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大气自动监测系统对大气污染治理的促进作用

刘曦阳
  
风采媒体号
2023年5期
唐山市环境监控中心 河北唐山 063000

【摘要】近年来我国城市化水平不断提升,由于城市人口与机动车数量不断增加,导致大气中污染物浓度增加加剧大气环境污染。随着环境问题日趋严峻,我国采取系列手段监测治理环境污染问题。当前我国各地致力于通过技术加大环境治理资源投入,有效改善大气生态环境。城市内建设空气自动监测站可以实时监控环境中大气污染物种类浓度,为科学制定治理决策提供重要参考。研究介绍大气环境污染现状形势,论述自动监测系统在大气污染治理中的重要作用;探讨大气污染治理中自动监测系统的应用。

【关键词】大气自动监测;污染治理;促进作用

随着地区经济的发展,我国工业化水平得到很大的提高,由于忽视环境保护导致土壤、空气等环境受到污染。大气是地球上生命物质赖以生存的源泉,大气环境质量决定人们的生存环境,城市大气状况关系到人们的身体健康。近年来大范围雾霾天气在北方地区时常发生,工业废气扬尘污染日益严重,制约社会经济的可持续发展,可持续发展是当前社会发展的重要任务,要协调好人与生态间的关系,做好生态污染防治工作。新时期我国要在保证经济发展效率基础上加强对环境污染治理,近几年各地不断加大大气污染环境监测治理,但目前大气污染监测治理仍存在污染排放物控制能力欠缺等问题,需要从建立健全大气污染治理机制等方面综合施策。环境自动监测技术在大气污染治理中发挥重要的作用,现有大气污染自动监测网络局限于通过电话线点对点式通讯,较少应用远程无线技术解决大气污染问题,研究环境自动监测系统促进大气污染治理具有重要意义。

1.大气环境污染治理与自动监测系统分析

环境问题是全球关注的社会发展问题,大气是人类生存的重要环境。随着城市工业化的快速发展,大气环境污染问题日益严重,大气污染呈现氧化性强的特征,由于汽车尾气污染与光化学污染共存叠加,造成我国大气污染呈现复合性与长期性特征【1】。大气污染问题关系到人们的生存安全问题,国家高度重视大气环境污染治理,当前空气质量监测系统存在针对性不强等问题,需要充分认识自动监测系统在大气污染治理中的作用,研究设计大气污染自动监测系统,促进大气污染的有效治理。

1.1大气污染治理自动监测系统

大气是人们生存的重要物质,广义上是包括地球的气体总和,狭义上指人们健康呼吸的洁净空气。大气主要有氮、氧气等组成,大气污染指洁净空气构成成分受到破坏影响人类健康,表现为污染物进入大气污染空气环境,人为污染物是主要污染物【2】。大气中出现硫化物等气体污染物主要是人类活动造成,PM2.5悬浮物对空气质量产生很大影响。城市大气污染主要原因包括建筑工地扬尘物料堆场覆盖不完全造成颗粒物偏高,国省干道重型柴油车尾气排放污染严重是产生NOx的主要源头;焦化食品等异味企业数量多是导致VOCs增加的主要原因。

随着社会经济的迅速发展,城市工业区域大量消耗能源同时产生废弃物质影响大气环境质量。目前国际社会普遍关注的环境问题包括臭氧层破坏引起化学系统改变,荒漠化引起生态环境失调。大气中污染物浓度达到有害程度对生物造成危害产生大气污染,大气污染治理是采取技术制度等系列措施降低污染物含量,主要目的是不破坏清洁空气成分保证空气成分原生态【3】。大气环境污染自动监测是利用现代技术手段监测空气中污染物指标,空气自动监测系统是由中心计算机室,质量保证实验室等部分组成,空气质量监测站主要是对固定区域大气空气开展连续实时采样,记录气象情况处理监测数据。监测仪器日常保养由系统实验室完成,通过养护确保设备正常运转延长使用寿命。质量保证实验室可以及时传递核查维修后设备性能情况。

环境问题关系到人类基本生活条件,涉及到地球承载人口等重大战略决策问题,随着世界经济格局多元化发展,环保与经济可持续发展矛盾成为各国政府面临的严峻问题,大气环境保护非常迫切,空气自动监测系统是进行大气污染治理的重要依据,发达国家进入20世纪中叶后科技迅速发展,引发环境公害事件不断发生,引起世界各国对控制大气污染的重视。60年代末许多发达国家建立大气监测管理系统,对工业锅炉等大气污染源建立在线监测系统。我国环境空气监测工作起步较晚,空气监测工作在上世纪70年代开始。空气质量因工业污染频繁爆发逐渐受到重视,90年代我国开始利用自动监测系统对空气质量监测,由于受到资金技术限制难以达到预期自动监测目的。随着科技的进步,计算机网络技术等应用于自动监测系统中。

1.2空气自动监测系统在大气污染治理中的作用

大气是人类赖以生存的环境条件,空气质量成为评价城市环境的重要标志。随着中国经济的不断发展,我国城市工业化快速发展伴随系列大气污染问题,许多有害物质排放造成严重的大气污染严重影响人们的生活。大气污染源包括工业生产排放碳化合物等,空气污染会影响周围环境与人体健康,造成区域内植物生理机制受到抑制不能进行光合作用,导致增加呼吸疾病几率,影响人们的日常出行。应注重加强大气污染环境监测,有效保护大气环境质量促进社会经济可持续发展。通过空气质量自动监测系统测得数据可以精准分析空气质量,使环境监管更加科学有效。

我国部分地区冬季产生严重的大气污染,污染物成分复杂后期治理难度大,主要污染物包括二氧化硫等形成酸雨等系列极端天气对周围生态环境产生破坏【3】。空气环境自动监测在大气污染治理中具有重要作用,可以对周围环境进行长期稳定监测,未污染地区环境监测可以预防产生污染,通过源头控制可以减少环境污染因素。大气污染治理中空气自动监测系统主要作用包括预警预报和提高污染源监管能力等,通过动态实时监测大气污染物为环保部门提供区域监测站点周围大气污染物排放情况,借助空气自动监测系统监测实时数据建立环境评价模型,查看监测地区空气质量情况进行排名通报,相关单位可以针对性制定调整大气污染治理措施,公众可以合理安排各项活动。通过整理历史数据可以及时掌握监测地区大气污染物的变化形势规律,空气质量自动监测系统对指导改善环境质量具有重要意义。

空气自动监测系统在大气污染治理中主要作用是有利于适应新的空气监测工作模式,对大气污染治理工作提供完善的信息基础,推动大气污染治理向国际化发展。新形势下要落实空气污染监测工作,空气自动监测技术系统的应用可以适应新状态下空气监测工作,如一些雾霾指数较高的城市空气监测工作应满足全面化精准化的工作特点,地区环境监测部门可以通过运用空气自动监测系统,如设置自动化空气数据处理器等实现对空气质量全面监督。随着监测工作向自动化方向发展,空气自动监测可以形成自动循环工作模式,使得监测工作模式更加成熟。空气自动监测是大气污染治理的重要技术,大气污染治理成为各国发展的共同目标,空气自动监测系统的应用可以改善国内空气环境治理效果,使大气污染治理工作向国际化发展。如通过空气自动监测技术应用,部分监测部门可以分析大气实时流动方向分析国外大气污染状态,与国外针对大气污染治理主题交流探究,提高各国之间合作力度。

2.大气环境自动监测系统污染治理现状

改革开放后我国经历多年粗放式发展,随着经济的发展与科技进步,使得人们的生活水平得到很大提升,但工业化水平提高伴随严重的环境污染问题【4】。近些年北方大部分地区经历严重的雾霾天气,雾霾中的PM2.5严重过量引发很多呼吸道疾病,我国因环境严重污染造成癌症村等群体性污染致病,严重威胁人们的生命安全。国家政府推行系列政策条例,提出可持续发展等口号强调环保的重要性。大气环境污染治理要重视应用自动监测系统技术手段加强防治,我国大气环境污染自动监测系统建设取得很大进展,但目前应用中仍存在不少问题。

2.1中国大气环境污染概况

空气是地球上人类生物生存自然环境的重要部分,要高度重视空气质量问题确,保证地球生物正常生存发展。随着地球人口数量的急剧增加,空气环境质量问题受到严重的影响。 工业文明的快速发展同时产生大量有毒害气体,有毒害气体难度达到一定数值人类将面临巨大灾害。近年来各地通过污染物总量控制等措施降低污染物总量,但目前大气污染环境自动监测治理中仍存在许多问题,许多城市地区空气污染依然严重,城市污染主要表现为二氧化硫污染水平高,大气环境中悬浮颗粒物浓度超标,一氧化碳排放量居高不下。

近年来,我国针对大气污染治理取得初步成效,有效推动工业的健康持续发展。城市化建设中使用许多污染空气质量的材料导致环境受到严重污染,重工业发展中心城市空气散发刺鼻气味,由于缺乏环保意识造成环境污染日益严重。大气污染是当前社会普遍关注的问题,  大气污染呈现出污染物扩散速度快、影响范围大等特点【5】。大气对流层中气体流动速度较快,导致污染物在区域范围内造成影响。工业社会发展中诱发大气污染原因包括化石能源燃烧,汽车数量增加带来尾气排放等。我国工业企业生产中以化石燃料为主要能源,大部分地区冬季采暖依靠煤炭为主要燃料,容易因废气处理不及时出现严重的屋面天气。汽柴油能源燃烧产生有毒害物质造成空气环境污染。大气环境是地球生物发展所需的重要环境,密切关注大气环境状况至关重要,通过各种方法监测大气环境目的是了解空气质量,大气污染环境监测重要性日益突出,要及时获取大气污染情况需要建立完善的自动监测系统采集大量数据。

2.2 大气污染自动监测系统应用中的问题

现阶段我国处于经济高速发展时期,城市人口膨胀,交通规模扩大等使大气污染排放总量不断增加,大气环境污染日趋严重。大气污染的形成及其对生物环境要素的危害逐渐被人们认知,随着社会的发展,大气环境保护日益受到人们的重视,大气污染自动监测系统重要性愈发突出。国务院召开会议决定加大对大气环境方面的监测力度,连续定时监测与严格管理结合才能针对性加强污染治理。目前大部分城市建立大气环境自动监测系统,但只能进行定时定点抽检结果代表性差,监测过程大多依靠手工操作存在对操作者要求高等缺陷。

当前我国大气污染处于严重的境地,空气质量不断下降为人们的生活带来不便,严重危害公众的正常生活,我国通过明确大气污染环境治理主体,实施精细化管控网格化管理,大气污染环境治理取得良好成效,居民环保意识逐渐增强,但目前大气环境污染制动监测治理仍存在地方政府执行力不足等问题。我国大气污染环境治理问题主要原因包括生态文明理念尚未牢固树立,大气污染协同治理机制不完善等【6】。大气污染主要因素为交通运输汽车尾气,治理技术不完善等,大气环境监测因子与数据片面化,实际工作中,部分地区在环保可持续发展方面出现观念偏差,导致经济发展中对资源生态环境破坏,各地政府要平衡经济发展与大气环境保护的关系。很多地区建立环境大气监测机构存在数据不全面等现象,大气环境监测缺乏准确性。大气环境污染自动监测系统治理面临地区监测工作水平低,空气监测技术与系统更新速度慢等系列挑战。

空气监测工作是大气污染治理的龙头,部分地区大气环境监测水平较低。如某地区大气污染防治部门空气监测工作存在缺陷,表现为监测工作采用技术效率低,环境监测工作频率低。大气环境监测工作中采用抽样调查方法,观察大气内各项成分是否符合标准规格,抽样调查工作模式缺乏科学性,如工作人员仅对某段时间开启采取抽样,使得最终监测数据无法代表地区范围大气真实数据,为后期大气污染治理造成阻碍【7】。由于部分地区对应空气监测工作水平低,导致无法及时反馈空气污染现象。为提高大气环境自动监测系统工作质量,大气监测部门要通过实施创新空气监测技术,为后期空气污染治理工作奠定基础。部分地区由于大气环境监测部门对技术系统使用更新频率慢,导致监测产出工作数据无法与后续空气污染治理形成协调状态。如某地区夏季出现尘埃指数超标现象,大气污染治理部门由于监测工作中信息统计速度慢,导致无法对尘埃污染源头进行防治,降低大气污染治理工作效率。

3.自动监测系统在大气污染治理中的应用

近些年我国经济科技不断发展,随之带来的环境问题日益严重,大气土壤水源污染物种类逐渐多样化,许多新型污染物出现增加出行的风险,近几年各地对雾霾天气不断发出黄色警报,严重影响人们的日常生活。国家工业化进程中饱受大气污染带来的系列灾难,大气污染治理成为城市发展需要审慎对待的问题。大气环境污染问题受到社会经济技术与法律等多方面因素的影响,要从技术与管理角度出发采取系列综合措施加强大气污染环境监测与治理。

3.1运用大气污染自动监测治理新技术

目前我国大气环境质量安全问题仍面临很大的挑战,很多企业选用传统环境监测系统。传统环境监测系统监测点距离较远,网络覆盖难度大监测数据单一。随着科技的发展,物联网技术逐渐应用于生活各方面,大气环境监测系统研究将以物联网为基础,借助物联网可以快速传递环境信息,帮助人们在出行前做好防护。LPWAN技术利用电磁波数据传输无需线缆介质,传统物联网通信技术缺点明显,LPWAN技术可以充分实现最远距离与最低功耗,LoRa基于扩频调制技术,适用于要求低功耗远距离传输应用。大气污染监测要运用现代新兴LoRa无线通信技术提高监测效率。

大气环境污染治理需要采用遥感技术,全面监测大气环境质量。目前国控省控环境空气质量监测网是对大气污染情况统计主要手段,检测指标包括臭氧8小时等,公众可以通过环保部门网站查询空气环境质量【8】。手动空气质量监测在监测现场选择采样点安装设备监测常见污染物,确保监测数据精确度达到95%以上。利用传感器监测大气污染环境可以将污染物含量转化为数据记录。我国大气环境污染监测建立立体化环境监测技术体系,车载测量设备检测是将车辆安装监测设备监测区域环境污染成分,移动监测车可成为为小型可移动环境监测站,监测结果可以反映当时大气环境变化【9】。机载遥感监测法可以对区域大气环境污染物成分进行精准监测,大气环境污染物遥感监测具有可动态监测的特点,大气环境遥感监测技术可以全面了解污染物实际数量,针对城市农村地区空气质量进行全面评估。

空气自动监测站点应建在区域内具有代表性的位置,经过科学测定选出监测站点采集数据可靠。大气扩散风动模拟实验可以模拟四季气候,将污染源设置在实际地点进行全面测试,可以根据大气稳定度,常年风向频率,污染源高度等因子带入大气扩散规律方程进行计算。大气污染治理环境自动监测系统应用要注意采样点分布,样品采集与数据传输处理等工作。选择空气自动监测站点要考察区域具体情况,监测站点采集数据要经过科学测定确定。通过大风扩散风动模拟实验做好污染源设置地点实验,全面测试污染源的排放浓度。在太阳光照射下部分污染物出现化学反应,空气自动监测中要过滤颗粒物。自动监测系统主要完成数据传输与整理分析,数据传输中系统结合二进制码,脉冲处于特定离散值中。数据传输中必须保证大气自动监测系统传输数据准确性,模拟信号与数字信号转化误差不得超过万分之一。

3.2加强大气环境污染治理综合管理

随着城市化进程加快,全球每年因大气污染造成死亡有300万人,大气环境污染治理要优化产业结构降低污染源,提升环境监测技术水平,在环境空气质量基础上推进清洁生产,要开发引进先进的污染防治技术,确保污染源稳定基础上减少污染物排放。当今我国信息化发展迅速,由于城市开发速度过快导致大面积污染,相关部门对环境问题监测预防环节重视度不高,环境问题的预防与监测技术投入较少。大气污染不溶于追查源头,建立定向的监测平台是打击不法企业的有效方式。

为确保管理目标责任有效落实,必须利用现代化技术手段对分散污染点进行集中24小时远程在线监控,实现多部门资源共享,及时发现协调主管部门进行控制。大气环境污染治理经济措施要遵循政府主导、科技支撑的运行机制,加大城市生活垃圾处理费的征收。企业要贯彻落实大气污染防治法,职能部门要建立健全各种政策法规,实现工业污染源排放全面达标,扭转改善污染防治重点区域突出环境问题【10】。环保相关法律是保护守法者与维护良好环境的有力武器,要强化法律在大气环境污染治理方面的权威。大气污染防治要大力开展环保宣传工作,强化集约型经济发展模式改善大气环境,可以从减少燃油交通工具的使用等方面减少污染源。

结语

城市大气环境是人们生存的基础环境,当前环境污染日益严重,我国相关政府部门在绿色发展理念下重视大气环境污染监测,大气污染防治是复杂的系统工程,涉及到生产工艺的改革等工作,要对大气环境系统分析优化评选减轻大气污染技术可行性方案,相关部门要通过环境立法持续强化,全面推动大气环境污染监测治理工作落实。空气自动监测系统集数据采集处理应用功能于一体,可以通过大数据分析历史数据,达到实时报警和污染溯源分析的效果。相关工作人员要根据大气环境自动监测系统测得结果开展污染治理工作,提高工作人员的综合素质水平,加强建设监测站等基础设施,控制好子站的技术手段与运维方法,保证所得数据精确提升监测效率效果。

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