大氣污染環(huán)境監(jiān)測技術及治理

王曉東

(江西省南昌生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心,南昌 330000)

大氣污染環(huán)境檢測是采用專業(yè)的檢測技術對環(huán)境質(zhì)量進行評估和鑒定，明確化學指標、物理指標等相關參數(shù)，對大氣污染程度及大氣中的氣體成分進行評估和分析，并對大氣生態(tài)系統(tǒng)進行客觀評價。積極開展大氣污染環(huán)境監(jiān)測能夠有效明確環(huán)保工作的具體方向，準確分析大氣污染源，有效規(guī)避突發(fā)性污染風險，采取優(yōu)化措施，科學治理大氣環(huán)境。近年來，人們的環(huán)保意識不斷增強，治理大氣污染已成為人們關注的熱點。必須積極采取優(yōu)化措施，利用先進的大氣污染環(huán)境檢測技術改善大氣環(huán)境，為人們提供高質(zhì)量的生活空間。

1 大氣污染檢測

積極開展大氣污染檢測和治理能夠有效改善大氣環(huán)境，提升環(huán)境質(zhì)量。

大氣污染會對人們的身體產(chǎn)生直接影響，特別是對于嬰幼兒會直接影響其呼吸系統(tǒng)和消化系統(tǒng)及正常的生長發(fā)育。應積極開展大氣污染環(huán)境防治，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展模式，大力發(fā)展綠色環(huán)保的新興產(chǎn)業(yè)，更好地保護大氣環(huán)境，改善環(huán)境污染[1]。目前，大氣污染檢測發(fā)展迅速，市場規(guī)模不斷擴大，大氣污染治理技術和監(jiān)測技術也在不斷優(yōu)化升級，在一定程度上有效提高了大氣污染監(jiān)測效率。應明確監(jiān)測重點，分析廢氣排放量，包括二氧化硫、氮氧化物及其他微小顆粒的排放量，根據(jù)不同物質(zhì)采取針對性的治理措施，更好地改善大氣環(huán)境。目前，部分污染物排放量已超出了規(guī)定的環(huán)保標準，大氣污染問題日益突出，而監(jiān)測工作相對落后，無法積極開展大氣污染治理，因此需從整體出發(fā)，積極采取優(yōu)化措施，整治大氣環(huán)境(圖1)。

圖1 大氣污染治理的投入Fig.1 Investment in air pollution control

2 大氣污染環(huán)境監(jiān)測技術

2.1 無人機監(jiān)測技術

無人機監(jiān)測技術是大氣污染環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分，能夠有效改變傳統(tǒng)的靜態(tài)、人工操作，利用無人機對目標區(qū)域進行全面觀測和治理，具有成本較低、經(jīng)濟性較強、機動性強、靈活性好的優(yōu)點。目前，我國采用的無人機檢測技術，不僅可以搭載成像設備及錄像設備，及時傳輸與目標區(qū)域相關的數(shù)據(jù)和視頻信息，還能在無人機上安裝水質(zhì)檢測、大氣污染檢測等緊急設備，實時對大氣環(huán)境污染進行動態(tài)監(jiān)測，并將數(shù)據(jù)信息進行動態(tài)傳播。將無人機監(jiān)測技術與監(jiān)測系統(tǒng)平臺進行有機結合，打破了傳統(tǒng)人工監(jiān)測的局限性，令無人機監(jiān)測范圍更廣、檢測速度更快，并能夠有效規(guī)避惡劣天氣及復雜地形對無人機的影響。比如：可在無人機上安裝探測系統(tǒng)或氣體檢測儀，無人機在高空飛行中利用探測系統(tǒng)分析大氣成分，檢測大氣污染物，分析大氣中各類氣體的濃度，并將相關數(shù)據(jù)信息及時傳輸?shù)教綔y系統(tǒng)監(jiān)測平臺，為后續(xù)開展治理提供有效的數(shù)據(jù)支持。

2.2 氣態(tài)物質(zhì)檢測技術

該技術能夠詳細分析大氣中各類物質(zhì)的構成比例，分析大氣中的氣態(tài)物質(zhì)，為檢測人員提供更加精準的數(shù)據(jù)信息。開展監(jiān)測時，只需根據(jù)大氣環(huán)境污染的實際情況，分析大氣的具體構成，監(jiān)測氮氧化合物含量，采用化學手段或物理手段，利用發(fā)光或空氣稀釋方法檢測大氣中的二氧化硫濃度。可采取紫外熒光檢測法檢測大氣中的具體構成，詳細分析大氣中的氣態(tài)物質(zhì)，并采取相應的治理措施，更好地提升大氣質(zhì)量[2]。

2.3 紫外熒光檢測技術

紫外熒光檢測技術能夠有效區(qū)分大氣污染中的二氧化硫含量與濃度，使用機器設備，利用配套儀器發(fā)射紫外線，照射大氣樣品，令其中的二氧化硫與紫外線發(fā)生化學反應，激發(fā)二氧化硫的化學特性，從而分析二氧化硫的構成。進行監(jiān)測時，二氧化硫會根據(jù)熒光的波長發(fā)生相應的熒光反應，配套的儀器設備則能夠及時捕捉二氧化硫的變化情況，從而準確分析大氣樣本中二氧化硫的濃度，實現(xiàn)大氣環(huán)境監(jiān)測目標。使用紫外熒光檢測技術，可有效提高監(jiān)測結果的可行性和準確性，規(guī)避其他大氣氣體物質(zhì)的影響。監(jiān)測過程中不使用過多的化學藥品或物理藥品，避免出現(xiàn)過多的化學反應，造成監(jiān)測結果的不準確。采用該技術不需要投入過多的資金和人力，只需開啟配套設備，就能夠?qū)崿F(xiàn)自動化和智能化監(jiān)測，并將監(jiān)測結果實時同步傳輸給工作人員，使其更好地了解二氧化硫的具體含量，從而評估大氣環(huán)境污染等級。

2.4 衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術

采用衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術，需在目標區(qū)域內(nèi)設置不同的采樣點，從整體出發(fā)，合理布局采樣站的位置。目前，常用的布局方法主要有扇形布點法、圓形布點法、網(wǎng)格布點法等。本研究主要分析網(wǎng)格布點法，它將目標區(qū)域分成若干個大小不同的網(wǎng)格，并在兩條直線的交匯處設置采樣點，使采樣點能夠?qū)χ車W(wǎng)格進行全方位監(jiān)測，提高監(jiān)測質(zhì)量和監(jiān)測結果的準確性。設置衛(wèi)星遙感采樣點時，要詳細分析目標區(qū)域的方向、建筑密度及人口密度，防止其他因素對監(jiān)測結果產(chǎn)生影響，更好地保障大氣成分監(jiān)測的精準性。此外，衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術能夠有效分析大氣成分，獲得溫室氣體、氣體濃度、輻射量等相關指標，從而根據(jù)上述參數(shù)準確分析大氣的氣體構成，預測大氣氣體的變化趨勢，為后續(xù)開展大氣治理提供準確的數(shù)據(jù)支持。此外，衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術還能夠?qū)Τ粞鯇舆M行檢測，分析物質(zhì)構成，便于后續(xù)采取針對性的防護措施，充分發(fā)揮臭氧層自身的氣體保護作用，避免破壞生物多樣性，影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和平衡。

3 提升大氣污染治理效果的方法

3.1 積極開展宣傳工作

導致大氣污染的原因復雜多樣，包括自然因素和人為因素。大氣污染與人們的生產(chǎn)生活關系密切，如果沒有對排放氣體進行有效治理，廢棄物未達到排放標準就隨意排放，則有可能造成大氣污染，嚴重影響人們的生活環(huán)境，降低大氣空氣質(zhì)量。要想有效開展大氣污染環(huán)境治理，必須采取優(yōu)化措施，做好大氣污染環(huán)境治理的宣傳工作，讓人們能夠認識到生產(chǎn)生活與大氣環(huán)境質(zhì)量的關系，從整體出發(fā)，積極改變行為方式，提高對大氣環(huán)保及大氣污染的重視程度，更好地配合政府相關部門開展大氣污染環(huán)境治理，獲得良好的大氣污染治理效果。要積極開拓宣傳渠道，利用先進的信息技術和互聯(lián)網(wǎng)技術，創(chuàng)辦宣傳網(wǎng)站及線上宣傳平臺，使人們能夠利用碎片化的時間接收移動化、智能化的治理信息，提升宣傳水平，真正達到宣傳效果。此外，應積極加強資金和人才投入，通過播放公益廣告和宣傳片的形式，讓人們真正了解大氣污染的形成過程，了解基礎的防控知識，從源頭出發(fā)，減少大氣污染，遏制大氣環(huán)境的惡化，實現(xiàn)大氣環(huán)境治理目標。

3.2 應用熱破壞法

熱破壞法是治理大氣污染的重要技術，分為直接燃燒和催化燃燒兩種類型，主要利用熱破壞和熱分解的工作原理，破壞VOC中原有的組成成分，打破VOC中各成分的濃度，令其逐漸發(fā)生分解自由基等化學反應，從而真正降低VOC中的有機物含量，減輕VOC對大氣環(huán)境的危害。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用熱破壞法能夠很好地實現(xiàn)大氣污染治理(圖2)，特別是對于低濃度的VOC，能夠直接燃燒其中的有機物，燃燒效率可達99%以上。該方法使用的催化燃燒，是以金屬或金屬鉛作為主要的催化劑，雖然能夠提高大氣污染治理效率，但投入成本較高，在部分地區(qū)無法得到有效使用，限制了該技術的推廣和應用。因此，采用大氣污染治理方法時，要結合目標區(qū)域的實際狀況，選取有針對性的治理方法，更好地提高大氣污染環(huán)境治理質(zhì)量。

圖2 熱破壞法Fig.2 Thermodestruction method

4 實際案例分析

某城市工業(yè)區(qū)在生產(chǎn)過程中，每日排放了大量的廢水、廢氣。為提高大氣質(zhì)量，該工業(yè)區(qū)配合環(huán)境監(jiān)測和治理工作，發(fā)現(xiàn)排放的廢氣中VOC含量嚴重超標，因此必須積極采取優(yōu)化措施。采用熱破壞法、生物法等，降低VOC濃度，去除VOC中的有機物，實現(xiàn)了理想的治理效果。

表1 分散治理和集中治理實際投入成本分析Tab.1 Analysis of actual input cost of decentralized and centralized governance

通過表1可以看出，采用分散治理的方式，成本為：5 000+29 800+110+3 700=38 610元；采用集中治理的方式，成本為：2 800+5 000+6 700+9+133=14 642元。對比發(fā)現(xiàn)，集中治理成本更低，可予以推廣。

5 結束語

大氣環(huán)境質(zhì)量會對人們的健康產(chǎn)生影響，因此必須積極采取優(yōu)化措施，加強環(huán)境監(jiān)測技術和治理技術的研發(fā)和應用，提高大氣污染環(huán)境治理質(zhì)量，為人們營造更加健康、安全的生活空間。