大氣環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用及布點方法

魏 靜

（江蘇省鎮(zhèn)江環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

引言

隨著社會各界對環(huán)境污染危害性的深入了解，人們的環(huán)保意識有了普遍提高，故而越來越關(guān)注環(huán)境保護(hù)與治理效果。在開展環(huán)境保護(hù)與治理工作之前，首先要通過高質(zhì)量、高水準(zhǔn)的大氣環(huán)境監(jiān)測，詳細(xì)了解大氣環(huán)境中的主要污染成分和環(huán)境污染程度，然后在此基礎(chǔ)上制定針對性保護(hù)與治理措施，由此可見，大氣環(huán)境監(jiān)測成果會對環(huán)境保護(hù)與治理效果產(chǎn)生重大影響。經(jīng)實踐證明，大氣環(huán)境監(jiān)測成果準(zhǔn)確性與監(jiān)測布點合理性息息相關(guān)，因此亟需開展大氣環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用及布點方法研究。

1 大氣環(huán)境監(jiān)測概述

大氣環(huán)境監(jiān)測是對大氣中污染物的濃度和變化趨勢進(jìn)行監(jiān)測，以進(jìn)一步分析其對環(huán)境產(chǎn)生的影響，包括對空氣質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成的影響等。常見的監(jiān)測污染物包括一氧化碳、臭氧、硫氧化物等。這些污染物是大氣污染的主要指標(biāo)，監(jiān)測其濃度變化可以反映出大氣環(huán)境的質(zhì)量狀況。一種常用的監(jiān)測方法是在特定區(qū)域內(nèi)設(shè)置監(jiān)測點位，通過采樣和分析來了解當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境狀況。監(jiān)測方法中通常涉及專業(yè)的監(jiān)測設(shè)備和儀器，如氣相色譜儀、質(zhì)譜儀等。由于大氣環(huán)境監(jiān)測涉及的檢測項目較多，同時還需要考慮多個影響因素，如氣象條件、地形地貌等。因此，監(jiān)測的復(fù)雜度較高，需要進(jìn)行全面而細(xì)致的分析[1]。

2 大氣環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用

2.1 監(jiān)測移動排污源

移動排污源包括車輛、機(jī)械設(shè)備等。監(jiān)測過程中應(yīng)當(dāng)選擇適合的移動污染源監(jiān)測專業(yè)設(shè)備，如移動式氣體分析儀、顆粒物采樣器等，確保監(jiān)測的準(zhǔn)確性和可靠性。對監(jiān)測獲得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析和解讀，識別污染源排放特征和變化趨勢，為進(jìn)一步采取控制措施提供依據(jù)。將監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和歸納，編制科學(xué)系統(tǒng)的監(jiān)測報告，包括監(jiān)測方法、結(jié)果分析、建議措施等內(nèi)容。監(jiān)測報告可以為環(huán)境部門的執(zhí)法工作提供重要信息和證據(jù)支持，幫助開展有效的環(huán)境執(zhí)法行動[2]。

2.2 提升大氣污染治理效果的對比分析方法

利用監(jiān)測數(shù)據(jù)開展對比分析，以提高大氣污染治理效果的方法重點總結(jié)如下：分析監(jiān)測污染物種類和含量變化：通過對不同階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，找出污染物的變化趨勢，并確定治理的重點和優(yōu)先級。對比判斷治理效果是否符合預(yù)期：將治理前后的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，評估治理效果是否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，根據(jù)結(jié)果調(diào)整治理方案，提高治理的針對性和有效性。核對生產(chǎn)和排污數(shù)據(jù)：對比監(jiān)測數(shù)據(jù)和企業(yè)自身的生產(chǎn)和排污數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)或違規(guī)情況，并及時采取措施，關(guān)閉涉及企業(yè)并追究責(zé)任。及時整改超標(biāo)情況：一旦監(jiān)測到超標(biāo)情況，立即聯(lián)系排污企業(yè)，制定整改方案，確保污染源得到有效控制[3]。

3 大氣環(huán)境監(jiān)測布點方法

大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崟r、連續(xù)地監(jiān)測空氣質(zhì)量和污染物濃度，提供準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為環(huán)境管理、政策制定和應(yīng)急響應(yīng)提供科學(xué)依據(jù)。通過多個監(jiān)測點的布設(shè)，可以獲取不同地區(qū)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行對比與分析，了解污染物的傳輸和擴(kuò)散規(guī)律，為制定大氣污染治理措施提供參考。

3.1 網(wǎng)格布點法

網(wǎng)格布點法是一種常用的監(jiān)測點位設(shè)置方法，通過將監(jiān)測區(qū)域劃分為網(wǎng)格，然后在每個網(wǎng)格中設(shè)置監(jiān)測點位，以實現(xiàn)對整個區(qū)域的全面監(jiān)測。網(wǎng)格參數(shù)的科學(xué)設(shè)定非常重要，應(yīng)考慮污染源的分布情況、地理位置、風(fēng)向風(fēng)速等因素，以確保監(jiān)測點的合理布置。根據(jù)實際情況，可以進(jìn)行參數(shù)調(diào)整和優(yōu)化。網(wǎng)格布點法通常會在整個監(jiān)測區(qū)域內(nèi)設(shè)置大量的監(jiān)測點位，這樣可以獲得更多的數(shù)據(jù)樣本，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。通過密集的監(jiān)測點數(shù)據(jù)，可以分析污染物在時空上的分布和擴(kuò)散趨勢，有助于了解污染源的影響范圍及其變化情況。網(wǎng)格布點法適用于污染物分布相對均勻的區(qū)域，或者污染源較為密集的地區(qū)，能夠較好地反映整個區(qū)域的污染狀況。設(shè)置大量的監(jiān)測點位需要投入較多的人力、物力以及經(jīng)濟(jì)成本，因此在實際應(yīng)用中需要綜合考慮資源的可行性和效益。由于網(wǎng)格布點法主要是在固定位置設(shè)置監(jiān)測點位，并不能直接反映局部高濃度污染情況，因此在某些特定情況下可能需要結(jié)合其他監(jiān)測方法來獲取更詳細(xì)的信息。網(wǎng)格布點法可以為后續(xù)的污染監(jiān)測工作提供客觀可靠的數(shù)據(jù)支持，為制定治理策略和評估治理效果提供重要依據(jù)。

3.2 扇形布點法

扇形布點法適用于單個高架點源的監(jiān)測，這種方法主要用于分析和評估單個污染源對周圍環(huán)境的影響。以污染源為中心沿主導(dǎo)風(fēng)向布設(shè)扇形監(jiān)測范圍，可以更好地反映污染物在空氣中的傳輸和擴(kuò)散情況。扇形弧度一般在45～90度之間，具體大小可根據(jù)實際情況和監(jiān)測要求進(jìn)行確定。在扇形范圍內(nèi)不同方向設(shè)置4～6個監(jiān)測點，以覆蓋整個扇形范圍，確保數(shù)據(jù)采集的代表性和全面性。扇形布點法主要應(yīng)用于判斷污染源對周圍環(huán)境的影響程度和范圍，可以提供針對性的污染源控制策略和預(yù)警預(yù)測。由于扇形布點法適合主導(dǎo)風(fēng)向穩(wěn)定的區(qū)域，適用于單個高架點源監(jiān)測。在存在多個污染源的情況下，可能需要結(jié)合其他監(jiān)測方法來綜合考慮。扇形布點法具有靈活度高、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確等優(yōu)點，可以提供相對精確的污染監(jiān)測數(shù)據(jù)。根據(jù)具體情況，可以調(diào)整扇形范圍的大小和采樣點的位置，以滿足實際監(jiān)測需求和安全要求。盡管扇形布點法具有一定優(yōu)勢，但其局限性在于無法滿足大規(guī)模監(jiān)測的需要。對于覆蓋面積較大或污染源分布廣泛的區(qū)域，可能需要結(jié)合其他布點方法來進(jìn)行綜合監(jiān)測。

3.3 功能區(qū)布點法

功能區(qū)布點法是根據(jù)監(jiān)測區(qū)域的功能分區(qū)來設(shè)置監(jiān)測點的方法，通過考慮不同區(qū)域的功能特點，可以更好地反映不同功能區(qū)的環(huán)境質(zhì)量和污染狀況。每個功能區(qū)的人口密度和污染源分布可能存在差異，因此需要將功能區(qū)進(jìn)一步細(xì)分，并針對不同的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測。在城市區(qū)域，由于功能復(fù)雜且相互滲透，簡單的功能區(qū)劃分可能無法準(zhǔn)確反映實際情況，因此功能區(qū)布點法在這種情況下的應(yīng)用效果不佳。在使用功能區(qū)布點法之前，需要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，了解各個功能區(qū)的人口分布和污染源的分布情況，以便確定合適的監(jiān)測點位置。

根據(jù)具體情況，可以靈活地調(diào)整監(jiān)測方案，選擇具有代表性的監(jiān)測點，以確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。功能區(qū)布點法的主要目的是提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，通過充分考慮不同功能區(qū)的特點，可以更好地了解環(huán)境質(zhì)量和污染狀況。

3.4 同心圓布點法

同心圓布點法是一種常用的大氣環(huán)境監(jiān)測布點方法，它基于同心圓的思想，在特定區(qū)域內(nèi)以一個中心點為起點，按照一定的半徑范圍劃定不同層次的環(huán)形區(qū)域，并在每個環(huán)形區(qū)域內(nèi)選擇監(jiān)測點進(jìn)行布設(shè)。具體操作步驟如下：

（1）確定監(jiān)測區(qū)域：根據(jù)需要監(jiān)測的范圍和目標(biāo)確定監(jiān)測區(qū)域的位置和范圍。

（2）設(shè)定中心點：選擇一個代表該區(qū)域大氣環(huán)境的中心點，可以是某個地理位置或重點污染源的位置。

（3）劃定同心圓：以中心點為起點，按照事先設(shè)定的半徑范圍劃分出多個同心圓。

（4）布設(shè)監(jiān)測點：在每個同心圓內(nèi)選擇合適數(shù)量的監(jiān)測點，并確保監(jiān)測點的布設(shè)密度合理均勻，能夠充分反映該區(qū)域的大氣環(huán)境狀況。

（5）考慮外部因素：在確定監(jiān)測點位置時，需要考慮外部因素的影響，如交通、地形等，合理選擇位置以減少干擾因素。

等到我們再見到愛米麗小姐時，她已經(jīng)發(fā)胖了，頭發(fā)也已灰白了。以后數(shù)年中，頭發(fā)越變越灰，變得象胡椒鹽似的鐵灰色，顏色就不再變了。直到她七十四歲去世之日為止，還是保持著那旺盛的鐵灰色，像是一個活躍的男子的頭發(fā)。

（6）考慮目標(biāo)要素：根據(jù)具體的監(jiān)測目標(biāo)，選擇合適的監(jiān)測參數(shù)和監(jiān)測方法，并確保監(jiān)測點能夠覆蓋到這些目標(biāo)要素。

同心圓布點法的優(yōu)點是簡單易行、布點均勻，能夠較全面地反映大氣環(huán)境狀況。然而，在實際操作中，還需綜合考慮其他因素，如經(jīng)濟(jì)性、可行性和實時性等，結(jié)合實際情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

4 大氣環(huán)境監(jiān)測案例分析

4.1 區(qū)域和時段概況

該案例分析基于一個包含9 000個網(wǎng)格單元的大氣環(huán)境監(jiān)測模型，用于計算不同地點的污染物濃度值。該模型可以評估空氣質(zhì)量，并提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析和可視化結(jié)果，以便對污染源進(jìn)行監(jiān)測和管理。通過這種方法，可以實時監(jiān)測和評估不同地區(qū)的空氣質(zhì)量，為環(huán)境保護(hù)和決策提供有力支持。

4.2 合理設(shè)定監(jiān)測站點

監(jiān)測站點數(shù)量設(shè)定為21個。

4.3 科學(xué)設(shè)定情景

第1個情景：基于常見的空氣質(zhì)量指數(shù)，如二氧化硫、PM10和二氧化氮等污染物，我們可以將它們的濃度值進(jìn)行組合，并開展綜合評價。通過監(jiān)測這些污染物的濃度，我們能夠分析空氣質(zhì)量的整體狀況，并根據(jù)評價結(jié)果采取相應(yīng)的環(huán)境管理措施，以改善空氣質(zhì)量。

4.4 分析研究結(jié)果

使用合適的統(tǒng)計方法和數(shù)據(jù)處理技術(shù)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、篩選和插值處理，以得到高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集。同時，利用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)將數(shù)據(jù)以圖表或地圖等形式展示出來，以便更好地理解數(shù)據(jù)分布和趨勢。通過計算監(jiān)測數(shù)據(jù)的均值、百分位值等統(tǒng)計指標(biāo)，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和評估。與其他數(shù)據(jù)集或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。將優(yōu)化后的監(jiān)測數(shù)據(jù)與國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，判斷數(shù)據(jù)是否符合環(huán)境質(zhì)量要求，以評估監(jiān)測站點的布置是否合理。

5 優(yōu)化大氣環(huán)境監(jiān)測布點方法的有效措施

5.1 大氣監(jiān)測布點與障礙物影響要點總結(jié)

大氣監(jiān)測布點位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離障礙物，以避免對數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響。障礙物如建筑物、樹木等可能會阻擋空氣流動和污染物擴(kuò)散，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。因此，在選擇監(jiān)測點位時，應(yīng)盡量選擇遠(yuǎn)離障礙物的開闊場地，以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性和可靠性。障礙物的存在會改變風(fēng)向和風(fēng)速等氣象條件，進(jìn)而影響污染物的傳輸和分布，這可能導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)的波動和不穩(wěn)定性，降低監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和可比性。

5.2 開展環(huán)境監(jiān)測關(guān)鍵及要點總結(jié)

要做好環(huán)境監(jiān)測，首先需要了解當(dāng)?shù)丨h(huán)境狀況，包括氣象因素、污染源分布等，選擇合適的監(jiān)測點位，以確保能夠全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測到污染物的濃度和分布情況?？紤]風(fēng)向等因素，保證監(jiān)測點能夠代表周圍區(qū)域的空氣質(zhì)量。了解監(jiān)測區(qū)域的特點，包括地理、氣候、污染源分布等情況，根據(jù)實際需求選擇合適的監(jiān)測設(shè)備，并確保設(shè)備的靈敏度、精度和適應(yīng)性，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。合理設(shè)置監(jiān)測設(shè)備的參數(shù)和工作模式，確保設(shè)備在正常工作范圍內(nèi)，并進(jìn)行定期校準(zhǔn)和維護(hù)，以獲取更準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)測需求，靈活選擇監(jiān)測參數(shù)和采樣頻率，確保數(shù)據(jù)的代表性和一致性。根據(jù)監(jiān)測目的和要求，進(jìn)行系統(tǒng)性分析，確定合適的采樣點位，以覆蓋監(jiān)測區(qū)域不同污染源和污染物的分布范圍。同時，要考慮采樣點位之間的距離和分布均勻性，以最大程度地提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性和可比性。

6 布點原則

（1）監(jiān)測區(qū)域范圍要大于等于布點覆蓋范圍：為了能夠全面了解監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大氣環(huán)境狀況，監(jiān)測區(qū)域的范圍應(yīng)涵蓋所有的布點位置，更大的范圍可以提供更全面的數(shù)據(jù)支持。

（2）無風(fēng)時布點在污染源處，有風(fēng)時在下風(fēng)口：無風(fēng)時布點在污染源附近可以最直接地捕捉到污染物排放情況，而有風(fēng)時則應(yīng)選取在污染物傳輸路徑上的下風(fēng)口，以便更好地掌握污染物的擴(kuò)散和影響范圍。

（3）選擇相對空曠位置，增加人口密集區(qū)域布點：為了更好地反映整體情況，應(yīng)選擇相對空曠的位置進(jìn)行布點，避免受到局部因素的干擾。同時，在人口密集區(qū)域也應(yīng)增加布點密度，以更好地了解人們所處環(huán)境的大氣質(zhì)量。

（4）布點具有代表性，可以反映整體情況：布點應(yīng)該具備代表性，能夠反映整個監(jiān)測區(qū)域的大氣環(huán)境狀況。這需要考慮到地理條件、人口分布、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等因素，使得布點能夠較好地代表整個區(qū)域。

（5）布點位置的污染物濃度與周圍一致，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確：為確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，布點位置的污染物濃度應(yīng)與周圍地區(qū)的濃度一致，這需要綜合考慮污染源分布、風(fēng)向風(fēng)速等因素，并進(jìn)行合理的計算和分析。

7 結(jié)語

由于我國化工領(lǐng)域的持續(xù)茁壯發(fā)展和汽車工業(yè)的日漸繁榮，促使我國環(huán)境問題不斷加劇，故而迫切需要繼續(xù)加大環(huán)境管理工作力度，并持續(xù)深入開展環(huán)境保護(hù)與治理工作。鑒于大氣環(huán)境監(jiān)測在環(huán)境保護(hù)與治理方面能夠發(fā)揮不可替代的重要作用，因此上文詳細(xì)分析了大氣環(huán)境監(jiān)測的應(yīng)用及布點方法，并參考實際案例梳理了大氣環(huán)境監(jiān)測布點方法的優(yōu)化措施，希望助力我國環(huán)保事業(yè)發(fā)展。