遠程自動監測系統在大氣污染中的應用分析

朱學智

碧水藍天環保集團有限公司

遠程自動監測系統在大氣污染中的應用分析

朱學智

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本文通過分析遠程自動監測系統在大氣污染中的應用現狀，提出了遠程自動監測系統在大氣污染中應用中的缺少核心技術問題與校準系統存在的問題，并分析了遠程自動監測系統中的數據傳輸與數據處理功能在大氣污染中的應用，旨在為程自動監測系統在大氣污染中的應用提供有效參考。

自動監測系統；大氣污染；數據；技術

1 前言

隨著我國工業的快速發展，大氣污染越來越嚴重，大氣被高度污染后嚴重危害人類的健康，影響人類的居住環境，為了控制大氣污染監測系統應運而生。在信息技術高度發展的今天，遠程自動監測系統在大氣污染中的應用越來越廣泛，但是我國的遠程自動監測系統大多是進口國外先進的設備或者技術，因不符合我國大氣污染的實際情況在應用中存在諸多問題。

2 遠程自動監測系統在大氣污染中的應用現狀

在1972年我國第一次環境保護工作會議后北京、深圳、廣東、上海、青島等工業比較發達的城市開始研制大氣自動監測系統，并在政府的大力扶持下逐漸建立大氣自動監測系統站點。隨著計算機技術、多媒體技術、傳感器技術等的快速發展，大氣自動監測系統也得到快速發展，從開始研制到如今我國大氣自動監測系統歷經了從無到有、從起步階段到發展成熟階段。在1972-1999年之間我國的大氣遠程自動監控系統主要靠手工采樣和實驗室分析的監測手段對大氣環境進行監測。這些監測手段不僅監測速度慢、對監測人員的專業素質要求高還不能實時掌握大氣污染的程度以及污染源的變化，并不能起到顯著的效果。1999年以后我國再次召開環境保護的會議將大氣遠程自動監測系統作為今后工作的重點提上議程，自此之后各大城市加大大氣遠程自動監測系統的研制，各大、中城市逐漸建立大氣遠程自動監測系統。截止到目前，我國已經很多大城市已經利用大氣遠程自動監測系統成立了大氣環境質量監測日報、預報工作，而且隨著監測系統研制力度的加強在線檢測系統在各大城市陸續被建立。但是由于我國在這方面起步較晚，技術研制尚不成熟，各大城市建立的在線監測系統的關鍵儀器、設備主要來自西方國家先進技術的引入，我國只能研制一些不怎么關鍵的小配件。因為我國各大城市的大氣遠程監測系統主要來自國外，建立后的系統并符合我國的大氣環境特點，也不能充分發揮監測系統的作用，在大氣污染的應用中存在很多問題。這些問題的存在不利于我國對大氣污染的控制，也給我國治理大氣污染增加了難度。

3 遠程自動監測系統在大氣污染中應用存在的問題

3.1 缺少核心技術問題

我國大氣遠程自動監測系統的相關技術與美國、德國、英國、法國等國家相比比較落后，其原因主要是我國技術研制起步比較晚，缺乏系統研制專家，導致我國大氣遠程自動監測系統的核心技術發展緩慢。此外我國地質地貌復雜、國土廣闊，監測系統的數據輸送、無線網絡信號輸送、電磁波信號輸送、通信信號輸送等輸送技術極容易受山川、大河、高原、盆地、森林等外界自然因素的影響，容易導致輸送數據中斷、丟失、亂碼等諸多問題，這些問題給我國大氣遠程自動監測系統核心技術的研制增加較大難度，以至于我國到目前仍靠進口維持各大城市監測系統的正常運行。研制大氣遠程自動監測系統的核心技術的關鍵是研制穩定性較高的通信系統，如果攻克了這一難題缺少系統核心技術的難題就會輕松許多。

3.2 校準系統存在的問題

我國遠程自動監測系統在大氣污染中應用存在的校準問題主要有采樣系統缺少校準功能，鋼瓶減壓閥造型有缺陷，在校準過程中積聚在減壓閥和連接管路中的氣體難以排出。我國的大氣遠程自動監測系統的功能與結構基本相同，其運用的監測原理也基本相同，大氣采樣和校準的系統通路是分開的，這導致系統對其它儀器校準時并不能同時對采樣系統進行校準，如此一來樣品氣體就不能在采樣系統中進行校準，采樣系統對樣品氣體濃度的影響就不能被監測出來，影響樣品檢測結果的準確性。針對這種問題的解決辦法是將系統校準系統通路與采樣總管的廢氣排氣口直接對接，關閉采樣系統，如此雖然避免了采樣系統對樣品氣體濃度的稀釋提高了監測數據的準確性，但是這種辦法因不能有效控制進入校準系統通路的氣體可能會損害系統儀器設備。也可用多支采樣總管替換單支采樣總管，這種方法不僅可以提高檢測結果的準確性還不會對設備造成影響，是目前比較有效的一種優化措施。鋼瓶減壓閥造型缺陷主要是其會對校準氣體產生一定程度的吸附作用，這導致校準氣體通過鋼瓶減壓閥的時間延長，不僅影響系統監測樣品氣體的時間還會嚴重影響系統監測樣品氣體的準確度。在校準過程中積聚在減壓閥和連接管路中的氣體難以排出，主要是因為系統的校準儀與減壓閥之間存在一段通路，這段通路中容易積存會一些不會流動的氣體，這些氣體會嚴重樣品氣體監測結果的準確性，嚴重的話還會污染氣體使監測結果失效。

3.3 缺乏深層次分析數據的功能

目前我國大氣遠程自動監測還不具有歸因污染源的功能，缺乏對檢測樣品氣體信息的深層次分析。受研制方法和研制技術的限制，我國大氣監測系統尚不能分析出大氣細粒子、烴類碳氫化合物和二氧化氮等光化學污染物和低能見度三者之間的關系，也就不能分析出汽車尾氣和工業污染引起的大氣污染和低能見度之間的關系。因此我國大氣遠程自動監測系統缺乏系統歸因樣品氣體污染源的功能，缺乏對樣品氣體深層次分析的功能，這導致我國無法及時查清大氣污染的根源，也就不能及時控制污染源對大氣環境的污染。針對這些問題我國應加大研究深層次分析數據的核心技術，加大力度研究低能見度遠程自動監測技術路徑的研究，加大對國外進口核心技術的研究，加大國家對該系統研究支持的力度，提高國家當局對遠程自動監控系統在大氣污染中應用存在問題的重視，加快改進優化的步伐。

4 遠程自動監測系統在大氣污染中應用實踐

4.1 大氣遠程自動監測系統數據傳輸的應用

我國通常所說的數傳通訊實際上是數據傳輸完成的過程，我國大氣遠程自動監控系統中的數據傳輸一般采用時分制半雙工傳輸方式，這種輸送數據的技術原理是綜合二進制碼和時分制，以脈沖串的形式將采集大氣樣品所含有的信息在系統各儀器設備中進行交換和傳輸，在傳輸過程中所有脈沖又會根據樣品氣體信息情況利用二進制碼技術對其進行編碼。這種技術在傳數據輸過程中的遞減、疊加雜波和畸變等很少，所以大氣樣品經過遠程自動監測系統時其信息傳輸過程并不會對系統監測結果的準確性造成太大影響。但是遠程自動監測系統在傳輸樣品數據時，需要特別注意的是必須確保其與數傳通訊的誤碼率相吻合，且信號進行轉換時誤差一般應控制在0.0001內。遠程自動監測系統在監測大氣污染時需要存儲海量信息，這就要求系統計算機必須具備多種性能良好的功能，確保系統在進行大氣污染監測時可以正常進行。

4.2 大氣遠程自動監測系統數據處理的應用

大氣遠程自動監測系統的樣品采集系統可實時對大氣環境中的氣體進行采集并實時處理，可確保其監測數據的有效性。系統各環節處理的數據相互關聯可將樣品氣體所含有的信息分層次輸送出來，它的校準系統可對樣品采集系統通路中傳輸過來的氣體進行校準，這提高了監測結果的準確性。它可實時顯示樣品氣體的濃度，解釋各種數據所代表的意義，可同時進行多次樣品采樣并同時對這些樣品進行分析，可實時采集不同地區大氣環境中的氣體，可實時對其進行數據分析、處理并實時統計。大氣自動監測系統中心的計算機具有接收、存貯和處理各系統子站監測數據的功能，可實時提供大氣環境污染監測分析報告表格，表格中會顯示大氣環境中各種有害氣體的濃度，因此遠程自動監測系統對大氣污染數據的處理主要靠系統中心的計算機實現，它對大氣污染的在線監測實質上是系統中心計算機對大氣污染數據的在線采集與處理。此外，該系統還具有報警系統，一旦發現大氣環境中某項或者某幾項有害氣體濃度超標會自動發出信號報警。

5 結束語

雖然遠程自動監控系統在大氣污染中已經得到廣泛應用，我國各大城市也相續建立大氣遠程自動監測系統。但是由于我國對該系統的研制起步比較晚，導致我國缺少該系統的核心技術，核心設備也主要靠從西方國家進口。進口設備不適應我國環境，不能充分發揮遠程自動監控系統的監控作用。此外該系統的采集樣品系統中缺少校準功能，不能有效監測出采樣系統對樣品的影響。鋼瓶減壓閥對校準氣體具有吸附作用會影響監測結果的準確性，進行校準時若校準系統與采集系統之間的死氣不能及時排除也會影響監測結果的準確性。遠程自動監控系統主要靠采集數據、傳輸數據和處理數據的功能實現對大氣污染的在線監控，采集數據主要靠采集系統從大氣環境中實時采集氣體，傳輸數據靠數傳通訊技術實現，處理數據的功能主要靠系統中心的計算機實現。

[1] 曹蘭,沈建榮.藍藻自動監測系統在太湖無錫水域的應用與思考[J].能源環境保護,2013(2).

[2] 曹蘭,沈建榮.藍藻自動監測系統在太湖無錫水域的應用與思考[J].環境研究與監測,2012(2).

[3] 王聯,嚴定平.污水自動監測系統在企業中的應用[J].石油化工環境保護,2004(2).