航運(yùn)業(yè)是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的基礎(chǔ)性和服務(wù)性行業(yè)。然而，隨著航運(yùn)貿(mào)易量增速，同時(shí)不得不重視起來的是航運(yùn)業(yè)帶來的環(huán)境污染問題。這其中，就涉及到由船舶產(chǎn)生的氣體污染物已成為世界大氣污染的主要源頭之一，所以船舶廢氣檢測(cè)尤為重要。
船舶對(duì)大氣污染的主要來源是船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，主要?dú)怏w污染物有氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)、顆粒物(PM)、一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)。

2020年，對(duì)航運(yùn)業(yè)來說是史上最嚴(yán)減排措施元年。除了 MARPOL 公約附則四和 NOx Technical Code 技術(shù)章程中對(duì) NOx 的排放限值規(guī)定外，同年3月開始全面強(qiáng)制實(shí)施 IMO 2020 限硫令。

對(duì)船舶尾氣限制排放提出了更高的要求：各類海船在內(nèi)河排放控制區(qū)應(yīng)當(dāng)使用的船用燃油硫含量，分別從以前的國(guó)際海船不大于3.5% m/m、沿海海船不大于0.5 %m/m，統(tǒng)一改為了不大于0.1% m/m；各類海船與江海直達(dá)船在沿海大氣污染物排放控制區(qū)、國(guó)際航行船舶在非排放控制區(qū)應(yīng)當(dāng)使用的船用燃油硫含量，都統(tǒng)一改為了不大于0.5% m/m

由于不同硫份含量的柴油之間存在較大的價(jià)格差異，如果沒有有效的監(jiān)管方法，期望船主自覺使用更高成本的低硫柴油并不現(xiàn)實(shí)，因此，海事部門需實(shí)地檢查船舶是否使用低硫油。

傳統(tǒng)的檢查方法：

一是人工登船，檢查航海日志中的換油記錄、抽取油樣進(jìn)行檢測(cè)等，并將數(shù)據(jù)納入統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，通過分析劃定重點(diǎn)監(jiān)控船舶，但這樣的抽檢帶有盲目性和滯后性，檢查效率不高。

二是使用船用燃油硫含量快速檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，相對(duì)來說效率有所提升，但是依然需要登船進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，每次都需要出動(dòng)大批人馬，工作流程也比較復(fù)雜。

無人機(jī)監(jiān)測(cè)船舶尾氣方案

過去，監(jiān)管部門對(duì)于船舶尾氣污染物排放量的檢測(cè)方式，大多是采取登船取樣、送檢第三方或者使用快檢儀檢測(cè)。存在檢測(cè)效率低、在航船舶檢測(cè)困難、目標(biāo)隨機(jī)性較大等缺點(diǎn)，一定程度上制約了監(jiān)管部門執(zhí)法效果。

“無人機(jī)+傳感器技術(shù)”與傳統(tǒng)的登船檢查方法相比更高效、更精準(zhǔn)、應(yīng)用范圍更加廣泛。無人機(jī)搭載傳感器無需登船，就能實(shí)現(xiàn)快速遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)。平均僅需3分鐘，即可在軟件中預(yù)測(cè)出每艘船的燃油硫含量，從而讓進(jìn)一步的登船檢查更有針對(duì)性，提高工作效率、減少工作量。無人機(jī)嗅探靈活機(jī)動(dòng)，可以主動(dòng)追蹤和近距離接觸船舶尾氣，不存在“嗅”不到或“嗅”不出的情況，加上靈嗅科學(xué)的反推算法，讓監(jiān)測(cè)結(jié)果更精準(zhǔn)。無人機(jī)嗅探可以不受風(fēng)力和位置約束，除了可在港口附近作業(yè)，也適合大江大河等開闊海域的巡航式檢查，例如船舶排放控制區(qū)邊界附近。

與常規(guī)環(huán)境監(jiān)測(cè)不同，船舶尾氣中常含有高濃度SO2、NOx、VOCs以及CO2，而電化學(xué)傳感器對(duì)高濃度組合氣體存在較為明顯的交叉敏感現(xiàn)象，因此需要利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)交叉敏感進(jìn)行補(bǔ)償，才能得到較為可靠的硫含量測(cè)算數(shù)據(jù)。無人機(jī)作業(yè)時(shí)，可先在無排放的空氣中進(jìn)行測(cè)定，獲取相應(yīng)氣體組分的背景濃度值。接著，無人機(jī)飛至船舶尾氣煙羽下方，保持定距跟隨1分鐘左右，即可在地面端軟件查看該船舶實(shí)時(shí)的硫含量預(yù)估值。

無人機(jī)搭載英國(guó)Alphasense傳感器檢測(cè)SO2、NOx、VOCs以及CO2氣體濃度，PPb級(jí)別高精度氣體傳感器NO-B4、NO2-B43F、SO2-B4、MINIR、PID-AH5參數(shù)如下：

審核編輯 黃宇