大氣環(huán)境中重金屬污染狀況監(jiān)測及變化趨勢預(yù)測

湯希凡

（南京白云環(huán)境科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210047）

大氣污染中的重金屬污染種類繁多復(fù)雜，我們常見的重金屬污染就有6種，分別是SO2、NOx、CO、O3、PM10和PM2.5，大氣污染當(dāng)中的VOCs在最近幾年年也得到了國家政府的不斷重視，這主要是由于我國很多城市中的大氣污染（重金屬污染）紛紛的呈現(xiàn)出復(fù)合型污染屬性，而這些復(fù)合型的大氣污染在實(shí)際生活當(dāng)中主要表現(xiàn)為大氣中的臭氧濃度不斷增加，大氣的氧化性也在不斷的增強(qiáng)，細(xì)顆粒物成為當(dāng)今我國城市的首要污染物。鑒于各中污染物他們之間的相互關(guān)聯(lián)并不是獨(dú)立開來的，舉例而言SO2和NOx是二次無機(jī)氣溶膠（SIA）的氣態(tài)前體物、VOCs由復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)經(jīng)氣-粒轉(zhuǎn)化可生成二次有機(jī)氣溶膠（SOA），二次生成的顆粒物在PM2.5中所占的比例較大，而且在我國相當(dāng)大的一部分發(fā)達(dá)城市（如我們常講到的北京、上海），他們的大氣環(huán)境二次污染已經(jīng)達(dá)到非常嚴(yán)重的地步了。除此之外我國的酸雨問題仍然沒有得到很好的解決，主要表現(xiàn)為一些地區(qū)中大氣中As和重金屬含量超標(biāo)等現(xiàn)象，對大氣環(huán)境中重金屬污染狀況監(jiān)測以及做出對應(yīng)的預(yù)測措施已經(jīng)顯得迫在眉睫。

1 傳統(tǒng)大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測的問題

1.1 大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測質(zhì)量水平較差

由于傳統(tǒng)的大氣環(huán)境監(jiān)測采用傳統(tǒng)的監(jiān)測方法，監(jiān)測方法已經(jīng)跟不上時(shí)代發(fā)展的步伐。主要表現(xiàn)在對傳統(tǒng)的大氣環(huán)境重金屬污染狀況進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，在對指定的監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行采取樣本的時(shí)候，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測方法不能夠達(dá)到我們想要的采取精確樣本的目的，造成后期的監(jiān)測結(jié)果及分析數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)不精確的原因可能是相關(guān)使用設(shè)備的專業(yè)儀器不夠先進(jìn)或者是操作不規(guī)范導(dǎo)致，這些都是大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測不精確的原因。

1.2 大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)不健全

在傳統(tǒng)的大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測當(dāng)中，我們的實(shí)際監(jiān)測結(jié)果與網(wǎng)絡(luò)的對接度并不高。我國的科技水平不斷的日益更新，但是涉及到對大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測這一塊對應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)手段并沒有與時(shí)代同步，導(dǎo)致我們對大氣環(huán)境重金屬污染狀況的實(shí)際監(jiān)測效果顯得無能為力。不健全的設(shè)備和落后的檢測技術(shù)對我國后期對于大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測的共享網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測平臺(tái)的搭建是十分不利的，這樣不利于我的大氣監(jiān)測質(zhì)量對順利進(jìn)行，對我國的環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生一定程度之上的影響，不利于我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 大氣環(huán)境中重金屬污染狀況新型監(jiān)測方法

2.1 統(tǒng)籌搭建管理大氣環(huán)境當(dāng)中的數(shù)值預(yù)測數(shù)字平臺(tái)

雖然城市與城市之間的大氣環(huán)境狀況是不同的，因大氣環(huán)境污染主要分為人為造成的環(huán)境污染和自然環(huán)境污染所共同造成的，雖然各地區(qū)之間的大氣環(huán)境污染存在著差異，但是本質(zhì)上還是我們常見的重金屬污染不斷的進(jìn)行拆分組合從而形成新的污染物。我們可以搭建一個(gè)共享的大氣環(huán)境污染監(jiān)測的數(shù)字同臺(tái)，通過這個(gè)數(shù)字平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)城市區(qū)域之間的大氣監(jiān)測環(huán)境數(shù)據(jù)的共享。一般情況下這種網(wǎng)絡(luò)化的大氣環(huán)境監(jiān)測的主要過程是通過環(huán)境管理部門，（如一些政府的環(huán)境管理機(jī)構(gòu)），通過對于區(qū)域之類的環(huán)境質(zhì)量水平進(jìn)行一定程度之上的監(jiān)測來幫助在這個(gè)區(qū)域之類的人群及時(shí)的掌握環(huán)境污染狀況。而整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的大氣環(huán)境監(jiān)測包括四大塊組成部分：第一部分是一些系統(tǒng)的用戶；第二部分是數(shù)據(jù)應(yīng)用；第三部分是數(shù)據(jù)的中心監(jiān)測平臺(tái)；第四部分是對現(xiàn)場的監(jiān)測監(jiān)控。其監(jiān)測流程是通過對區(qū)域的鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道、城市街區(qū)、工地道路等等一些地方進(jìn)行搭建一個(gè)無盲點(diǎn)的全覆蓋的監(jiān)測站點(diǎn)，通過這些站點(diǎn)傳過來的一些數(shù)據(jù)投入中心監(jiān)控的大屏幕或者移動(dòng)設(shè)備app上，通過對這些傳達(dá)回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行評價(jià)分析來總結(jié)出所監(jiān)測的大氣重金屬環(huán)境污染狀況，后期的數(shù)字平臺(tái)需要一些相關(guān)工作人員進(jìn)行維護(hù)，這樣就構(gòu)成一個(gè)完整的大氣環(huán)境網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)了。通過這種數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建能夠完整的監(jiān)測出我們?nèi)粘４髿猸h(huán)境當(dāng)中存在的常見六類有害氣體，主要包括我們上文講到的SO2、NOx、CO、O3、PM10和PM2。第二是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測的成本較低，將設(shè)備投入到實(shí)際的監(jiān)測點(diǎn)中可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測的效果，工作人員通過分析檢測數(shù)據(jù)得出監(jiān)測結(jié)論。第三是檢測的精度較高，通過運(yùn)用新型的監(jiān)測設(shè)備，較以往傳統(tǒng)的監(jiān)測方式就更能實(shí)現(xiàn)精確監(jiān)測的目的。第四是實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)。這樣相較于傳統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)，工作人員就不必來回的奔走于實(shí)際監(jiān)測區(qū)域和工作場所，這樣大大節(jié)省了一定人力、物力和財(cái)力。第五是通過這種網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測平臺(tái)的搭建能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確定位的目的和效果，這是傳統(tǒng)的監(jiān)測方法不可能達(dá)到的效果。

2.2 通過無人機(jī)對大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測

通過無人機(jī)對大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測，是一種新型的檢測技術(shù)方法，其工作原理是：無人機(jī)本身不能監(jiān)測大氣污染，能監(jiān)測大氣污染是在于無人機(jī)上搭載了傳感器，通過傳感器的感應(yīng)來檢測大氣環(huán)境重金屬污染狀況。這種新型的監(jiān)測設(shè)備工作方式主要通過無人機(jī)于氣體監(jiān)測儀二者之間進(jìn)行科學(xué)有效的結(jié)果。

通過這種結(jié)合所達(dá)到的結(jié)果是他可以多種大氣當(dāng)中的重金屬污染物，具體包括 ：SO2，NO2，O3，CO，CO2以及顆粒物PM2.5，PM10，VOCs等，除此之外無人機(jī)監(jiān)測可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的傳輸回地面無人機(jī)監(jiān)測時(shí)所顯示的監(jiān)測到的實(shí)際環(huán)境數(shù)據(jù)以及能夠自動(dòng)生成對應(yīng)的趨勢曲線。在這個(gè)基礎(chǔ)之上通過在無人機(jī)監(jiān)測是上搭配性能較強(qiáng)的傳感器，主要特征是高精度、體積小、重量輕的智能氣體傳感器來擴(kuò)展的大氣環(huán)境當(dāng)中的重金屬污染，被擴(kuò)散的監(jiān)測主要有NH3，HCN，HCL及甲烷或者是非甲烷碳?xì)浠衔锏鹊戎T如此類幾百種氣體參數(shù)的數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以做到完美搭載在無人機(jī)上進(jìn)行檢測并且不會(huì)對無人機(jī)的造成任何不良的影響。現(xiàn)階段無人機(jī)監(jiān)測盛行的最主要原因還是因?yàn)樗邆浔銛y性強(qiáng)、性價(jià)比高、非常適合多點(diǎn)布位。而無人機(jī)監(jiān)測的具體優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一無人機(jī)監(jiān)測外殼防水、防風(fēng)、防塵、防撞擊設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)無人機(jī)在各種自然環(huán)境狀況之下進(jìn)行監(jiān)測；第二是無人機(jī)監(jiān)測能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的更新所顯示到的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并且在此基礎(chǔ)之上能夠自動(dòng)生成對應(yīng)的監(jiān)測趨勢曲線；第三是無人機(jī)監(jiān)測自帶的上千種氣體傳感器可以進(jìn)行自動(dòng)、隨時(shí)更換，無人機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)自帶的自動(dòng)識別功能能夠識別多種大氣當(dāng)中的重金屬污染氣體，這是其他大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測設(shè)備都不具有的優(yōu)勢。

3 結(jié)語

隨著我國工業(yè)化水平的不斷提升，機(jī)動(dòng)車數(shù)量的增加，導(dǎo)致了我國的有害氣體的排放量嚴(yán)重超標(biāo)。為此對大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測工作顯得刻不容緩，對大氣環(huán)境進(jìn)行檢測無論是對居民的日常生活環(huán)境還是國家的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是百利而無一害的舉措，為此我們需加強(qiáng)對大氣環(huán)境重金屬污染狀況監(jiān)測的重視程度，使我國大氣環(huán)境的重金屬污染有所降低。