物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用發(fā)展中的思考與建議

楊怡明+彭建鋒+薛一飛+王艷蝶+趙晨

摘要：隨著科技的進(jìn)步，信息技術(shù)能力的不斷加強(qiáng)，環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運而生，它以自動、實時以及智能化、信息化等特性推動環(huán)保監(jiān)管方式的變革。本文結(jié)合了漯河市環(huán)境監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，闡述分析了物聯(lián)網(wǎng)在漯河市環(huán)境監(jiān)測中的現(xiàn)狀及存在的問題，并針對問題提出了相應(yīng)的建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；環(huán)境監(jiān)測

1、環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)的概念

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的智能應(yīng)用，通過綜合應(yīng)用傳感器、視頻監(jiān)控、紅外探測、射頻識別等裝置與技術(shù)，實時采集污染源、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)等信息，構(gòu)建全方位、多層次、全覆蓋的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，推動環(huán)境信息資源高效、精準(zhǔn)的傳遞，通過構(gòu)建海量數(shù)據(jù)資源中心和統(tǒng)一的服務(wù)支撐平臺，支持污染源監(jiān)控、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、監(jiān)督執(zhí)法及管理決策等環(huán)保業(yè)務(wù)的全程智能。

環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)從結(jié)構(gòu)組成上大致分為三層結(jié)構(gòu)。第一層為基礎(chǔ)層，也叫感知層，通常指部署在現(xiàn)場端的監(jiān)測點位，例如工業(yè)企業(yè)的廢水廢氣排放口、河流斷面等，主要組成包括傳感器、分析儀、智能儀表等；其次為通信層，通信層的主要功能是將基礎(chǔ)層獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，傳輸方式分為無線傳輸和有線傳輸；最后為數(shù)據(jù)應(yīng)用層，環(huán)保決策者可根據(jù)數(shù)據(jù)開展分析研判，做出科學(xué)的環(huán)保管理決策。

2、物聯(lián)網(wǎng)在漯河市環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中的現(xiàn)狀

2.1重點污染源自動監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

漯河市重點污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)是河南省污染源自動監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。發(fā)展至今，漯河市共安裝了153套污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)測因子包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、流速、流量等十幾種，重點污染源基本實現(xiàn)了自動監(jiān)控設(shè)施的安裝和聯(lián)網(wǎng)，能夠?qū)崟r掌握工業(yè)企業(yè)污染物排放情況。為了加強(qiáng)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用，河南省環(huán)保廳在環(huán)保部統(tǒng)一部署的“重點污染源監(jiān)控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”的基礎(chǔ)上，開發(fā)了“河南省重點污染源自動監(jiān)控設(shè)施智能監(jiān)管系統(tǒng)”“河南省重點污染源視頻智能監(jiān)管系統(tǒng)”等信息管理系統(tǒng)，進(jìn)一步把采集數(shù)據(jù)精細(xì)化整理分析，充分挖掘數(shù)據(jù)應(yīng)用價值。

2.2城市空氣質(zhì)量監(jiān)測和水質(zhì)自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

近年來，隨著人民群眾對空氣質(zhì)量要求的不斷提高，漯河市在原先4個國控空氣質(zhì)量監(jiān)測點的基礎(chǔ)上，又新增4個省控空氣質(zhì)量監(jiān)測點和6個縣級空氣質(zhì)量監(jiān)測點，累計覆蓋全市8個縣區(qū)，監(jiān)測項目包括： PM2.5、PM10、二氧化硫、一氧化氮、臭氧等近十類監(jiān)測因子，并建設(shè)了“城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)控平臺”，為各級環(huán)境管理部門提供空氣質(zhì)量日報、周報、月報等各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

水質(zhì)自動監(jiān)測通過在河流斷面建設(shè)自動站，從而形成覆蓋全面的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。目前漯河市建運水質(zhì)自動站4個，監(jiān)測項目包括：PH值、溶解氧、總磷、總氮等，建設(shè)了“河南省水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)”，為各級環(huán)境管理部門提供水質(zhì)日報、周報、月報等各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

3、物聯(lián)網(wǎng)在漯河市環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中存在的問題

3.1物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用不夠廣泛

目前，漯河市物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用不夠廣泛，一是監(jiān)測因子不夠全面，只是涵蓋了常見的監(jiān)測因子，如二氧化硫、氮氧化物、氨氮、總磷等，其他污染物如重金屬、有機(jī)物、生物菌群等項目還未納入物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測范圍；二是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和土壤監(jiān)測還未納入環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)體系。除此之外，造成PM2.5和光化學(xué)污染的元兇，揮發(fā)性有機(jī)物VOC也未納入物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測應(yīng)用。特別是國家發(fā)改委、環(huán)保部曾在2015年聯(lián)合印發(fā)了《揮發(fā)性有機(jī)物排污收費試點辦法》，希望通過有效實施該政策，來達(dá)到治理或緩解VOC的排放，但由于監(jiān)管缺乏實時性，一些企業(yè)出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，并未按要求運行治理設(shè)施。因此，從目前來看，物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用還不足以完全支撐環(huán)境保護(hù)工作。

3.2污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的合法性有待鞏固

按照國家環(huán)保部和河南省環(huán)保廳的要求，為切實規(guī)范污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性審核工作，漯河市每季度都會開展污染源自動監(jiān)測設(shè)備的比對監(jiān)測，并出具監(jiān)測報告，以確保自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實有效。但是《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計量器具明細(xì)目錄》明確規(guī)定：第44項“有害氣體分析儀”、第51項“煙塵、粉塵測量儀”、第55項“水質(zhì)污染監(jiān)測儀”等環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，屬于強(qiáng)制檢定的器具。目前，河南省只對廢水自動監(jiān)測系統(tǒng)的流量計進(jìn)行過一次強(qiáng)制檢定，還沒有與計量部門開展過其他自動監(jiān)測設(shè)備的周期性計量檢定，因此，自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的法律地位有待提高。

4、環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)在未來發(fā)展的建議

4.1廣泛深入應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

環(huán)境監(jiān)測與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，改變了傳統(tǒng)的環(huán)保監(jiān)管方式，從之前的事后監(jiān)管到現(xiàn)在的提前預(yù)警，很大程度上避免了環(huán)境污染造成的損失。因此對于水質(zhì)中的重金屬和空氣中的VOC等敏感污染因子還應(yīng)逐步納入到物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測應(yīng)用中，讓自動監(jiān)測這個“永不休息的環(huán)保衛(wèi)士”嚴(yán)密監(jiān)視著排放情況，把污染事故的風(fēng)險降到最小。其次，在全國的環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)較好的形勢下，未來漯河市也可以效仿國外發(fā)達(dá)國家，嘗試將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域。如美國部署的用于實時監(jiān)測城市環(huán)境污染數(shù)據(jù)的“CitySense”監(jiān)測系統(tǒng)和用于監(jiān)測大鴨島海鳥棲息情況的生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。

4.2加快鞏固污染源自動監(jiān)測設(shè)備的合法性

為不影響自動監(jiān)測數(shù)據(jù)作為環(huán)保行政處罰的依據(jù)，環(huán)保部門應(yīng)積極與計量部門溝通協(xié)商，出臺相關(guān)的補充管理條例或采取臨時性措施，如環(huán)保部門暫時把數(shù)據(jù)有效性審核作為自動監(jiān)測設(shè)備計量認(rèn)證的補充，流量計的計量認(rèn)證繼續(xù)由計量部門負(fù)責(zé)，待有明確的界定后，再逐步以計量認(rèn)證代替有效性審核或以有效性審核代替計量認(rèn)證。但在沒有明確的界定之前，環(huán)保部門應(yīng)加強(qiáng)落實自動監(jiān)測設(shè)備的超標(biāo)留樣功能，一旦自動監(jiān)測設(shè)備顯示有超標(biāo)情況，實驗室可取留樣分析確認(rèn)，這種工作模式至少在法理上能經(jīng)得起考驗。

5、結(jié)論

現(xiàn)階段，漯河市的環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展已具備一定的應(yīng)用基礎(chǔ)，應(yīng)用范圍不廣、合法性等問題還需要政府、科研企業(yè)、生產(chǎn)廠商等各環(huán)節(jié)的共同努力。環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)更是一個長期的工程，是未來環(huán)境保護(hù)工作的利器，在當(dāng)前這個云計算、大數(shù)據(jù)、大互聯(lián)的信息化時代，物理網(wǎng)技術(shù)定會在漯河市乃至全國的環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域揮寫出新的宏偉篇章。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用白皮書（2011年）.賽迪顧問有限公司，2011

[2]田鐵紅.程賡.毛松.譚虎，面向環(huán)境保護(hù)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展探討[J].信息通信技術(shù)，2010endprint