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大气网络化监测未来仍需朝着精细化发展

仪表产业中国仪表网2016年04月01日 10:23人气:15607

  【中国仪表网 仪表产业】当前,我国多地区面临大气环境质量改善巨大压力。国内许多地方对大气网格化监控做了有益尝试,但是还存在覆盖范围和监测要素不全、信息化水平不高、监测与监管结合不紧密、监测数据质量有待提高等问题,难以满足大气污染治理需求。

  
 
  网格化监控仍存局限性还需精细化发展

  
  空气网格化监控系统在提供PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3等6项参数数据基础上,可扩展对VOCs、氯气、硫化氢、氨气等多种特征污染物进行监测。
  
  国内许多地方对大气网格化监控做了有益尝试,但是还存在覆盖范围和监测要素不全、信息化水平不高、监测与监管结合不紧密、监测数据质量有待提高等问题,难以满足大气污染治理需求。
  
  传感器方法微型站设备成本较低、用电方便(可利用太阳能供电)、易于安装,能满足当前市场需求,可实现广泛布点。但是,微型化设备采用传感器监测方法,其数据易发生漂移,造成数据不准确。因此,推动采用国标监测方法的小型化设备与微型站设备进行组合布点,数据统一联动校准,就显得尤为重要。
  
  当前,我国多地区面临大气环境质量改善巨大压力。对此,业内人士表示,只有精确找到本地污染物排放来源,结合地理、气象、环境衍生等众多原因综合分析,才能实现大气污染治理精准决策和快速应对。
  
  “国内许多地方对大气网格化监控做了有益尝试,但是还存在覆盖范围和监测要素不全、信息化水平不高、监测与监管结合不紧密、监测数据质量有待提高等问题,难以满足大气污染治理需求。”在近日召开的大气污染防治网格化精准监控及管理支持系统技术交流会上,不少行业专家这样表示。
  
  参会代表普遍认为,应建设区域网格全覆盖,在线实时提供精准数据,具有完善的数据校正和质控体系,能够客观真实反映污染现状,以及综合分析污染原因的网格化监控体系。
  
  当前网格化监控仍存在局限性
  
  人工监管方式和视频网格化监控,很难提供精准监测数据;传统空气自动监测站占地面积比较大,成本及后期运营费用较高。
  
  中国环境科学研究院副研究员高健表示,目前各地网格监控取得了很大进步,下一步需在精细化方面做出突破。
  
  据了解,很多区域采用人工监管方式,即每个区域都设一个“网格长”进行管理。比如兰州、天津等地按照属地管理、分级负责,条块结合、无缝对接的原则,构建责任到位、监管到位、落实到位、督导到位的常态化管理体系。以区县、街道、乡镇、社区(村)为单位,分级划定大气污染防治管理网格,构建全民参与的大气污染防治网格化管理体系。
  
  “这种办法使相关人员的责任更加明确,聚集更多的人参与大气污染防治,有良好效果。但人力成本高,缺少精准的分析数据,并且对突发性污染事件很难做出快速响应和提前预判。”高健认为。
  
  另外,有的地方采用视频网格化监控,以了解、掌握本区域大气污染现状、污染物来源等信息,具有直观、清晰特点。但也缺乏精准监测数据作为支撑,并且由于受光照、雨雾、摄像头低分辨率等因素的影响,只能对污染浓度较大的可见性污染源进行监控。
  
  此外,还有地方采取常规空气自动监测站加密的方式进行监控,对大气污染防治起到了一定的支撑作用。“但传统的空气自动监测站的站房用地面积比较大,加上其成本及后期运营费用较高,因此很难进行大面积、精密化布点,并且‘说不清污染来源’的问题仍然存在。”与会的监测人员表示。
  
  据了解,还有国内部分区域布设上千个单一的颗粒物监测网格,可以对PM2.5进行实时监测,掌握大气中颗粒物的实时变化趋势。对此,业内人士认为,这种方法对SO2、NOx等某些特征污染物排放监控不到位,无法提供全面的污染数据。
  
  市场需要怎样的网格化监控系统?
  
  能够在线、实时提供精准监测数据,实现区域网格全覆盖,监测设备需严格质控,并需要充分的运营保障
  
  与会代表普遍认为,目前大气监控需要寻找新的出路和解决方案,突破技术瓶颈,实现精准监控,以满足大气污染治防治需求。“由于大气污染具有涉及区域范围较大、区域之间污染物传输量大、污染源种类多、污染因子相对复杂等特点,环境监管难度非常大。地方政府需要一套实时、在线监测系统进行实时监控,克服人工、视频等网格监管存在的数据支撑不足等问题。”
  
  提供在线监测数据,需要监测仪器,而传统的空气监测站存在成本较高、占地面积大等不足。据某监测站人员介绍,传感器方法微型站设备成本较低、用电方便(可利用太阳能供电)、易于安装,能满足当前市场需求,可实现广泛布点。但是,微型化设备采用传感器监测方法,其数据易发生漂移,造成数据不准确。“因此,推动采用国标监测方法的小型化设备与微型站设备进行组合布点,数据统一联动校准,就显得尤为重要。”
  
  “以上两种监测设备组合布点,可以提供准确数据,但必须对不同监测区域(比如重点工业企业、道路交通、建筑工地和区域边界等)进行不同搭配布点,并对区域环境进行细密网格布点,实现区域网格全覆盖,才能保证数据完整、科学。”相关监测人员表示。
  
  与会代表普遍强调,网格化监控系统不但要能提供精准数据,并且需要能够长期稳定提供。“由于有的监测设备可能受到干扰气体影响或因为环境差异造成数据偏差,因此建立健全完善、严谨、规范的环境质量校准体系是非常关键的。”
  
  “由于网格化监控区域大、点位相对较多,后期的质控运营显得尤为重要。一方面需要进行仪器运营,另一方面还需要进行数据综合分析。没有足够的人员、技术支撑,很难能满足运营的需要。”业内人士认为。
  
  网格化精准监控系统有哪些优势?
  
  空气质量微型站和小型站搭配,体积小巧、便于安装,可以实现大面积应用;将城市全部区域细分为无数网格监控区域,实现实时预警和靶向治理。
  
  河北先河环保科技股份有限公司副总裁范朝在技术交流会上进行了技术分享。他介绍说,结合传感器技术、云计算、大数据的综合应用,公司推出了空气质量微型站和空气质量小型站,可以露天使用,体积小巧、便于安装,可以实现大面积应用。在提供PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3等6项参数数据的基础上,可扩展对VOCs、氯气、硫化氢、氨气等多种特征污染物进行监测。这一系统目前在多地得到推广应用。
  
  如何实现监控网格全覆盖?范朝解释说,基于其科研团队分析,根据城市面积,公司将需要监控城市的全部区域细分为无数网格监控区域,布设覆盖整个区域的监测仪器设备,实时评估空气质量动态变化。并结合常规监测、立体监测、移动监测,达到真正意义的“区域网格全覆盖”。
  
  先河环保的技术人员介绍说,公司的网格化监控系统除了布设大面积常规网格,还针对特殊污染区域设有专门的加密网格。比如针对未纳入总量减排体系的烟粉尘、VOCs、氨等大气污染物排放,以及重点污染源,城市环境管理中料场、料堆无棚化,露天烧烤、秸秆焚烧,建筑工地、道路扬尘,城中村、棚户区、城乡接合部原煤散烧,工业园区无组织排放污染等进行整体的监控布点。
  
  据介绍,由于传感器方法的微型站成本较低,在先河环保的网格化监控系统得到大面积使用。为了保证微型站数据准确,在一定范围内安装采用国标法小型化监测设备进行配套,对数据比对、校准,并利用大数据平台进行分析解析,判断整体数据的准确性。“由于国标法监测设备使用的监测方法符合国家相关规定,其校准的数据可作为政府相关部门的执法依据。”技术人员表示。
  
  “把污染源纳入监测网络中,系统一旦发现污染源异常排放行为,会将异常报警信息自动通过电脑web端、手机APP端或微信平台,传送到相关责任单位,并且清晰标注污染源所在地理位置及污染物排放时间,监管部门可快速锁定污染源采取处理措施,并对处理效果进行实时监控”范朝说。
  
  与会的环保部门工作人员表示,基于大数据应用系统的网格化精准监控,打通了在线监控与政府监管之间的通道。通过网格化监控系统,不仅能实时监控区域内主要污染物动态变化,快速捕捉污染源的异常排放行为并实时预警,而且通过数据分析,可甄别区域污染的主要来源,对其实现靶向治理。
  
  如何保证长期稳定提供精准数据?
  
  推出“全生命周期质控管理”、“三级修正”和“四级校准”系统,解决气体干扰或环境差异造成微型站数据不准等问题;并提供充分的运营管理保障。
  
  对这套网格化监控系统,与会人员普遍关心的是稳定性问题,能否长期稳定提供精准数据?
  
  对此,公司技术人员表示,由于微型站产品数据容易受到环境干扰,他们推出了“全生命周期质控管理”、“三级修正”和“四级校准”系统。通过三级数据修正,解决气体干扰或环境差异造成数据不准问题;通过全生命周期质控管理、四级校准质控,解决零点漂移、温度漂移、时间漂移等问题。
  
  通过采用组合布点方式,运用大数据平台进行数据质控,甄别设备异常,并与传递校准结合,实现系统智能校准。通过严格、科学的质控体系,保证系统数据准确性。
  
  范朝介绍说,一套严格的运营管理制度规范也非常关键。尤其针对微型站设备,在安装后需定期进行传递校准。为此,公司投入专项资金成立网格化监控数据中心,及时查看和管理每一个数据质量、每一个设备状态,为数据准确性及运营管理的及时、有效性提供有力支撑。
  
  另外,公司还设立产品比对、质控实验室,人员、车辆等保证充分,备品备件充足;专业的科学家团队,用于定期对数据进行深入解析、挖掘、分析,为政府环境保护工作提供支撑。
  
  高健认为,这种创新的网格化监控系统,结合传统方法、标准方法等多种方法,对目前的监测体系是很好的补充。
  
  有些参会人员则表示,希望相关企业能够控制设备投资和运行成本,让用户能够支付得起相应费用,以便系统发挥应有作用。
(本文来源:中国环境报转载请注明出处
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