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大气网格化监控系统分析

水体污染、雾霾、噪声等环境问题日益受到社会各界的重视,近年来,国家也相继加大了环境污染监测和整治工作。随着大数据、云计算等信息技术的发展应用,为环境污染监测提供了强有力的技术支持。大气污染网格化监控是通过计算机信息技术,针对重点区域采取的大密度布设监测点位,实现对监控区域的常态化监控,实时掌握被监测区域的主要污染物动态变化情况,并在第一时间里获取污染源异常数据。实现了大气污染防治的实时预警,并为城市大气污染防治的精准化提供了数据支撑。实现了现代科学技术在大气污染监测中的应用,提升了大气污染防治监管能力和水平。

构建大气网格化监控系统目的

全覆盖式网格化精准监控。通过环境质量加密监控网格的建设和延伸,实现对监测区域的全覆盖式网格精准监控,消灭监测盲区,实时掌握区域内环境污染分布状况及空气质量变化趋势。建立网格间的联动关系,发现污染来源及扩散趋势,准确分析污染物漂移、迁移过程。全面提升环境监管水平。以实时、准确的环境监测数据作为管理基础,及时发现环境污染事件或突发问题,缩短环境异常事件的响应与处理时间,并可为监管提供定性定量的数据支撑。打通监测与监管之间的通道,形成一套集监测、预警、指挥、执法、管理五位一体的环境监管模式,实现从传统“点对点”(执法人员对具体排污单位)的监测监管模式向“点对面”(执法人员掌握所有点位的污染状况)模式转变,提高了监测和监管工作效率。行业曲线linkindustryappraisementpointDOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2018.10.013可替代度影响力可实现度行业关联度真实度中长期的大气污染防治决策支持。利用大量数据分析结果,结合气象数据、地理信息数据、多种环境质量模型,甑别影响区域空气质量的主要因素及其污染贡献率,实现靶向治理和更精准的预警预报。通过中长期的连续监测,对短期管理手段和长期治理效果评价,为政府优化产业结构、推进产业转型升级、制定大气污染防治决策支持行动计划等提供科学依据。

大气网格化监控系统主要功能

基本功能。实现监测、预警、指挥、执法、管理五位一体的监管,创新监管模式,实现监测与监管协同联动,系统一旦发现异常数据,通过手机APP、微信等方式自动推送至责任单位及主管部门,实现定向管控、限时治理、及时。1)对区域内所有点位的实时数据进行全景展示和数据查询。2)满足区域污染时空分布与分析。实现重污染过程形成及消散过程历史回顾;同一个点位不同时间段的污染分布;不同点位同一时间段的污染分布;实时源追踪,根据敏感点周边不同点位随时间的浓度污染变化,结合气象参数,锁定污染来源。打通了大气监测数据与污染源监控、监督管理与执法、精准治理、预警预报、评估评价和政府决策的通道,实现政府监管同步一体化。3)精准监控,定向整治。实现网格点污染状况的实时排名;同类型企业横向比较、监管实效显著,实现了定向污染环境整治效果。扩展功能。实现动态源解析,靶向治理。结合颗粒物成分实时监测数据及动态源解析模型,对物理空间与污染源类化学空间相结合印证,掌握不同区域、不同行业的污染贡献,实现靶向治理。实现更精准的预警预报结合环境质量分析模型,实现更精准的预报预警,增强重污染天气、环境突发事件快速反应和处置能力。

大气网格化监控系统在线监测的实现

城市断面监测。根据乌鲁木齐市地理环境,从北向南将城区划分为10个断面,按照2~3km网格密度进行加密布点。采用小型化空气站(监测方法与指标与现有空气站相同)与六参数微型站(传感器原理,监测参数PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3)相结合的方式进行布点,其中小型化空气站与六参数微型站数量比例不低于1比25。也可以利用现有空气自动站代替部分小型化空气站,减少设备投入。10个监测断面共建设96个监测点位,其中包括90台六参数微型站和6台小型化空气站。国控点周边专项监测。乌鲁木齐市区现有新疆农科院农场、米东区环保局、铁路局、七十四中、监测站、三十一中及收费所等共计7个国控空气质量监测站点。为准确监测站点周边局部环境对站点数据的影响,在7个站点周边1km范围内、污染相对严重的区域各布置一台六参数微型站,共布设7台六参数微型站。敏感区域专项监测。在自治区政府、乌鲁木齐市政府、大会堂、会展中心等敏感区域布设4个专项监测站点,每个站点安装1台六参数微型站,实时监控空气质量变化情况,及时发现周边污染信息并实时预警。重点污染源专项监测。对乌鲁木齐市及周边的重点污染源进行空气质量实时监测。在每个企业主要生产作业区域各安装1台六参数微型站,实时监控企业污染物排放情况,及时发现偷排偷放行为,环境事件提前预警。重点污染源专项监测共布设六参数微型站7台。重点道路专项监测。对乌鲁木齐市的河滩路、外环路、阿勒泰高架、克南高架等重点道路进行点位布设,监控道路扬尘、机动车尾气对城市环境空气质量的影响。由于城市断面监测的部分点位落在上述道路上或道路周边,重点道路监测点位在已布设断面监测的点不再重复建设。其中,河滩路新增监测点位3个,阿勒泰高架新增监测点位1个,克南高架新增监测点位3个,外环路新增监测点位5个。重点道路专项监测共布设监测点位12个,需建设六参数微型站12台。工地扬尘专项监测。颗粒物污染是乌鲁木齐市大气污染的主要来源之一。颗粒物来源和构成非常复杂,烟尘、工业粉尘、扬尘等都可能是颗粒物污染的潜在“元凶”。扬尘污染引起大气颗粒物污染在颗粒污染物总量中所占的比重在逐年增加,目前己成为造成城市颗粒物污染的主要因素。针对乌鲁木齐市的机场扩建等重点工程建筑施工工地,进行扬尘专项监测站点的建设。每个站点布设1台便携式β射线颗粒物监测仪,预计建设站点20个,共需要便携式β射线颗粒物监测仪20台。

大气网格化在线监控的优势分析

与传统监测方式相比,网格化在线监控具有诸多优势:实现环境监控精细化管理。网格化在线监控能够实时监测到各个污染源排放情况,并为后期环境污染治理提供精确的数据支撑。宏观上,网格化监控能够全面反映整个网格区域大气质量的动态变化,并能够及时发现大气环境中异常情况,从而及时作出预警和预报,环境监管人员根据异常情况准确定位超标区域,为环境监管提供现实依据。实现环境监控智能化管理。从在线监控系统的构成来看,有效推动环境监测智能化管理,不仅能够直接监测数据,还可以利用网络信息技术直接对获取的数据进行分析,分析数据之间的因果联系,为政府环境监管和大气污染风险监控,等提供技术支持。实现环境监控高效化管理。网格化在线监控改变了传统的环境监测和管理模式,通过自动化监测技术实现高频次数据采集分析,实现大气环境治理的实时监测和远程监控,极大地提升了环境监测和监管的工作效率。

大数据、云计算时代的来临,为大气网格化在线监控技术的应用提供了强有力的技术支撑,对区域环境监管、大气污染防治、节能减排等工作具有积极影响。因此,应加大大气网格化监控系统的研发和推广应用范围,为改善环境质量发挥积极作用。

作者:刘亮

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