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大气环境在线监测新技术分析
摘要:近年来,随着社会经济的发展,人们的生活条件较之前获得显著提高,在这种情况下促使人们越来越重视生活环境质量,并对其提出了更高、更严格的要求。随着传感器性能的不断发展及无线传输等通信技术的完善,针对我国生态环境空气质量监测的现状,在线监测系统与大气监测子站、微站成为我国监测技术研究与发展的方向。同时,生态环境质量的网格化、精细化管理系统与移动在线监测技术应运而生,成为大气污染监测与治理的重要辅助手段。基于此,本文就大气环境在线监测新技术进行简要探讨。
关键词:大气环境;在线监测;新技术;
1 大气环境监测概述
大气环境监测主要指通过监测大气中的污染物和开展一系列动态分析、建模计算预测,来确定污染物的种类、浓度,并对空气中生态环境的污染情况进行实时掌握,然后采取一系列切实可行的措施来改善环境。值得一提的是,大气环境监测极易受到各种因素的影响,同一区域在不同时间段内开展大气环境监测通常会取得不同的监测结果[1]。大气环境监测的主要对象为颗粒状物质,而大气中所含有的颗粒污染物数量庞大、成分复杂、来源广泛,再加上与大气充分混合后变得相对稳定,但是其具有很高的危害性,为此必须采取一系列切实可行的监测方法与标准,在实际监测过程中有必要对总悬浮颗粒进行科学的测定,对可吸入颗粒的浓度粒度分布及化学物质组成进行有效分析。其中,硫化污染物是造成空气污染的主要来源,这部分污染物的产生与高温燃烧石化燃料密切相关,而城市大气中氮氧化物含量增加的来源就在于汽车尾气排放,为此在今后的监测过程中有必要针对研究[2]。
2 大气环境在线监测现状
2.1 设备集成度低、综合成本较高
目前,对同一污染源的在线监测方式通常是安装数台在线监测设备同时工作,例如对大气污染源,会视企业排放污染物分别安装废气CEMS(针对颗粒物、SO2、NOx等特征污染物)和挥发性有机物VOCs(针对非甲烷总烃、苯系物等特征污染物)在线监测设备,可能需要排污企业多次投入和施工,增加生产的合规成本。因此,如能采用一种原理方法监测多种特征污染物参数或能将多种监测设备集成到一台在线监测设备上,同时对有机和无机污染物进行有效监测管控,是未来在线监测技术的发展方向。
2.2 在线监测方法与实验室监测方法不接轨
针对大气污染源排放口建设的在线监测设备,在分析原理、工况条件和采样方式等技术条件上与实验室分析方法并不统一,但在线监测设备准确稳定运行的判定条件却是与实验室分析方法的比对监测,这导致在线监测数据目前更多地只能作为监控手段,其作为执法依据的作用大打折扣。新型大气污染走航监测车载分析设备虽然与实验室仪器设备原理相同,但样品的处理和受气象因素的影响等不尽相同,同时也尚未出台权威的移动监测站或移动实验室相关检测标准,因此移动监测的方式目前更多是用于排查,也不能出具可作为执法依据的检测报告。可见,大气污染监测新技术的发展尚有赖于行业整体推动,尽快出台相关技术标准来规范具体监测行为。
2.3 在线监测技术应用于应急事件尚不完善
大气在线监测技术应用于生态环境突发污染事件尚不完善。一旦发生突发污染事件,短时间内需要对污染物进行快速的定性与定量分析,了解突发事件对生态环境造成的影响和损害,进而第一时间决策和落实应急措施,但目前主流大气在线监测技术不足以满足对污染物指标的实时和快速监测的技术需求。此外,与国外发达国家相比,我国在生态环境应急领域贮备的快速检测技术装备存在一定差距,同时也缺乏完善的应急管理制度和技术标准。
3 大气环境在线监测新技术
探寻、开发新技术主要包括空气动态监测技术、现场监测自动化处理技术等,以此可以动态地监测控制。制定科学、合理的治理措施还需系统地分析空气污染因子的变化状态;而利用预警技术能够科学地分析、预测当前的控制质量,及时发现各种潜在不良影响,可以帮助制定更好的预防、治理措施;而利用监测自动化技术可以获得精准度相对较高的大气监测结果,有助于监测成本的缩减。
3.1 初代大气走航监测车
初代大气走航监测车采用离子色谱分析原理,集成了PM2.5/PM10、O3、SO2、NOx、CO、VOCs监测参数和气象参数分析设备。监测设备与走航车分别如图1(a)、(b)所示。
这款大气走航监测车的优势是成本较低、监测参数集成度高、数据分析周期较短、设备体积较小便于移动,简易搭载车辆即可完成移动监测;其劣势是分析结果受移动时气象变化影响较大,且每次监测分析前需预热时间过长。综合考虑该设备作为移动监测站使用比走航监测更适合。
3.2 新型大气走航监测车
目前,集成上线的新型大气走航监测车与实验室方法相同,采用气相色谱与质谱联用分析原理,其配置及走航监测成果分别如图2和图3所示。
新型走航监测车的缺点是投资成本较高、设备所占空间较大,必须改装车辆进行设备集成并整车申请北京环保目录后按特种作业车上牌方不受限行影响,开发集成周期也较长;其优点是监测分析原理与实验室方法统一,监测周期极短,且分析数据相对精确。
结束语
综上所述,我国目前环境空气质量与大气污染监测技术所面临的问题不容乐观。生态环境精细化管理工作有赖于先进的环境监测技术,而在线监测新技术的研究与发展更能极大程度地提高工作效能。同时,大气走航监测车的应用成为在线监测系统一个重要的补充手段,将在重点区域大气污染排查与治理工作中发挥重要作用,为保证社会绿色发展、高质量可持续发展做出贡献。
参考文献
[1] 郝玉强,王潮. 基于新时期发展背景下大气环境监测全过程质量控制研究[J]. 广东化工, 2021, 48(02):112-113.
[2] 刘成文,王袁.大气环境监测全过程质量控制研究[J]. 环境与发展, 2020, 32(1):180, 182.
[3] 张自玉,李剑侠.基于大气环境监测全过程质量控制途径分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2021(08):199-200.


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