大气监测在城市环保治理中的实用价值及对策探析_边希春.pdf

污染与治理-89-大气监测在城市环保治理中的实用价值及对策探析边希春（烟台市环境监控中心，山东 烟台 264000）摘要：近年来，高质量发展已经成为我国全面建设社会主义现代化国家的首要任务。大力推进生态文明建设，使我们的天更蓝、山更绿、水更清已成为前进发展的共识。大气污染治理在城市环境保护中具有举足轻重的地位，近年来，大气污染防治攻坚战不断向纵深推进，因而提升空气质量，转变产业发展方式迫在眉睫。开展精准有效的大气监测并采集数据对于大气污染的科学治理具有积极的意义。本文以山东省济南市科学开展大气监测为切入点，阐述了大气监测技术在环保治理中的重要性。通过运用量子雷达、无人机载体等技术手段，实现人防和技防相结合，并从合理设置监测点、强化管理措施、加大技术支持、政府部门从严监管要求等方面，提出了改善大气质量的相关对策，实现环境和发展的双驾并驱前行。关键词：大气监测；环保治理；对策研究；网格化；点位优化中图分类号：TS5 文献标志码：A DOI：10.20025/ki.CN10-1679.2023-02-30The Practical Value and Countermeasures of Atmospheric Monitoring in Urban Environmental Protection ManagementBian Xichun(Yantai Environmental Monitoring Center,Yantai 264000,China)Abstract:In recent years,high-quality development has become the primary task for the country to build a socialist modern country in an all-round way.Vigorously promoting the construction of ecological civilization to make our sky bluer,mountains greener and water clearer has become the consensus for development.Air pollution control plays important role in urban environmental protection.Since the 18th National Congress of the Communist Party of China(CPC),the air pollution prevention and control battle has been advancing in depth to improve air quality and enable people to enjoy a clean and green environment.It is not only an ecological defense war,but also a revolution to change ideas and industrial development mode.It is of positive signifi cance to carry out accurate and effective air monitoring and data collection for the scientifi c treatment of air pollution and the remedy to the case.In this paper,the importance of atmospheric monitoring technology in environmental protection governance is expounded by taking scientifi c atmospheric monitoring as key point,and relevant countermeasures to improve atmospheric quality proposed from the aspects of reasonable setting of monitoring points,strengthening management measures,increasing technical support,and strict regulatory requirements government departments,so as to realize the dual drive of environment and development.Key words:atmospheric monitoring;environmental protection;countermeasure research;grid;site optimization清新的空气和干净的水源是人们生产生活和经济发展的基本要素，伴随着社会经济的快速发展和城市工业化进程的推进，在给我们带来便利生活的同时也对环境产生了严重污染。低碳、绿色、清洁的发展理念不断深入人心，各地政府和企业都认识到环境保护的重要性，其中大气污染的防治在城市污染治理中的地位显著，因而大气监测势在必行。1大气污染现状和大气监测的重要性1.1大气污染现状分析城市化和工业化给我国经济发展带来了显著效益，居民生活水平日益提高，与此同时由于煤和石油的大量使用，燃烧过程中产生的颗粒污染物、SO2、NO2、CO等有害气体肆意排放，严重影响了城市大气质量和人民的生命健康。目前各监测点设置的主要监测项目有SO2、NO2、O3、CO、PM10、PM2.5等共计6项监测指标的浓度值和监测范围。但受到当时技术和管理水平的限制，以及网络更新速度慢、大数据平台未能同步建立等的影响，原有监测点位和设备的加速更新迭代已经不能科学反映大气整体质量。近十年来是大气监测迅速发展的成长期，依托发达的互联网技术和大云物移等新技术、新领域、新发明的投入使用，大气监测的精准度和监测点的设置越来越科学。本研究以济南市为例，采用多目标优化方法，对济南市省以上监测点和市级监测点进行科学优化，引入了“量子治霾”监测网，这在全国范围内是首次尝试，该技术能够助力实现颗粒物的精准溯源，其采用的“光量子雷达”技术能够在10分钟内绘制生成3D彩色实 作者简介：边希春（1973-），男，本科，高级工程师，研究方向：大气污染物排放监测、辐射环境监测、移动源污染物排放监控.污染与治理-90-时全景“大气污染地图”1。1.2大气监测综合治理情况以济南市为例大气监测技术发展至今，从80年代最初的人工现场监测采样，再带回实验室进行分析，到新世纪，随着计算机技术的迅猛发展，结合远程遥感（RS）、地理信息系统（GIS）和全球卫星定位系统（GPS）等相关技术手段，使大气环境监测系统发展到了连续自动监测阶段。以济南市为例，2013年是济南大气十条颁布的初始之年，那时济南污染严重，雾霾天气频繁，十年来，市政府通过大手笔搬迁改造济钢集团，一批石化、化工等企业相继搬出城区，以壮士断腕的勇气对于企业污染进行严格治理，强化监管水平，使得城市空气环境质量实现历史性、突破性转变。与此同时，仍有部分企业不准守规定，履行污染治理工作流于形式，偷排、高耗情况时有发生。根据8月份举报数据显示，全市共收到投诉举报101件，其中举报中反映的大气污染54件，噪声污染36件，水污染14件，其他污染1件。大气污染占比位居首位，占投诉总数的一半以上，其次是噪声污染，占34.3。其中，废气污染投诉39件，占大气污染投诉的75，其次是烟尘污染投诉8件，占大气污染投诉的14.8。因此，做好大气污染综合防治工作，科学合理布置监测点，对监测数据进行严格追根溯源，加大执法力度是做好污染治理的重中之重2。2现有大气监测系统模式及存在的问题改革开放以来，我国大气环境监测从开始的人工采样监测方式发展到如今的连续自动监测方式，历经了三、四十年的技术更新迭代。目前，现有的大气环境监测系统为智慧环保一体化平台。通过利用大云物移和人工智能等技术手段，整合全市生态环境信息资源，能够对大数据进行快速分析研判和响应，有力提高管理决策的精准性。2.1智慧环保一体化平台介绍济南市大气监测平台包括实时监测、系统分析、智能决策、在线监管、应急响应五大应用系统，不仅可以排查全市环境整体情况，同时还可以对污染物进行溯源，对违法排污企业形成强有力的震慑和打击。该系统采用地面走航与高空无人机协同监管的新模式，对重点企业集聚地、工厂场地等区域进行全天候“四维一体化”动态监管，能够迅速过滤所扫码区域，实时出具污染源的定位和传输方向，做到靶向定位、精准溯源，让扬尘、黑烟和直排无处遁形，实时掌握管控区域内的大气环境问题，为环保部门的大气防治工作提供行动思路和依据，高效、省时，促进空气质量持续改善。当发生突发环境事件时，通过无人机的传图设备把推送至地面站的视频通过WiFi推送到应急指挥车通讯系统，应急指挥车通讯系统通过卫星或4G设备与环保监控指挥中心进行连接，把视频实时推送至环保监控指挥中心的接收端、移动端，呈现在GIS地图上（位置、视频等）。2.2目前大气监测技术存在的问题2.2.1 空气质量预报基础模型有待进一步优化目前空气质量预报基本模型一是基于机器学习算法的统计预报模型，二是基于大气化学传输模式的机理预报模型，这两种预测模型都存在各自的优势和不足。其中国家监测点一般多集中在经济较发达地区，相反目前西部内陆地区反而污染严重，这种空间分布不均匀、功能区划分不够科学的统计预测数据更多用于单站点预报，其结果没有能力代表整个研究区域，更不能科学展现各项污染物的变化趋势。此外，单站点预报在很大范围内精简了输入数据结构，这就导致部分输入数据缺失非典型污染事件信息，因此导致预报模型在这种非典型污染事件上显示出了预报能力的不足。第二种预测模型是基于大气化学传输模式的机理预报模型。这种模型是采用三维立体大气预处理数据，其优点在于可以将大气状态和污染物传输之间的关系考虑在内，更加适合再大区域范围内对大气污染程度进行较为科学地预报。该模型需要提供预报区域内详实的地表污染源排放列表作为预报模型的进入文件，同时需要深入理解预报区域内大气中各类成分的物理化学机制相互转化内在因子和关系式，才能选取适当的物理化学机制进行模型模拟计算。这种方法需要的数据较为庞大，并且随着社会的不断转型，区域经济发展的不确定性和污染源排放清单的变化越来越快，因此清单的时效性和准确性对机理预报模型非常重要。加上大气传输体系庞大复杂，仅凭人的理解能力很难对这中间的物理化学变化进行量化处理，于是便使用某种近似或者简化的方式来描述变化过程，这就引起了机理预报模式与实际观测值产生较大偏差3。2.2.2 监测点的设置和人工安全性有待解决一是监测点的科学设置仍需进一步改进，且运维成本高昂。目前的监测点基本上都是传统固定式监测站，其固定性就不会对外界环境变化做出灵活处理，监测模式单一，且外部环境适应性较低。同时采样点分布应设置在污染浓度高中低不同的地方，选择风向上风口，按照功能区布点法、网格布点法或同心圆布点法等科学布局。但是现实存在污染重的地区设点少、人口密集小的地区反而设点多，空间代表性差。同时目前大部分跟踪空气污染的多数方法还是依赖于固定的监测站，同时在国监测和省监测点周边各市都集中全力保障其达标，这就无形中隐藏了污染问题，使数据的收集不够灵活，同时其真实性和全面性也不够精准。二是当危险气体泄漏事故发生时，需要现场对事故进行快速决策，传统监测方式在气体采集监测时，由于人工采集不仅速度慢，同时危害性强，存在人身伤亡风险。三是由于监测站的设备在不断更新和增加，前后技术存在迭代和接口不对应，在逐步向无人值守化过渡的过程中，进一步加大了故障设备排查的工作量