大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的運用分析

徐志鵬

（白洋淀流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河北 保定 071000）

引言

大氣污染是全球性問題，亟需有效解決。在進行大氣污染治理措施研究中發(fā)現(xiàn)，若可以將大氣污染防治進行網(wǎng)格化監(jiān)測，那么不僅可以實時獲取到空氣質(zhì)量，了解大氣污染程度及具體的污染物含量，同時還能針對性地制定大氣污染防治措施，達到防治大氣污染目的。所以，應(yīng)重視選擇適合的大氣污染防治監(jiān)測點，以此提高監(jiān)測質(zhì)量和效果，同時實施精細化管理，做好每一次的監(jiān)測結(jié)果分析與利用，充分發(fā)揮大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的作用和優(yōu)勢。

1 網(wǎng)格化監(jiān)測概述

網(wǎng)格化監(jiān)測的主要特點有以下幾個：一是網(wǎng)格化監(jiān)測的監(jiān)測點選擇更精準，分布范圍更廣泛，進而達到全面監(jiān)測大氣環(huán)境的目的；二是網(wǎng)格化監(jiān)測可實現(xiàn)實時監(jiān)測，并將監(jiān)測獲取到的數(shù)據(jù)信息進行分析、對比后第一時間發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)的大氣環(huán)境質(zhì)量問題，并針對性地開展大氣污染防控工作，降低并杜絕大氣污染對生態(tài)平衡的影響；三是網(wǎng)格化監(jiān)測可提高區(qū)域內(nèi)大氣污染監(jiān)測的精度和準確性，為環(huán)境保護相關(guān)部門提供精準有效的大氣污染數(shù)據(jù)；四是網(wǎng)格化監(jiān)測可提高公眾對大氣污染的重視度，使其知曉自身所在區(qū)域的大氣污染程度和污染產(chǎn)生原因，進而增強環(huán)境保護意識，主動參與到大氣污染防治工作中，提高大氣污染防控質(zhì)量和效率。由以上淺顯分析中可以看出網(wǎng)格化監(jiān)測的重要作用和優(yōu)勢，因此在網(wǎng)格化監(jiān)測點布設(shè)時必須有科學依據(jù)，且對網(wǎng)格化的各個監(jiān)測點進行精準化管理，充分發(fā)揮信息技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)智能化管理，提高大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測質(zhì)量和效率。

2 大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的主要功能

2.1 實時監(jiān)測作用

實時監(jiān)測作用是大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測最為突出的一項功能。因大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)、智能技術(shù)等的應(yīng)用，大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測得到了系統(tǒng)化建設(shè)，此系統(tǒng)主要是通過傳感器技術(shù)、云計算技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等實現(xiàn)實時監(jiān)測功能，對網(wǎng)格內(nèi)的空氣質(zhì)量進行監(jiān)測，獲得實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，這些監(jiān)測數(shù)據(jù)會被同步上傳發(fā)送至云端，進行模塊化存儲和分析，相關(guān)部門與機構(gòu)將利用經(jīng)過分析與評估后的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)信息確定監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大氣污染程度、主要污染源及具體的分布情況，以此為大氣污染防治措施的制定提供參考與支持。在大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)中，傳感器技術(shù)是非常重要的一項技術(shù)，此技術(shù)可對大氣中的污染物進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集。比如監(jiān)測空氣中的二氧化硫，可在不同監(jiān)測點對此污染物的含量進行全天實時監(jiān)測。比如網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用，可將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)實時傳輸至云端進行存儲與分析，從而確保一個時間段內(nèi)的大氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)集中存儲與分析，從中發(fā)現(xiàn)污染物含量變化趨勢及可能帶來的危害，由此針對性地制定科學的大氣污染防治措施。

2.2 評價空氣質(zhì)量

評價空氣質(zhì)量是大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的主要功能之一。其主要是通過對網(wǎng)格化區(qū)域內(nèi)的各個監(jiān)測點的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)信息進行收集、整理、分析以及評估后，得出這個區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量。具體評價空氣質(zhì)量時，需從空氣質(zhì)量指數(shù)、污染物濃度、污染源的監(jiān)測數(shù)據(jù)以及氣象因素等幾方面收集信息?？諝赓|(zhì)量指數(shù)主要是用來描述空氣質(zhì)量的一個指標，便于通過具體的指標來確定大氣中都有哪些污染物及其含量，最后得出一個綜合指數(shù)，可知空氣的整體質(zhì)量狀況。污染物的濃度主要是指大氣中的二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳等各種污染物的含量比值，由此可以更加精準地評估空氣質(zhì)量。污染源監(jiān)測過程中，可以發(fā)現(xiàn)這些污染源是否在一定時間內(nèi)發(fā)生濃度變化，確定污染物濃度變化對空氣質(zhì)量的影響，從而為大氣污染防治措施的研究提供可靠參考。氣象因素對空氣質(zhì)量的影響也是不容忽視的，通過對網(wǎng)格內(nèi)的風速、風向、溫濕度等進行監(jiān)測，可以進一步精準評估出空氣質(zhì)量的變化趨勢以及原因。大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測因布設(shè)了精準的監(jiān)測點，所以獲取到的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)是精準可用的，將各個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息整合到一處后進行整體分析，將得出最終的空氣質(zhì)量評估報告，為后續(xù)大氣污染防控措施的制定提供參考與支持。

2.3 分析大氣污染成因

分析大氣污染成因，實際上是對大氣污染的來源及影響因素進行系統(tǒng)地分析。大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測能夠全面系統(tǒng)地對目標區(qū)域內(nèi)的所有污染物來源進行監(jiān)測分析，具體包括工業(yè)、生產(chǎn)生活、交通以及氣體產(chǎn)業(yè)等，以此了解大氣中各種污染源的排放情況，從而進一步確定每一種污染源對大氣污染的影響程度。大氣中各種污染物的具體傳播擴散路徑也可以通過大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測進行探究，比如大氣中二氧化硫的傳輸路徑會因布設(shè)的監(jiān)測點而集中在一些敏感區(qū)，進而被全面、系統(tǒng)、實時監(jiān)測。通過網(wǎng)格化監(jiān)測可知，二氧化硫主要來源于工業(yè)過程、各種化石燃料的燃燒以及自然過程等，其中工業(yè)生產(chǎn)與各種化石燃料的燃燒是空氣中二氧化硫污染物的主要來源，可通過控制污染源的方式來降低大氣中二氧化硫的含量，以此達到防控大氣污染的目的。由此可以發(fā)現(xiàn)，大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測在分析大氣污染成因方面的作用是極為突出的。

2.4 評估減排效果

大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的評估減排效果功能主要是通過監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析法、模型模擬法、專家評估法等方式進行的。大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的實現(xiàn)與監(jiān)測點的布設(shè)位置和數(shù)量有直接關(guān)系，不同監(jiān)測點位的監(jiān)測目的也有所不同。比如在工廠附近布設(shè)的監(jiān)測點位其主要目的是監(jiān)測工廠的每日氣體排放量對大氣中各種污染物濃度的變化影響；比如公路附近布設(shè)的監(jiān)測點位其主要目的是監(jiān)測各種車輛的氣體排放物的濃度，從而評估減排效果。以監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析法為例，此方法主要是將同一監(jiān)測點不同時期的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進行對比，從而科學客觀地比較減排前后大氣中各種污染物的濃度變化。如對某一監(jiān)測點附近不同時間段的二氧化硫濃度、PM2.5濃度等進行監(jiān)測，可知曉減排前后兩個時期內(nèi)的污染物濃度變化，評估減排效果。以模型模擬法為例，可通過建立數(shù)值模擬模型的方式來模擬不同減排措施對空氣質(zhì)量的影響程度，從而評估減排措施的實施效果。以專家評估法為例，主要是由環(huán)境保護相關(guān)領(lǐng)域的專家對大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測獲取到的數(shù)據(jù)信息進行分析比對，從而評估得出減排措施的具體實施效果，并給出一定的建議和意見。

2.5 存儲并實時查詢數(shù)據(jù)

大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的存儲并實時查詢數(shù)據(jù)的功能，不僅可以實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準收集與存儲，同時還能通過實時查詢系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的查詢與分析。大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測是以系統(tǒng)的形式存在的，其對監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲主要是通過數(shù)據(jù)庫和云存儲的方式來實現(xiàn)的，查詢則是依據(jù)用戶的具體需求進行實時精準查詢。數(shù)據(jù)庫存儲主要是利用一些存儲軟件等對各個監(jiān)測點上傳到云端的監(jiān)測位置信息、時間信息以及污染物的參數(shù)信息等數(shù)據(jù)進行同步記錄存儲，同時對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行比對，進而得出監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢。數(shù)據(jù)庫可長時間存儲大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于相關(guān)人員進行查詢與分析。云存儲主要是通過騰訊云等實現(xiàn)各個監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)據(jù)實時上傳與備份，并同步實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢與分析，以便于工作人員隨時調(diào)取監(jiān)測數(shù)據(jù)并進行管理和使用。實時查詢則是依據(jù)用戶對大氣污染物情況的具體需求進行精準查詢，具體包括監(jiān)測點的布設(shè)位置、大氣中各種污染物的含量等。

2.6 高效的數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計

大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測中的數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計功能可大大減輕工作人員的工作量和壓力，讓監(jiān)測數(shù)據(jù)可以更快速的精準應(yīng)用。大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)包括多個功能模塊，每個模塊發(fā)揮的作用是不同的，且皆是非常重要和關(guān)鍵的。網(wǎng)格化監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、上傳、存儲與分析，同時可按照一定要求進行自動化的數(shù)據(jù)編排，形成目標性數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表。數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計的高效性主要從以下幾方面體現(xiàn)：一是采集數(shù)據(jù)信息。大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測點位的布設(shè)可實現(xiàn)目標區(qū)域內(nèi)大氣污染物的全面監(jiān)測，比如二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等污染物含量的實時監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集；二是處理監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過監(jiān)測收集到的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過清洗、去噪等操作后才能成為精準數(shù)據(jù)，安全可用；三是存儲監(jiān)測數(shù)據(jù)。經(jīng)過處理的監(jiān)測數(shù)據(jù)會被存儲到目標數(shù)據(jù)庫或者是云端，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)調(diào)取與查詢分析；四是生成監(jiān)測報表。工作人員可依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的使用目的和要求生成日報、周報、月報、季度報等監(jiān)測數(shù)據(jù)報表[1]；五是報表的發(fā)布與下載。總之，大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計高效，質(zhì)量有保障。

3 大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的運用對策

3.1 科學合理地布設(shè)監(jiān)測點位

在運用大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測方法時，監(jiān)測點位的選擇與布設(shè)是非常關(guān)鍵且重要的，將直接影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準性和可靠性。因此，工作人員應(yīng)科學合理布設(shè)監(jiān)測點位。首先，工作人員需要對目標區(qū)域內(nèi)的整體污染程度、建筑物排布情況以及地質(zhì)水文條件等進行分析，從而確定監(jiān)測對象，選擇好監(jiān)測點位。監(jiān)測點位的選擇應(yīng)科學合理且精準，并不是隨機布設(shè)或者是重點布設(shè)的，而是需要依據(jù)目標區(qū)域的實際情況確保監(jiān)測點位之間的相關(guān)性，然后全面覆蓋整個監(jiān)測區(qū)域，讓各個監(jiān)測點位的大氣污染監(jiān)測數(shù)據(jù)之間不重合，不缺失，相互銜接；其次，還需確定監(jiān)測點位的具體數(shù)量。一般而言，監(jiān)測點位的數(shù)量應(yīng)是全覆蓋到整個監(jiān)測區(qū)域的，但考慮到監(jiān)測環(huán)境的復雜性和多樣化特征，應(yīng)在一些特殊敏感區(qū)域多布設(shè)幾個監(jiān)測點位，以便于保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和精準度[2]；最后，監(jiān)測點位的布局應(yīng)依據(jù)監(jiān)測目標和監(jiān)測點位的具體數(shù)量來確定，以此通過科學的布設(shè)監(jiān)測點位來監(jiān)測不同環(huán)境條件下的污染物濃度變化情況。

3.2 做好管控點周邊的監(jiān)測

首先，應(yīng)先依據(jù)已經(jīng)確定好的管控區(qū)的具體位置、大小規(guī)模以及具體的環(huán)境特點等確定監(jiān)測范圍，比如管控點周邊應(yīng)包括主要的道路、居民區(qū)以及一些工廠等。接著確定具體的監(jiān)測點位，監(jiān)測點位的選擇將直接影響大氣污染監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準度，所以應(yīng)確定選擇的監(jiān)測點位可以對控制區(qū)域范圍內(nèi)在不同環(huán)境下的各種污染物的濃度變化進行監(jiān)測[3]。如監(jiān)測點選擇在工業(yè)工廠附近，可對工業(yè)工廠排放的氣體進行監(jiān)測，知曉氣體中二氧化硫、二氧化氮以及一氧化碳等的具體濃度變化等。安裝監(jiān)測設(shè)備時，應(yīng)盡可能地選擇精度高、可靠性強以及后期運維成本低的監(jiān)測設(shè)備。總之，只有做好管控點周邊的監(jiān)測工作，才能確保大氣污染防控網(wǎng)格化監(jiān)測取得成效。

3.3 針對敏感區(qū)域進行監(jiān)測

在運用大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測方法時，針對敏感區(qū)域進行的監(jiān)測工作必須引起高度重視。敏感區(qū)域主要是指與人類生產(chǎn)生活相關(guān)的區(qū)域，此區(qū)域內(nèi)的人員聚集量和流動量皆較大，此區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量必須合格，否則將對人體造成健康威脅，不利于社會穩(wěn)定與和諧。因此在進行大氣污染防治過程中，需要將人員密集區(qū)域定義為敏感區(qū)，并對此區(qū)域進行高度的監(jiān)測管理[4]。與此同時，在選擇監(jiān)測點位時，應(yīng)結(jié)合敏感區(qū)域的實際環(huán)境特點及人類生產(chǎn)生活情況等進行分析，并以此為依據(jù)確定各個監(jiān)測點。為了避免影響大氣污染防治監(jiān)測質(zhì)量和效果，應(yīng)在敏感區(qū)域內(nèi)布設(shè)多個監(jiān)測點，且每個監(jiān)測點使用的監(jiān)測設(shè)備應(yīng)具有小巧、高精等特點，以保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，確保可在第一時間發(fā)現(xiàn)空氣質(zhì)量存在的問題，并針對性地做出應(yīng)對或發(fā)出安全預(yù)警。

3.4 重視污染源的監(jiān)測管理

在運用大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測方法時，重視污染源的監(jiān)測管理，可精準地確定大氣污染的具體區(qū)域，從而采取針對性地監(jiān)測與防控手段。某個區(qū)域之所以會發(fā)生大氣污染問題，此處一定會有一些固定的污染源在源源不斷地排放污染物，年深日久后造成大氣污染問題。因此，環(huán)境保護相關(guān)部門應(yīng)在布設(shè)監(jiān)測點前先對進行大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的區(qū)域進行大面積的實地調(diào)查，以發(fā)現(xiàn)容易造成大氣污染的一些工廠與企業(yè)，比如是否存在各種規(guī)模的化工廠，是否存在規(guī)模不一的養(yǎng)殖企業(yè)，是否存在機動車尾氣集中排放區(qū)域等。當確定存在以上場所與區(qū)域后，應(yīng)將這些場所及區(qū)域定義為污染源，并在其周邊適合位置布設(shè)監(jiān)測點，規(guī)劃監(jiān)測控制區(qū)域，以便于獲得精準的大氣污染監(jiān)測數(shù)據(jù)，可對大氣污染防治措施的制定提供可靠的參考與支持[5]。

4 結(jié)論

綜上分析可知，網(wǎng)格化監(jiān)測是一種非常高效且效果顯著的大氣污染防治方案。大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測的功能較多，其中實施監(jiān)測作用、評價空氣質(zhì)量、分析大氣污染成因、評估減排效果、存儲并實時查詢數(shù)據(jù)、高效的數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計等是最主要的功能。應(yīng)充分發(fā)揮以上功能，讓大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測工程全面普及，提高大氣污染防治效果。在運用大氣污染防治網(wǎng)格化監(jiān)測方案時，應(yīng)首先科學合理布置監(jiān)測點位，并做好管控點周邊的監(jiān)測，然后針對敏感區(qū)域進行監(jiān)測，重視污染源的監(jiān)測管理，并且實施道路監(jiān)測，這樣可將網(wǎng)格內(nèi)的大氣污染數(shù)據(jù)信息精準獲取，并針對性地制定大氣污染防治措施和方案，提高大氣污染防控效果。