大气环境污染物监测问题探讨

王翡 张孝寒

浙江省嘉兴生态环境监测中心 浙江嘉兴 314001

1 导言

随着生活水平的提升，当前人们越来越关注环境问题，特别是对越来越严重的大气环境问题，已经对人们的正常生活产生了影响，甚至对人们的生命健康都已经产生的威胁，因此大气环境治理已经刻不容缓。做好大气环境污染物的监测，正是为了能够针对性的采取措施进行预防和管控。可以说，大气环境污染物监测工作的准确性、有效性直接影响大气治理的效果、力度、周期。

2 大气污染防治网格化监测系统

2.1 相关概念

大气污染防治网格化监测系统的出现是为了对大气环境进行精细化管理，该系统建立在不同类型污染源以及具体监控要求的基础上，对监控区域进行网格划分，然后在不同的网点设置监测设备，从而实现对网点的实时监测。设置在每个网点的监测设备重量都在0.1立方米以下，重量不到5公斤，是一种可以在室外微监测设备，PM10、PM2.5、二氧化硫、一氧化碳等在大气中的含量都以通过这种设备进行监测。

2.2 大气污染防治网格化监测系统构成

该监测系统共有监测、质控、数据分析三大单元构成，监测单元有六参数监测站以及微型颗粒物检测站等构成；质控单元由大气环境模拟舱及质控设备构成；数据分析单元由数据接收、存储、运算、分析、管理等模块构成。其中监控单元的相关设备在出厂前应由质控单元的相关设备进行校准，并且监测单元在运行过程中也需要通过质控单元对其进行定期校准。

2.3 要求

大气网格化监控系统建立在传统监测的基础上，其使用过程中的技术标准如下：第一是全面性要求，以《环境质量标准》相关规定为基础，应用该系统需要对大气中的固体颗粒、二氧化硫、一氧化碳等进行全面监测。第二是准确性要求，大气网格化监测系统实现的大面积的覆盖性监测，但在系统的覆盖范围内又有着不同的区域，因此就需要满足不同区域的监测要求，这样可降低区域差异性的影响，令监测结果更加准确。第三是分辨率要求，污染物在大气中的含量是动态的，为了更清晰的捕捉空气质量信息，必须要使用高分辨率的监测设备，第四是实时性要求，通过监测所获得的所有数据都应实时上传的处理中心，以便于实时掌握大气环境的变化。

2.4 自动化监测系统

为了实现大气污染下自动化常规检测仪表抗腐蚀性自动监测，进行监测系统的硬件设计，结合嵌入式的ARM和集成ADSP21160进行抗腐蚀性监测系统的集成信息处理，采用激光探测技术提取大气污染下自动化常规检测仪表表面腐蚀性特征信息，实现激光成像，在基线控制协议下进行自动化常规检测仪表表面腐蚀激光成像的信息传输和融合处理。在大气污染下，自动化常规检测仪表抗腐蚀性自动监测系统分为激光探测模块、人交互模块、输出转换控制模块和集成信息处理模块。首先进行自动化常规检测仪表表面腐蚀监测系统的总体设计构架分析，在总线控制协议下进行自动化常规检测仪表抗腐蚀性自动监测系统的信息输出转换控制，结合模糊控制技术，进行腐蚀性表面的激光探测，系统的实现流程见图1。

图1 系统的实现流程

自动化常规检测仪表抗腐蚀性自动监测系统的主控系统采用ADI公司的ADSP21160处理器系统，对仪表抗腐蚀性表面的激光成像最低采样率为120MHz，采用RS5485总线监测方法进行自动化常规检测仪表抗腐蚀性自动监测系统信息安全基线配置，结合Um接口的物理层设计进行交叉编译和总线调度，设计集成信息传输控制模型，采用MAC层交互协议设计方法，进行自动化常规检测仪表抗腐蚀性监测输出的VIX总线控制。

3 大气污染物分析

3.1 气状物质

这类污染物包含一氧化碳、SOx、NOx、臭氧和光化学成分：

CO：剧毒，会制约人体顺利供氧，浓度>100ppm时，会令人体心肺功能出现异常；当浓度超过250ppm甚至达到750ppm时，将令人丧失知觉甚至死亡，这种气体源于车辆尾气。（2）SOx：典型的SOx是以氢氧化硫、SO3以及SO2等酸雾状态存在，这种大气污染物源自石油和煤炭燃烧；SO2通过光化学反应，SOx会和大气内的湿气及其余颗粒物结合，加大空气污染的严重性。SOx的毒性远大于CO，还会严重影响到人们的身体健康。对空气污染最严重的物质是SO2，其影响很大，而且分布范围大，在监测SO2时，主要方法有“定电位点”及“紫外荧光法”等。（3）NOx：高温燃烧有机NOx后会形成NOx污染气体，最后释放NO与NO2等气体。NOx会和光化学成分及O3结合，形成对身体健康有影响的有毒物质。在监测NO与NO2时，所要采用的仪器必须具有精准性高、应用时间长等特征，而且在监测方式上主要采取盐酸二胺分光光度法，进而监测出NOx在大气内的占比。（4）O3：其化学性质和物理性质活跃，气味比较刺激，会损害人体的心肺功能。（5）光化学成分。

3.2 颗粒状污染物

空气污染中，有大量颗粒状物质，典型的颗粒污染物质有两类：

重金属物质：Mn、Ga、Gr、Fe、Mo、Zn、Cu等均是人体需要的化学元素，但是这些元素如果超标，就会影响到人体健康；Pb、Hg、Cd以及Al等元素也会影响到人体健康。（2）石棉：石棉微小粉粒，当吸进人体后将致癌。颗粒污染有很多成分和物质，有危害性、不稳定性及繁琐性等特性，有些作为有害物质，在空气活动中出现有害反应。一般，大气内的颗粒物质会起到吸附作用或是和气体反应，进而释放大量毒气，因此，要监测大气的颗粒物质，监测内容有：颗粒物质化学含量、降尘量、粒度布局状况、可吸收颗粒物的含量、总悬浮颗粒物质。

4 环境工程中大气污染的危害

4.1 对人类的危害

大气污染能直接带给人类危害，也能间接的影响人们的身心健康和日常生活。不论是直接危害还是间接影响都是不可逆转的。人们在呼吸过程中吸入污染后的空气，就会身患疾病，轻者会造成呼吸道感染疾病，重者会造成人们肾功能、心脏功能受损，甚至威胁到生命安全。间接影响就是大气层被严重损害，紫外线、射线透过大气层对人体、生物造成危害。

近几年，我国的很多城市都会产生不同程度的雾霾天气，在雾霾的影响下，人们患呼吸道疾病的概率增加，不仅影响了身体健康还降低了人们的生活质量。另外，大气污染还能间接的造成水资源、土壤等环境污染，进而限制了社会可持续发展。

4.2 对生物的危害

众所周知生物也存在于大气环境中，大雾污染对生物有着直接影响。例如，大气中含有大量的硫化物气体，直接造成酸雨的情况，会造成自然环境失去酸碱平衡性。植物、农作物不能适应这样的环境而死亡。动物在饮用污水、呼吸污染过的空气、吃一些污染后的植物都会直接造成死亡情况发生。

5 大气环境污染物监测防治措施

5.1 大气污染防治网格化监测的应用

当前我国已经有150个以上的城市都应用了大气污染网格化监测，已投入的监测站在15000个以上，对大气环境治理质量的提升起到了非常积极的促进作用。并且该系统的应用还帮助各地的环境管理部门节省了大量物理和财力资源，促进了大气环境治理的精细化发展，提升了治理工作的效率，令各城市的空气质量得到了极大改善，为了对这种监测系统产生更直观的印象。

5.2 环境空气质量指数分析

采用高密度网格点布设实测的方法，实现整个区域高时间分辨率、高空间分辨率和多参数的实时动态监测；反应整个城市、背景、边界、传输通道等区域的空气质量整体状况和变化趋势。在现有空气质量自动监测网络的基础上，以市区5个环境空气质量评价点（不含白马寺背景点）为中心，对其周边500m范围内的东、南、西、北等4个方向，及1km范围内的东北、东南、西北、西南等4个方向分别进行空气质量监控，以及市区可能传输通道上布设若干网格化微型站，以实现对监测点位周边区域的全覆盖式网格精准监控，实时掌握环境污染分布状况，探究空气质量变化趋势。

5.3 充实人员设备条件保证监测工作有效开展

无论污染物监测的目的是什么，其监测结果都应该保证真实性、有效性、有代表性。这就要求各地区在开展大气环境污染物监测工作的时候，一方面要严格做好监测点的选择和监测方案的合理规划；一方面也要做好人员配置、设备配置、经费划拨等工作，要为监测工作的有效开展提供充分的条件保障。比如随着科技的进步，电化学免疫传感器以及无线传感器等开始广泛普及。这种技术、设备上的更新换代也将对监测数据、监测质量产生较大的影响，需要环境监测管理部门多做研究、多做考虑。

5.4 进行采样与数据分析

在监测点布设完毕并做好基本的维护管理等情况下，接下来要做的就是对监测数据进行采样和分析统计。在这方面，需要相关人员严格做好监测样品的管理，确保样品真实，完成样品的监测和数据分析汇总，从而为评估目标区域的大气环境状况，进行下一步的治理工作提供指导。对于样本数据异常的情况，需要提起重视，及时对监测点进行检查，确保监测设备正常运转，确保周边没有新出现的干扰因素等。从而避免不正常的监测数据影响环境质量评价等工作。

6 结语

综上所述，改善空气污染现象，需要人类的共同努力，人们应减少汽车使用频率，各工厂要减少有害气体的释放量，本文所提到的大气污染防治网格化监测系统，能够为大气环境治理提供非常有力的依据，提升了大气环境治理的效果，为保护大气环境提供了充分保障。