探究大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用及布點(diǎn)方法

姚美奎

（聊城市茌平區(qū)環(huán)境監(jiān)控中心，山東 聊城 252100）

近年來(lái)，公眾在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的重視程度不斷提高。一般情況下，在大氣環(huán)境中的污染物涵蓋了硫氧化物、一氧化碳等分子類、顆粒狀等不同類型的污染物。對(duì)于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)而言，主要針對(duì)大氣中的污染物加以檢測(cè)和分析，以便深入掌握所監(jiān)測(cè)區(qū)域的大氣環(huán)境狀況。當(dāng)以某個(gè)區(qū)域的大氣環(huán)境作為目標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)的時(shí)候，通常需要結(jié)合當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)規(guī)模、大氣污染物的實(shí)際狀況等不同方面的干擾因素，進(jìn)而完成對(duì)大氣環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)任務(wù)，滿足國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。鑒于此，系統(tǒng)思考和分析大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用及布點(diǎn)方法顯得尤為必要，擁有一定的研究意義與實(shí)踐價(jià)值。

1 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)方法說(shuō)明

1.1 扇形布點(diǎn)法的分析

對(duì)于扇形布點(diǎn)法來(lái)說(shuō)，結(jié)合目標(biāo)的差別，一般在污染源的風(fēng)向下游進(jìn)行3～5個(gè)各個(gè)方向、距離采樣點(diǎn)的合理布設(shè)，保證其形成一個(gè)扇形。通常情況下，當(dāng)僅存在一種污染源、相關(guān)污染區(qū)風(fēng)向十分穩(wěn)定的時(shí)候，此種布點(diǎn)方法最適合。科學(xué)運(yùn)用扇形布點(diǎn)法，針對(duì)主要的污染源進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，能夠合理確定污染源具體的污染方位情況，并且據(jù)此判斷其帶給周圍居民正常生活影響與否。并根據(jù)主風(fēng)向的軸線，完成監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)任務(wù)，參考各個(gè)具體的需求情況，合理設(shè)定各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。同時(shí)，在上風(fēng)向上應(yīng)該布設(shè)一個(gè)相關(guān)參考點(diǎn)。借助此種布點(diǎn)方法監(jiān)測(cè)單個(gè)污染源的成效是非常顯著的，保證了相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其劣勢(shì)則在于無(wú)法滿足那些大范圍污染源的要求，要求污染源的風(fēng)向固定。

1.2 網(wǎng)格布點(diǎn)法的說(shuō)明

所謂網(wǎng)格布點(diǎn)法，指的是對(duì)地區(qū)的價(jià)值、大氣污染物產(chǎn)生污染的情況、工業(yè)化發(fā)展程度等因素的參考下，以相應(yīng)地區(qū)當(dāng)作對(duì)象，實(shí)現(xiàn)科學(xué)劃分網(wǎng)格，并且將監(jiān)測(cè)點(diǎn)位科學(xué)設(shè)置在網(wǎng)格的交點(diǎn)位置。此種布點(diǎn)方法的優(yōu)勢(shì)在于能夠滿足代表性、一致性的相關(guān)要求，并且對(duì)有關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確情況進(jìn)行科學(xué)判定，針對(duì)各個(gè)時(shí)段污染擴(kuò)散勢(shì)態(tài)的有效加以繪制，保證有效管控污染物的效果，使決策變得更加合理。對(duì)于污染物的均勻區(qū)域以及多污染源區(qū)域來(lái)說(shuō)，適應(yīng)性十分明顯。而此種布點(diǎn)方法的劣勢(shì)在于針對(duì)那些污染物較為嚴(yán)重的地區(qū)，點(diǎn)位監(jiān)測(cè)工作不到位，無(wú)法體現(xiàn)出高濃度污染物的具體濃度情況，此外，布設(shè)點(diǎn)位的經(jīng)濟(jì)性也不滿足相關(guān)要求。

1.3 同心圓布點(diǎn)法概述

針對(duì)同心圓布點(diǎn)法而言，通常在那些污染源較、呈現(xiàn)出成片狀集中型分布的地區(qū)得以應(yīng)用。通過(guò)把圓心當(dāng)成前提，

并且根據(jù)半徑的差別，準(zhǔn)確畫出圓形，同時(shí)，增添相應(yīng)的射線，然后，布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位在交匯的位置，保證一定的準(zhǔn)確性。在此過(guò)程中，實(shí)施采點(diǎn)的時(shí)候，需要緊密聯(lián)系風(fēng)向情況，注意在下風(fēng)向的地方，使布點(diǎn)變得更加稠密。實(shí)際上，同心圓和扇形布點(diǎn)方法都與風(fēng)向是密切聯(lián)系的，如果為了確定造成大氣環(huán)境嚴(yán)重受損、污染現(xiàn)象十分明顯的地區(qū)，需要深入掌握風(fēng)向、污染物擴(kuò)散的特點(diǎn)，以便完成定位的任務(wù)，保持一定的精準(zhǔn)性，有利于后續(xù)治理工作的有序進(jìn)行。除此之外，進(jìn)行大氣監(jiān)測(cè)工作的時(shí)候，需要凸顯出所布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)和作用，進(jìn)而讓所在地區(qū)中產(chǎn)生污染的位置全部處于監(jiān)測(cè)的區(qū)間中。

2 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用分析

2.1 研究案例的區(qū)域和時(shí)段概況

此次研究將116° 20’E，36° 60’N當(dāng)作中心，將正東方向當(dāng)作正x軸，正北方向當(dāng)作正y軸，而網(wǎng)格的大小設(shè)置成4km×4km，把全部的研究區(qū)域合理劃分成87行×93列，一共有8902個(gè)網(wǎng)格單元?？茖W(xué)運(yùn)用Models-3/CMAQ空氣質(zhì)量模型，將2019年當(dāng)作基準(zhǔn)年，進(jìn)行模擬計(jì)算1、4、8、10月的某某地區(qū)的幾類污染物濃度值，當(dāng)成網(wǎng)格優(yōu)化布點(diǎn)的參考。

2.2 合理設(shè)定與選取相關(guān)參數(shù)

此次研究假設(shè)預(yù)設(shè)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)總數(shù)B是20個(gè)，同時(shí)，根據(jù)參考資料，設(shè)定Pmin是2萬(wàn)人/網(wǎng)格，設(shè)置DC是8km。

2.3 科學(xué)設(shè)定不同情景

情景（1）：因?yàn)楫?dāng)前國(guó)內(nèi)體現(xiàn)空氣質(zhì)量的空氣質(zhì)量指數(shù)僅借鑒SO2、PM10、NO2等幾種污染物，所以，需把上述污染物當(dāng)成目標(biāo)污染物進(jìn)行組合，把對(duì)其綜合評(píng)價(jià)的濃度當(dāng)成優(yōu)化參考，實(shí)現(xiàn)對(duì)某某地區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布點(diǎn)的分析。

情景（2）：對(duì)那些典型的二次污染物大氣細(xì)粒子PM2.5、Q3進(jìn)行參考，把對(duì)其綜合評(píng)價(jià)的濃度當(dāng)成優(yōu)化借鑒，實(shí)現(xiàn)對(duì)某某地區(qū)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布點(diǎn)的分析。

2.4 針對(duì)研究結(jié)果的分析

合理應(yīng)用Matlab軟件，依次針對(duì)基于兩種情景下的優(yōu)選方案進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，借助ArcGIS科學(xué)完善與優(yōu)化最后的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)空間可視化處理。表1把以上2種情景的優(yōu)化結(jié)果點(diǎn)位相應(yīng)的均值和30、50、80、90百分位值與全部備選點(diǎn)位的均值、30、50、80、90百分位值的相對(duì)誤差的對(duì)比結(jié)果，同時(shí)，和國(guó)家的相對(duì)誤差加以對(duì)比，從中不難獲悉，優(yōu)選點(diǎn)位與備選點(diǎn)位的均值、30、50、80、90百分位數(shù)值的相對(duì)誤差均滿足相關(guān)規(guī)定。

表1 優(yōu)化結(jié)果點(diǎn)位和全部備選點(diǎn)位的均值、百分位數(shù)值以及誤差表

經(jīng)過(guò)上述分析與研究，運(yùn)用有關(guān)空氣質(zhì)量模型模擬結(jié)果，并參考綜合評(píng)價(jià)濃度，建立貼近度的優(yōu)化目標(biāo)，基于不同約束條件的參考下，構(gòu)建了可以體現(xiàn)出區(qū)域空氣污染、空氣質(zhì)量情況的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布點(diǎn)途徑，保證運(yùn)用方法的合理性。結(jié)合最后的結(jié)果，從中不難看出，運(yùn)用此方法可以在具體區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布點(diǎn)過(guò)程中發(fā)揮出良好的作用，優(yōu)化誤差滿足我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)規(guī)定。除此之外，進(jìn)行區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化布點(diǎn)的過(guò)程中，應(yīng)該針對(duì)可以體現(xiàn)出全部區(qū)域符合污染的污染物造成的危害情況加以有效參考和分析，如此，使得優(yōu)化結(jié)果可以凸顯出區(qū)域空氣污染的狀況，達(dá)到有關(guān)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作的相關(guān)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

從此次論文的闡述與分析中，可以獲知，系統(tǒng)分析和思考大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用及布點(diǎn)方法顯得尤為必要，具有一定的研究意義與實(shí)踐價(jià)值。所以，只有保證大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方法選用的合理性，方可以使大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量符合相關(guān)要求，帶給相關(guān)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)部門更多的借鑒和幫助，使其能夠?qū)崟r(shí)了解所在地區(qū)大氣污染的狀況、污染物呈現(xiàn)出來(lái)的變化情況，據(jù)此編制出科學(xué)、可行的大氣環(huán)境環(huán)保方案，并且對(duì)促進(jìn)廣大民眾的身心健康非常有益，真正落實(shí)了大氣環(huán)境保護(hù)工作。本文通過(guò)說(shuō)明大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的布點(diǎn)方法，并分析了大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用情況：研究案例的區(qū)域和時(shí)段概況、合理設(shè)定與選取相關(guān)參數(shù)、科學(xué)設(shè)定不同情景、針對(duì)研究結(jié)果的分析。希望此次研究和分析的內(nèi)容與結(jié)果，能夠得到有關(guān)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)工作人員的關(guān)注和重視，并且從中獲取到相應(yīng)的借鑒與幫助，以便增強(qiáng)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際效果，進(jìn)而大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用和布點(diǎn)工作的不斷發(fā)展和進(jìn)步。