環境監測最佳布點技術及實踐應用研究論述

王　鵬

（浙江環境監測工程有限公司浙江杭州310000）

環境監測最佳布點技術及實踐應用研究論述

王鵬

（浙江環境監測工程有限公司浙江杭州310000）

環境監測的目的是從技術角度檢驗環境的管理成效，環境監測一般以最少數量的監測點位來收集最具代表性的數據，因此采用一種最佳的環境監測布點技術非常必要。

大氣環境監測；布點方法；近似度系數

環境質量的好壞直接關乎到人類的生存和發展。面對環境污染的日漸加劇，社會各界越來越重視環境監測工作的開展。環境監測是控制環境污染的重要途徑，而監測站點的布設又是決定環境監測效果的重要條件。

1　大氣環境監測布點的要求及采樣點數目的確定

1.1大氣環境監測的布點要求

大氣環境監測布點是決定監測效果的重要條件，因此應滿足以下要求：（1）盡可能避開公路，即測點與公路的距離超過20m，與既有建筑物的距離超過建筑物高度的2.5倍；采樣口的水平線與附近既有建筑物呈≤30°的夾角，采樣口的水平面有超過270°的自由空間，同時采樣口的高度取3m～15m；（2）點位保持相對的穩定狀態，且供電條件良好、管理方便、易于接近；（3）優化組內包含一個滿足方差較大的點位，剩余點位應滿足變異系數與方差較小的條件，且能準確反映測區污染物的變化規律及污染特征；（4）采樣時間應為開始采樣到結束采樣之間所耗費的時間；（5）采樣點多設在污染物濃度最高/低、居中的地方，且主要的監測范圍設在污染源的下風向，同時在污染物超標或工業密集的地區適當增加采樣點。

1.2大氣環境監測采樣點數目的確定

功能區布點法。城市功能區一般分為車輛密集區、購物消費區、工廠密集區及人口聚居區。很顯然，各個功能區的污染狀態并不相同，因此應區別對待采樣點的布設。

同心圓布點法。同心圓布點法多用在污染源多、大且相對密集的區域。同心圓半徑一般取4km、10km、20km、40km，同時從里到外分別在圓周上布設4個、8個、8個、4個采樣點，注意不同圓周上所布設的采樣點不一定均勻分布或數目相等。

網格布點法。當污染源均勻分布時，將采樣點設于方格的中心點或兩條對角線的交叉處；當存在多個污染源時，將采樣點設于兩條對角線的交叉處；當網狀區間面積較小時，將采樣點設于方格的中心點。

2　環境監測最佳布點技術的應用研究

2.1近似度系數的介紹

貼近度系數是用來描述樣品貼近度的統計量，而相似度系數是用來描述樣品相似度的統計量。研究表明，貼近度系數及相似度系數的設計各具特色，因此系數的選擇直接影響到統計的結果。據此，提出一種兼具貼近度與相似度的統計量，即近似度，具體表示為：

式中，Cij為近似度；i/j為兩個樣本的近似度；Sij為樣本i/j中因子間差值XijK的離散程度；Dij為海明距離與因子容量M的平均值。此時，以Eij表示樣本i/j中因子間的總平均差值。研究表明，Dij可準確反映出樣本i/j在Eij上的差異程度，即值系數；關于Sij，當XijK=Eij時，Sij=0，則樣本i/j的曲線形狀完全相似。反之，則樣品i/j的曲線形狀相似度越低。可見，Sij可準確反映出兩個樣本的形相似程度，即形系數?？傊?，近似度是用來描述樣本相似度與貼近度的統計量，具體取決于值系數和形系數。此外，樣本i/j的曲線形狀重合時，XijK=0（K=1，2,……,M），據此得出Eij=0，并進一步得出Sij、Dij、Dij均為0。可見，當兩條樣本曲線完全重合時，Sij、Dij、Cij的取值最小，則此時的相似值最理想。

2.2案例分析

本文以某城市工業區為例，淺析環境監測最佳布點技術——近似度的應用。此城市工業區面積為9km2左右，現按《環境監測技術規范》的規定，具體采用實測網格法，即按1km×1km的網格密度，在8個網格的中心區設點，并連續監測20d，具體監測大氣中的TSP、NOX、SO2。表1為各監測點的實測數據。

表1　測區各監測點的實測數據統計表

根據近似度的相關理論知識，現按以下步驟優化布點：（1）對表1所示的監測點實測數據進行統計分析；（2）將統計分析結果代入、的函數式進行計算，由此得出測點之間和測點與測區均值之間的貼近度及相似度矩陣。（3）將統計分析結果代入的函數式，由此計算得出測點之間和測點與測區均值之間的近似度矩陣。

根據計算結果可知，C50的數值最小，即E區各監測點的濃度值與測區均值最貼近，同時E區測點濃度的變化規律也最相似。然而，由于網格設在G區的最西邊，外加該區不具備最佳設點條件，因此本案重新選取僅次于最低近似度系數的C70。此網格處在G區的中間地帶，各監測點的檢測值均能反映G區的均值及變化規律，同時也與E區測點的檢測值接近，從而最終確定G區的大氣環境質量自動監測站點。

3　結語

綜上所述，環境監測布點的優化是對傳統監測方法的補充和完善，對提高城市大氣環境監測能力、保護省市生態平衡、促進人與自然的和諧發展具有重要作用。

[1]秦怡雯,錢瑜,榮婷婷.基于大氣特征污染物的監測布點選址優化研究[J].中國環境科學,2015,04:1056-1064.

[2]劉鶴欣,羅銳,冉小鵬,王宇瑩,李換琴,李繼成.采用高斯模型的垃圾焚燒污染物環境監測及布點[J].西安交通大學學報,2015,05:

147-154.