現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展給生態(tài)環(huán)境帶來了諸多的副作用。人口的增多、車輛數(shù)量的增多和出行概率的增加、工業(yè)生產(chǎn)等都會產(chǎn)生影響環(huán)境的物質(zhì)，比如常見的顆粒物造成的霧霾天氣。在大氣環(huán)境中，這些有害物質(zhì)經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后會逐漸擴(kuò)大其污染范圍，提高污染頻率。如果不能及時解決這些環(huán)境問題，那么必然會嚴(yán)重影響到社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人類的生存。隨著環(huán)境問題的日漸嚴(yán)峻，我國對環(huán)境問題的重視度越來越高，采取了一系列的手段監(jiān)測和治理環(huán)境污染問題。通過實時檢測污染物能夠?qū)Υ髿馕廴镜淖兓厔葸M(jìn)行客觀地研判，有力支持大氣污染防治工作，為此，本文將重點探討如何做好大氣環(huán)境的自動監(jiān)測，從而有力支持大氣污染治理。

1 引言

大氣污染是當(dāng)前環(huán)境問題中非常突出的一項內(nèi)容。我國很多地區(qū)尤其是北京、上海等較為發(fā)達(dá)的城市近些年經(jīng)常出現(xiàn)霧霾天氣，這引發(fā)了社會和廣大民眾的深切思考和焦慮。嚴(yán)重的大氣污染問題對國民的日常生產(chǎn)生活都有著十分嚴(yán)重的影響，威脅著國民的身心健康，為此，國家展開了一系列措施進(jìn)行大氣污染的控制和治理。通過自動監(jiān)測系統(tǒng)可以對大氣污染情況有一個客觀地了解，明確主要污染成分，進(jìn)而采取針對性的治理辦法。為此，本文將重點就大氣污染自動監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用展開探討。

2 大氣污染及空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的概念

2.1 大氣污染

固態(tài)污染物和氣態(tài)污染物是大氣污染物的兩種主要污染物類型，一般情況下在衡量空氣質(zhì)量時是建立在空氣質(zhì)量情況描述的基礎(chǔ)上，用質(zhì)量指數(shù)確定，空氣污染情況會隨著空氣質(zhì)量指數(shù)的增加而嚴(yán)重。當(dāng)前空氣污染物包含的種類較多，比如常見的二氧化碳、一氧化碳、臭氧污染等。近些年我國城市化發(fā)展腳步不斷加快，國家、社會、國民對大氣環(huán)境污染問題有了越來越高的關(guān)注度，加上人口、工業(yè)企業(yè)發(fā)展等多方面的影響，建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，大氣污染問題日漸嚴(yán)重，熱島效應(yīng)在各個城市十分常見，這導(dǎo)致大氣污染問題進(jìn)一步加劇。我國對大氣污染問題有著高度重視，尤其是在霧霾問題發(fā)生后，對大氣污染的治理力度不斷加大。隨著各項舉措的開展，我國近些年大氣環(huán)境有所改善，有效降低了發(fā)生霧霾的頻率，不過整體上來看大氣環(huán)境問題仍然十分嚴(yán)峻。

2.2 空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)

空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)是由多個部分組成，主要有中心計算機(jī)室、系統(tǒng)試驗室、監(jiān)測子站、質(zhì)量保證試驗室?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測站即為監(jiān)測子站，主要是對固定區(qū)域的大氣空氣開展連續(xù)、實時的采樣和分析污染物情況，并且將氣象情況記錄下來，處理監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且在管理平臺和中心計算式顯示出來供工作人員參考。監(jiān)測子站的數(shù)據(jù)和運行情況需要通過管理平臺和中心計算機(jī)室進(jìn)行記錄，并且由管理平臺和計算機(jī)室遠(yuǎn)程操控相關(guān)監(jiān)測設(shè)備，審核監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測儀器的日常保養(yǎng)維修需要由系統(tǒng)實驗室完成，通過養(yǎng)護(hù)確保設(shè)備能夠在使用過程中正常運轉(zhuǎn)并且延長設(shè)備使用壽命。質(zhì)量保證實驗室可以核查維修后的設(shè)備性能情況以及量值傳遞，達(dá)到監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性保障的目的。早在1995年我國就開始利用自動監(jiān)測系統(tǒng)對空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，但是受到資金和技術(shù)方面不足的影響造成難以達(dá)到預(yù)期自動監(jiān)測的目的。通過多年的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)開始應(yīng)用于空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)當(dāng)中，這有力地支持了大氣污染防治工作，可以監(jiān)測多種污染物。

3 大氣污染監(jiān)測和治理措施

3.1 促進(jìn)各行業(yè)污染物達(dá)標(biāo)排放

當(dāng)前汽車尾氣、工業(yè)企業(yè)、城市基建等都是城市發(fā)展過程中常見的污染物來源，這和市民缺乏環(huán)保意識、管理不當(dāng)、缺乏嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、缺乏嚴(yán)格的監(jiān)測技術(shù)等都有著直接關(guān)系，造成大氣污染問題嚴(yán)重。當(dāng)前氮氧化物、硫化物、顆粒物等是工業(yè)生產(chǎn)中常見的污染大氣環(huán)境的物質(zhì)，嚴(yán)重威脅著人們的身心健康。有的工廠在生產(chǎn)中盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，對國家排放標(biāo)準(zhǔn)視若無睹，大量排放不到表的廢氣廢水，嚴(yán)重污染了環(huán)境。對于工廠的這些情況，如果僅僅依靠環(huán)保部門監(jiān)督那么難以切實達(dá)到管理的效果，而自動化空氣監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用可以將監(jiān)管的效果和準(zhǔn)確性顯著提高。例如將空氣自動監(jiān)測站設(shè)置在工廠園區(qū)、建筑工地等區(qū)域，可以實時監(jiān)測園區(qū)、工地的空氣質(zhì)量，當(dāng)?shù)氐恼?、公安和環(huán)保部門在發(fā)現(xiàn)異常情況時可以開展聯(lián)合行動，處理異常情況，加強(qiáng)控制污染物排放，從而實現(xiàn)大氣環(huán)境改善的效果。

3.2 為大氣污染防治工作提供依據(jù)

我國冬季主要的大氣污染物質(zhì)為PM10、PM2.5等顆粒物，夏季主要污染物為臭氧污染。一次排放源和二次轉(zhuǎn)化源是主要的顆粒物來源，而復(fù)合型污染是主要臭氧污染源。二次轉(zhuǎn)化的顆粒物有著較為復(fù)雜的組成，比如常見的各種硝酸鹽、二氧化硫等氣態(tài)污染物。氣態(tài)污染物在特定氣象條件下會轉(zhuǎn)化為顆粒物導(dǎo)致空氣污染程度加大。氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物在高強(qiáng)度光照下會生成臭氧污染物。相關(guān)部門在檢測常規(guī)大氣污染物同時應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)治理顆粒物，檢測顆粒物來源，對金屬離子、碳元素解析、水溶性陰陽離子等的成因來源進(jìn)行深入的分析。工作人員可以根據(jù)空氣自動監(jiān)測站所檢測的數(shù)據(jù)以及激光雷達(dá)和氣象觀測設(shè)備等對顆粒物的變化趨勢和污染源進(jìn)行研判。臭氧污染治理主要依靠太陽輻射強(qiáng)度、溫度、變化趨勢和臭氧生成原理進(jìn)行監(jiān)測和防治。

監(jiān)測工作是開展大氣污染治理的前提，監(jiān)測的目的就是了解污染情況從而采取有效地治理措施，改善大氣環(huán)境。為了改善大氣環(huán)境，應(yīng)當(dāng)根據(jù)城市的發(fā)展和環(huán)境治療要求做好一次源排放的控制，同時加強(qiáng)監(jiān)測顆粒物組分來源、污染物現(xiàn)狀、揮發(fā)性有機(jī)物等，做好帶起污染治理方案的詳細(xì)制定，并且落實治理方案。經(jīng)過治理后還要再次分析大氣污染監(jiān)測的結(jié)果，從而合理評估大氣污染防治的效果，將大氣污染防治的方案和法規(guī)不斷進(jìn)行調(diào)整，加強(qiáng)改善環(huán)境空氣質(zhì)量。

4 大氣污染監(jiān)測措施

空氣自動監(jiān)測站點應(yīng)建在所在區(qū)域內(nèi)具有代表性、能夠反映區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量總體水平的地方。因此，經(jīng)過科學(xué)測定選出來的監(jiān)測站點采集的數(shù)據(jù)是可靠、準(zhǔn)確的。大氣擴(kuò)散風(fēng)洞模擬試驗可模擬春、夏、秋、冬自然氣候，包括氣溫氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、濕度、地形地貌、建筑物、高山、大海、湖泊等，然后將污染源設(shè)置在實際地點，調(diào)節(jié)污染源排放濃度，進(jìn)行排放，同時進(jìn)行全面的測試，計算確定污染物最大落地地點，進(jìn)行監(jiān)測點的設(shè)置。也可以根據(jù)大氣穩(wěn)定度、地面風(fēng)速、常年風(fēng)向頻率、太陽輻射強(qiáng)度、污染源高度等因子，代入大氣擴(kuò)散規(guī)律方程進(jìn)行計算，依據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行布點。

4.1 大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)采樣點的分布

在選擇空氣自動檢測站點時，要考察區(qū)域的具體情況，確保選擇能夠反映當(dāng)?shù)乜諝猸h(huán)境總體質(zhì)量水平的位置，所以監(jiān)測站點采集的數(shù)據(jù)要經(jīng)過科學(xué)地測定來確定，將監(jiān)測的準(zhǔn)確性和可靠性提升。在自動檢測站點確定時，需要通過大風(fēng)擴(kuò)散風(fēng)洞模擬實驗做好污染源設(shè)置實際地點的具體實驗，通過模擬四季的氣候、調(diào)整溫度、風(fēng)向風(fēng)速、濕度等來全面測試污染源的排放濃度，對最大污染物落地點進(jìn)行確定，并且合理設(shè)置監(jiān)測點。通過模擬實驗?zāi)軌蚝侠聿荚O(shè)污染物監(jiān)測位置，計算大氣擴(kuò)算規(guī)律。

4.2 大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)樣品采集

在對空氣進(jìn)行自動監(jiān)測過程中，需要過濾顆粒物，分離發(fā)生干擾的物質(zhì)，否則容易對測試儀器和測試精度產(chǎn)生不良影響。在太陽光照射下，空氣中的部分污染物會出現(xiàn)光化學(xué)反應(yīng)，有的光化學(xué)反應(yīng)會由于抽入采樣管道而停止甚至出現(xiàn)逆方向反應(yīng)。

4.3 大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸

自動檢測系統(tǒng)主要是完成數(shù)據(jù)的傳輸和整理分析，通過采用半雙工通訊的方法實行時分制。在數(shù)據(jù)傳輸過程中，系統(tǒng)結(jié)合使用了二進(jìn)制碼和時分制，脈沖串模式是實現(xiàn)數(shù)字通信傳輸交換信息的方式，而從時間上來看脈沖串并不是連續(xù)的，處于特定離散值當(dāng)中，需要根據(jù)信息幅度量化處理取樣脈沖然后以8b(bit）方式做好編碼。

在傳輸數(shù)據(jù)過程中，必須保證大氣自動檢測系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，保證數(shù)傳通訊的誤碼率能夠達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)要求，一般情況下模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)化誤差不得超過萬分之一。此外，自動檢測系統(tǒng)需要監(jiān)測記錄大量的數(shù)據(jù)信息，為此需要主計算機(jī)有較高的處理、存儲、分析等功能，保證硬磁盤、軟磁盤等輔助部分能夠高效運行，保證安全可靠地完成系統(tǒng)運行，確保大氣監(jiān)測的效率和準(zhǔn)確性。

4.4 大氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

很多功能是大氣自動檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理需要注意的。

第一，應(yīng)當(dāng)保證數(shù)據(jù)的高效準(zhǔn)確。

第二，對數(shù)據(jù)格式和采樣次數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格地要求。

第三，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，并且要具有足夠的代表性。

第四，保證能夠?qū)崟r顯示監(jiān)測所得的數(shù)據(jù)信息。

第五，保證能夠?qū)崟r統(tǒng)計數(shù)據(jù)并且分析評估行管數(shù)據(jù)。

第六，能夠計算、校正和研究統(tǒng)計的數(shù)據(jù)。

中心計算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的處理，可以對各個子站的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、處理和儲存，可以對空氣污染監(jiān)測進(jìn)行分析并且制定完善的報告，將有害物質(zhì)的濃度顯示出來，并且對監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)功能進(jìn)行合理地控制，一旦出現(xiàn)污染超標(biāo)的問題可以及時提示并且發(fā)出警報，能夠及時生產(chǎn)監(jiān)控報告，將應(yīng)對指令下達(dá)給各個子站計算機(jī)。中心計算機(jī)還要仔細(xì)檢索子站數(shù)據(jù)，校準(zhǔn)、檢測儀器設(shè)備，做好功能障礙的排除等工作。計算機(jī)還要配備其他功能，比如繪圖、監(jiān)測、傳遞、時間等。

積極應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)，加強(qiáng)現(xiàn)代計算機(jī)管理方法的應(yīng)用，實時總結(jié)分析數(shù)據(jù)處理結(jié)果從而便于工作人員開展相應(yīng)的管理工作，保證能夠?qū)Υ髿馕廴厩闆r隨時掌握，并且針對性地制定防治措施。此外，大量的污染信息和污染標(biāo)準(zhǔn)值信息、各級環(huán)保部門和主管部門的政策指令、企業(yè)的污染信息和能耗信息等都需要存儲在計算機(jī)當(dāng)中，通過信息技術(shù)交流平臺能夠提高信息交流的效率和準(zhǔn)確性，有助于污染防治方案的優(yōu)化。此外，中心主計算機(jī)能夠?qū)Υ髿馕廴镜念l率分布、污染程度等進(jìn)行分析，保證實時了解和掌握污染情況，確保工作人員能夠展開更加深入地研究。

5 結(jié)束語

相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)大氣環(huán)境自動檢測系統(tǒng)監(jiān)測所得結(jié)果展開大氣環(huán)境治理工作。相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人員，提高工作人員的綜合素質(zhì)水平，將大氣污染環(huán)境的監(jiān)測范圍擴(kuò)大，加強(qiáng)建設(shè)監(jiān)測站等基礎(chǔ)設(shè)施，在初期合理規(guī)劃大氣監(jiān)測系統(tǒng)，控制好子站的技術(shù)手段和運維方法，將自動監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、客觀性提高，保證所得的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)無誤，保證高效地運行，提升監(jiān)測效率效果，為大氣污染治理工作奠定堅實的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

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