大气自动监测系统对大气污染治理的促进作用

彭 哲

石家庄市栾城环境监控中心

1 引言

大气污染是当前环境问题中非常突出的一项内容。我国很多地区尤其是北京、上海等较为发达的城市近些年经常出现雾霾天气，这引发了社会和广大民众的深切思考和焦虑。严重的大气污染问题对国民的日常生产生活都有着十分严重的影响，威胁着国民的身心健康，为此，国家展开了一系列措施进行大气污染的控制和治理。通过自动监测系统可以对大气污染情况有一个客观地了解，明确主要污染成分，进而采取针对性的治理办法。为此，本文将重点就大气污染自动监测系统的应用展开探讨。

2 大气污染及空气自动监测系统的概念

2.1 大气污染

固态污染物和气态污染物是大气污染物的两种主要污染物类型，一般情况下在衡量空气质量时是建立在空气质量情况描述的基础上，用质量指数确定，空气污染情况会随着空气质量指数的增加而严重。当前空气污染物包含的种类较多，比如常见的二氧化碳、一氧化碳、臭氧污染等。近些年我国城市化发展脚步不断加快，国家、社会、国民对大气环境污染问题有了越来越高的关注度，加上人口、工业企业发展等多方面的影响，建筑行业的不断发展，大气污染问题日渐严重，热岛效应在各个城市十分常见，这导致大气污染问题进一步加剧。我国对大气污染问题有着高度重视，尤其是在雾霾问题发生后，对大气污染的治理力度不断加大。随着各项举措的开展，我国近些年大气环境有所改善，有效降低了发生雾霾的频率，不过整体上来看大气环境问题仍然十分严峻。

2.2 空气自动监测系统

空气自动监测系统是由多个部分组成，主要有中心计算机室、系统试验室、监测子站、质量保证试验室。空气质量监测站即为监测子站，主要是对固定区域的大气空气开展连续、实时的采样和分析污染物情况，并且将气象情况记录下来，处理监测数据，并且在管理平台和中心计算式显示出来供工作人员参考。监测子站的数据和运行情况需要通过管理平台和中心计算机室进行记录，并且由管理平台和计算机室远程操控相关监测设备，审核监测数据。监测仪器的日常保养维修需要由系统实验室完成，通过养护确保设备能够在使用过程中正常运转并且延长设备使用寿命。质量保证实验室可以核查维修后的设备性能情况以及量值传递，达到监测数据准确性保障的目的。早在1995年我国就开始利用自动监测系统对空气质量进行监测，但是受到资金和技术方面不足的影响造成难以达到预期自动监测的目的。通过多年的不断发展，科学技术的不断进步，计算机技术、网络通信技术、传感技术等先进技术开始应用于空气自动监测系统当中，这有力地支持了大气污染防治工作，可以监测多种污染物。

3 大气污染监测和治理措施

3.1 促进各行业污染物达标排放

当前汽车尾气、工业企业、城市基建等都是城市发展过程中常见的污染物来源，这和市民缺乏环保意识、管理不当、缺乏严格的污染物排放标准、缺乏严格的监测技术等都有着直接关系，造成大气污染问题严重。当前氮氧化物、硫化物、颗粒物等是工业生产中常见的污染大气环境的物质，严重威胁着人们的身心健康。有的工厂在生产中盲目追求经济效益，对国家排放标准视若无睹，大量排放不到表的废气废水，严重污染了环境。对于工厂的这些情况，如果仅仅依靠环保部门监督那么难以切实达到管理的效果，而自动化空气监测系统的应用可以将监管的效果和准确性显著提高。例如将空气自动监测站设置在工厂园区、建筑工地等区域，可以实时监测园区、工地的空气质量，当地的政府、公安和环保部门在发现异常情况时可以开展联合行动，处理异常情况，加强控制污染物排放，从而实现大气环境改善的效果。

3.2 为大气污染防治工作提供依据

我国冬季主要的大气污染物质为PM10、PM2.5等颗粒物，夏季主要污染物为臭氧污染。一次排放源和二次转化源是主要的颗粒物来源，而复合型污染是主要臭氧污染源。二次转化的颗粒物有着较为复杂的组成，比如常见的各种硝酸盐、二氧化硫等气态污染物。气态污染物在特定气象条件下会转化为颗粒物导致空气污染程度加大。氮氧化物和挥发性有机物在高强度光照下会生成臭氧污染物。相关部门在检测常规大气污染物同时应当加强治理颗粒物，检测颗粒物来源，对金属离子、碳元素解析、水溶性阴阳离子等的成因来源进行深入的分析。工作人员可以根据空气自动监测站所检测的数据以及激光雷达和气象观测设备等对颗粒物的变化趋势和污染源进行研判。臭氧污染治理主要依靠太阳辐射强度、温度、变化趋势和臭氧生成原理进行监测和防治。

监测工作是开展大气污染治理的前提，监测的目的就是了解污染情况从而采取有效地治理措施，改善大气环境。为了改善大气环境，应当根据城市的发展和环境治疗要求做好一次源排放的控制，同时加强监测颗粒物组分来源、污染物现状、挥发性有机物等，做好带起污染治理方案的详细制定，并且落实治理方案。经过治理后还要再次分析大气污染监测的结果，从而合理评估大气污染防治的效果，将大气污染防治的方案和法规不断进行调整，加强改善环境空气质量。

4 大气污染监测措施

空气自动监测站点应建在所在区域内具有代表性、能够反映区域环境空气质量总体水平的地方。因此，经过科学测定选出来的监测站点采集的数据是可靠、准确的。大气扩散风洞模拟试验可模拟春、夏、秋、冬自然气候，包括气温气压、风向、风速、湿度、地形地貌、建筑物、高山、大海、湖泊等，然后将污染源设置在实际地点，调节污染源排放浓度，进行排放，同时进行全面的测试，计算确定污染物最大落地地点，进行监测点的设置。也可以根据大气稳定度、地面风速、常年风向频率、太阳辐射强度、污染源高度等因子，代入大气扩散规律方程进行计算，依据计算结果进行布点。

4.1 大气自动监测系统采样点的分布

在选择空气自动检测站点时，要考察区域的具体情况，确保选择能够反映当地空气环境总体质量水平的位置，所以监测站点采集的数据要经过科学地测定来确定，将监测的准确性和可靠性提升。在自动检测站点确定时，需要通过大风扩散风洞模拟实验做好污染源设置实际地点的具体实验，通过模拟四季的气候、调整温度、风向风速、湿度等来全面测试污染源的排放浓度，对最大污染物落地点进行确定，并且合理设置监测点。通过模拟实验能够合理布设污染物监测位置，计算大气扩算规律。

4.2 大气自动监测系统样品采集

在对空气进行自动监测过程中，需要过滤颗粒物，分离发生干扰的物质，否则容易对测试仪器和测试精度产生不良影响。在太阳光照射下，空气中的部分污染物会出现光化学反应，有的光化学反应会由于抽入采样管道而停止甚至出现逆方向反应。

4.3 大气自动监测系统的数据传输

自动检测系统主要是完成数据的传输和整理分析，通过采用半双工通讯的方法实行时分制。在数据传输过程中，系统结合使用了二进制码和时分制，脉冲串模式是实现数字通信传输交换信息的方式，而从时间上来看脉冲串并不是连续的，处于特定离散值当中，需要根据信息幅度量化处理取样脉冲然后以8b（bit）方式做好编码。

在传输数据过程中，必须保证大气自动检测系统所传输的数据的准确性，保证数传通讯的误码率能够达到规定标准要求，一般情况下模拟信号和数字信号的转化误差不得超过万分之一。此外，自动检测系统需要监测记录大量的数据信息，为此需要主计算机有较高的处理、存储、分析等功能，保证硬磁盘、软磁盘等辅助部分能够高效运行，保证安全可靠地完成系统运行，确保大气监测的效率和准确性。

4.4 大气自动监测系统的数据处理

很多功能是大气自动检测系统数据处理需要注意的。第一，应当保证数据的高效准确。第二，对数据格式和采样次数进行严格地要求。第三，保证数据准确性，并且要具有足够的代表性。第四，保证能够实时显示监测所得的数据信息；第五，保证能够实时统计数据并且分析评估行管数据；第六，能够计算、校正和研究统计的数据。

中心计算机能够实现数据的处理，可以对各个子站的监测数据进行接收、处理和储存，可以对空气污染监测进行分析并且制定完善的报告，将有害物质的浓度显示出来，并且对监测网络功能进行合理地控制，一旦出现污染超标的问题可以及时提示并且发出警报，能够及时生产监控报告，将应对指令下达给各个子站计算机。中心计算机还要仔细检索子站数据，校准、检测仪器设备，做好功能障碍的排除等工作。计算机还要配备其他功能，比如绘图、监测、传递、时间等。

积极应用现代通信技术，加强现代计算机管理方法的应用，实时总结分析数据处理结果从而便于工作人员开展相应的管理工作，保证能够对大气污染情况随时掌握，并且针对性地制定防治措施。此外，大量的污染信息和污染标准值信息、各级环保部门和主管部门的政策指令、企业的污染信息和能耗信息等都需要存储在计算机当中，通过信息技术交流平台能够提高信息交流的效率和准确性，有助于污染防治方案的优化。此外，中心主计算机能够对大气污染的频率分布、污染程度等进行分析，保证实时了解和掌握污染情况，确保工作人员能够展开更加深入地研究。

5 结束语

相关工作人员应当根据大气环境自动检测系统监测所得结果展开大气环境治理工作。相关部门应当加强培养专业技术人员，提高工作人员的综合素质水平，将大气污染环境的监测范围扩大，加强建设监测站等基础设施，在初期合理规划大气监测系统，控制好子站的技术手段和运维方法，将自动监测系统的稳定性、准确性、客观性提高，保证所得的数据精准无误，保证高效地运行，提升监测效率效果，为大气污染治理工作奠定坚实的数据基础。