淺析環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)的發(fā)展及優(yōu)勢(shì)

＊王克全

（山東省濰坊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 山東 261041）

前言

隨著城市化發(fā)展進(jìn)程的不斷推進(jìn)，環(huán)境空氣質(zhì)量水平受到了廣泛關(guān)注，城市環(huán)境管理部門要積極整合質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，優(yōu)化監(jiān)測(cè)效果的同時(shí)，改善城市空氣質(zhì)量，為人們提供良好的生存空間。

1.環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)發(fā)展歷程

追溯我國(guó)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展階段，主要分為建立初期、鞏固、綜合發(fā)展三個(gè)基本階段：

(1)建立初期階段

建立基礎(chǔ)的環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)是整個(gè)階段的核心工作任務(wù)，主要是借助對(duì)應(yīng)的操作流程和技術(shù)手段，將環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作落實(shí)在環(huán)境監(jiān)測(cè)體系中，形成有效的管控平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)工作的基本目標(biāo)。并且，在20世紀(jì)70年代到80年代，基于城市環(huán)境管理和保護(hù)的發(fā)展需求，環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)模型逐漸落實(shí)和推廣。尤其是在20世紀(jì)80年代末期，我國(guó)已經(jīng)開始逐漸投入資金在環(huán)境監(jiān)測(cè)總站建設(shè)工作中，并有效收集全國(guó)各地范圍城市環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息，從而形成有效的數(shù)據(jù)信息管理模式，也逐步推進(jìn)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)定方法的落實(shí)工作。

(2)鞏固階段

在建立了環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)基礎(chǔ)上，為了更好地發(fā)揮相應(yīng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，整體工作內(nèi)容進(jìn)入了鞏固發(fā)展階段，并且采取試點(diǎn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍內(nèi)相關(guān)試點(diǎn)項(xiàng)目的處理。借助自動(dòng)監(jiān)測(cè)模式，有效提升實(shí)時(shí)性管理和監(jiān)督的效果，并且配合企業(yè)內(nèi)部發(fā)展要求、城市規(guī)劃表混等落實(shí)污染評(píng)估，從而為城市空氣質(zhì)量監(jiān)管監(jiān)督創(chuàng)設(shè)良好的平臺(tái)。在2003年末，我國(guó)已經(jīng)有近280個(gè)地級(jí)以上城市開展了空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)工作，建成系統(tǒng)600套以上。與此同時(shí)，為了保證環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的實(shí)效性和規(guī)范性，全國(guó)范圍內(nèi)還開展了自動(dòng)監(jiān)測(cè)站聯(lián)網(wǎng)以及空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)質(zhì)控考核等工作內(nèi)容，真正意義上建立了任務(wù)化管理、考核性監(jiān)督的管理平臺(tái)，為環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的全面發(fā)展提供了寶貴空間[1]。

(3)綜合發(fā)展階段

①設(shè)備發(fā)展

基于技術(shù)體系的發(fā)展和數(shù)字化應(yīng)用平臺(tái)的轉(zhuǎn)型，環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)向著更加多元的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變，國(guó)家不僅對(duì)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了升級(jí)改良，全國(guó)范圍內(nèi)也增設(shè)了越來(lái)越多的空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，匹配了相應(yīng)的設(shè)備（見表1），能有效實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的聯(lián)動(dòng)管理。在監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)性監(jiān)控工作中，結(jié)合具體情況完成相應(yīng)物質(zhì)的監(jiān)測(cè)分析，配合共享模式，打造規(guī)范可靠的信息數(shù)據(jù)監(jiān)督模式，確保環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的效率最優(yōu)化。

表1 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備

②功能發(fā)展

第一，傳感器的使用率得以提升，第三代DOAS監(jiān)測(cè)設(shè)備和樣氣接觸后能有效實(shí)現(xiàn)合理可控的管理要求，污染物吸收光譜借助接收端會(huì)聚處理，從光導(dǎo)纖維到儀器內(nèi)部傳感器，能建立完整且可控的分光模式，評(píng)估污染物污染情況，也能充分發(fā)揮傳感器信息收集和匯總的功能價(jià)值。第二，校零功能，在DOAS監(jiān)控系統(tǒng)全面發(fā)展的基礎(chǔ)上，配合實(shí)際校準(zhǔn)要求，設(shè)置1m校準(zhǔn)池，能對(duì)儀器予以實(shí)時(shí)性可控化校零分析，因?yàn)镈OAS的基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)距離為300m，所以，在實(shí)時(shí)性零氣誤差分析的過(guò)程中，就能有效提升校零功能的應(yīng)用效率。第三，環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的落實(shí)和應(yīng)用推廣，還能對(duì)污染物進(jìn)行異常數(shù)值識(shí)別，若是3～4h之間連續(xù)出現(xiàn)以小時(shí)計(jì)的統(tǒng)一數(shù)值，就認(rèn)定為異常數(shù)值，若是采取傳統(tǒng)的干法儀器分析，數(shù)值異常數(shù)據(jù)的測(cè)定結(jié)果依舊存在偏差，而配合DOAS監(jiān)測(cè)儀，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的關(guān)鍵點(diǎn)，并配合觀察環(huán)節(jié)，了解污染物濃度數(shù)據(jù)，然后對(duì)應(yīng)光強(qiáng)偏差等，實(shí)現(xiàn)綜合分析的目標(biāo)。第四，環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展和進(jìn)步也大大減少了成本投入，降低資源損耗率，打造更加科學(xué)可控且性價(jià)比高的監(jiān)測(cè)監(jiān)管模型，也為安全度的提升予以支持[2]。

2.環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

(1)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)要點(diǎn)

為了保證環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作順利開展，要依據(jù)實(shí)際分析要求和標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)規(guī)范化測(cè)量工序，提升具體問(wèn)題具體分析的水平，匯總監(jiān)測(cè)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，為更好地開展環(huán)境空氣質(zhì)量管理提供保障[3]。

①設(shè)立監(jiān)測(cè)站

主要是結(jié)合環(huán)境空氣質(zhì)量管理要求和標(biāo)準(zhǔn)，開展相應(yīng)的監(jiān)督作業(yè)，要想建設(shè)規(guī)范的環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，就要設(shè)置對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，保證站點(diǎn)設(shè)立過(guò)程中能充分考量相關(guān)要素和參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

一方面，站點(diǎn)的設(shè)置要將污染特征和污染代表性水平作為重要的參數(shù)之一，能對(duì)污染物濃度區(qū)域性平均水平進(jìn)行評(píng)估和分析，也就是說(shuō)，監(jiān)測(cè)站的設(shè)定，要具備空間性、時(shí)間性的代表作用，能更好地反映出區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀以及變化趨勢(shì)，為更好地維持環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)效果提供保障[4]。

另一方面，站點(diǎn)的布設(shè)要結(jié)合城市規(guī)劃區(qū)域任務(wù)和要求，也要充分兼顧未來(lái)性區(qū)域發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，將空氣質(zhì)量作為研究重點(diǎn)，基于核心標(biāo)準(zhǔn)展開區(qū)域性分析工作，發(fā)揮設(shè)立站點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)作用，能盡量遵循有效對(duì)象監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、位置等開展相應(yīng)工作，也為空氣質(zhì)量監(jiān)督效果的全面優(yōu)化提供保障。

②設(shè)定監(jiān)測(cè)對(duì)象

依據(jù)城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的具體要求，要選定合適的監(jiān)測(cè)對(duì)象，確保監(jiān)測(cè)工作的完整性。目前，較為常見的監(jiān)測(cè)對(duì)象包括二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、PM10、PM2.5、臭氧等。嚴(yán)格按照《環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》中設(shè)定的具體內(nèi)容開展相應(yīng)的監(jiān)測(cè)活動(dòng)，以保證能有效確定環(huán)境空氣的質(zhì)量狀態(tài)，為全面優(yōu)化環(huán)境管理工作予以支持[5]。

③數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)上傳

在完成區(qū)域性環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作任務(wù)的基礎(chǔ)上，就要按照數(shù)字化應(yīng)用要求，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)完成數(shù)據(jù)的上傳和處理，從而尋找數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，并且形成自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)告。值得一提的是，在網(wǎng)絡(luò)化質(zhì)控平臺(tái)的支持下，依據(jù)國(guó)家環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及分析設(shè)備任務(wù)環(huán)節(jié)等，能建立實(shí)時(shí)性評(píng)估和執(zhí)行的管控模式，最大程度上減少環(huán)境空氣質(zhì)量對(duì)人們生活產(chǎn)生的不良影響。另外，數(shù)據(jù)上傳和數(shù)據(jù)分析也能及時(shí)公布在相應(yīng)公開網(wǎng)站上，以便于民眾能更直觀地了解區(qū)域性空氣質(zhì)量，做出出行準(zhǔn)備的同時(shí)，也能向全社會(huì)敲響“環(huán)?！钡木?。

例如，湖北省積極響應(yīng)國(guó)家環(huán)保要求，在2017年積極建立和升級(jí)省及周邊污染源清單，旨在全面了解大氣污染排放的情況，并開展清單編制工作，搭配定期更新機(jī)制，有效實(shí)現(xiàn)污染精準(zhǔn)化治理、空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警、重污染天氣應(yīng)急、短期和長(zhǎng)期減排效果評(píng)估等工作目標(biāo)[6]。選取襄陽(yáng)為試點(diǎn)，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的工作安排（見圖1），并從固定燃燒源、存儲(chǔ)與運(yùn)輸源、農(nóng)牧源、揚(yáng)塵源、工藝過(guò)程源、生物質(zhì)燃燒源、其他機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)源、道路移動(dòng)源等方面進(jìn)行了10個(gè)一級(jí)排放源、53個(gè)二級(jí)排放源的分析，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)后，進(jìn)行長(zhǎng)傳和匯總，形成湖北省固定燃燒源民用二氧化硫分布圖、湖北省道路移動(dòng)源氮氧化物分布圖等，以便于后續(xù)開展相應(yīng)的處理作業(yè)和監(jiān)督控制。

圖1 基本流程

(2)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)

環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值，因此，要落實(shí)完整的管控工作，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)作用，實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量全面監(jiān)督的目標(biāo)[7]。

第一，環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的落實(shí)能在集中收集數(shù)據(jù)證據(jù)的同時(shí)，獲取最直觀、最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理結(jié)果，并且完善綜合空氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)流程，確保統(tǒng)籌管理和監(jiān)控工作效果滿足預(yù)期，維持環(huán)境空氣質(zhì)量管理工作的水準(zhǔn)。

第二，借助環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，能實(shí)現(xiàn)多元化參數(shù)的實(shí)時(shí)性傳遞和管理，并且配合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中心，將相關(guān)數(shù)據(jù)直接回傳到中心站，在應(yīng)用技術(shù)的同時(shí)，還能建立智能處理模塊，以便于能為后續(xù)環(huán)境保護(hù)工作提供更加有效的指導(dǎo)建議。

第三，環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作體系的布局較為完整、科學(xué)，其抗干擾能力較好，在有效處理數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換工序的基礎(chǔ)上，也能維持實(shí)時(shí)性監(jiān)控管理的可靠性，減少環(huán)境空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成的影響，維持整體大氣環(huán)境監(jiān)管水平[8]。

第四，在環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)體系中，要想獲取實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)，需要對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行功能控制，傳統(tǒng)的人工管理模式會(huì)耗損大量的人力物力，甚至?xí)嬖谘訒r(shí)的問(wèn)題，而自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)置體系能最大程度上提高監(jiān)測(cè)工序的實(shí)效性水平，減少技術(shù)人員的工作難度和壓力，也為工作效率的全面優(yōu)化提供保障。

3.環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)

為了全面提升環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)的水平，要整合具體工作內(nèi)容和環(huán)節(jié)，提升綜合管控水平，在強(qiáng)化管理效能的同時(shí)，確保能搭建連續(xù)監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，配合有效且及時(shí)的監(jiān)督檢查環(huán)節(jié)，減少監(jiān)測(cè)工作難度和紕漏，促進(jìn)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作全面發(fā)展[9]。

(1)市場(chǎng)化改革機(jī)制

在環(huán)保制度逐步落實(shí)的基礎(chǔ)上，環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系也受到了廣泛關(guān)注，而隨著任務(wù)量的增加，環(huán)保系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)強(qiáng)度也在升高，無(wú)法完全滿足社會(huì)對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)的需求，尤其是環(huán)保系統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)力量的配置還存在難度?；诖?，市場(chǎng)化改革發(fā)展成為了重要的契機(jī)。借助市場(chǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制，有效應(yīng)用價(jià)格手段實(shí)現(xiàn)供需平衡，確保能發(fā)揮市場(chǎng)中各類資源應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，建立完整且規(guī)范的配置模型，并且，積極整合監(jiān)測(cè)市場(chǎng)化內(nèi)容，充分彌補(bǔ)政府等監(jiān)測(cè)體系“力不從心”的任務(wù)。

相較于西方國(guó)家，我國(guó)監(jiān)測(cè)社會(huì)機(jī)構(gòu)的發(fā)展較晚，為了更好地發(fā)揮其市場(chǎng)價(jià)值，為環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作創(chuàng)設(shè)良好的發(fā)展空間，就要積極優(yōu)化其發(fā)展要素，形成穩(wěn)步提升和管理的應(yīng)用控制體系，培育并且引導(dǎo)較為健康良性的檢測(cè)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。一方面，設(shè)立相應(yīng)的長(zhǎng)效監(jiān)督機(jī)制，針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行可控監(jiān)督和管理，積極推動(dòng)長(zhǎng)效性管理平臺(tái)的發(fā)展進(jìn)程，并且維持良好的管理效能。另一方面，要設(shè)立監(jiān)測(cè)門檻，按照規(guī)范化管理標(biāo)準(zhǔn)約束具體工作內(nèi)容，切實(shí)維護(hù)監(jiān)測(cè)工作市場(chǎng)化水平，最大程度上提高市場(chǎng)化改革工作的實(shí)際效果，為經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的雙贏提供保障[10]。

(2)事權(quán)的調(diào)控

在環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作模式轉(zhuǎn)型發(fā)展進(jìn)程中，也要對(duì)事權(quán)予以優(yōu)化控制，采取上收和垂管的方式，最大程度上發(fā)揮資源應(yīng)用價(jià)值，打造更加科學(xué)穩(wěn)定的管理模式，積極落實(shí)“國(guó)家考核、國(guó)家監(jiān)測(cè)”的管理方針，保證監(jiān)測(cè)內(nèi)容和服務(wù)方面更加靈活多樣。

在十八屆五中全會(huì)中，國(guó)家要求落實(shí)最嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)制度，而在行使職權(quán)的過(guò)程中，省以下環(huán)保機(jī)構(gòu)監(jiān)測(cè)監(jiān)察執(zhí)法工作內(nèi)容要實(shí)現(xiàn)垂直管理，將環(huán)境質(zhì)量控制要求、各部門制度模式、工作機(jī)制以及實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)和部門聯(lián)動(dòng)作為關(guān)鍵，保證相應(yīng)工作內(nèi)容都能有效開展，減少管理不到位造成的損失。與此同時(shí)，要積極推進(jìn)監(jiān)測(cè)工作規(guī)范化、有序化發(fā)展進(jìn)程，保證監(jiān)測(cè)行業(yè)能形成良好的業(yè)態(tài)結(jié)構(gòu)，最大程度上保證環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)化監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的發(fā)展目標(biāo)[11]。

4.結(jié)束語(yǔ)

總而言之，環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)工作具有重要的時(shí)代價(jià)值，各級(jí)政府要高度重視具體工作內(nèi)容，建立健全完整且規(guī)范的管理模式，將提高人們生活質(zhì)量作為目標(biāo)，合理性調(diào)控相關(guān)內(nèi)容，強(qiáng)化自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究力度的同時(shí)，向著多元方向轉(zhuǎn)型發(fā)展，促進(jìn)城市環(huán)保工作的進(jìn)步，為城市可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。