環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與處理技術研究

摘要：當前我國各地區(qū)城市空氣質量不斷下降，大范圍空氣污染對人類健康、動植物生長、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等均產(chǎn)生嚴重的負面影響，環(huán)境空氣質量數(shù)據(jù)監(jiān)測技術的應用，能夠對空氣中存在的主要成分、異常數(shù)據(jù)進行分析。本文即圍繞環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與處理技術，展開區(qū)域空氣質量的監(jiān)測活動，從而得出較為科學、客觀的空氣監(jiān)測結果。

關鍵詞：環(huán)境空氣;監(jiān)測數(shù)據(jù);分析;處理技術

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-0-02

Abstract： At present， the air quality of cities in various regions of China is declining. Large-scale air pollution has serious negative impacts on human health， animal and plant growth， industrial and agricultural production， etc. The application of environmental air quality data monitoring technology can exist in the air. Analysis of main components and abnormal data. This paper focuses on the analysis and processing technology of ambient air monitoring data， and develops regional air quality monitoring activities to obtain more scientific and objective air monitoring results.

Key words： Ambient air; Monitoring data; Analysis; Processing technology

環(huán)境空氣監(jiān)測技術是對污染物排放進行查看與檢測的技術，主要通過對PM10、PM2.5及其他有毒有害物質的監(jiān)測，來分析某一地區(qū)環(huán)境空氣的污染狀況，從而實現(xiàn)對有害空氣污染物的有效控制。通過利用空氣數(shù)據(jù)監(jiān)測與處理技術，將監(jiān)測到的環(huán)境污染數(shù)據(jù)轉化為空氣質量指標，能幫助環(huán)境管理人員直觀地判斷空氣污染情況，然后擬定相應措施進行空氣污染的治理。

1 環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的內容及監(jiān)測方法分析

1.1 環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的主要內容

空氣質量為近年來中央及地方政府關注的主要問題，也是環(huán)保部門重點檢查環(huán)境保護項目，通過對環(huán)境中空氣質量的監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析，可以保證環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。當前國家有關環(huán)境空氣質量監(jiān)測，通常存在以下幾方面監(jiān)測指標：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、可吸入顆粒物（PM2.5/PM10）、臭氧（O3）、有毒有害物質（F或Pb）等，按照每25～30 km2面積設置1個監(jiān)測點，每片區(qū)域設置不少于8個監(jiān)測點。在開展環(huán)境空氣質量監(jiān)測過程中，主要使用紅外氣體過濾法、紫外熒光法、紫外光度法，對以上設置的環(huán)境空氣質量監(jiān)測項目進行監(jiān)測。

1.2 環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理方法

環(huán)境中的空氣在不斷流動，因此對于某一區(qū)域空氣質量、空氣污染的監(jiān)測也具有實時性。根據(jù)不同環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的適用范圍，通過多種環(huán)境空氣監(jiān)測方法的運用，從而得到更加全面、準確的空氣質量數(shù)據(jù)結果。當下在環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理過程中，主要用到以下幾個方法：

（1）數(shù)據(jù)規(guī)整法。數(shù)據(jù)規(guī)整法通常對搜集到的有效數(shù)據(jù)進行處理，在監(jiān)測到一系列環(huán)境空氣數(shù)據(jù)后，要根據(jù)不同監(jiān)測數(shù)據(jù)的類型、結構，分析環(huán)境空氣數(shù)據(jù)信息的安全性、真實性，將有效的空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)進行處理與保存。（2）反復驗證分析法。對于區(qū)域環(huán)境空氣質量的監(jiān)測，要通過不同空氣指標的多次測量、反復驗證與分析，對多種空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合。（3）時間序列分析法。環(huán)境空氣質量的監(jiān)測主要存在監(jiān)測項目、監(jiān)測點、監(jiān)測頻率等要素，其中選擇合適的空氣監(jiān)測頻率，不僅可以大大節(jié)約監(jiān)測工作的資金成本，而且能夠保證空氣質量監(jiān)測結果的準確性，采用時間序列分析法，設置恰當?shù)谋O(jiān)測頻率間隔，對空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，能夠得到較為客觀準確的空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)結果。（4）出具監(jiān)測報告。在完成空氣質量數(shù)據(jù)的監(jiān)測與分析后，要出具空氣監(jiān)測報告，對空氣質量報表中的各項數(shù)據(jù)內容作出評價，并對最終的監(jiān)測結果進行陳述。

2 環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與處理技術

2.1 PM2.5/PM10監(jiān)測儀進行空氣數(shù)據(jù)的監(jiān)測

PM2.5/PM10監(jiān)測儀主要包括采樣管、切割器及監(jiān)測儀等裝置，其中切割器能將不同直徑粒子進行分離，之后經(jīng)由采樣管進入到監(jiān)測儀中。因此空氣中PM2.5、PM10等粒子的連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，存在樣品采集、數(shù)據(jù)測量、數(shù)據(jù)傳輸與保存等環(huán)節(jié)，分別負責環(huán)境空氣顆粒物的切割、分離與測量，然后將監(jiān)測到空氣數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫中，PM2.5、PM10顆粒物測量方法分別為β射線吸收法、微量震蕩天平法等。但在使用PM2.5/PM10監(jiān)測儀，進行環(huán)境空氣中顆粒物的監(jiān)測時，需要注意監(jiān)測儀濾膜、流量計的完整性，濾膜破裂或流量計現(xiàn)實不準確，都會對最終的顆粒物粒子監(jiān)測結果產(chǎn)生影響。

2.2 NO2/SO2分析儀開展空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析

在運用NO2分析儀，對環(huán)境空氣中NO2濃度進行測量的過程中，首先要把空氣送入315℃高溫的鑰爐轉換器，將空氣樣品內的NO2轉化為NO，之后再將氣體NO輸送至光學平臺反應室，與臭氧（O3）發(fā)生反應并監(jiān)測氮氧化物（NO2+NO）的濃度，從而得出環(huán)境空氣的NO2物質濃度。而空氣SO2分子濃度的數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析，通常使用SO2分析儀，依據(jù)熒光光譜學原理，分離出鋅燈213.8nm的單譜線，單譜線與SO2分子作用，發(fā)射熒光并聚焦到光電倍增管上，轉換為電信號被測量。由于發(fā)射的熒光強度（波長300～400nm），與SO2分子濃度成正比，因此通過檢測熒光強度，就能獲得SO2的濃度值。

2.3 異常數(shù)據(jù)的合理性、可比性分析

環(huán)境空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)的搜集、分析與處理，常常會遇到存在干擾或偏差的異常數(shù)據(jù)，這些異常數(shù)據(jù)混于客觀、真實的數(shù)據(jù)中，對空氣質量指標的檢測結果產(chǎn)生影響。根據(jù)以上分析可以得出，由于空氣質量會受到天氣變化的影響，而在短時間內發(fā)生一系列變化，所得到的監(jiān)測結果很可能不準確或不真實。因此在對空氣監(jiān)測的異常數(shù)據(jù)分析時，要從合理性、可比性兩方面著手，對多個空氣質量數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)關系進行分析，比較同種類型環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的差異，以判定空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)是否真實與合理，對影響空氣質量監(jiān)測結果的變量進行刪除或調整，以保證空氣質量數(shù)據(jù)處理的完整與全面。環(huán)境空氣監(jiān)測異常數(shù)據(jù)的審核流程如圖1所示：

3 環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與處理的質量控制

3.1 不同環(huán)境監(jiān)測主體部門職責的劃分

在開展某一地區(qū)環(huán)境空氣監(jiān)測前，要對環(huán)境保護部門、監(jiān)測部門的責任做出明確的制度規(guī)定與劃分，將空氣監(jiān)測的權利、責任落實到個人。之后選取TH-β25B大氣顆粒物自動監(jiān)測儀、PM10監(jiān)測儀、TH-2002二氧化硫分析儀等設備，進行多種空氣質量指標的監(jiān)測，并對監(jiān)測到的空氣質量數(shù)據(jù)進行規(guī)整、時間序列分析，得出最為準確、客觀的環(huán)境空氣質量結果。同時也要運用多種數(shù)據(jù)處理與分析方法，對存在問題的數(shù)據(jù)進行及時刪除，從而促進空氣監(jiān)測質量控制工作的順利開展。

3.2 區(qū)域性環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)的建立

城市中空氣質量監(jiān)測，通常會設置多個空氣數(shù)據(jù)搜集的監(jiān)測站點，對一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、可吸入顆粒物（PM2.5/PM10）、臭氧（O3）、有毒有害物質（F或Pb）等進行監(jiān)測。之后構建區(qū)域性的環(huán)境空氣質量監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)，進行空氣數(shù)據(jù)監(jiān)測流程的審核與分析，在數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)錯誤或異常時，監(jiān)測人員可以根據(jù)系統(tǒng)報警，及時察覺與處理存在的異常數(shù)據(jù)，并將自動處理完成的數(shù)據(jù)資源，上傳至操作維護中心平臺，以提升環(huán)境空氣監(jiān)測的數(shù)據(jù)質量及結果準確性。

4 結語

我國社會經(jīng)濟與工業(yè)化生產(chǎn)的快速發(fā)展，帶來霧霾、酸雨等一系列環(huán)境空氣污染問題，對城市居民的生產(chǎn)與日常生活產(chǎn)生嚴重的不良影響。因此要利用多種空氣監(jiān)測技術，如大氣顆粒物自動監(jiān)測儀、PM10監(jiān)測儀、NO2/SO2分析儀等，對空氣中存在的有毒、有害污染物進行數(shù)據(jù)監(jiān)測與篩選，然后運用空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)，對監(jiān)測點測得的空氣質量數(shù)據(jù)進行處理、上傳，使管理人員實時掌握某一區(qū)域準確的環(huán)境空氣狀況，來為空氣污染的防控與治理提供相應的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻

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收稿日期：2019-08-12

作者簡介：張靜林（1962-），男，漢族，本科，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境影響評價。