環(huán)境空氣質(zhì)量在線監(jiān)測方案

　　重點(diǎn)區(qū)域空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)由空氣質(zhì)量監(jiān)測微型站和軟件平臺(tái)組成，系統(tǒng)通過對(duì)重點(diǎn)區(qū)域建立空氣質(zhì)量在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)監(jiān)測重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)并傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。根據(jù)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析污染物傳輸擴(kuò)散規(guī)律，并結(jié)合氣象數(shù)據(jù)建立基于自學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)多尺度溯源解析模型，定量分析鄰近區(qū)域?qū)χ攸c(diǎn)區(qū)域的污染貢獻(xiàn)以及區(qū)域內(nèi)污染源的污染貢獻(xiàn)比，從而在監(jiān)測空氣質(zhì)量的同時(shí)，實(shí)時(shí)快速鎖定污染物來源，為評(píng)定區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量狀況提供技術(shù)支撐，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)科學(xué)有效的空氣污染調(diào)控與空氣質(zhì)量減排方案提供決策支持。

　　系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、應(yīng)用服務(wù)層、決策層組成，總體架構(gòu)如下圖所示。

 圖 1 系統(tǒng)總體框架

　　感知層的主要任務(wù)：對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量和氣象狀況進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測;采集、處理和存儲(chǔ)監(jiān)測數(shù)據(jù);按中心計(jì)算機(jī)指令定時(shí)或隨時(shí)向中心計(jì)算機(jī)傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備工作狀態(tài)信息。由大氣環(huán)境網(wǎng)格化監(jiān)測探頭組成，對(duì)環(huán)境參數(shù)CO/O3/SO2/NO2/PM2.5/PM10/噪音/溫度/濕度/風(fēng)速/風(fēng)向/氣壓等特征污染因子實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)監(jiān)測。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用服務(wù)層的主要任務(wù)：通過有線或無線通訊設(shè)備收集各子站的監(jiān)測數(shù)據(jù)和設(shè)備工作狀態(tài)信息，并對(duì)所收取得監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行判別、檢查和存儲(chǔ);對(duì)采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、分析。由中心站計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、打印機(jī)、繪圖儀、通訊適配器、供電穩(wěn)壓系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)等硬件設(shè)施以及運(yùn)行于計(jì)算機(jī)、服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、監(jiān)控中心軟件系統(tǒng)組成。

　　決策層的主要任務(wù)：為改善空氣質(zhì)量，做出行之有效的對(duì)策。

　　一、監(jiān)測站點(diǎn)布設(shè)原則及要求

　　(1)站點(diǎn)布設(shè)原則

　　在空氣質(zhì)量監(jiān)測站布設(shè)過程中，先要開展一系列的布設(shè)工作，需結(jié)合整個(gè)區(qū)域?qū)嶋H狀況著手實(shí)施。通常情況下，還需考慮到結(jié)合地域條件、風(fēng)向進(jìn)行設(shè)置。另外，在設(shè)計(jì)布點(diǎn)時(shí)，應(yīng)選擇最佳的設(shè)置地帶，特別是地域范圍的寬廣性，但也要防止在監(jiān)測點(diǎn)周圍內(nèi)出現(xiàn)成片、大范圍的草地及森林，以免影響監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。具體布設(shè)原則如下：

　　★代表性

　　具有較好的代表性，能客觀反映一定空間范圍內(nèi)的環(huán)境空氣質(zhì)量水平和變化規(guī)律，客觀評(píng)價(jià)城市、區(qū)域環(huán)境空氣狀況，污染源對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量影響，滿足為公眾提供環(huán)境空氣狀況健康指引的需求。

　　★可比性

　　同類型監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置條件盡可能一致，使各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)獲取的數(shù)據(jù)具有可比性。

　　★整體性

　　環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)城市點(diǎn)應(yīng)考慮城市自然地理、氣象等綜合環(huán)境因素，以及工業(yè)布局、人口分布等社會(huì)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，在布局上應(yīng)反映城市主要功能區(qū)和主要大氣污染源的空氣質(zhì)量現(xiàn)狀及變化趨勢，從整體出發(fā)合理布局，監(jiān)測點(diǎn)之間相互協(xié)調(diào)。

　　★前瞻性

　　應(yīng)結(jié)合城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃考慮監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)，使確定的監(jiān)測點(diǎn)能兼顧未來城鄉(xiāng)空間格局變化趨勢。

　　★穩(wěn)定性

　　監(jiān)測點(diǎn)位置一經(jīng)確定，原則上不應(yīng)變更，以保證監(jiān)測資料的連續(xù)性和可比性。

　　(2)站點(diǎn)布設(shè)要求

　　站點(diǎn)布設(shè)要在對(duì)當(dāng)?shù)噩F(xiàn)場情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研的基礎(chǔ)上，按照空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)原則，進(jìn)行站點(diǎn)布設(shè)。具體布設(shè)要注意以下幾點(diǎn)：

　　1、反映本地區(qū)大氣環(huán)境污染水平、污染變化規(guī)律和污染變化趨勢，并體現(xiàn)本地區(qū)特色和突出本地區(qū)大氣污染的特點(diǎn);

　　2、點(diǎn)位的布設(shè)要盡量考慮適當(dāng)?shù)墓δ軈^(qū)分布，盡可能在布局上比較均勻，并符合本地區(qū)規(guī)劃的要求;

　　3、點(diǎn)位應(yīng)避免公路直接影響。距離公路邊20米以上，距附近房屋、建筑物的距離在其高度的2.5倍以上;

　　4、采樣口水平線與周圍建筑物夾角不大于30度，采樣口周圍(水平面)有270度以上的自由空間，采樣口高度3~15米;

　　5、要求點(diǎn)位能保持相對(duì)穩(wěn)定性，有良好的供電條件、管理方便、安全、易于接近。

　　二、空氣質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)

　　本次項(xiàng)目中建設(shè)的監(jiān)測因子匯總見下表。

　　表1 空氣質(zhì)量在線監(jiān)測擬監(jiān)測因子

　　三、空氣質(zhì)量監(jiān)測布點(diǎn)方案

　　本項(xiàng)目以某地區(qū)河流流域?yàn)橹攸c(diǎn)區(qū)域，建設(shè)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。依據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范(試行)》等相關(guān)規(guī)定，同時(shí)根據(jù)河流所在地現(xiàn)場實(shí)際情況以及河流附近污染源情況，結(jié)合當(dāng)?shù)貧庀髼l件，在河流的上風(fēng)向和下風(fēng)向處同時(shí)布設(shè)空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位，以更好的評(píng)價(jià)監(jiān)測區(qū)域的污染源情況以及監(jiān)測區(qū)域?qū)χ車諝赓|(zhì)量的影響情況。以沈陽市渾河部分流域?yàn)槔诤恿鲀蓚?cè)布設(shè)空氣質(zhì)量在線監(jiān)測點(diǎn)位，監(jiān)測點(diǎn)位的間距為2-3km，以河流監(jiān)測區(qū)域?yàn)?0km，2.5km間距布點(diǎn)為例，預(yù)計(jì)共布設(shè)空氣質(zhì)量監(jiān)測微型站50個(gè)，具體如下圖所示。

　　考慮到監(jiān)測設(shè)備的可移動(dòng)性，可結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況選擇現(xiàn)有路桿進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測微型站的安裝，如：電線桿、路燈桿、路標(biāo)桿以及低矮房頂?shù)?，如現(xiàn)場不滿足安裝條件，可采取自建監(jiān)控桿的方式進(jìn)行。

　　圖1 空氣質(zhì)量在線監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)示例

　　四、空氣質(zhì)量監(jiān)測微型站

　　空氣質(zhì)量在線監(jiān)測設(shè)備采用先進(jìn)的傳感器檢測陣列，實(shí)現(xiàn)包括顆粒物、常規(guī)污染物的監(jiān)測。設(shè)備內(nèi)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用算法，具有智能化程度高、運(yùn)營維護(hù)成本低的優(yōu)勢。系統(tǒng)的主要監(jiān)測污染物包括CO/O3/SO2/NO2/PM2.5/PM10/噪音/溫度/濕度/風(fēng)速/風(fēng)向/氣壓等特征污染物等。選用監(jiān)測設(shè)備可有效解決當(dāng)前監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)成本高、運(yùn)營維護(hù)成本高的問題。

　　圖2 空氣質(zhì)量監(jiān)測微型站

　　五、空氣質(zhì)量監(jiān)測站技術(shù)參數(shù)

　　表1 技術(shù)參數(shù)表