生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)在大氣污染治理中的運(yùn)用

杜彬仰，韋 立

（1.廣東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，廣東 廣州 510000；2.廣東智環(huán)創(chuàng)新環(huán)保科技有限公司，廣東 廣州 510000）

引言

當(dāng)前經(jīng)濟(jì)飛速增長(zhǎng)，能夠在我國(guó)建設(shè)期間帶來(lái)良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是，就生態(tài)效益而言，我國(guó)的工業(yè)發(fā)展還存在著許多問(wèn)題，要想達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的，就必須對(duì)其進(jìn)行根本性的治理。在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生一些環(huán)境污染問(wèn)題，這就要求我們采取切實(shí)可行的、行之有效的治理措施。隨著生態(tài)環(huán)保理念的提出，在指導(dǎo)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作逐步落實(shí)的情況下，有效解決當(dāng)前的大氣環(huán)境污染問(wèn)題，對(duì)獲得綜合性的治理效果具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 大氣污染的主要危害

對(duì)空氣中污染物的組成進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)空氣中不僅含有細(xì)粒子，而且還含有部分空氣污染物。對(duì)常見(jiàn)的微粒進(jìn)行了詳細(xì)的分析，包括PM10，PM2.5，各種超細(xì)微粒，懸浮微粒等，如果不能對(duì)其進(jìn)行有效的控制，其在空氣中的持續(xù)擴(kuò)散，將會(huì)對(duì)公眾的健康和生命安全產(chǎn)生不利的影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)危及心臟和腦血管，進(jìn)而引發(fā)多種疾病。不僅如此，在顆粒物當(dāng)中所含有的有毒物質(zhì)種類(lèi)多種多樣，以重金屬顆粒為例，一旦被人體所吸收，會(huì)提高癌癥等疾病的患病概率；一氧化碳?xì)怏w一旦被人體吸收，會(huì)出現(xiàn)缺氧的情況，并且干擾人體的呼吸系統(tǒng)健康；SO2是一種很常見(jiàn)的污染氣體，如果直接排放到大氣中，那么與大氣接觸的材料就會(huì)受到嚴(yán)重的侵蝕。這種被污染的空氣一旦進(jìn)入體內(nèi)，也會(huì)引起多種呼吸系統(tǒng)疾病。如果空氣中的SO2含量超標(biāo)，其會(huì)隨著空氣內(nèi)的水分落下，形成酸雨。酸雨的腐蝕性普遍較強(qiáng)，不僅會(huì)大面積腐蝕農(nóng)作物，嚴(yán)重情況下還會(huì)危及建筑物的穩(wěn)定性和安全性[1]。

在大型工業(yè)城市的發(fā)展過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣和熱氣體，如果不能及時(shí)蒸發(fā)的話(huà)，這些水汽就會(huì)慢慢地升騰起來(lái)，最終消散在天空之中，導(dǎo)致地表氣溫升高，甚至高于周邊地區(qū)的氣溫。如果出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，并且長(zhǎng)時(shí)間得不到改善，將對(duì)大眾的身體健康和生活造成嚴(yán)重威脅，甚至?xí)：Φ街苓吘用竦纳踩?/p>

2 大氣污染治理中運(yùn)用的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)類(lèi)型

2.1 立體監(jiān)測(cè)技術(shù)

隨著生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)的開(kāi)展，立體監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用一般情況下需要強(qiáng)調(diào)環(huán)境監(jiān)測(cè)內(nèi)容的全面性。從汽車(chē)、飛機(jī)和其他污染源入手，對(duì)污染源的實(shí)際排放狀況形成有效監(jiān)測(cè)。對(duì)不同污染源的排放成分進(jìn)行探究，并明確實(shí)際排放量，從多個(gè)角度出發(fā)，指導(dǎo)綜合性治理工作的有效展開(kāi)。

在開(kāi)展環(huán)境綜合執(zhí)法工作時(shí)，環(huán)境監(jiān)測(cè)部門(mén)需要鎖定污染的源頭，并積極與大氣污染治理執(zhí)法部門(mén)相互配合，通過(guò)合理運(yùn)用立體監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，有效減少大氣污染物的排放。利用車(chē)載監(jiān)測(cè)平臺(tái)，采用有效監(jiān)測(cè)方式，還能夠在一定的區(qū)域范圍內(nèi)掌握二氧化硫、二氧化氮等主要污染物的實(shí)際情況，既可以分析出污染物的物理性質(zhì)，還可以掌握污染物的時(shí)空分布規(guī)律[2]。

在開(kāi)展大氣環(huán)境污染治理工作時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以提供相應(yīng)的參考依據(jù)。隨著機(jī)載監(jiān)測(cè)平臺(tái)的建設(shè)，可以通過(guò)對(duì)VOCs的監(jiān)測(cè)獲得污染物的排放數(shù)量，并掌握其分布特征。在監(jiān)測(cè)大氣霧霾的過(guò)程中，細(xì)粒子激光雷達(dá)設(shè)備能夠利用光的傳播特征，將激光光束強(qiáng)弱作為基本參考原理，指導(dǎo)霧霾污染監(jiān)測(cè)作業(yè)順利展開(kāi)。

立體監(jiān)測(cè)技術(shù)手段成本投入普遍較低，能夠持續(xù)對(duì)霧霾污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有著較高的監(jiān)測(cè)精準(zhǔn)度。在運(yùn)用立體監(jiān)測(cè)技術(shù)時(shí)，便于環(huán)境保護(hù)單位掌握霧霾的粒徑，同時(shí)，還能夠通過(guò)精準(zhǔn)分析，明確霧霾的分布狀況。再根據(jù)污染物的來(lái)源和分布，對(duì)實(shí)際的污染程度形成客觀、科學(xué)的判斷。

2.2 遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)

借助地球衛(wèi)星的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合大氣污染情況，采用全天候、全方位的監(jiān)測(cè)方法，能夠發(fā)揮遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)用價(jià)值。在開(kāi)展遙感監(jiān)測(cè)工作時(shí)，其范圍主要集中在以下幾個(gè)方面，即大氣污染成分、城市上空空氣質(zhì)量、臭氧含量等。遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用效果，能夠根據(jù)大氣成分大范圍、大面積地展開(kāi)檢測(cè)工作。另外，還可以通過(guò)衛(wèi)星系統(tǒng)，獲取與大氣成分相關(guān)的時(shí)空變化數(shù)據(jù)，并通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的細(xì)致分析，制定大氣污染防治方案，并保障方案的可行性與科學(xué)性。

在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中，遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅能夠獲取大氣中的臭氧、二氧化硫和溫度、濕度等物理化學(xué)指標(biāo)，還能夠判斷出大氣污染物的主要成分。特別是在工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域范圍內(nèi)，通過(guò)對(duì)工業(yè)區(qū)的空氣理化指標(biāo)進(jìn)行整合，將其與其他區(qū)域的理化指標(biāo)對(duì)比和分析，以進(jìn)一步掌握大氣污染物的主要成分。在區(qū)域內(nèi)部，借助遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅可以建立完善的污染物數(shù)據(jù)庫(kù)，還能夠根據(jù)當(dāng)?shù)匚廴疚锏陌l(fā)展和演變規(guī)律，針對(duì)特定的污染問(wèn)題形成更為有效、可行的治理辦法。

在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)期間，遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用可以有效打破時(shí)間與空間的局限性，使監(jiān)測(cè)作業(yè)的范圍與廣度得到提升，并結(jié)合區(qū)域內(nèi)部的大氣環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)無(wú)間斷、全天候的監(jiān)測(cè)目標(biāo)，進(jìn)一步消除環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中的“空白點(diǎn)”。通過(guò)不斷壓縮偷排漏排空間，全面優(yōu)化大氣污染防治工作效果。

在開(kāi)展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)時(shí)，衛(wèi)星遙感技術(shù)的運(yùn)用，可以為環(huán)境保護(hù)部門(mén)提供便利，使其及時(shí)掌握污染物的排放動(dòng)態(tài)，為企業(yè)環(huán)保技術(shù)的優(yōu)化改造帶來(lái)促進(jìn)作用。還要向社會(huì)公眾公布實(shí)時(shí)更新的遙感數(shù)據(jù)，使其更加直觀地了解該區(qū)域的大氣環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，既可以有效加強(qiáng)社會(huì)公眾的監(jiān)督意識(shí)，還能夠在落實(shí)環(huán)境治理工作時(shí)逐漸形成合力。

2.3 原子吸收光譜技術(shù)

在大氣污染治理過(guò)程中，原子吸收光譜技術(shù)的應(yīng)用具備廣泛性，其是利用金屬原子的吸附性特征，在原子的作用下，使大氣中的污染物逐漸被吸收。在吸收的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生特別的反射波長(zhǎng)，根據(jù)對(duì)反射波長(zhǎng)的測(cè)定，在制定相對(duì)應(yīng)的光譜圖時(shí)，可以明確掌握當(dāng)前的大氣污染現(xiàn)狀，進(jìn)一步確定污染物的種類(lèi)和濃度。在明確具體的污染物類(lèi)型之后，采用定量分析的方式，能夠掌握該類(lèi)污染物的污染情況，對(duì)大氣污染實(shí)際狀況形成全方位的把握。在環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，利用原子吸收光譜技術(shù)能夠獲得良好的監(jiān)測(cè)效果，進(jìn)一步運(yùn)用到大氣污染治理工作中，可以促進(jìn)大氣污染識(shí)別效率的同步提升，獲得更加準(zhǔn)確的污染分析結(jié)果，以提升大氣污染治理工作的質(zhì)量。

3 大氣污染治理中應(yīng)用的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)措施

在開(kāi)展生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程中，其主要目的是結(jié)合大氣環(huán)境污染因子，在分析和預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)與之相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，對(duì)當(dāng)前的生產(chǎn)活動(dòng)模式做出恰當(dāng)?shù)母淖?。同時(shí)，還應(yīng)對(duì)目前人們的生產(chǎn)生活活動(dòng)做出有針對(duì)性的引導(dǎo)，在不斷落實(shí)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作時(shí)，制定出有針對(duì)性的、與時(shí)俱進(jìn)的污染治理措施?；陬A(yù)防性的基本原則，要及時(shí)排查產(chǎn)生污染問(wèn)題的原因，以促使當(dāng)前的環(huán)境污染程度大幅降低。

3.1 運(yùn)用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測(cè)

在過(guò)去的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)中，衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，其主要有兩類(lèi)：紅外線(xiàn)光譜法和其他光譜法。在確定了實(shí)際測(cè)量區(qū)域后，工作人員結(jié)合大氣污染狀況選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)試手段，從而得到精確的測(cè)量結(jié)果。除了遙感技術(shù)，還可以通過(guò)計(jì)量法、電化學(xué)法來(lái)進(jìn)一步確定大氣污染狀況。在取樣時(shí)，可使用專(zhuān)門(mén)的取樣裝置來(lái)進(jìn)行空氣樣品的收集。在對(duì)大氣樣品進(jìn)行分析后，以濾膜和空氣容積等為主要的參考因素，經(jīng)過(guò)分析比較，進(jìn)一步確定當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴厩闆r。以電化學(xué)法為例，通常運(yùn)用于二氧化硫、甲醛等物質(zhì)的監(jiān)測(cè)過(guò)程中，其在有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物監(jiān)測(cè)方面具有突出的作用效果。在確定污染物的濃度時(shí)，使用電化學(xué)法能夠獲得精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果，同時(shí)還可以保證測(cè)量工作環(huán)節(jié)的安全性。

未來(lái)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展，要與各地區(qū)的具體情況相結(jié)合，依托監(jiān)控手段的改革，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控機(jī)制的有效實(shí)施，如交通監(jiān)控方法、重點(diǎn)工業(yè)園區(qū)監(jiān)控技術(shù)等。隨著技術(shù)手段的不斷創(chuàng)新，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作將向著更高的社會(huì)化、市場(chǎng)化方向發(fā)展。

3.2 利用便攜式儀器加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

在實(shí)施大氣污染生態(tài)環(huán)境防治工作時(shí)，所建立的監(jiān)督體系應(yīng)該具有立體化、現(xiàn)代化、信息化的基本特征。要想應(yīng)用各種環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，就必須有移動(dòng)設(shè)備的作為輔助，而且目前移動(dòng)設(shè)備的使用頻率越來(lái)越高，可以獲得更豐富的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。如將監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝在無(wú)人機(jī)、飛機(jī)等可移動(dòng)設(shè)備上，并將其送至平流層進(jìn)行生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)，以此能夠獲得與大氣污染有關(guān)的基礎(chǔ)信息。

以人體實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)為例，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展逐漸趨于成熟，將其運(yùn)用于大氣污染防治工作中時(shí)，對(duì)于實(shí)際所獲得的空氣質(zhì)量指數(shù)趨于準(zhǔn)確，能夠在后續(xù)開(kāi)展治理工作時(shí)逐漸形成科學(xué)依據(jù)。隨著大氣污染治理工作的開(kāi)展，可以將相關(guān)的監(jiān)測(cè)儀器安裝到工業(yè)設(shè)備、運(yùn)輸工具上，推動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的順利進(jìn)行。也可以在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，使用檢測(cè)儀進(jìn)行大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)。值得注意的是，大氣中的污染物質(zhì)會(huì)隨風(fēng)向的改變而改變。如果風(fēng)力過(guò)大，這些污染物質(zhì)就會(huì)隨風(fēng)飄散，從而導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的精確度難以保證。所以，在進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)時(shí)，必須對(duì)觀測(cè)點(diǎn)的風(fēng)速、風(fēng)向進(jìn)行全面的分析。

在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)中，對(duì)于相關(guān)設(shè)備的運(yùn)用能夠促進(jìn)監(jiān)測(cè)水平的提升。如運(yùn)用激光雷達(dá)、監(jiān)控機(jī)器人等設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。移動(dòng)式的監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠作用于劃定的監(jiān)控區(qū)域當(dāng)中，并利用有效的監(jiān)控措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的高效保護(hù)。例如，無(wú)人機(jī)的運(yùn)用，主要是針對(duì)大氣環(huán)境，采用動(dòng)態(tài)化的監(jiān)控方式，掌握空氣中的溫度、濕度等基本信息。通過(guò)加強(qiáng)對(duì)無(wú)人機(jī)的合理控制，對(duì)大氣污染物進(jìn)行采樣，以了解大氣污染物的真實(shí)情況，并通過(guò)與當(dāng)?shù)刭Y料庫(kù)的比較，制定出一套切實(shí)可行且有效的區(qū)域大氣污染控制方案，使監(jiān)測(cè)誤差最小化。

3.3 保證防治方法的嚴(yán)格性

隨著生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立和運(yùn)轉(zhuǎn)，在落實(shí)規(guī)模企業(yè)環(huán)境污染防治工作時(shí)，需要遵循嚴(yán)格性與嚴(yán)謹(jǐn)性的基本原則，旨在獲得良好的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作效果。以吸附法為例，該類(lèi)方法的運(yùn)用比較常見(jiàn)，一般以吸收劑的應(yīng)用為中心，使尾氣中的雜質(zhì)與空氣有效分離，從而實(shí)現(xiàn)尾氣的凈化。對(duì)于低溫等離子技術(shù)的運(yùn)用，該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展逐漸趨于成熟，通常會(huì)利用離子本身的穿透能力，通過(guò)制造一個(gè)電場(chǎng)，促使廢氣中有害物質(zhì)順利分解。作為離子分離技術(shù)的一種，在運(yùn)用低溫等離子技術(shù)時(shí)，不需要特別的溫度設(shè)計(jì)，即使是在低溫的情況下也能夠發(fā)揮良好的作用，且運(yùn)行方式簡(jiǎn)單。為發(fā)揮低溫等離子技術(shù)的重要作用，還需要進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行完善，利用分子自身的作用力及專(zhuān)用吸收劑，經(jīng)過(guò)凈化，對(duì)尾氣中的有害物質(zhì)進(jìn)行有效吸附。

3.4 以科學(xué)的評(píng)價(jià)方法做好生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作

在大氣污染治理工作中，對(duì)廢氣的處理也是非常重要的。在新設(shè)備和新技術(shù)的支持下，通過(guò)獲取與大氣環(huán)境相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并與具體的評(píng)定指標(biāo)進(jìn)行結(jié)合，在構(gòu)建完善的評(píng)價(jià)體系時(shí)，注重對(duì)大氣污染治理工作環(huán)節(jié)的有效管控，使治理過(guò)程逐漸趨于規(guī)范化。

首先，在使用參數(shù)化方法時(shí)，主要是以空氣評(píng)價(jià)指數(shù)為參照，并與特定的指數(shù)參數(shù)相結(jié)合，進(jìn)而對(duì)大氣污染程度作出合理的判斷。至于參數(shù)法，由于它包含了多種類(lèi)型，所以必須針對(duì)不同的評(píng)價(jià)參數(shù)進(jìn)行分析。在相關(guān)人員掌握了多種評(píng)價(jià)方法的同時(shí)，也要針對(duì)不同的氣體污染物，對(duì)實(shí)際的污染水平進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)通用的評(píng)估方法通常是將硫酸煙霧、一氧化碳、二氧化硫和煙煤作為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合空氣實(shí)際情況，做好定量評(píng)價(jià)工作。

其次，在特征分析過(guò)程中，主要是結(jié)合污染物自身的特性，對(duì)大氣的形態(tài)做出準(zhǔn)確判斷。同時(shí)，還需要掌握大氣污染物的主要成分，進(jìn)一步對(duì)氣體的物理特性進(jìn)行分析。

再次，對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的同時(shí)，可以對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)和遙感衛(wèi)星技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行綜合評(píng)估。比如，將生物指數(shù)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，通過(guò)構(gòu)建綜合性的評(píng)價(jià)體系，不僅能夠?yàn)槎吭u(píng)估環(huán)節(jié)提供保證，而且能夠解決模糊性、隨機(jī)性等大部分問(wèn)題。

最后，應(yīng)用數(shù)理分析的方法對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了探討。在現(xiàn)代信息技術(shù)的協(xié)助下，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)用性得到了提高。經(jīng)過(guò)一系列涉及數(shù)據(jù)分析、模糊數(shù)學(xué)、云計(jì)算技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等研究?jī)?nèi)容的調(diào)查，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)，可以促進(jìn)系統(tǒng)工作效率的提高，并且能夠獲得更高的監(jiān)測(cè)質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

城市化建設(shè)進(jìn)程日益加快，當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題需要引起高度重視。在組織開(kāi)展大氣污染治理工作時(shí)，應(yīng)認(rèn)識(shí)到生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)作業(yè)的重要性，獲得真實(shí)、準(zhǔn)確的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果，指導(dǎo)大氣污染治理方案的制定，促進(jìn)治理工作的順利執(zhí)行。針對(duì)目前我國(guó)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中所出現(xiàn)的問(wèn)題，必須采用行之有效的技術(shù)手段，將生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方法的重要性發(fā)揮出來(lái)，為后續(xù)預(yù)防、治理等工作的開(kāi)展提供基礎(chǔ)支撐，既要推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)發(fā)展，還需同步做好環(huán)境建設(shè)工作，以實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)發(fā)展的目標(biāo)。