大氣污染物排放監(jiān)測與減排措施研究

趙 浩，章 杰

（1.馬鞍山中鑫工程質(zhì)量檢測咨詢有限公司，安徽 馬鞍山 243000；2.皖江工學院，安徽 馬鞍山 243000）

引言

大氣污染是當今全球面臨的嚴重環(huán)境問題之一，對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重威脅。大氣污染物如顆粒物（PM2.5和PM10）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、揮發(fā)性有機物（VOCs）等，由工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、能源消耗等活動排放到大氣中，導致空氣質(zhì)量下降、酸雨形成、溫室效應加劇等環(huán)境問題。這些污染物對人類的健康產(chǎn)生直接的影響，包括呼吸系統(tǒng)疾病、心血管疾病和癌癥等。因此，加強大氣污染物排放監(jiān)測和減排措施的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

1 大氣污染物排放監(jiān)測技術

1.1 排放源監(jiān)測技術

1.1.1 連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)

連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)是一項關鍵的大氣污染物排放監(jiān)測技術，旨在實時監(jiān)測和記錄污染源的排放情況，為環(huán)境管理和減排措施提供精確的數(shù)據(jù)支持。這一系統(tǒng)包括多個關鍵組成部分：污染物傳感器是核心部件，用于測量不同類型的排放污染物，如顆粒物、氣體和氧氣。這些傳感器能夠實時測量污染物的濃度、排放速率和成分等參數(shù)。其次，數(shù)據(jù)采集裝置負責采集和記錄傳感器生成的數(shù)據(jù)，確保其準確性和可靠性。采集到的數(shù)據(jù)以數(shù)字或模擬信號的形式進行存儲。接下來，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用有線或無線通信的方式，如互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)，將采集到的數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心或監(jiān)測平臺，這樣，監(jiān)測人員便可以實時獲取和監(jiān)控排放數(shù)據(jù)，進行分析和決策。最后，數(shù)據(jù)處理與分析軟件用于處理、分析和可視化數(shù)據(jù)。它具有數(shù)據(jù)校正、計算和制作圖表的功能，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，并幫助監(jiān)測人員更好地理解和解釋排放數(shù)據(jù)，尋找趨勢和異常情況，為環(huán)境管理和減排決策提供科學依據(jù)。

1.1.2 手持式監(jiān)測設備

手持式監(jiān)測設備的傳感器和儀器種類多樣，根據(jù)不同的監(jiān)測需求選擇合適的設備。例如，可使用顆粒物濃度測量儀、氣體檢測儀、煙氣流速儀等進行排放監(jiān)測。這些設備通過傳感器實時測量和記錄污染源的排放參數(shù)，并將數(shù)據(jù)存儲在設備內(nèi)部或通過無線傳輸?shù)姆绞絺魉椭翑?shù)據(jù)采集設備。手持式監(jiān)測設備具有操作簡便、實時性強和靈活性高的優(yōu)點。監(jiān)測人員可以隨時隨地攜帶設備進行監(jiān)測，無需依賴固定的監(jiān)測站點。這種靈活性使得手持式監(jiān)測設備適用于監(jiān)測工業(yè)設備、移動源、室內(nèi)空氣質(zhì)量等多種應用場景。在實際應用中，手持式監(jiān)測設備可以用于檢測污染源的排放是否符合環(huán)境標準、驗證治理措施的有效性以及發(fā)現(xiàn)和識別污染源的排放異常情況。監(jiān)測人員可以利用這些設備進行現(xiàn)場監(jiān)測，采集實時數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)分析和評估。

1.2 大氣環(huán)境監(jiān)測技術

定點監(jiān)測站點是大氣污染物排放監(jiān)測的一項重要技術，通過在特定地點設置監(jiān)測站點，對大氣環(huán)境中的污染物進行定量監(jiān)測和長期觀測。這種監(jiān)測技術在城市、工業(yè)區(qū)和污染源周邊區(qū)域得到了廣泛應用，能夠全面了解和評估大氣污染狀況。

定點監(jiān)測站點通常配備氣象站、氣體分析儀和顆粒物采樣器等設備。氣象站用于測量氣象參數(shù)，如溫度、濕度、風速和風向等，以了解大氣擴散條件和污染物的傳輸行為。氣體分析儀可測量各類污染物的濃度，如二氧化硫、氮氧化物、揮發(fā)性有機物等。顆粒物采樣器用于采集不同粒徑的顆粒物樣本，以分析顆粒物的成分和濃度。定點監(jiān)測站點的選擇和布設需考慮多種因素，如地理位置、環(huán)境背景和污染源分布。站點應能代表性地反映監(jiān)測區(qū)域的污染情況，并盡可能覆蓋不同類型的污染源和不同氣象條件。

定點監(jiān)測站點的監(jiān)測周期通常為連續(xù)監(jiān)測，可進行小時、日、月、年甚至更長時間尺度的監(jiān)測。通過長期監(jiān)測觀測，可以獲得大氣污染物的時空分布特征、季節(jié)變化趨勢和污染源貢獻等信息，為環(huán)境管理和減排措施的制定提供科學依據(jù)。定點監(jiān)測站點的數(shù)據(jù)處理和分析包括數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、統(tǒng)計分析和趨勢評估等步驟。這些分析結果可用于評估大氣污染物的濃度水平、超標情況以及與環(huán)境標準的符合程度。同時，定點監(jiān)測站點的數(shù)據(jù)還可與其他監(jiān)測數(shù)據(jù)（如移動監(jiān)測數(shù)據(jù)和遙感數(shù)據(jù)）進行比對和驗證，以提高數(shù)據(jù)的準確性和可靠性[1]。

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理方法

數(shù)據(jù)采集與處理技術在大氣污染物排放監(jiān)測中扮演著關鍵角色。它包括從監(jiān)測設備中獲取數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)處理和分析以及數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)。首先，數(shù)據(jù)采集涉及使用傳感器和儀器實時測量、記錄和存儲污染物排放數(shù)據(jù)。其次，數(shù)據(jù)質(zhì)量控制確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性，包括校準傳感器和處理異常值。接下來，數(shù)據(jù)處理和分析階段包括數(shù)據(jù)清洗、插值、計算統(tǒng)計量以及時空分析等，用以揭示排放規(guī)律和趨勢。最后，數(shù)據(jù)存儲和傳輸保障數(shù)據(jù)的安全存儲和遠程傳輸。模型建立與預測方法通過數(shù)學模型和歷史數(shù)據(jù)預測未來排放情況，需要收集相關數(shù)據(jù)并建立統(tǒng)計、物理或機器學習模型。模型的選擇和驗證對預測的準確性至關重要，它們?yōu)榄h(huán)境管理和減排措施的制定提供重要依據(jù)。這些步驟共同構成了大氣污染物排放監(jiān)測的關鍵技術體系。

2 大氣污染物減排措施

2.1 污染源控制

污染源控制技術是大氣污染物減排的關鍵手段之一，通過科技創(chuàng)新和工藝改進來降低污染源的排放。這些技術主要針對不同類型的污染源，如工業(yè)排放、交通尾氣、家庭燃燒等，旨在提高污染物的治理效率和減排效果。

在工業(yè)排放方面，污染源控制技術涉及燃燒過程的優(yōu)化、廢氣處理和脫硫脫硝等措施。例如，通過采用先進的燃燒技術和高效的燃燒設備，可以提高燃燒效率，減少污染物的生成和排放。廢氣處理技術包括濕法吸收、干法除塵和脫硫脫硝等方法，可有效去除廢氣中的顆粒物、二氧化硫和氮氧化物等污染物。

對于交通尾氣污染，污染源控制技術主要包括車輛技術改進和燃料升級等措施。車輛技術改進可通過引入先進的排放控制技術，如三元催化轉化器和顆粒捕集器，降低尾氣中的顆粒物和有害氣體排放。燃料升級可以采用低硫燃料、清潔燃料和電動汽車等替代傳統(tǒng)燃料，減少燃燒產(chǎn)生的污染物[2]。

在家庭燃燒領域，污染源控制技術主要涉及燃料的改進和爐具的更新。采用清潔燃料，如天然氣、液化石油氣等替代傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃料，可顯著減少家庭燃燒產(chǎn)生的顆粒物和有害氣體排放。同時，更新和改進爐具設計，引入高效燃燒技術和排放控制裝置，以有效降低家庭燃燒所產(chǎn)生的污染物排放。

2.2 政策法規(guī)與管理措施

政策法規(guī)與管理措施是推動大氣污染物減排的重要手段。其中，環(huán)境監(jiān)管政策與標準以及經(jīng)濟激勵和獎懲機制在實現(xiàn)減排目標和提升環(huán)境質(zhì)量方面起著關鍵作用。

首先，環(huán)境監(jiān)管政策與標準是政府針對大氣污染物減排制定的規(guī)范性文件和法規(guī)。政府可以制定和完善環(huán)境保護法律法規(guī)和規(guī)章，規(guī)定污染源的排放限值和要求。這些標準旨在約束和規(guī)范污染源排放行為，確保大氣污染物的減排達標。

其次，經(jīng)濟激勵和獎懲機制是通過經(jīng)濟手段來引導和約束企業(yè)的減排行為。政府可以制定一系列經(jīng)濟政策和措施，以鼓勵企業(yè)采取減排措施和推動清潔技術的應用。其中，經(jīng)濟激勵措施包括稅收優(yōu)惠、補貼和貸款支持等。政府可以對采用清潔技術和低碳工藝的企業(yè)給予稅收減免或優(yōu)惠政策，以降低其減排成本。此外，政府還可以通過提供財政補貼或貸款支持的方式，鼓勵企業(yè)進行技術改造和設備更新，以提高污染物治理和減排水平。同時，獎懲機制是通過設立獎勵和處罰制度來激勵和約束企業(yè)的減排行為。政府可以設立減排目標和考核體系，對達到或超過減排目標的企業(yè)給予獎勵，如名譽表彰、獎金或市場準入優(yōu)先等。同時，對未達標或違反排放標準的企業(yè)進行處罰，如罰款、暫停生產(chǎn)或吊銷許可證等，以增加違規(guī)成本和降低違規(guī)動機。

2.3 公眾參與及環(huán)境教育

公眾參與及環(huán)境教育是推動大氣污染物減排的重要措施。通過增強公眾的環(huán)境意識和進行環(huán)境教育與宣傳活動，可以增強公眾對大氣污染的認知，激發(fā)公眾的參與意識和行動，促進整個社會的減排行動。

首先，公眾環(huán)境意識的提高是實現(xiàn)大氣污染物減排的基礎。通過宣傳和教育活動，可以向公眾傳達大氣污染對環(huán)境和人類健康的影響，增強公眾對環(huán)境保護的重要性和緊迫性的認識。公眾對大氣污染的認知程度與環(huán)境意識密切相關，只有了解并關注大氣污染問題，才能積極參與減排行動，推動政府和企業(yè)采取相應的措施。其次，環(huán)境教育與宣傳活動在增強公眾環(huán)境意識和參與度方面起著重要作用。這些活動可以包括舉辦環(huán)境教育講座、展覽和研討會等，以提供環(huán)境知識和科學的減排知識。此外，可以通過社交媒體、電視、廣播等渠道傳播環(huán)境保護的理念和行動，鼓勵公眾采取個人和集體行動，減少污染物的排放。例如，通過宣傳節(jié)能減排、鼓勵綠色出行和垃圾分類等方式，引導公眾養(yǎng)成環(huán)保習慣，形成健康的生活方式。

在環(huán)境教育與宣傳活動中，重要的一環(huán)是加強青少年的環(huán)境教育。通過在學校、社區(qū)和家庭開展環(huán)境教育，培養(yǎng)青少年對大氣污染和環(huán)境保護的意識和責任感。青少年是社會的未來，也是環(huán)境保護的重要力量，他們的參與和行動對于實現(xiàn)長期的大氣污染減排目標具有重要意義[3]。

3 大氣污染物排放監(jiān)測與減排措施的效果評估

3.1 排放監(jiān)測和減排措施對大氣污染物濃度的影響評估

排放監(jiān)測和減排措施對大氣污染物濃度的影響評估是一項復雜而重要的任務。評估的目標是確定減排措施在降低大氣污染物濃度方面的效果，從而為環(huán)境保護政策的制定和調(diào)整提供科學依據(jù)。

評估過程中，首先需要收集和整理減排措施實施前后的排放監(jiān)測數(shù)據(jù)和大氣污染物濃度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常來自地面監(jiān)測站點、移動監(jiān)測裝置以及遙感技術獲取的數(shù)據(jù)等。確保數(shù)據(jù)的準確性和完整性對評估結果的可靠性至關重要。其次，對收集到的數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制和驗證。這包括數(shù)據(jù)清洗、異常值處理、數(shù)據(jù)校驗等步驟，以確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性。再次，利用統(tǒng)計和數(shù)學方法對排放監(jiān)測數(shù)據(jù)和大氣污染物濃度數(shù)據(jù)進行分析。通過對比實施減排措施前后的數(shù)據(jù)，可以評估減排措施對污染物濃度的影響。常見的分析方法包括計算濃度變化的百分比、進行差異檢驗等，以定量評估減排措施的效果。最后，還可以使用大氣污染物傳輸模型進行模擬和預測。通過輸入排放數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和地理信息等參數(shù)，模型可以模擬污染物在大氣中的傳輸和擴散過程，并預測減排措施對濃度的影響。模型模擬提供了更全面和細致的評估結果，為減排政策的制定提供科學依據(jù)。

在評估過程中，還需要進行敏感性分析和不確定性評估。通過考慮不同因素的不確定性，如數(shù)據(jù)的不確定性、模型參數(shù)的不確定性等，可以掌握評估結果的穩(wěn)定性和可靠性。此外，結合評估結果，撰寫評估報告，向相關決策者和利益相關者提供詳細的評估結果和建議，以支持環(huán)境保護政策的制定和調(diào)整。通過綜合排放監(jiān)測和濃度評估結果，可以確定減排措施的有效性，并為制定和實施更加有效的減排政策提供科學依據(jù)。這樣可以幫助改善大氣質(zhì)量，減少大氣污染對環(huán)境和人類健康的影響[4]。

3.2 健康和環(huán)境效益的評估

健康和環(huán)境效益的評估是大氣污染物排放監(jiān)測和減排措施評估的重要組成部分。通過評估減排措施對健康和環(huán)境的影響，可以全面了解措施的效果，并為制定健康和環(huán)境保護政策提供科學依據(jù)。

首先，在評估健康效益時，需要考慮大氣污染物對人類健康的影響。通過調(diào)查和研究，可以了解不同污染物對呼吸系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等健康問題的影響程度。利用流行病學方法和健康統(tǒng)計學數(shù)據(jù)，可以估計污染物濃度的變化與相關疾病的關聯(lián)性，并評估減排措施對健康的積極影響。例如，可以計算因實施減排措施而減少的疾病發(fā)病率、死亡率以及醫(yī)療費用的降低等指標，從而評估減排措施的健康效益。其次，在環(huán)境效益評估方面，需要考慮大氣污染物對生態(tài)系統(tǒng)和自然環(huán)境的影響。大氣污染物可以導致酸雨、光化學煙霧、氣候變化等環(huán)境問題。通過監(jiān)測和研究，可以了解不同污染物對土壤、水域、植被和生物多樣性的影響。評估減排措施的環(huán)境效益時，可以考慮污染物濃度的變化對恢復和改善生態(tài)系統(tǒng)的影響，評估減排措施對生態(tài)系統(tǒng)服務功能的改善和對自然資源保護的貢獻[5]。

3.3 社會經(jīng)濟效益的評估

社會經(jīng)濟效益的評估是大氣污染物排放監(jiān)測和減排措施評估的重要組成部分。通過評估措施對社會和經(jīng)濟的影響，可以全面了解減排措施的效果，并為政策制定和決策提供科學依據(jù)。

首先，在評估社會效益時，需要考慮大氣污染物減排對社會生活質(zhì)量的改善和社會公平的影響。減少污染物的排放可以降低空氣污染程度，改善居民的生活環(huán)境和健康狀況。通過問卷調(diào)查、居民滿意度調(diào)查等方法，評估減排措施對居民生活滿意度、居住環(huán)境改善程度的影響。其次，在經(jīng)濟效益評估方面，需要考慮大氣污染物減排對經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結構的影響。減少污染物的排放可以促進清潔技術和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造就業(yè)機會，提升經(jīng)濟競爭力。通過經(jīng)濟模型和統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以評估減排措施對就業(yè)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟增長的影響。

在評估社會經(jīng)濟效益時，需要綜合考慮減排措施對不同利益相關者的影響，并考慮長期和短期效益。此外，還需要考慮其他因素的干擾，如政策推動力度、市場變化等。通過全面評估社會經(jīng)濟效益，可以為政策制定者提供科學依據(jù)，制定可持續(xù)發(fā)展的減排策略，并最大限度地提升社會經(jīng)濟發(fā)展和居民生活質(zhì)量。

4 結語

綜上所述，大氣污染物排放監(jiān)測與減排措施研究對于環(huán)境保護和人類健康具有重要的現(xiàn)實意義。通過持續(xù)改進監(jiān)測技術、推動減排措施的實施，并進行全面的評估，可以有效降低大氣污染物排放，改善環(huán)境質(zhì)量，增進可持續(xù)發(fā)展和人類福祉。在未來的研究和實踐中，需要進一步深化對大氣污染物排放監(jiān)測和減排措施的理解，推動相關政策的制定和執(zhí)行，以實現(xiàn)清潔、健康和可持續(xù)的未來。