新形勢下環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測建設思考

李發(fā)帝　呂長彬　錢尼文

摘 要：當前，我國許多城市都在進行環(huán)境空氣質(zhì)量評估和預測。進行環(huán)境空氣質(zhì)量評估和預測的基本監(jiān)測樣本數(shù)據(jù)來源于一個個環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)。我國早期只能從國外引進技術(shù)和設備，現(xiàn)已初步實現(xiàn)國產(chǎn)化?，F(xiàn)階段正處于結(jié)合我國實際情況進行改進和完善階段，環(huán)境空氣質(zhì)量自動檢測系統(tǒng)技術(shù)的持續(xù)進步，通過增加監(jiān)測點將推動解決監(jiān)測不夠全面的問題;同時監(jiān)測因子的拓展及定制化，也將奠定污染源解析和污染精準防治的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：環(huán)境空氣質(zhì)量;自動監(jiān)測系統(tǒng);拓展;定制化

1 建設自動監(jiān)測系統(tǒng)的必要性

1.1 保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性和時效性

大量的自動監(jiān)測設備24小時連續(xù)上傳與環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測有關(guān)的實時數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的手動采樣相比，海量的高質(zhì)量實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，具備更好的地理和時間代表性，可以精確地反映特定區(qū)域的空氣質(zhì)量時空特征。基于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，進行環(huán)境污染防治管理，可以有效持久的改善區(qū)域空氣質(zhì)量，同時還可以對重大環(huán)境污染預防的時效性和控制措施進行評估。

1.2 節(jié)約時間和人力資源，提高監(jiān)測工作效率

自動空氣質(zhì)量系統(tǒng)可以連續(xù)長期運行。不僅可以收集大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，還可以快速而準確地獲取各污染因子的實時濃度。不僅可以獲取各污染因子日平均值，而且可以獲得各污染因子占比。同時自動監(jiān)測方法直接獲取監(jiān)測結(jié)果，節(jié)省了大量時間和人力，也避免了人工操作的誤差，提高了監(jiān)測效率。為環(huán)境監(jiān)測的時間、空間及污染因子的拓展奠定了基礎(chǔ)。

2 當前環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測中存在的主要問題

2.1 工作任務量大，工作時間效率低

現(xiàn)階段空氣質(zhì)量監(jiān)測活動中，監(jiān)測及運維人員需付出大量的勞動時間，以獲取充足的監(jiān)測數(shù)據(jù)。手工采樣比對以及揮發(fā)有機物在線采樣離線分析等過程很困難，需花費很多時間，也難以確保高效率。

2.2 區(qū)域環(huán)境空氣監(jiān)測點不足，污染反映不夠全面

監(jiān)測點不足不能完全反映當?shù)氐目諝赓|(zhì)量全貌，作為城市環(huán)境管理的依據(jù)不夠充分。城市規(guī)?；惭b自動空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，進行大量全面布點，進行空氣質(zhì)量在線連續(xù)監(jiān)測，實時反映區(qū)域環(huán)境的空氣質(zhì)量狀況，通過污染分布及擴散等分析，全面評估區(qū)域環(huán)境質(zhì)量并進行預測。

2.3 環(huán)境空氣監(jiān)測因子不足，污染溯源能力不足

現(xiàn)在的城市環(huán)境監(jiān)測以國標法六項參數(shù)為主，缺乏顆粒物組分和揮發(fā)有機物及組分的有效自動在線監(jiān)測設備，因此無法通過數(shù)據(jù)分析確定工業(yè)生活過程與污染的關(guān)聯(lián)性，從而使得空氣質(zhì)量預警出現(xiàn)時無法進行精準的城市管理調(diào)控，往往采取一刀切的方式，嚴重影響城市的工業(yè)生產(chǎn)和居民生活。

3 環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)建設探討

為確保環(huán)境空氣監(jiān)測系統(tǒng)建設達到預期環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測效果，并確保空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的準確性、科學性和可比性，本文擬從如下幾個方面展開討論。

3.1 自動監(jiān)測系統(tǒng)布點

自動空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)設計時，必須了解該地區(qū)的地理特征、主要污染源，然后結(jié)合環(huán)境防治科學的最新科研成果，有效的進行方案規(guī)劃，包括監(jiān)測因子配備、布點方案設計及智能監(jiān)測網(wǎng)絡構(gòu)架等。

系統(tǒng)方案設計時需關(guān)注以下幾點：（1）自動空氣質(zhì)量監(jiān)測點應具有代表性。與監(jiān)測點相一致的污染物平均濃度可以完全準確地反映出該地區(qū)周圍城市的質(zhì)量，可以科學地表示目標區(qū)域的平均值。（2）要建立空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點的位置，必須考慮長期規(guī)劃和城市發(fā)展要求、當?shù)匚廴厩闆r、工業(yè)發(fā)展等。（3）合理配置監(jiān)測因子種類及使用設備，根據(jù)周邊現(xiàn)狀及中長期發(fā)展規(guī)劃，預留充足的升級或更換空間，比如顆粒物源解析設備碳元素分析儀、離子分析儀和重金屬分析等。（4）高質(zhì)量的自動點監(jiān)控條件應切實可行，以確保安全可靠的穩(wěn)定能源和快速便捷的交通狀況。（5）一旦設定采樣點，則嚴格監(jiān)控以確保環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性、可靠性和連續(xù)性?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測相關(guān)工作人員應按照相關(guān)政策法規(guī)嚴格執(zhí)行工作。

3.2 自動監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化

自動監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)化設計與建設中，應完善各種設備的配置。通常配置信息包括監(jiān)測設備的類型及數(shù)量、保障設備的種類及數(shù)量和站點數(shù)采監(jiān)控系統(tǒng)的IP地址及數(shù)據(jù)端口號等，并保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院蛯崟r性。站點數(shù)采監(jiān)控系統(tǒng)由一臺工業(yè)計算機和一個子程序系統(tǒng)組成，底層軟件系統(tǒng)基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將儀器的監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)安全地存儲在數(shù)據(jù)庫中，通過工業(yè)計算機的網(wǎng)絡端口與環(huán)境監(jiān)測中心通訊。中心監(jiān)測人員實時接收自動監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)及儀器運行狀態(tài)，包括設備運維的項目、周期及所需耗材等，有運維人員按需進行維護，高效保障大量監(jiān)測點海量監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性、可靠性及連續(xù)性。

4 結(jié)語

為了全面提高我國城市空氣質(zhì)量監(jiān)測水平，為改善城市空氣質(zhì)量提供可靠依據(jù)，推廣和發(fā)展自動空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)研究和建設是非常有必要。隨著環(huán)境保護及監(jiān)測的不斷發(fā)展，除常規(guī)六項參數(shù)外，環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)將呈現(xiàn)監(jiān)測因子的拓展和定制化發(fā)展趨勢，比如顆粒物組分和揮發(fā)性有機物及組分自動在線監(jiān)測也勢在必行;同時因地制宜的特種因子監(jiān)測，比如城市化工園區(qū)的有毒有害專項監(jiān)測，也將為環(huán)境污染防治提供精準抓手。

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