机高空苏玛罐/吸附管采样装置等装备。2021年4月，庞小兵教授作为第一作者兼通讯作者，陈建孟教授为共同通讯作者在Science of the total environment (2021, 764: 142828)发表论文。该研究在上虞园区将自主研发的高精度、高时间分辨率的微型大气多组分检测仪与无人机相结合，不仅操作简单、成本低、受场地限制小，且性能稳定、有自动基线标定和自动灵敏度校正的功能，实现了对上虞园区高空大气污染物的精准立体监测。图1. 课题组研制的微型大气多组分检测仪(左)和无人机高空大气污染物检测仪(右) Science of the total environment (2021, 764: 142828)2021年3月，在Atmosphere (2021, 12: 345)杂志发表论文，该研究利用微型大气检测仪在2020年COVID-19新冠疫情封锁期间的NO2、O3和CO监测结果与往年对比，发现疫情封锁期间环境大气中NO2浓度降低了63.1%，CO浓度降低了6.9%，而O3浓度却增加了37.9%。该研究充分证明了课题组所研制的微型大气多组分检测仪可以高效准确地对环境中的大气污染物进行长期地监测。博士生陈浪为论文第一作者，庞小兵教授和陈建孟教授为共同通讯作者。2022年6月到7月，公司实习博士生陈浪和实习硕士生吴振涛作为第一作者分别在Science of the total environment (2022, 845: 157113)和Sensors (2022, 22: 4330)发表论文。研究都是基于自主研制的无人机高空大气污染物检测仪在上虞园区开展观测实验。通过对上虞园区开展为期近一年的500米大气垂直廓线观测，研究发现：上虞园区大气NO2、CO、TVOCs和PM2.5浓度随高度而降低，而二次污染物O3浓度却随高度而升高，这是由于工业园区排放了大量的NO2、CO、TVOCs和PM2.5一次污染物，而排放的NO会消耗大气O3，同时O3形成速率随高度而升高。此外，通过对上虞园区中烟囱口排放的PM浓度进行研究，解决了难以对高空污染源监测的技术难题，并证实自主研制的PM传感器与商业化的PM传感器有强相关性，0.951＞R2＞0.911。同时，发现精准控制PM2.5是上虞园区内纺织印染企业减少污染关键。陈建孟教授为文章共同通讯作者。图2. 自主研制的无人机大气污染物检测装置同时检测杭州湾上虞经济技术开发区高于地面500米范围内的TVOCs、CO、NO2、O3、PM1、PM2.5和PM10浓度的垂直廓线特征Science of the total environment (2022, 845: 157113)图3. 自主研制的PM检测器和商业化PM检测器同时检测化工企业烟囱口的PM排放Sensors (2022, 22: 4330)2022年8月，公司实习硕士生卢钰在Science of the total environment (2022, 848: 157746)发表论文，该研究基于上虞园区及道墟中学的三年VOCs的观测数据，发现上虞园区的VOCs日均浓度约为城市点的2倍。同时，利用经验动力学模型方法（EKMA），分析得到上虞园区的臭氧形成处于VOCs控制区，并进一步提出上虞园区需要严格芳香烃类污染排放，对未来杭州亚运会期间的臭氧防控具有重要意义。图4.工业园区（a、b、c）和城市点（d、e、f）的VOCs浓度时间变化图Science of the total environment (2022, 848: 157746)近年来，我公司团队一直结合大气领域发展前沿、未来趋势以及国家需求，不断深入开展工业园区大气污染相关研究，自主研发出各类大气污染物检测设备，在高质量国际期刊社发表多篇研究论文，相信未来有更多的成果。论文明细：1.  Pang Xiaobing *, Chen Lang, Shi Kangli, Wu Fei, Chen Jianmeng *, Fang Shuangxi, Wang Junliang and Xu Meng *. A lightweight low-cost and multipollutant sensor package for aerial observations of air pollutants in atmospheric boundary layer. Science of the total environment. 2021, 764: 142828.https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.1428282.  Chen Lang, Li Jingjing, Pang Xiaobing *, Shi Kangli, Chen Jianmeng *, Wang Junliang and Xu meng. Impact of COVID-19 Lockdown on air pollutants in a coastal area of the Yangtze River Delta, China, measured by a low-cost sensor package. Atmosphere. 2021, 12: 345. https://www.mdpi.com/2073-4433/12/3/3453.  Wu Zhentao, Pang Xiaobing *, Han Zhangliang, Yuan Kaibin, Dai Shang, Li Jingjing, Chen Jianmeng and Xing Bo. Direct measuring particulate matters in smoke plumes from chimneys in a textile dyeing industrial park by a self-developed PM detector on an UAV in Yangtze River Delta of China. Sensors. 2022, 22: 4330. https://www.mdpi.com/1424-8220/22/12/43304.  Chen Lang, Pang Xiaobing *, Li Jingjing *, Xing Bo, An Taicheng, Yuan Kaibin, Dai Shang, Wu Zhentao, Wang Qiang, Mao Yiping and Chen Jianmeng *. Vertical profiles of O3, NO2 and PM in a major fine chemical industry park in the Yangtze River Delta of China detected by a sensor package on an unmanned aerial vehicle. Science of the total environment. 2022, 845: 157113. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.1571135.  Lu Yu, Pang Xiaobing *, Lyu Yan, Li Jingjing, Xing Bo, Chen Jianmeng, Mao Yiping, Shang Qianqian, Wu Haonan. Characteristics and sources analysis of ambient volatile organic compounds in a typical industrial park: Implications for ozone formation in 2022 Asian Games. Science of the total environment. 2022，848:157746. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.157746专利明细：1.  庞小兵，吴振涛，张宝锋，陈建孟；一种便携式臭氧无线检测仪，CN202111461510.5（发明专利，受理）2.  庞小兵，陈建孟，陈浪，施康丽；微型大气多组分检测仪，CN202010456931.8（发明专利，受理）3.  庞小兵，陈建孟，施康丽，陈浪，杨允烨；一种微型大气云雾水采集装置，CN202010513081.0（发明专利，受理）4.  庞小兵，袁锴彬，陈浪，毛益萍；一种基于无人机的多通道VOCs采样及大气污染物检测系统，CN202210425635.0（发明专利，受理）5.  安太成，庞小兵，吴振涛，陈浪，李佳佳；一种无人飞机载式气象监测系统，ZL202220200727.4（实用新型专利，授权）6.  安太成，李佳佳，庞小兵，林钦浩，李桂英；一种无人机载式的大气污染物多组分监测系统，ZL202220200743.3（实用新型专利，授权）7.  庞小兵，袁娟，陈浪，施康丽；一种无人飞机载式全空气采样装置, ZL202022511925.6（实用新型专利，授权）8.  庞小兵，袁娟，陈浪，施康丽；一种无人飞机机载式大气成分在线检测装置，ZL202022510563.9（实用新型专利，授权）9.  庞小兵，吴振涛，陈建孟，王强，陈浪；一种便携式大气污染物与气象监测装置，ZL202123027726.9（实用新型专利，授权）10.庞小兵，陈浪，袁锴彬；一种无人飞机载式吸附管采样装置，ZL202121607104.0（实用新型专利，授权）11. 吴振涛，庞小兵，张宝锋，陈建孟；一种臭氧检测无人机上的风向标支架, ZL202123011324.X（实用新型专利，授权）12. 庞小兵，陈浪，袁锴彬；一种无人飞机载式甲烷及可燃气体检测装置，CN202122863551.9（实用新型专利，受理）13.庞小兵，陈浪，袁锴彬；一种甲烷及可燃气体检测分析及报警装置，CN202122863546.8（实用新型专利，受理）14.庞小兵，袁锴彬，陈浪，吴振涛，施康丽，戴上，陈建孟；一种无线遥控多通道冷冻富集空气吸附管采样装置，CN202220132803.2（实用新型专利，受理）15.庞小兵，陈建孟；大气颗粒物检测数据处理软件, 2020SR0618922（软件著作权，授权）