大氣環(huán)境監(jiān)測布點(diǎn)方法及優(yōu)化研究

郭悅嵩

河南省環(huán)境監(jiān)測中心

大氣環(huán)境監(jiān)測布點(diǎn)方法及優(yōu)化研究

郭悅嵩

河南省環(huán)境監(jiān)測中心

為保護(hù)和治理區(qū)域的大氣環(huán)境，環(huán)保相關(guān)部門需對調(diào)查區(qū)的大氣環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和管理，本文主要介紹了大氣環(huán)境監(jiān)測的方法和大氣環(huán)境監(jiān)測中布點(diǎn)的方法以及如何優(yōu)化大氣環(huán)境監(jiān)測布點(diǎn)，從而最終選擇最優(yōu)監(jiān)測點(diǎn)來監(jiān)測出調(diào)查區(qū)的整體大氣環(huán)境情況，以確保監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

大氣環(huán)境監(jiān)測；方法；最優(yōu)布點(diǎn)

1 大氣環(huán)境監(jiān)測方法

隨著霧霾現(xiàn)象在全國的相繼產(chǎn)生，大氣污染嚴(yán)重威脅了人類的身體健康。大氣污染監(jiān)測越來越得到了重視?，F(xiàn)有的大氣環(huán)境監(jiān)測方法有很多種，各地區(qū)依據(jù)當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴咎攸c(diǎn)選擇不同型號的儀器和對應(yīng)素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行大氣環(huán)境的監(jiān)測工作?，F(xiàn)分別闡述常見的大氣的監(jiān)測方法。

1.1物理化學(xué)的監(jiān)測方法。物理化學(xué)的監(jiān)測方法主要采用儀器檢測為主，因?yàn)閮x器容易操控，儀器的靈敏度非常高，檢測數(shù)據(jù)出來很快，是以后大氣監(jiān)測工作的主流方法之一。

1.2化學(xué)的監(jiān)測方法?；瘜W(xué)的監(jiān)測方法是主要是實(shí)驗(yàn)操作，簡單易操作，監(jiān)測出的數(shù)據(jù)可信度很高。

1.3生物的監(jiān)測方法。生物的監(jiān)測方法是運(yùn)用特殊的動物或植物對大氣某種污染物有顯而易見的反應(yīng)，完成對該大氣污染物質(zhì)監(jiān)測的目的。

1.4固體顆粒的監(jiān)測系統(tǒng)。固體顆粒的監(jiān)測系統(tǒng)分為激光透射法、激光散射法、β射線法和電荷法等。激光透射法根據(jù)朗伯比爾定律總結(jié)出來的方法，在國外該方法廣泛使用，對應(yīng)的技術(shù)也非常完善，但缺點(diǎn)是安裝設(shè)備程序非常復(fù)雜，產(chǎn)生很大的工作量。激光散射法是根據(jù)固體顆粒的散射光原理實(shí)行檢測的，這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是監(jiān)測的精準(zhǔn)度非常高，缺點(diǎn)是儀器的造價(jià)昂貴，在實(shí)際中的使用頻率很低。β射線吸收法是把采集過來的監(jiān)測氣體用濾紙進(jìn)行過濾，分析污染物的濃度，因?yàn)椴蓸狱c(diǎn)不變，沒有足夠的代表性。電荷法是將固體顆粒和監(jiān)測儀器的探頭摩擦產(chǎn)生電來實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，缺點(diǎn)是該方法嚴(yán)格限定了儀器的使用條件，應(yīng)用不廣泛。

1.5氣態(tài)污染物的監(jiān)測法，氣態(tài)污染物的監(jiān)測法包括完全抽樣法、稀釋采樣法。完全抽取法是最初始的大氣連續(xù)監(jiān)測的方法，測量氣體時(shí)需預(yù)熱、抽取被檢測的氣體，再將氣體輸送至儀器中進(jìn)行檢測，檢測SO2、NOx等氣體可選用紅外線、熱導(dǎo)法和紫外線法等。這個(gè)方法的缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過程中要預(yù)熱保溫，操作過程復(fù)雜，價(jià)格高等沒有得到廣泛的應(yīng)用。稀釋采樣法是稀釋干燥的氣體成可測量的干煙氣，采用化學(xué)發(fā)光法直接測量NO等有害的氣體，采用紫外熒光法直接測量SO2氣體。該方法只能監(jiān)測干空氣，沒有水分干擾監(jiān)測結(jié)果，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)用性強(qiáng)，監(jiān)測的精度非常高。缺點(diǎn)是要添加其他儀器來增加測量的參數(shù)。

2 大氣環(huán)境監(jiān)測中布點(diǎn)的方法

布置大氣的監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)客觀真實(shí)的展現(xiàn)評價(jià)區(qū)域內(nèi)的大氣環(huán)境質(zhì)量的水平，大氣環(huán)境監(jiān)測的布點(diǎn)方法不是固定的，可以依據(jù)被測區(qū)域的人口密度、污染物的濃度、重點(diǎn)動物和植物的分布情況、水源地的重要性、當(dāng)?shù)毓I(yè)企業(yè)的發(fā)展程度、監(jiān)測區(qū)域的氣候狀況等情況進(jìn)行設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)，現(xiàn)具體描述大氣環(huán)境監(jiān)測的布點(diǎn)方法。

2.1功能區(qū)的布點(diǎn)法。功能區(qū)布點(diǎn)法常用在大氣環(huán)境監(jiān)測工作的初期，功能區(qū)主要是按照城市的教育區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)等進(jìn)行設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)。因?yàn)楣I(yè)區(qū)污染較嚴(yán)重因此在此設(shè)定的點(diǎn)比其他區(qū)域多，在大氣污染物排放多的位置增加監(jiān)測點(diǎn)的布控。在設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)的過程中盡量保證監(jiān)測點(diǎn)的合理性和有效性，可以合理預(yù)測并有效處理應(yīng)急突發(fā)狀況。因?yàn)椴煌拇髿馕廴疚锲鋽U(kuò)散系數(shù)不同，因此要時(shí)刻調(diào)整布設(shè)的監(jiān)測點(diǎn)。功能區(qū)布點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是考慮到經(jīng)濟(jì)性，可以合理有效的預(yù)報(bào)、監(jiān)測工業(yè)區(qū)的各污染區(qū)域，功能區(qū)布設(shè)法在大城市的優(yōu)點(diǎn)顯現(xiàn)的有為突出。缺點(diǎn)是不適宜在城郊或者農(nóng)村使用，監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)沒有代表性，測試結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

2.2網(wǎng)格布點(diǎn)法。網(wǎng)格布點(diǎn)法是充分研究大氣污染物的污染水平、工業(yè)發(fā)展程度的情況下，網(wǎng)格劃分被監(jiān)測區(qū)域，網(wǎng)格交叉位置設(shè)置一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。網(wǎng)格布點(diǎn)法的優(yōu)點(diǎn)是遵循一致性和代表性的思想，監(jiān)測的數(shù)據(jù)結(jié)果客觀、真實(shí)、有效?？梢悦枥L出監(jiān)測點(diǎn)區(qū)域的不同污染物隨時(shí)間變化的規(guī)律。這樣可以有效的決定控制污染物的方法。缺點(diǎn)是對于污染物的含量特別高的區(qū)域沒有增加布點(diǎn)監(jiān)測，不能真實(shí)客觀的反應(yīng)該區(qū)域的真實(shí)濃度。

2.3扇形布點(diǎn)法。扇形布點(diǎn)的方法是根據(jù)目的不同，在污染源的主導(dǎo)風(fēng)向的下游布設(shè)3～5個(gè)不同方位不同距離的采樣點(diǎn)，呈扇形分布。扇形布點(diǎn)法對只有一種污染源且污染區(qū)的風(fēng)向比較固定的情況比較適用。扇形布點(diǎn)法可以重點(diǎn)監(jiān)測某個(gè)重要的污染源，可以科學(xué)客觀的劃定該污染源的污染范圍，可以確定是否影響周邊生活的居民的身體健康。以主風(fēng)向的軸線布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)，根據(jù)不同需要設(shè)置不同的監(jiān)測點(diǎn)，另外在上風(fēng)向也要設(shè)置一個(gè)參考點(diǎn)。扇形布點(diǎn)法對單個(gè)污染源的監(jiān)測效果很好，監(jiān)測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。缺點(diǎn)是不能適用于大范圍的污染源的情況，并且需要污染源有固定的風(fēng)向。

2.4同心圓布點(diǎn)法。同心圓布點(diǎn)法在平原地區(qū)，區(qū)域內(nèi)有多個(gè)污染源的條件下，以污染源為圓心，做出很多同心圓，繪出軸線，圓與軸線交點(diǎn)就是監(jiān)測點(diǎn)。同心圓布點(diǎn)法優(yōu)點(diǎn)是在有很多污染源的情況下可以設(shè)定很多監(jiān)測點(diǎn)，監(jiān)測點(diǎn)均勻分布，在主導(dǎo)風(fēng)向非常明顯的區(qū)域非常適用。同心圓布點(diǎn)法的缺點(diǎn)是周圍環(huán)境對其影響較大。

3 優(yōu)化大氣環(huán)境監(jiān)測布點(diǎn)的方法

大氣環(huán)境監(jiān)測的布點(diǎn)需要確定布點(diǎn)的點(diǎn)位和點(diǎn)數(shù)，而優(yōu)化布點(diǎn)就是尋找到最佳點(diǎn)的位置、最少點(diǎn)的數(shù)量且具有代表性。大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展至今常用的優(yōu)化布點(diǎn)的方法有預(yù)測布點(diǎn)和優(yōu)化點(diǎn)位兩種。優(yōu)化點(diǎn)位是原有正常布點(diǎn)的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)變化現(xiàn)在的點(diǎn)位，通過降低監(jiān)測的頻率和點(diǎn)的數(shù)量最大限度的覆蓋監(jiān)測的所以范圍，保證監(jiān)測的效果好。預(yù)測布點(diǎn)是按照污染源的排放特點(diǎn)和污染源的分布情況等，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行模擬和選擇布點(diǎn)。優(yōu)化布點(diǎn)的具體方法有相關(guān)系數(shù)法、物元分析法、最優(yōu)指標(biāo)法和t檢驗(yàn)法等。這些方法在實(shí)際工作中都得到了廣泛的應(yīng)用。預(yù)測布點(diǎn)運(yùn)用ADMS、AERMOD和ISC3等模型進(jìn)行模擬研究區(qū)的大氣環(huán)境情況，達(dá)到找到最優(yōu)點(diǎn)的目的。

4 結(jié)論

城市的工業(yè)企業(yè)迅速發(fā)展，大氣污染越來越嚴(yán)重，重視大氣環(huán)境污染的監(jiān)測勢在必行。合理布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)才能真實(shí)、客觀的反映調(diào)查區(qū)的大氣污染情況。在實(shí)際大氣環(huán)境監(jiān)測過程中，應(yīng)以某種監(jiān)測方法為主，其他方法可以校驗(yàn)和核實(shí)主要監(jiān)測方法數(shù)據(jù)的真實(shí)性，為環(huán)保部門治理調(diào)查區(qū)的大氣污染提供了有效的數(shù)據(jù)。

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[2]王自發(fā),龐成明,朱江,安俊嶺,韓志偉,廖宏.大氣環(huán)境數(shù)值模擬研究新進(jìn)展[J].大氣科學(xué),2008,(04):987～995.