利用遥感卫星监测有机排放物VOCS .pdf

利用遥感卫星监测有机排放物VOCS

摘要：VOCs是英文（volatileorganiccompounds）的缩写称谓，是指挥发性有机

物的总量，一般包括：常压下，沸点50℃至260℃的各种有机烃类化合物。目前

大部分科学家认定VOCs是产生大气PM2.5污染和臭氧（O3）的重要污染物，挥

发性有机物“VOCs”的监测和治理已经成为治理大气污染的重要任务，环境保护部

已开始制定VOCs排放治理行动方案。为贯彻环境保护部《大气污染防治行动计

划》和《石化行业挥发性有机物综合整治方案》有关要求和工作部署，中国石油

天然气集团公司编制了《中国石油天然气集团公司挥发性有机物综合整治工作方

案》。

采用遥感监测卫星监测有机排放物（VOCs)具有准确、高效和及时性强的特

点，可大幅度降低监测费用和工作量，提高及时性，VOCs遥感监测系统主要由：

监测卫星、地面站及数据处理系统、遥感监测标准体系组成。利用遥感卫星监测

VOCs具有重要意义，通过收集相关遥感卫星红外成像光谱信息，对获取的数据进

行几何校正、遥感提取信息处理，提取VOCs浓度分布信息，以获取更为详细的

宏观分布规律数据，进而为当地的相关决策与环境治理提供科学依据。

关键词：遥感技术；红外成像光谱仪；标准；卫星；VOCS

0引言

在我国，VOCs是指常温下饱和蒸汽压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下

的有机化合物，或在20℃条件下，蒸汽压大于或者等于10Pa且具有挥发性的全

部有机化合物［1］。挥发性有机化合物（VOCs）是产生大气PM2.5污染和臭氧

（O3）的重要污染物，已经严重威胁我国城镇居民的身体健康。由VOCs引起的

雾霾污染已经在我国工业发达区域集中爆发，VOCs污染已然成为困扰我国环境治

理的重大问题，中国政府已经开始重视对VOCs的管控。根据国家《大气污染防

治行动计划》《重点区域大气污染防治“十二五”规划》，以及环境保护部《石化

行业挥发性有机物综合整治方案》有关要求和工作部署，推进挥发性有机物

（VOCS）综合整治，2014年5月，国务院办公厅发布的《大气污染防治行动计

划实施情况考核办法（试行）》，提出对各省（区、市）人民政府《大气污染防

治行动计划》实施情况进行年度考核，考核以PM10和PM2.5为主要目标，其中

“工业挥发性有机物治理”考核比重为7%。12月，环保部发布《石化行业挥发性

有机物综合整治方案》，针对基础较好的石化行业提出明确的整治节点，如

“2015年底前，全国石化行业全面开展LDAR工作，京津冀、长三角、珠三角等区

域石化行业完成VOCs综合整治工作，其他区域石化行业全面开展VOCs综合整治

工作”、“到2017年7月前，全国石油化工行业基本完成VOCs综合整治工作，建

成VOCs监测监控体系”。［2］

目前，我国采用便携式FID/PID、红外相机以及在线监测等监测方法进行

VOCs监测监控，工作量巨大（以一般规模炼油厂为例，监测点数达到几十万，监

测费用接近千万级别），费时费力，累加方式的系统误差不能准确反映某个工厂

或区域的VOCs的排放总量。现有监测方法难以精准实施《挥发性有机物排污收

费试点办法》。

采用小型遥感监测卫星监测有机排放物（VOCs)具有准确，高效和及时性强

的特点，可大幅度降低监测费用和工作量，提高及时性，一颗卫星可完成上百家

企业有机排放物（VOCs)的监测，节省监测费用亿元以上，同时满足国家对有机

排放物（VOCs)总量控制的要求。

1VOCs遥感监测系统

1.1卫星系统

1.1.1卫星平台

卫星系统根据有机排放物（VOCs)遥感监测的技术需求，卫星在正常的测量

过程中处于三轴稳定状态；卫星平台使用成熟的TPX102平台（卫星平台信息总

体设计方案见图三）；在卫星本体的+Z面安装可见光探测载荷。卫星技术指标见

表一。

图一TPX102卫星平台

表一卫星平台主要技术指标

图二卫星研制流程及时间表

图三卫星平台信息总体设计方案

1.1.2总体数据估量

有机排放物（VOCs)遥感监测卫星每天产生的数据量为10Gbit；卫星上使用

的S波段发射机数据传输速率为16Mbps，目前可以使用的S波段地面接收站包

括三亚地面站，北京地面站、酒泉地面站和新疆克拉玛依地面站（新建）等，每

天过站时间最少20分