随着工业化、城镇化的快速推进，我国大气污染形势严峻，高浓度大气细颗粒物导致我国雾霾频发、大气能见度下降，严重影响大多数城市空气质量达标和人体健康。为准确掌握大气细颗粒物污染现状，正确认识大气细颗粒物的来源，快速准确地测量大气细颗粒物质量浓度、成分、粒径谱分布和大气能见度，是我国大气环境科学研究和业务监测所面临的急迫需求。

雾霾治理亟需技术支撑。早在十多年前，中科院合肥物质科学研究院研究员刘建国和他的项目组已预测到中国可能会出现严重的雾霾天气，于是先期开展大气细颗粒物在线监测技术研究和科技攻关。项目围绕国家大气细颗粒物污染在线监测技术需求，通过承担国家863重大项目课题等任务，从认识大气细颗粒物的来源和对环境、气候、健康影响的角度，开展了系统的大气细颗粒物理化和消光特征的在线监测方法研究，在PM2.5粒径切割和动态加热采样、宽粒径谱多道快速分析、大气能见度前向光散射测量反演、碳组分热解临界温度选取等关键技术方面取得突破，设计了一整套大气细颗粒物高灵敏探测技术工程化解决方案，解决了大气细颗粒物多参数准确、快速、在线监测的技术难题，开发了系列设备测控和数据分析软件，自主研制了大气细颗粒物质量浓度监测仪、粒径谱仪、有机碳/元素碳分析仪和大气能见度仪等设备，构建了大气细颗粒物在线监测系统（如图1所示），并结合珠三角空气质量监测和评估、安徽和贵州等省高速公路恶劣气象条件监测等任务进行了应用示范，实现了产业化。

主要创新成果包括：1.发展了大气细颗粒物理化和消光特征的在线监测方法。如宽粒径谱多道快速分析方法、有机碳/元素碳热解临界温度选取和自动测量方法、大气能见度前向光散射测量反演和补偿修正方法、大气细颗粒物采样、在线测量和自动校准方法，实现了大气细颗粒物的质量浓度、粒径谱分布、有机碳/元素碳含量及大气能见度等关键指标的在线监测。

2.创新设计了一整套大气细颗粒物高灵敏探测技术工程化解决方案，在大气细颗粒物采样管稳定升降、滤纸张紧和传送技术、气溶胶场致电离荷电技术、滤膜透光率温度补偿技术、大气能见度仪校准技术方面有效提高了细颗粒物采样效率、测量精度及系统稳定性。

3.构建了大气细颗粒物在线监测系统，设计出大气颗粒物质量浓度监测仪、 宽范围大气细粒子谱分析仪、大气细颗粒物有机碳/元素碳分析仪、前向散射式大气能见度仪，技术指标达到国际先进水平。

2008年以来，项目组利用该技术在珠三角、长三角和北京等地区开展了综合应用示范，完成了大气颗粒物质量浓度、粒径谱分布、有机碳/元素碳组分浓度及大气能见度的自动在线监测和比对测量实验。着重研究了监测设备对大气细颗粒污染物的探测能力，验证了系统的稳定性、可靠性和实用性，实现了产业化过程关键技术的突破；同时研究了光学监测技术与传统方法之间的对比相关性，进一步检验了研发的监测技术设备在实际应用中的质量保证手段。本项目研究成果，经小批量生产、技术监督检验、环保/气象许可认证后，与合作企业安徽蓝盾光电子股份有限公司联合进行了产业化，并在很短的时间内在全国推广应用，在中国气象局、安徽省环境监测中心站、贵州省高速公路、中国科学院遥感与数字地球研究所等单位累计销售安装监测设备2100余套，实现销售收入2.5亿元，新增利税0.95亿元。