基于智慧環(huán)保的大氣環(huán)境監(jiān)測布點研究

喻艷菁

（南昌市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，江西 南昌 330038）

引言

2021年11月，中共中央、國務(wù)院就污染防治工作提出相關(guān)政策指導(dǎo)，強調(diào)要找準(zhǔn)方向，采用科學(xué)的方法治理污染，要在法律規(guī)定范圍內(nèi)治理污染，實現(xiàn)節(jié)能減排，保護自然生態(tài)環(huán)境，努力建設(shè)人與自然和諧共生的美麗中國。在這種政策環(huán)境下，有關(guān)部門應(yīng)該將各項政策落到實處，結(jié)合實際情況，選擇合適的環(huán)境監(jiān)測布點點位，提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，為順利進行大氣環(huán)境污染治理工作提供有效依據(jù)?；诖?，在智慧環(huán)保理念下，如何設(shè)置大氣環(huán)境監(jiān)測點位以及控制大氣環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量，是本文需要研究的重要內(nèi)容。

1 大氣環(huán)境監(jiān)測布點點位選取原則

1.1 堅持實用性原則

有關(guān)部門工作人員利用專業(yè)設(shè)備工具對大氣環(huán)境進行監(jiān)測，其主要目的在于及時發(fā)現(xiàn)粉塵、煙、霧、二氧化硫等污染物，分析環(huán)境污染問題產(chǎn)生的原由，再及時采取針對性的防治措施，解決環(huán)境污染問題，保證大氣環(huán)境質(zhì)量[1]。所以，要想保證大氣環(huán)境監(jiān)測工作質(zhì)量，關(guān)鍵還是要堅持實用性原則，合理選擇大氣環(huán)境監(jiān)測點。也就是說，監(jiān)測人員在布置監(jiān)測點時，要先分析監(jiān)測點位與監(jiān)測結(jié)果之間的關(guān)系，確保監(jiān)測結(jié)果具有一定的實用性，而且要考慮污染物的布局和有關(guān)數(shù)據(jù)信息。比如，對于一些建成區(qū)面積在50到100 km2之間且人口密度較高的城市，考慮到監(jiān)測結(jié)果的實用性，監(jiān)測人員至少應(yīng)該布置4個監(jiān)測點，同時將監(jiān)測布點高度確定在人體正常高度范圍之內(nèi)，即1—2 m之間；對于一些建成區(qū)面積在20—50 km2之間、人口密度相對較低且動植物較多的城市，考慮到監(jiān)測結(jié)果的實用性和運用性，監(jiān)測人員至少應(yīng)該布置2個監(jiān)測點，同時提高監(jiān)測布點的高度，即將監(jiān)測點設(shè)置在與植物葉面距離等高的位置，保證監(jiān)測結(jié)果的有效性和實用性。

1.2 堅持可比性原則

一般情況下，大氣環(huán)境污染類型比較多，且污染濃度和污染擴散的強度與當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境有一定關(guān)系。目前，國家愈發(fā)重視生態(tài)環(huán)境保護，并發(fā)布了一系列政策，為全國各有關(guān)部門加強污染防治提供了有效指導(dǎo)。加強污染防治的關(guān)鍵在于分析污染源和污染類型，明確污染發(fā)生的緣由，這便需要監(jiān)測人員堅持可比性原則，合理設(shè)置監(jiān)測點位，獲取真實的監(jiān)測數(shù)據(jù)[2]。實際過程當(dāng)中，監(jiān)測人員圍繞大氣環(huán)境監(jiān)測區(qū)域，收集、對比和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，對區(qū)域大氣污染情況進行深入了解，進一步分析大氣污染程度和擴散速度。在此基礎(chǔ)上，監(jiān)測人員可以進一步了解該區(qū)域大氣污染物的類型和污染程度，并對其進行等級劃分，明確污染問題產(chǎn)生原因，以便有關(guān)部門針對性地采取治理措施，提高大氣環(huán)境質(zhì)量。

1.3 堅持代表性原則

大氣環(huán)境監(jiān)測布點點位選取過程中，監(jiān)測人員除了要遵循實用性原則外，還要堅持代表性原則。具體來講，監(jiān)測人員在確定監(jiān)測點時，既要確保該點位可以發(fā)現(xiàn)大氣環(huán)境污染程度和擴散情況，同時又能夠精準(zhǔn)評估空氣質(zhì)量，在為環(huán)境污染治理工作提供依據(jù)的同時，還能為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟建設(shè)和發(fā)展提供有益參考[3]。監(jiān)測人員選定監(jiān)測點，其根本目的在于進行現(xiàn)場樣品采集，分析監(jiān)測區(qū)域大氣環(huán)境中的污染物及污染濃度，這要求監(jiān)測人員在設(shè)置監(jiān)測點位時，要盡量確保采樣條件的一致性和穩(wěn)定性。監(jiān)測人員要從多個角度出發(fā)，在合理的監(jiān)測布點方法支持下，選擇合適的監(jiān)測點，使其具有較強的代表性，實現(xiàn)大氣環(huán)境監(jiān)測目標(biāo)。

針對大氣環(huán)境監(jiān)測點位布置，監(jiān)測人員要嚴(yán)格遵循準(zhǔn)確性、代表性、統(tǒng)一性等原則，廣泛收集大氣環(huán)境污染數(shù)據(jù)信息，使大氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)更具參考性和實用性。同時，監(jiān)測人員還要遵循科學(xué)性、合理性、可比性的原則，在保證監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的情況下，使其與其他區(qū)域監(jiān)測數(shù)據(jù)具有一定可比性，這樣有助于環(huán)境污染治理措施的進一步完善和優(yōu)化。

2 基于智慧環(huán)保的大氣環(huán)境監(jiān)測布點方法應(yīng)用

2.1 按照固定比例對監(jiān)測區(qū)域進行網(wǎng)格劃分

監(jiān)測人員可以按照固定比例，對選定好的監(jiān)測區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，這種方法又稱做網(wǎng)格布點法。在網(wǎng)格布點法的應(yīng)用過程中，監(jiān)測人員需要先了解大氣環(huán)境污染情況，了解監(jiān)測區(qū)域的地理環(huán)境特征，再按照既定比例，將監(jiān)測區(qū)域劃分為多個網(wǎng)格。與其他監(jiān)測布點優(yōu)化方法不同的是，網(wǎng)格布點法的應(yīng)用能夠使監(jiān)測人員得到更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，而且監(jiān)測點位的布置也有一定規(guī)律，監(jiān)測人員可以使用相關(guān)技術(shù)手段對監(jiān)測數(shù)據(jù)展開進一步的分析，了解任意時間段污染物擴散的情況，分析污染物擴散的動態(tài)趨勢，找到規(guī)律，為后續(xù)污染治理工作提供有效依據(jù)。

一般情況下，如果監(jiān)測區(qū)域污染物分布比較均勻，那么監(jiān)測人員一般會采用網(wǎng)格布點法。但是，這種監(jiān)測布點方法會導(dǎo)致監(jiān)測點位數(shù)量增加，所耗費的人力和時間成本相對較大。而且，如果監(jiān)測人員使用網(wǎng)格布點法對污染物較多的區(qū)域進行監(jiān)測，那么將會影響監(jiān)測點的建立，進而影響大氣環(huán)境污染情況的監(jiān)測效果。因此，在大氣環(huán)境監(jiān)測布點過程中，監(jiān)測人員既要考慮當(dāng)?shù)氐牡匦魏吞鞖庖蛩?，同時又要考慮監(jiān)測結(jié)果的可靠性和可實用性，而且要選擇合適的監(jiān)測布點方法，才能保證監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.2 結(jié)合監(jiān)測環(huán)境實施扇形布點法

監(jiān)測人員可以結(jié)合監(jiān)測環(huán)境，劃分出一個扇形范圍作為監(jiān)測范圍，要注意控制扇形的弧度，最小弧度不低于45度，最大弧度不高于90度。同時，監(jiān)測人員要先將當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、天氣氣候、地形等要素考慮進去，并在劃分的扇形范圍內(nèi)布置監(jiān)測點，監(jiān)測點數(shù)量一般在5個左右。通常情況下，扇形布點法更適用于監(jiān)測單個污染源，這樣可以保證污染源風(fēng)向的穩(wěn)定性，有利于更好地監(jiān)測大氣環(huán)境污染源[4]。為了進一步了解大氣環(huán)境污染源對周邊居民生活的影響，監(jiān)測人員一般會使用扇形布點法，一是使用這種布點方法所監(jiān)測到的范圍更大更廣，獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確、全面，二是這種布點方法具有靈活性特征，可以依照環(huán)境的變化而調(diào)整扇形弧度，具有較強的靈活性，使大氣環(huán)境污染源監(jiān)測更加便捷化。

2.3 結(jié)合監(jiān)測區(qū)域的功能進行功能區(qū)劃分

監(jiān)測人員可以結(jié)合監(jiān)測區(qū)域功能，對各監(jiān)測區(qū)域進行功能區(qū)劃分，再合理選擇監(jiān)測布點點位，這種方法又稱作功能區(qū)布點法。由于功能的不同，各區(qū)域之間存在人口分布差異和企業(yè)分布差異。因此，在進行大氣環(huán)境監(jiān)測之前，監(jiān)測人員應(yīng)該對各功能區(qū)進行細分，明確各區(qū)域之間的差異性，為大氣環(huán)境監(jiān)測布點的優(yōu)化提供有效參考依據(jù)。與此同時，為提升功能區(qū)布點法在大氣環(huán)境監(jiān)測布點中的實際作用和價值，監(jiān)測人員要做好相應(yīng)的調(diào)研工作，將監(jiān)測區(qū)域人口、污染情況等盡數(shù)納入調(diào)研范圍，得到調(diào)研數(shù)據(jù)，再結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況選擇合適的布點方案，確定監(jiān)測點，保證監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，提升大氣環(huán)境監(jiān)測工作質(zhì)量。

2.4 圍繞重點監(jiān)測區(qū)域繪制圓形監(jiān)測范圍

監(jiān)測人員可以圍繞重點監(jiān)測區(qū)域繪制同心圓，確定監(jiān)測范圍，再合理選擇監(jiān)測布點點位，這種方法又稱作同心圓布點法?；谕膱A的特點，兩個圓形之間既存在共同的監(jiān)測區(qū)域，又存在不同的監(jiān)測區(qū)域。這種監(jiān)測方法不僅可以提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還能為后續(xù)污染源分析提供重要的數(shù)據(jù)支持。需要注意的是，監(jiān)測人員在應(yīng)用同心圓布點法時，要注意調(diào)整監(jiān)測點位置和數(shù)量。一般情況下，監(jiān)測人員會采用光束交叉的方式來調(diào)整監(jiān)測點的布置。

3 基于智慧環(huán)保的大氣環(huán)境監(jiān)測布點的質(zhì)量控制策略

3.1 合理設(shè)置監(jiān)測點高度，避開污染源和障礙物

智慧環(huán)保理念下，為更好地把控大氣環(huán)境監(jiān)測工作質(zhì)量，監(jiān)測人員在正式進行監(jiān)測之前，要先考察監(jiān)測區(qū)域的地理位置，再合理設(shè)置監(jiān)測點高度，同時盡可能避開污染源和障礙物，保障監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和實用性。其一，合理設(shè)置監(jiān)測點高度。從某種程度上來說，監(jiān)測結(jié)果是否準(zhǔn)確與監(jiān)測點的高度有一定關(guān)系。因此，監(jiān)測人員在布置監(jiān)測點時要從綜合角度出發(fā)，首先考慮監(jiān)測結(jié)果的實用性，再將監(jiān)測點的高度控制在合理范圍內(nèi)。比如，監(jiān)測人員要按照相關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格控制污染源的高度和監(jiān)測點的高度之間的距離，再結(jié)合氣象資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析和預(yù)測。而且，研究對象不同，監(jiān)測點的高度值可能也會存在一定差異。監(jiān)測人員要以監(jiān)測目的為導(dǎo)向，綜合研究對象對人體、動物和植物等的影響，布設(shè)不同高度的監(jiān)測點；其二，避開污染源。監(jiān)測人員在布置監(jiān)測點時，要先找到污染源再避開污染源，原因在于監(jiān)測結(jié)果與污染源排污情況有一定關(guān)系，監(jiān)測點與污染源之間的距離越近，監(jiān)測數(shù)據(jù)越容易受到影響，導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果不準(zhǔn)確，無法為環(huán)境治理工作提供有效依據(jù)。因此，監(jiān)測人員在布置監(jiān)測點時，可以先利用相關(guān)技術(shù)工具排查并找到污染源，再結(jié)合相關(guān)專業(yè)知識，分析現(xiàn)有的污染源排污量對監(jiān)測布點的影響。如果污染源排污量對監(jiān)測布點的影響比較大，那么監(jiān)測人員應(yīng)該嚴(yán)格控制污染源和監(jiān)測點之間的距離，在盡可能遠離污染源的位置布置監(jiān)測點，準(zhǔn)確捕捉大氣環(huán)境中的粉塵、二氧化硫等污染物，順利完成監(jiān)測任務(wù)。

3.2 考慮天氣季節(jié)等因素，優(yōu)化監(jiān)測布點設(shè)置流程

為保證大氣環(huán)境監(jiān)測工作質(zhì)量，監(jiān)測人員還要充分考慮當(dāng)時的天氣、季節(jié)等因素，合理調(diào)整監(jiān)測布點，同時優(yōu)化監(jiān)測布點設(shè)置流程。其一，考慮天氣季節(jié)等因素。大氣環(huán)境監(jiān)測布點過程中，監(jiān)測人員要考慮當(dāng)時的風(fēng)向、風(fēng)力、溫度和濕度等天氣因素[5]。如果某地風(fēng)力較大，那么監(jiān)測人員應(yīng)該根據(jù)風(fēng)向設(shè)置多個監(jiān)測點，以動態(tài)了解大氣環(huán)境污染關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)的變化情況。如果當(dāng)時的溫濕度較大，那么監(jiān)測人員應(yīng)該首先了解現(xiàn)場實際情況，然后再調(diào)整監(jiān)測點的位置，將監(jiān)測頻次控制在合理范圍內(nèi)，確保得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠；其二，優(yōu)化監(jiān)測布點設(shè)置流程。首先，監(jiān)測人員要確定大氣環(huán)境監(jiān)測目標(biāo)及位置，再結(jié)合相關(guān)規(guī)定進行實地調(diào)研。其次，監(jiān)測人員結(jié)合調(diào)研數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)，分析了解大氣環(huán)境污染情況，再結(jié)合實際情況，合理選擇特征分析法、相關(guān)系數(shù)法、物元分析法等技術(shù)方法，確定監(jiān)測布點優(yōu)化方法。最后，建立模型，確定監(jiān)測點。監(jiān)測人員以調(diào)研數(shù)據(jù)為依托，采取相應(yīng)的方式方法構(gòu)建模型，獲得準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，確定監(jiān)測點位。只有不斷優(yōu)化布點設(shè)置流程，才能保證監(jiān)測結(jié)果的可靠性，提高監(jiān)測工作效率。

3.3 應(yīng)用5G技術(shù)了解大氣環(huán)境監(jiān)測區(qū)域和時段特點

不同區(qū)域受地理位置、季節(jié)變化等因素影響，其大氣環(huán)境污染問題也會存在一定差異。為了精準(zhǔn)分析各地區(qū)大氣環(huán)境污染問題，找準(zhǔn)污染源，監(jiān)測人員要與時俱進，深入應(yīng)用5G技術(shù)，了解大氣環(huán)境監(jiān)測區(qū)域特點和時段特點，為更好地進行監(jiān)測布點奠定堅實基礎(chǔ)。一方面，監(jiān)測人員充分應(yīng)用5G技術(shù)，構(gòu)建符合測試標(biāo)準(zhǔn)的空氣測量模型，再進行模型計算，確定空氣污染濃度和污染類型。另一方面，設(shè)計具體情境。監(jiān)測人員以NO2和SO2作為基礎(chǔ)污染物確定了空氣指數(shù)，通過對污染物進行目標(biāo)組合和分類，為濃度參考提供技術(shù)條件，助力網(wǎng)絡(luò)分析目標(biāo)的達成。比如，在分析二氧化碳的過程中，監(jiān)測人員需要先確定空氣污染濃度值的大小，再利用網(wǎng)格劃分的方法，分析并優(yōu)化大氣環(huán)境監(jiān)測布點。在這期間，監(jiān)測人員需要深入應(yīng)用5G技術(shù)，對多種測試情境進行模擬，通過軟件測試的方法得出理想的測試結(jié)果，最終實現(xiàn)空間可視化分析。通過實施以上步驟，可以進一步了解大氣環(huán)境監(jiān)測區(qū)域的整體特征，了解該區(qū)域時間段特點，這有助于監(jiān)測人員進一步分析大氣環(huán)境監(jiān)測工作特征，為更好地優(yōu)化監(jiān)測布點提供保障。

3.4 加強布點優(yōu)化，分析空氣危害形成的原因

監(jiān)測人員應(yīng)該確定優(yōu)化結(jié)果的點位，加強布點優(yōu)化，了解大氣環(huán)境質(zhì)量，同時分析空氣危害形成原因，找到污染源，進行環(huán)境治理，優(yōu)化大氣環(huán)境[6]。在大氣環(huán)境監(jiān)測工作開展過程中，需要對優(yōu)化結(jié)果的點位進行確定，合理選擇點位的平均值，預(yù)防出現(xiàn)點位誤差。在明確點位對應(yīng)值和大氣環(huán)境監(jiān)測條件后，監(jiān)測人員應(yīng)該及時完成數(shù)據(jù)可行性分析。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的了解，明確30百分位中大氣環(huán)境監(jiān)測誤差為11.64%；在50百分位中，大氣環(huán)境監(jiān)測誤差為2.31%；在80百分位中，大氣環(huán)境監(jiān)測誤差為1.55%。由此可得出，在使用空氣信息測試模型時，需要將數(shù)據(jù)結(jié)果作為參考依據(jù)，明確空氣污染濃度，建立和現(xiàn)實相符的優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。在充分了解不同影響條件的背景下，監(jiān)測人員應(yīng)構(gòu)建完善的空氣污染監(jiān)測模型，通過優(yōu)化布點的方法，了解區(qū)域內(nèi)部空氣質(zhì)量，保證解決方案應(yīng)用的合理性。而且，大氣環(huán)境監(jiān)測布點方案與大氣環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量有直接關(guān)系。所以，監(jiān)測人員要以大氣環(huán)境監(jiān)測需求為導(dǎo)向，針對性選擇布點方法，制定合適的布點方案，以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)真實、可靠，為大氣環(huán)境污染治理工作順利進行提供有效數(shù)據(jù)依據(jù)。除此之外，監(jiān)測人員得到監(jiān)測數(shù)據(jù)后，要結(jié)合地理環(huán)境特點分析大氣環(huán)境污染問題發(fā)生的原因，再對癥下藥，減少大氣環(huán)境中的粉塵、二氧化硫、煙、霧等污染物，提高大氣環(huán)境質(zhì)量，促進人們身體健康。

4 結(jié)語

綜上所述，大氣環(huán)境監(jiān)測是大氣環(huán)境污染治理工作中較為重要的一個環(huán)節(jié)，與大氣環(huán)境污染治理工作質(zhì)量有一定關(guān)聯(lián)。為提升大氣環(huán)境污染治理工作實效，監(jiān)測人員要嚴(yán)格遵循實用性原則、可比性原則、代表性原則，同時結(jié)合實際情況，合理選擇監(jiān)測布點方法，如網(wǎng)格劃分、扇形布點、功能區(qū)劃分、圓形監(jiān)測等方法。在此基礎(chǔ)上，監(jiān)測人員還要充分應(yīng)用智慧手段，加強質(zhì)量控制，如合理設(shè)置監(jiān)測點高度，避開污染源和障礙物、考慮天氣季節(jié)等因素，優(yōu)化監(jiān)測布點設(shè)置流程、應(yīng)用5G技術(shù)，了解大氣環(huán)境監(jiān)測區(qū)域和時段特點等。