中科院安徽光機所承擔的國家“863”計劃“可調諧紅外激光差分吸收汽車尾氣道邊監測技術與系統研究”等4個課題，使我國高檔環境監測儀器的研發水平得到了較快發展。該所科研人員刻苦攻關，研制出國產空氣自動監測設備，打破了多年來我國高檔監測儀器必須依賴國外進口局面的報道。
“2000年開始，國家開始注重城市空氣質量日報工作，并在城市空氣自動監測系統建設方面給予了資金支持，推動了全國空氣質量自動監測系統的建設。”現在開展的全國城市環境空氣質量日報和預報，在推動空氣自動監測系統建設的同時，也促進了空氣自動監測系統設備的國產化，并取得了長足的進展。
2001年和2002年國家環保總局城市空氣自動監測系統建設項目全部使用國產設備，而一些省和城市自己配備的設備也使用了國產設備。2003年8月中國環境監測總站對全國使用空氣自動監測設備的初步調查結果表明，全國使用的國產空氣自動監測設備已達到40.7%。
城市空氣質量監測子站系統為國家節省上億元
目前我國環境空氣質量監測存在的問題主要包括現有城市空氣自動監測系統尚未完善；部分區域監測點位不能滿足評價區域和國家空氣質量的要求；環境背景點和對照點不足；現有城市點位的監測數據已不能代表城市發展后的環境空氣質量；監測項目單一，國際普遍關注的一氧化碳等項目我國僅有少數城市開展監測，難以與國際城市進行對比。所以城市空氣質量自動監測子站系統市場需求量很大。
2000年前，我國空氣自動監測系統全部依賴進口，但一套進口設備需要人民幣60至70萬元，而長光程設備則要80至90萬元，昂貴的價格嚴重影響了我國大部分城市的空氣質量監測工作的開展。安光所憑借在光、機、電、自動控制及光譜分析方面具有的優勢，研究開發的城市空氣質量監測子站系統在質量和功能上與國外同類產品相當，而價格僅為進口儀器設備的50%至60%。“這樣的價格對于我國大部分還不富裕地區廣泛開展大氣環境監測工作，起到了極大的促進作用。”該產品的產業化生產為全國環保監測部門提供了城市空氣質量監測子站整套產品，并替代了進口產品。
2002年，安光所在承擔了863計劃城市空氣質量自動監測系統關鍵技術及集成設備研制課題，對城市空氣質量自動監測子站系統的監測指標、功能進行了擴展，進一步解決了產業化過程中的關鍵工程技術和系統技術問題，進一步為批量生產打下基礎。2003年，該所又承擔了基于激光技術的大氣污染光學監測技術與產業化課題，在原有基礎上，對城市空氣質量自動進行檢測。
2004至2005年，該設備已完成近80多套的生產和安裝，市場占有率從15%提高到30%。目前該設備已在全國17個省、自治區和直轄市安裝160套，創產值7000多萬元，占全國同期城市空氣質量監測系統產品三分之一的市場份額。同時，由于這些項目的開展，國家環境保護總局從2002年開始在國家環境空氣質量建設招標中已不再采用進口設備。據中國環境監測總站和國家環保產業協會的統計，僅僅城市空氣質量監測科研成果的產業化，在替代進口方面已經累計為國家節省外匯上億元人民幣。
院所企業合作共建產業化基地
“如何盡快地把863計劃成果產業化是發展高技術，實現以高技術產業為先導的我國新型工業化道路的戰略舉措，也是科技界義不容辭的重要職責。”劉文清所長說：“在產業化方面，研究單位并不擅長，因此從2001年開始，我們就已經跟企業建立了定期信息交流的機制，開展了緊密合作，我們滿足企業的需求，企業幫助我們把產品推向市場。”
在863計劃的支持下，該所在安徽建立了863計劃光學環境監測技術成果產業化基地，其特點是由技術鏈起作用將基地內相關企業互連起來，向社會提供環境監測的系列產品，形成產業，同時又不影響企業各自獨立經營。這樣既保持了技術源頭不斷創新，成果在基地引導資金催化下進行產品創新，企業則實現快速技術升級，快速生產出替代進口、有競爭力的新產品。
基地建設中，以安光所為組織牽頭單位，安徽省內兩家高新技術企業———銅陵藍盾光電子有限公司和安徽寶龍集團為合作單位，建立以光學環境監測技術為主要發展方向的安徽環境光學監測技術產業化基地特色經濟區域，并逐步吸納安徽省內其他骨干企業和科研院所的加盟。劉文清表示，此舉將以更大的規模、更快的速度為國家環境監測能力建設提供必需的監測手段和高新技術，突出自主創新，發展高靈敏在線監測技術和方法、并實現產業化。
走進863：用光學手段研究環境問題
在中國科學院安徽光機所的實驗室內，一臺造型獨特的儀器引起了記者的注意。該儀器狀若望遠鏡，粗大的“鏡筒”水平照向窗外，而與之連接的電腦顯示器則每隔幾分鐘便跳出一串數字來。研究人員介紹，這是所里研發的“差分光學吸收光譜(DOAS)在線監測系統”，可實現對空氣環境的自動監測。
“環境光學監測技術具有常規方法不可替代的優越性。”所長劉文清如是說，“該技術監測范圍廣、速度快、成本低，便于進行長期的動態監測，已成為環境監測分析儀器的主流發展方向。”
2005年3月，安光所承擔了國家863計劃“城市大氣污染時空分布光學監測技術系統與示范”課題，完成了長光程開放光路FTIR(傅立葉變換紅外光譜)實驗系統集成、被動掃描DOAS實驗系統集成、多次反射吸收池光路的TDLAS(可調諧二極管激光光譜)系統以及長光程DOAS系統的優化改進工作。在優化、集成的基礎上，建立城市大氣污染時空分布監測技術平臺，開展以石景山地區為示范的聯合觀測實驗，探討區域大氣污染防護和治理中需要采用的監測技術路線，并進一步解決了產業化過程中的關鍵技術。
DOAS實現大氣環境非接觸在線自動監測
“DOAS是近年來發展的大氣環境污染監測的一項高新技術，主要是以空氣中的痕量污染成分對紫外及可見光波段的特征吸收光譜特性為基礎，通過特征吸收光譜鑒別環境空氣中污染物氣體的類型和濃度。”劉文清告訴記者，每種氣體都具有自己獨特的吸收光譜，因此在一束通過環境空氣的光中，可同時得到多種氣體的特征吸收光譜，通過光譜分析儀和計算機可分離出每種氣體的特征吸收光譜，對每種氣體的特征吸收光譜用計算機進行數據處理，可快速實時得到所監測污染物的監測結果，從而實現了大氣環境污染的完全非接觸在線自動監測。
被動DOAS技術通過測量天空散射的太陽光來解析大氣層中的痕量氣體組分。系統接收到的散射光信號包含了二氧化硫、二氧化氮等污染氣體分子的吸收特征，通過光譜解析獲得這些污染氣體分子的柱密度。
另外，光機所研制的長光程DOAS系統由發射和接收單元、測量儀器單元、數據采集和數據處理單元、污染物種類和濃度反演軟件組成，采用長光程收發兼容監測方式，發射光源和光接收器采用單站工作方式。劉文清介紹，在實際工作中，將測量系統及光角反射器分置于選定的兩點，這時接收器所收到的是被光徑上氣體分子吸收后的光線，隨后光線經傳送光纜、分光鏡及光柵等轉變成0.2納米波寬的光信號，由探測器及模數轉換器轉換成數字信號后，送入計算機進行處理，處理結果分別存人數據存儲器或由顯示器顯示。
他表示，系統的研制工作主要從光學及結構設計、數據采集及信號處理、系統控制、數值模擬及污染物種類濃度反演軟件、系統標定等幾個方面進行，重點解決的關鍵技術主要包括發射與接收和自校準兼容的望遠鏡系統，確保系統不受環境溫度、濕度的影響；快速夾縫掃描式光電倍增管探測光譜儀，確保測量不受大氣湍流的影響；多種污染物濃度反演計算分析軟件等。
OP-FTIR提供新興污染物測量手段
FTIR技術已經是實驗室用于測量紅外吸收和發射光譜的主要方法，開放光路傅立葉變換紅外光譜系統(OP-FTIR)則提供了一種新興的污染物測量的手段。劉文清介紹說，它不僅繼承了傳統的傅立葉變換紅外光譜儀所固有的優點，相對于傳統點采樣設備來說，還具有采樣范圍廣，可在線分析等特點。
據介紹，安光所研發的OP-FTIR系統采用選用中國航空航天工業部洛陽014所生產的高溫黑體輻射源作為系統紅外光源，具有亮度高，輸出穩定等優點。黑體溫度精確可控，工作溫度為室溫至1500攝氏度，考慮到黑體長時間工作，一般設定溫度為900攝氏度。
同時，系統的核心硬件單元———光譜儀是采用ABBBomem公司的MR154型光譜儀進行系統集成；紅外探測器使用兩套液氮制冷的高靈敏度MCT探測器以及InSb探測器；發射望遠鏡為透射式伽利略望遠鏡，放大倍數6倍，輸出口徑60mm，物鏡和目鏡均為鍍增透膜的硒化鋅透鏡。接收望遠鏡為卡塞格林望遠鏡，接收口徑為250mm，視場角為4.9毫弧度。
課題組還專門為OP-FTIR測量設計了光束反射裝置———面陣角反射器。劉文清說，該反射器采用三十個空心角反射器列陣,可滿足往返500米測量光程的要求，采用鍍金保護膜，使得其在650納米到遠紅外內的反射率高達98%。
另外，系統軟件是全系統的核心技術單元，包括Hitran數據庫，濃度反演算法、現場測控軟件組成。他說：“我們用目前掌握的最先進的非線性最小二乘擬合算法，開發了基于吸收線參數數據庫(HITRAN)標準數據庫分子吸收截面的濃度反演算法，開發Win鄄dows平臺上的測控軟件。”他告訴記者，由于開放光路實驗系統無法使用傳統方法通過人工控制標氣濃度和純度作標定，所以需要建立新的標定方法。“本項目中開放光路的標定光譜是由HITRAN計算得到，在其計算中包括了環境參數(氣壓、溫度、路徑長度等)和儀器線型函數ILS的影響，因此計算的光譜非常接近于實測光譜。”
四套系統組建城市大氣污染時空分布監測平臺
在集成863前期研究成果中的光學監測儀器設備，組建新型被動DOAS、長光程開放光路FTIR和多次反射池式TDLAS實驗系統的基礎上，課題組結合北京市環境保護監測中心的地面城市空氣質量監測子站和氣象測量設備，建立了基于光學監測技術的城市大氣污染時空分布監測平臺。包括大氣痕量成分時空分布監測時空系統、顆粒物監測系統、污染源排放監測系統和氣象參數測量系統四部分。
為了檢驗光學監測技術對城市大氣污染時空分布的監測能力，課題組選擇在北京城市區域開展城市大氣污染的光學監測技術示范實驗研究。
劉文清說，我們選擇北京石景山工業區的下風向豐臺為主要觀測點，分別在2005年8月和2006年2月開展兩次綜合外場示范實驗，對主要大氣痕量成分(污染成分、溫室氣體)、顆粒物的濃度水平、變化趨勢進行時空測量，以及對污染源排放進行光學遙測評估。實驗著重研究各種光學監測系統對大氣環境污染物的探測能力，驗證各類監測儀器的穩定性、可靠性和實用性，解決產業化過程關鍵技術；同時研究光學監測技術與傳統點式方法之間、光學技術自身之間的對比相關性，進一步檢驗光學監測技術在實際應用中的測量準確性以及掌握光學監測技術在實際應用過程中的必要質量保證手段；獲取北京城市大氣污染的高分辨率時空分布數據。
另外，課題組還在車公莊(北京環境監測中心)、通縣開展了外場觀測，獲得了多種氣體污染物和顆粒物的時空分布數據。
他表示，通過夏、冬兩次示范實驗，檢驗和對比了光學儀器之間，以及與其它測量方法間的對比結果，表明光學測量方法和儀器對大氣污染物時空分布測量的可行性和可靠性，特別是為區域污染監測提供了高分辨率的時空分布數據，具有傳統點式儀器不可取代的優勢。同時分析了北京城市大氣主要痕量污染氣體的含量及其變化特征。
他告訴記者，在下一階段研究中，除地基監測系統外，課題組將根據我國環境污染新出現的城市群、區域(流域)符合污染及農村面源污染問題，進一步發展移動、車載、機載和星載等多種平臺上的環境光學監測技術和系統，建立典型區域環境監測立體平臺。
■數字863
城市大氣污染時空分布光學監測技術系統與示范課題研究期間，直接銷售新型DOAS系統兩套，收入60萬元，給軍方裝配粒譜分析儀兩套，收入60萬元。與此同時，通過對合作企業銅陵藍盾光電子公司生產的DOAS城市空氣質量監測子站的技術改造和產品升級，2005年企業共銷售子站系統60多套，實現銷售收入2700多萬。市場占有量從15%提高到30%。
共發表(包括錄用)論文15篇，提交論文12篇，發明專利授權3項、受理3項，受理實用新型專利2項，受理軟件知識產權授權4項，申請1項。
到2005年底，全國17個省份、60個城市已經安裝了城市空氣質量監測子站系統180套，擔負著向這些地方報告城市空氣質量，并向國家網傳遞監測信息的任務。該產品在國內同類產品市場份額占1/3，累計產品銷售上億元；污染源在線監測系統已安裝260多套，創產值1.3億元；機動車尾氣道邊監測系統在全國銷售10余套，創產值1600多萬元。
被列入我國城市空氣質量日報監測對象的SO2、NOx和PM10組成的空氣子站，點式儀器一套進口設備需要人民幣60至70萬元，而長光程設備則要80至90萬元。安徽光機所研究開發的城市空氣質量監測子站系統在質量和功能上與國外同類產品相當，而價格僅為進口儀器設備的50%至60%。
DOAS技術主要是利用空氣和污染源中的痕量污染成分對紫外及可見光波段的吸收特征來進行定性定量分析的。它可以同時監測多種痕量氣體濃度(如O3，NO2，SO2，CH2O，NH3，HNO2等)，測量范圍可以從100米到數公里。
“2000年開始，國家開始注重城市空氣質量日報工作，并在城市空氣自動監測系統建設方面給予了資金支持，推動了全國空氣質量自動監測系統的建設。”現在開展的全國城市環境空氣質量日報和預報，在推動空氣自動監測系統建設的同時，也促進了空氣自動監測系統設備的國產化，并取得了長足的進展。
2001年和2002年國家環保總局城市空氣自動監測系統建設項目全部使用國產設備，而一些省和城市自己配備的設備也使用了國產設備。2003年8月中國環境監測總站對全國使用空氣自動監測設備的初步調查結果表明，全國使用的國產空氣自動監測設備已達到40.7%。
城市空氣質量監測子站系統為國家節省上億元
目前我國環境空氣質量監測存在的問題主要包括現有城市空氣自動監測系統尚未完善；部分區域監測點位不能滿足評價區域和國家空氣質量的要求；環境背景點和對照點不足；現有城市點位的監測數據已不能代表城市發展后的環境空氣質量；監測項目單一，國際普遍關注的一氧化碳等項目我國僅有少數城市開展監測，難以與國際城市進行對比。所以城市空氣質量自動監測子站系統市場需求量很大。
2000年前，我國空氣自動監測系統全部依賴進口，但一套進口設備需要人民幣60至70萬元，而長光程設備則要80至90萬元，昂貴的價格嚴重影響了我國大部分城市的空氣質量監測工作的開展。安光所憑借在光、機、電、自動控制及光譜分析方面具有的優勢，研究開發的城市空氣質量監測子站系統在質量和功能上與國外同類產品相當，而價格僅為進口儀器設備的50%至60%。“這樣的價格對于我國大部分還不富裕地區廣泛開展大氣環境監測工作，起到了極大的促進作用。”該產品的產業化生產為全國環保監測部門提供了城市空氣質量監測子站整套產品，并替代了進口產品。
2002年，安光所在承擔了863計劃城市空氣質量自動監測系統關鍵技術及集成設備研制課題，對城市空氣質量自動監測子站系統的監測指標、功能進行了擴展，進一步解決了產業化過程中的關鍵工程技術和系統技術問題，進一步為批量生產打下基礎。2003年，該所又承擔了基于激光技術的大氣污染光學監測技術與產業化課題，在原有基礎上，對城市空氣質量自動進行檢測。
2004至2005年，該設備已完成近80多套的生產和安裝，市場占有率從15%提高到30%。目前該設備已在全國17個省、自治區和直轄市安裝160套，創產值7000多萬元，占全國同期城市空氣質量監測系統產品三分之一的市場份額。同時，由于這些項目的開展，國家環境保護總局從2002年開始在國家環境空氣質量建設招標中已不再采用進口設備。據中國環境監測總站和國家環保產業協會的統計，僅僅城市空氣質量監測科研成果的產業化，在替代進口方面已經累計為國家節省外匯上億元人民幣。
院所企業合作共建產業化基地
“如何盡快地把863計劃成果產業化是發展高技術，實現以高技術產業為先導的我國新型工業化道路的戰略舉措，也是科技界義不容辭的重要職責。”劉文清所長說：“在產業化方面，研究單位并不擅長，因此從2001年開始，我們就已經跟企業建立了定期信息交流的機制，開展了緊密合作，我們滿足企業的需求，企業幫助我們把產品推向市場。”
在863計劃的支持下，該所在安徽建立了863計劃光學環境監測技術成果產業化基地，其特點是由技術鏈起作用將基地內相關企業互連起來，向社會提供環境監測的系列產品，形成產業，同時又不影響企業各自獨立經營。這樣既保持了技術源頭不斷創新，成果在基地引導資金催化下進行產品創新，企業則實現快速技術升級，快速生產出替代進口、有競爭力的新產品。
基地建設中，以安光所為組織牽頭單位，安徽省內兩家高新技術企業———銅陵藍盾光電子有限公司和安徽寶龍集團為合作單位，建立以光學環境監測技術為主要發展方向的安徽環境光學監測技術產業化基地特色經濟區域，并逐步吸納安徽省內其他骨干企業和科研院所的加盟。劉文清表示，此舉將以更大的規模、更快的速度為國家環境監測能力建設提供必需的監測手段和高新技術，突出自主創新，發展高靈敏在線監測技術和方法、并實現產業化。
走進863：用光學手段研究環境問題
在中國科學院安徽光機所的實驗室內，一臺造型獨特的儀器引起了記者的注意。該儀器狀若望遠鏡，粗大的“鏡筒”水平照向窗外，而與之連接的電腦顯示器則每隔幾分鐘便跳出一串數字來。研究人員介紹，這是所里研發的“差分光學吸收光譜(DOAS)在線監測系統”，可實現對空氣環境的自動監測。
“環境光學監測技術具有常規方法不可替代的優越性。”所長劉文清如是說，“該技術監測范圍廣、速度快、成本低，便于進行長期的動態監測，已成為環境監測分析儀器的主流發展方向。”
2005年3月，安光所承擔了國家863計劃“城市大氣污染時空分布光學監測技術系統與示范”課題，完成了長光程開放光路FTIR(傅立葉變換紅外光譜)實驗系統集成、被動掃描DOAS實驗系統集成、多次反射吸收池光路的TDLAS(可調諧二極管激光光譜)系統以及長光程DOAS系統的優化改進工作。在優化、集成的基礎上，建立城市大氣污染時空分布監測技術平臺，開展以石景山地區為示范的聯合觀測實驗，探討區域大氣污染防護和治理中需要采用的監測技術路線，并進一步解決了產業化過程中的關鍵技術。
DOAS實現大氣環境非接觸在線自動監測
“DOAS是近年來發展的大氣環境污染監測的一項高新技術，主要是以空氣中的痕量污染成分對紫外及可見光波段的特征吸收光譜特性為基礎，通過特征吸收光譜鑒別環境空氣中污染物氣體的類型和濃度。”劉文清告訴記者，每種氣體都具有自己獨特的吸收光譜，因此在一束通過環境空氣的光中，可同時得到多種氣體的特征吸收光譜，通過光譜分析儀和計算機可分離出每種氣體的特征吸收光譜，對每種氣體的特征吸收光譜用計算機進行數據處理，可快速實時得到所監測污染物的監測結果，從而實現了大氣環境污染的完全非接觸在線自動監測。
被動DOAS技術通過測量天空散射的太陽光來解析大氣層中的痕量氣體組分。系統接收到的散射光信號包含了二氧化硫、二氧化氮等污染氣體分子的吸收特征，通過光譜解析獲得這些污染氣體分子的柱密度。
另外，光機所研制的長光程DOAS系統由發射和接收單元、測量儀器單元、數據采集和數據處理單元、污染物種類和濃度反演軟件組成，采用長光程收發兼容監測方式，發射光源和光接收器采用單站工作方式。劉文清介紹，在實際工作中，將測量系統及光角反射器分置于選定的兩點，這時接收器所收到的是被光徑上氣體分子吸收后的光線，隨后光線經傳送光纜、分光鏡及光柵等轉變成0.2納米波寬的光信號，由探測器及模數轉換器轉換成數字信號后，送入計算機進行處理，處理結果分別存人數據存儲器或由顯示器顯示。
他表示，系統的研制工作主要從光學及結構設計、數據采集及信號處理、系統控制、數值模擬及污染物種類濃度反演軟件、系統標定等幾個方面進行，重點解決的關鍵技術主要包括發射與接收和自校準兼容的望遠鏡系統，確保系統不受環境溫度、濕度的影響；快速夾縫掃描式光電倍增管探測光譜儀，確保測量不受大氣湍流的影響；多種污染物濃度反演計算分析軟件等。
OP-FTIR提供新興污染物測量手段
FTIR技術已經是實驗室用于測量紅外吸收和發射光譜的主要方法，開放光路傅立葉變換紅外光譜系統(OP-FTIR)則提供了一種新興的污染物測量的手段。劉文清介紹說，它不僅繼承了傳統的傅立葉變換紅外光譜儀所固有的優點，相對于傳統點采樣設備來說，還具有采樣范圍廣，可在線分析等特點。
據介紹，安光所研發的OP-FTIR系統采用選用中國航空航天工業部洛陽014所生產的高溫黑體輻射源作為系統紅外光源，具有亮度高，輸出穩定等優點。黑體溫度精確可控，工作溫度為室溫至1500攝氏度，考慮到黑體長時間工作，一般設定溫度為900攝氏度。
同時，系統的核心硬件單元———光譜儀是采用ABBBomem公司的MR154型光譜儀進行系統集成；紅外探測器使用兩套液氮制冷的高靈敏度MCT探測器以及InSb探測器；發射望遠鏡為透射式伽利略望遠鏡，放大倍數6倍，輸出口徑60mm，物鏡和目鏡均為鍍增透膜的硒化鋅透鏡。接收望遠鏡為卡塞格林望遠鏡，接收口徑為250mm，視場角為4.9毫弧度。
課題組還專門為OP-FTIR測量設計了光束反射裝置———面陣角反射器。劉文清說，該反射器采用三十個空心角反射器列陣,可滿足往返500米測量光程的要求，采用鍍金保護膜，使得其在650納米到遠紅外內的反射率高達98%。
另外，系統軟件是全系統的核心技術單元，包括Hitran數據庫，濃度反演算法、現場測控軟件組成。他說：“我們用目前掌握的最先進的非線性最小二乘擬合算法，開發了基于吸收線參數數據庫(HITRAN)標準數據庫分子吸收截面的濃度反演算法，開發Win鄄dows平臺上的測控軟件。”他告訴記者，由于開放光路實驗系統無法使用傳統方法通過人工控制標氣濃度和純度作標定，所以需要建立新的標定方法。“本項目中開放光路的標定光譜是由HITRAN計算得到，在其計算中包括了環境參數(氣壓、溫度、路徑長度等)和儀器線型函數ILS的影響，因此計算的光譜非常接近于實測光譜。”
四套系統組建城市大氣污染時空分布監測平臺
在集成863前期研究成果中的光學監測儀器設備，組建新型被動DOAS、長光程開放光路FTIR和多次反射池式TDLAS實驗系統的基礎上，課題組結合北京市環境保護監測中心的地面城市空氣質量監測子站和氣象測量設備，建立了基于光學監測技術的城市大氣污染時空分布監測平臺。包括大氣痕量成分時空分布監測時空系統、顆粒物監測系統、污染源排放監測系統和氣象參數測量系統四部分。
為了檢驗光學監測技術對城市大氣污染時空分布的監測能力，課題組選擇在北京城市區域開展城市大氣污染的光學監測技術示范實驗研究。
劉文清說，我們選擇北京石景山工業區的下風向豐臺為主要觀測點，分別在2005年8月和2006年2月開展兩次綜合外場示范實驗，對主要大氣痕量成分(污染成分、溫室氣體)、顆粒物的濃度水平、變化趨勢進行時空測量，以及對污染源排放進行光學遙測評估。實驗著重研究各種光學監測系統對大氣環境污染物的探測能力，驗證各類監測儀器的穩定性、可靠性和實用性，解決產業化過程關鍵技術；同時研究光學監測技術與傳統點式方法之間、光學技術自身之間的對比相關性，進一步檢驗光學監測技術在實際應用中的測量準確性以及掌握光學監測技術在實際應用過程中的必要質量保證手段；獲取北京城市大氣污染的高分辨率時空分布數據。
另外，課題組還在車公莊(北京環境監測中心)、通縣開展了外場觀測，獲得了多種氣體污染物和顆粒物的時空分布數據。
他表示，通過夏、冬兩次示范實驗，檢驗和對比了光學儀器之間，以及與其它測量方法間的對比結果，表明光學測量方法和儀器對大氣污染物時空分布測量的可行性和可靠性，特別是為區域污染監測提供了高分辨率的時空分布數據，具有傳統點式儀器不可取代的優勢。同時分析了北京城市大氣主要痕量污染氣體的含量及其變化特征。
他告訴記者，在下一階段研究中，除地基監測系統外，課題組將根據我國環境污染新出現的城市群、區域(流域)符合污染及農村面源污染問題，進一步發展移動、車載、機載和星載等多種平臺上的環境光學監測技術和系統，建立典型區域環境監測立體平臺。
■數字863
城市大氣污染時空分布光學監測技術系統與示范課題研究期間，直接銷售新型DOAS系統兩套，收入60萬元，給軍方裝配粒譜分析儀兩套，收入60萬元。與此同時，通過對合作企業銅陵藍盾光電子公司生產的DOAS城市空氣質量監測子站的技術改造和產品升級，2005年企業共銷售子站系統60多套，實現銷售收入2700多萬。市場占有量從15%提高到30%。
共發表(包括錄用)論文15篇，提交論文12篇，發明專利授權3項、受理3項，受理實用新型專利2項，受理軟件知識產權授權4項，申請1項。
到2005年底，全國17個省份、60個城市已經安裝了城市空氣質量監測子站系統180套，擔負著向這些地方報告城市空氣質量，并向國家網傳遞監測信息的任務。該產品在國內同類產品市場份額占1/3，累計產品銷售上億元；污染源在線監測系統已安裝260多套，創產值1.3億元；機動車尾氣道邊監測系統在全國銷售10余套，創產值1600多萬元。
被列入我國城市空氣質量日報監測對象的SO2、NOx和PM10組成的空氣子站，點式儀器一套進口設備需要人民幣60至70萬元，而長光程設備則要80至90萬元。安徽光機所研究開發的城市空氣質量監測子站系統在質量和功能上與國外同類產品相當，而價格僅為進口儀器設備的50%至60%。
DOAS技術主要是利用空氣和污染源中的痕量污染成分對紫外及可見光波段的吸收特征來進行定性定量分析的。它可以同時監測多種痕量氣體濃度(如O3，NO2，SO2，CH2O，NH3，HNO2等)，測量范圍可以從100米到數公里。
