作者：李兆彪

來(lái)源：《科技風(fēng)》2020年第01期

    摘要：對(duì)于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)來(lái)講，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的手工監(jiān)測(cè)已經(jīng)無(wú)法滿足要求，即使采樣在線監(jiān)測(cè)，也存在采購(gòu)費(fèi)用高，覆蓋面積較小等問(wèn)題，為了能夠很好的利用空氣監(jiān)測(cè)站實(shí)現(xiàn)污染源的有效監(jiān)測(cè)，做的真正的聯(lián)防聯(lián)控，建設(shè)網(wǎng)格化的微型空氣監(jiān)測(cè)站就顯得尤為必要。

    關(guān)鍵詞：網(wǎng)格化；微型站；空氣監(jiān)測(cè)

    大氣空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)區(qū)域空氣質(zhì)量的在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)，能全天候、連續(xù)、自動(dòng)地監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣中的二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM2.5和PM10等的實(shí)時(shí)變化情況，準(zhǔn)確的收集、處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，但標(biāo)準(zhǔn)空氣站由于布置較少，無(wú)法很好的反映出一個(gè)城市的空氣質(zhì)量情況，就需要非標(biāo)準(zhǔn)空氣站以網(wǎng)格化布置，從而獲得更加精準(zhǔn)的空氣質(zhì)量污染分布，在準(zhǔn)確反映布點(diǎn)城市的空氣質(zhì)量的同時(shí)為環(huán)保部門的環(huán)境決策、環(huán)境管理、污染防治提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)資料和科學(xué)依據(jù)。

    1．網(wǎng)格化環(huán)境監(jiān)測(cè)

    網(wǎng)格化環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種集數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸和管理于一體的無(wú)人值守的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在進(jìn)行空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的優(yōu)化布點(diǎn)中，網(wǎng)格實(shí)測(cè)法是其中很重要的方法之一[1]。環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的是網(wǎng)格化布點(diǎn)的一種管理方式，結(jié)合了國(guó)內(nèi)主流的智慧環(huán)保技術(shù)，充分利用各項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性，在分析區(qū)域內(nèi)污染源的排放以及當(dāng)?shù)氐臍庀蟓h(huán)境因素的基礎(chǔ)之上，采用因地制宜的靈活設(shè)點(diǎn)方法進(jìn)行部署，利用網(wǎng)格化布點(diǎn)進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，能夠形象的反映監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)污染分布情況，能夠?yàn)楹笃诘拇髿庵卫硖峁┲匾罁?jù)[2]。

    2．微型站監(jiān)測(cè)儀表

    近年來(lái)，為響應(yīng)環(huán)保部出臺(tái)的《十三五環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量管理工作方案》等文件，深入實(shí)施《大氣污染防治行業(yè)計(jì)劃》，全面加強(qiáng)區(qū)域大氣污染防治網(wǎng)格化管理，實(shí)現(xiàn)“監(jiān)測(cè)無(wú)空白，比對(duì)無(wú)差異，一網(wǎng)一庫(kù)一平臺(tái)”的目標(biāo)，國(guó)內(nèi)多個(gè)廠家根據(jù)相關(guān)部門的指導(dǎo)精神，陸續(xù)研發(fā)出了不同型號(hào)的微型空氣站設(shè)備。河北省在2016年制定的地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及監(jiān)測(cè)方法（征求意見(jiàn)稿）》中，對(duì)微型站的儀表監(jiān)測(cè)原理、體積重量和測(cè)量參數(shù)等都做了明確規(guī)定，也都囊括了目前國(guó)內(nèi)外所有主力廠家的設(shè)備參數(shù)。微型站大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)儀基本都采用泵吸式采樣方式，可快速、精準(zhǔn)的檢測(cè)，常規(guī)監(jiān)測(cè)因子包括SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10、溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向等，設(shè)備采用光散射、電化學(xué)、金屬氧化物或光離子的傳感器檢測(cè)方法；并可擴(kuò)展其他監(jiān)測(cè)指標(biāo)項(xiàng)，如氣象五參數(shù)，噪音，TVOC、等；微型空氣站采用的是太陽(yáng)能供電和常規(guī)市電供電相結(jié)合的形式，充分利用太陽(yáng)能資源進(jìn)行供電，當(dāng)太陽(yáng)能供電不足是切換到市電供電系統(tǒng)，保證監(jiān)測(cè)工作的正常進(jìn)行。

    微型空氣站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更大的特點(diǎn)為一體式設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)集成，將常規(guī)監(jiān)測(cè)的“四氣”和“兩塵”全部集成在一個(gè)監(jiān)測(cè)器具內(nèi)，在配合外部的一體是氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)小體積監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)傳輸，整套系統(tǒng)方便安裝；屬于模塊化設(shè)計(jì)，方便后期維護(hù)；設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏離，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，通過(guò)遠(yuǎn)程即可進(jìn)行參數(shù)修正，總體來(lái)說(shuō)安裝和維護(hù)成本較低；是一種多參數(shù)集成的緊湊型微型環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站。

    3．網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)的必要性

    環(huán)保一直是備受關(guān)注的民生問(wèn)題，由于大氣環(huán)境的污染惡化和霧霾天氣的增多，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展造成的環(huán)境污染已嚴(yán)重影響到生態(tài)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和人們的身心健康，環(huán)保消污減排的宏觀方針已切實(shí)落實(shí)到地方政策和規(guī)劃建設(shè)中。

    為了加強(qiáng)大氣污染防治管理工作，切實(shí)將環(huán)保任務(wù)落實(shí)到位責(zé)任到人，各級(jí)政府以及主管部門根據(jù)“屬地責(zé)任制”原則，定期（一般按月進(jìn)行）對(duì)各地空氣質(zhì)量情況進(jìn)行排名，排名的數(shù)據(jù)依據(jù)就是布設(shè)于各地的空氣自動(dòng)站的站監(jiān)測(cè)數(shù)值（國(guó)控站或省控站），但是，受制于標(biāo)準(zhǔn)空氣站（常規(guī)六參數(shù)）高昂的價(jià)格和后期復(fù)雜的運(yùn)維服務(wù)工作，目前標(biāo)準(zhǔn)空氣站大部分為每個(gè)區(qū)（縣）至少布置1套，也就是說(shuō)一個(gè)地級(jí)縣或是縣級(jí)市很大一部分只配套了1套空氣自動(dòng)。

    顯然，對(duì)于一個(gè)縣來(lái)說(shuō)，這1套標(biāo)準(zhǔn)空氣站的監(jiān)測(cè)數(shù)值并不能完全反映該縣的空氣質(zhì)量，它僅能代表周邊一定范圍的空氣質(zhì)量（通常半徑不超過(guò)2km）。即使發(fā)生污染事件，1套空氣站無(wú)法準(zhǔn)確判斷污染來(lái)源，只有通過(guò)網(wǎng)格化布局，在一個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)多點(diǎn)多線監(jiān)測(cè)，從而分析污染物來(lái)源的準(zhǔn)確方向，也才能給更加精準(zhǔn)的判定污染源產(chǎn)生的具體位置是一個(gè)點(diǎn)還是一條線，判斷是內(nèi)部排放還是外部輸入。

    一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的六參數(shù)空氣站，建站費(fèi)用將近100萬(wàn)/站點(diǎn)，需要一支經(jīng)過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的多學(xué)科的專業(yè)技術(shù)人員維護(hù)管理系統(tǒng)的運(yùn)行，這對(duì)于中小城市環(huán)境監(jiān)測(cè)部門籌建這樣的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)從財(cái)力和技術(shù)力量上來(lái)說(shuō)是具有相當(dāng)大的困難[3]。作為一個(gè)城市能覆蓋到的地方也是微乎其微，平均每個(gè)站點(diǎn)能監(jiān)測(cè)到的也最多不過(guò)直徑2公里以內(nèi)的氣體污染情況，目前，我國(guó)大部分城市站點(diǎn)布局都是以各個(gè)城市區(qū)縣下的街道辦事處為單位布設(shè)，按照頒布的要求，網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)部署HJ664—2013標(biāo)準(zhǔn)，是每500米-4公里設(shè)立一個(gè)小型監(jiān)測(cè)探頭[4]。以一個(gè)二三線城市來(lái)說(shuō)，各個(gè)街道轄區(qū)面積大的幾十平方公里，小的幾平方公里；一個(gè)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)范圍也就只能覆蓋2公里，絕大部分街道轄區(qū)是無(wú)法覆蓋到的，更不要說(shuō)大的城市區(qū)域；以至于對(duì)于我國(guó)目前大部分的城市區(qū)域的污染，和全面的監(jiān)測(cè)能力不足。

    4．結(jié)論

    構(gòu)建環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和預(yù)警預(yù)報(bào)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)、大面積聯(lián)防聯(lián)控，補(bǔ)充完善我國(guó)大氣環(huán)境的大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，需要低成本、多參數(shù)、易于安裝的網(wǎng)格化微型空氣站點(diǎn)作為現(xiàn)有國(guó)控點(diǎn)和省控點(diǎn)的補(bǔ)充；需要結(jié)合大數(shù)據(jù)云計(jì)算，為環(huán)境主管部門和居民提供實(shí)時(shí)的環(huán)境空氣質(zhì)量發(fā)布服務(wù)；需要結(jié)合獲取的監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)，推演預(yù)測(cè)未進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)的區(qū)域以及未來(lái)時(shí)段環(huán)境空氣質(zhì)量變化的可能性；因此，網(wǎng)格化微型空氣監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)站的建設(shè)是趨勢(shì)也是大氣環(huán)境污染防治的必然結(jié)果。

    參考文獻(xiàn)：

    [1]孫思思.空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化探討[J].綠色環(huán)保建材，2017（12）：40.

    [2]王勇.空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布置研究[J].科學(xué)工程與建筑，2019（16）：265.

    [3]蔣松海.建立微型大氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)站的設(shè)想[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，1990（3）：64.

    [4]環(huán)境保護(hù)部.環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）[Z].2013-09-22.

    作者簡(jiǎn)介：李兆彪（1988-），男，云南大理人，本科，助理工程師，主要從事大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。