環(huán)保監(jiān)測(cè)中空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)研究

董麗華

關(guān)鍵詞： 環(huán)保監(jiān)測(cè) 空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn) 污染監(jiān)測(cè)布設(shè) 空氣污染

中圖分類號(hào)： X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1672-3791（2023）15-0146-04

空氣是人們賴以生存的基本條件之一，近年來，嚴(yán)重的空氣污染導(dǎo)致空氣中的污染物和顆粒增加，霧霾頻繁出現(xiàn)，很容易引起呼吸道疾病威脅人們的身體健康。環(huán)境治理是降低污染對(duì)人體影響的有效途徑和方法，我國已經(jīng)著手環(huán)境監(jiān)測(cè)和環(huán)境污染治理工作，許多地區(qū)的空氣污染情況得到了有效的控制。從環(huán)境污染監(jiān)測(cè)的角度，對(duì)布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方法進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)和治理工作的開展提供一定的優(yōu)化思路。

1 常見的布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方法

1.1 功能分區(qū)布設(shè)法

功能分區(qū)布設(shè)法是當(dāng)前最為常見的布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的方法，該方法主要是指基于監(jiān)測(cè)目標(biāo)范圍內(nèi)風(fēng)向的變化情況，將區(qū)域劃分為幾個(gè)不同的功能區(qū)，在監(jiān)測(cè)過程中也需要及時(shí)關(guān)注風(fēng)向的變化情況，基于風(fēng)向位置的變化來對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)與類型等進(jìn)行調(diào)整，以此確保監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)符合該地區(qū)受到空氣污染的實(shí)際情況[1]。該方法在實(shí)際應(yīng)用中不會(huì)消耗較多的成本，能夠體現(xiàn)出明顯的實(shí)用性特征。

1.2 網(wǎng)格布點(diǎn)法

相較于功能分區(qū)布設(shè)法，網(wǎng)格布點(diǎn)法劃分的區(qū)域更為細(xì)化。該方法能夠?qū)⒄麄€(gè)目標(biāo)區(qū)域的地面劃分為均勻的網(wǎng)狀方格，考慮到地區(qū)風(fēng)向的來源和變化情況不同，在網(wǎng)狀方格劃分密度的設(shè)置上，需要在下風(fēng)向的位置設(shè)置數(shù)量更多一些的網(wǎng)格監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在上風(fēng)向的位置設(shè)置少量的網(wǎng)格監(jiān)測(cè)點(diǎn)。網(wǎng)格布點(diǎn)法更適用于空氣污染較為均勻的地區(qū)，能夠在監(jiān)測(cè)中獲得更為準(zhǔn)確的信息[2]。在應(yīng)用網(wǎng)格布點(diǎn)法時(shí)，還需要結(jié)合當(dāng)?shù)卣w的環(huán)境污染情況，在考慮環(huán)境壓力大小的情況下，為監(jiān)測(cè)空氣污染設(shè)置更詳細(xì)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，提高監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

1.3 扇形布點(diǎn)法

扇形布點(diǎn)法能夠更好地滿足一些特殊地理位置，如山區(qū)的空氣污染監(jiān)測(cè)要求。應(yīng)用扇形布點(diǎn)法能夠以監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在的位置作為頂點(diǎn)，以主導(dǎo)風(fēng)向作為軸線，以下風(fēng)向地面為布點(diǎn)范圍劃出一個(gè)45°的扇形區(qū)域，用于對(duì)空氣污染的情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)[3]。但從實(shí)際的環(huán)境條件來看，由于很難找到理想的高架點(diǎn)源位置，在實(shí)際應(yīng)用這種方法進(jìn)行空氣監(jiān)測(cè)時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際的環(huán)境情況來對(duì)方法步驟進(jìn)行調(diào)整。例如：如果需要對(duì)超過平坦地面50 m 高的煙囪排放的污染物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要考慮到污染物排放后的最大地面濃度出現(xiàn)位置與氣象條件之間的關(guān)系，如表1 所示。

2 環(huán)保監(jiān)測(cè)中布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的主要流程

2.1 確定采樣站數(shù)目

當(dāng)前我國環(huán)境監(jiān)測(cè)中對(duì)于空氣污染監(jiān)測(cè)中規(guī)定，采樣站的數(shù)目需要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際的熱量分布情況、人口密度大小等條件來進(jìn)行確定。其中，人口數(shù)量多少是影響采樣站數(shù)目的主要因素，如表2 所示。

監(jiān)測(cè)人員通常需要應(yīng)用自動(dòng)監(jiān)測(cè)搭配人工連續(xù)采樣的測(cè)控方式來收集目標(biāo)區(qū)域的污染數(shù)據(jù)情況。經(jīng)過近年來環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的不斷努力，現(xiàn)階段我國已經(jīng)能夠基本明確城市設(shè)置空氣污染監(jiān)測(cè)采樣站數(shù)目的具體標(biāo)準(zhǔn)，并為其制定詳細(xì)的監(jiān)測(cè)工作開展方式，如表3所示。

對(duì)于采樣站數(shù)目的確定，會(huì)直接影響到后續(xù)對(duì)于區(qū)域空氣污染程度的劃分結(jié)果，也會(huì)影響到后續(xù)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)范圍和數(shù)量多少。基于當(dāng)前我國在采樣站數(shù)目方面設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)一步搭配更先進(jìn)的采樣和監(jiān)測(cè)設(shè)備來保障監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，避免因以往人工采樣導(dǎo)致的較大誤差，從而讓采樣站能夠更好地為促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的開展服務(wù)。

2.2 了解現(xiàn)場(chǎng)污染情況

相關(guān)人員需要明確進(jìn)行空氣污染監(jiān)測(cè)的目的，以便能夠確定從污染防治、處理等不同的角度來開展后續(xù)的環(huán)境保護(hù)工作。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境勘察的過程中，依靠現(xiàn)代化的手段，以設(shè)置城市加密網(wǎng)格點(diǎn)的方式，在保證單個(gè)網(wǎng)格不超過2 km×2 km 的標(biāo)準(zhǔn)下，在每個(gè)網(wǎng)格中心或網(wǎng)格線的交點(diǎn)上設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，用以了解城市建成區(qū)的污染物整體濃度水平以及分布規(guī)律。對(duì)于站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)天數(shù)需要超過15 d，以此來初步明確污染源的主要構(gòu)成，在將相應(yīng)的數(shù)據(jù)匯總為當(dāng)?shù)貐^(qū)域的污染源分析報(bào)告之后，依據(jù)報(bào)告結(jié)果來對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置進(jìn)行更為科學(xué)的選擇[4]。

同時(shí)，還需要考慮到自然與社會(huì)因素會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況產(chǎn)生的影響[5]。例如：地形地貌等自然因素會(huì)對(duì)風(fēng)向變化規(guī)律產(chǎn)生影響，植被覆蓋率的多少也會(huì)影響到空氣污染的濃度和擴(kuò)散程度，且區(qū)域內(nèi)的空氣污染情況大多數(shù)情況下是不穩(wěn)定的，這就給空氣污染的監(jiān)測(cè)工作造成了較大的難度。對(duì)于城市建成區(qū)建筑發(fā)生較大變化的情況，則需要及時(shí)變更或增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位，以便能夠?qū)Τ鞘锌諝赓|(zhì)量進(jìn)行更為科學(xué)的評(píng)價(jià)。

2.3 編制現(xiàn)場(chǎng)采樣方案

空氣污染監(jiān)測(cè)工作的開展需要基于明確的污染檢測(cè)目的、采樣對(duì)象以及要求作為前提，在現(xiàn)場(chǎng)采樣方案中不僅需要包括詳細(xì)的工作流程，還需要包括主要的負(fù)責(zé)人及具體的工作要求。在采樣監(jiān)測(cè)方案標(biāo)準(zhǔn)的制定上，需要遵循國標(biāo)認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)實(shí)際的監(jiān)測(cè)采樣工作制定更為詳細(xì)的管理制度內(nèi)容[6]。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘察數(shù)據(jù)及當(dāng)?shù)匾酝牡貐^(qū)發(fā)展資料，確定合適的、能夠應(yīng)用于地區(qū)空氣污染監(jiān)測(cè)的布設(shè)方法，編制出更為全面的，符合地區(qū)實(shí)際情況的現(xiàn)場(chǎng)采樣方案。

2.4 做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作

在編制現(xiàn)場(chǎng)采樣方案之后，還需要結(jié)合采樣方案與監(jiān)測(cè)工作的一般要求來做好現(xiàn)場(chǎng)采樣前的準(zhǔn)備工作。在采樣設(shè)備方面，需要對(duì)相關(guān)的設(shè)備做好清洗和干燥處理，表4為空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)常用的儀器設(shè)備。

在監(jiān)測(cè)指標(biāo)的設(shè)置上，需要與國家標(biāo)準(zhǔn)固定站的要求指標(biāo)一致，包括PM2.5、PM10以及臭氧等空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)，以及溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓五項(xiàng)氣象條件的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。在保證檢測(cè)站點(diǎn)的相關(guān)設(shè)施能夠升級(jí)到5G 無線網(wǎng)絡(luò)功能的基礎(chǔ)上，保證站點(diǎn)推送數(shù)據(jù)的能力[7]。

3 布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)需要考慮的因素

3.1 污染程度與污染源

結(jié)合當(dāng)前我國進(jìn)行空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)的工作經(jīng)驗(yàn)來看，在布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的過程中，首先需要考慮的因素就是地區(qū)的總體污染程度。相關(guān)人員需要事先到目標(biāo)監(jiān)測(cè)區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的空氣污染程度進(jìn)行初步劃分，基于輕度污染、中度污染以及重度污染3 個(gè)不同的等級(jí)來確定大致的空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)數(shù)量與覆蓋情況[8]。

同時(shí)，還需要考慮污染源可能對(duì)地區(qū)空氣污染情況產(chǎn)生的影響。對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)需要以區(qū)域范圍內(nèi)的污染源作為中心向四周擴(kuò)散。由于山區(qū)等復(fù)雜地形地勢(shì)情況下造成空氣污染的污染源大多是處于不斷移動(dòng)狀態(tài)的，相關(guān)人員在確定污染源后，需要圍繞污染源為中心，在依據(jù)風(fēng)向設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，更多應(yīng)用扇形布點(diǎn)法的方式來確定具體的空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

3.2 地理位置

地理位置對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)情況的影響，主要是基于上風(fēng)位置和下風(fēng)位置的差異性導(dǎo)致的。相關(guān)人員在確定空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置時(shí)，需要結(jié)合區(qū)域地理位置條件，在考慮當(dāng)?shù)仫L(fēng)向變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，確定布設(shè)空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和類型。

3.3 地理環(huán)境

地理環(huán)境對(duì)于空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)的影響主要集中在人口密度和綠色植被兩個(gè)方面。在人口密度方面，通常情況下，人口密度越高，相應(yīng)區(qū)域的建筑物數(shù)量也會(huì)越大，空氣污染越不容易擴(kuò)散。因而在對(duì)這類區(qū)域進(jìn)行空氣污染監(jiān)測(cè)時(shí)，需要基于地區(qū)的建筑物規(guī)劃情況以及人口分布情況來適當(dāng)提升污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量。

在綠色植被方面，綠色植物能夠通過呼吸和光合作用來達(dá)到凈化空氣的功能。出于空氣污染監(jiān)測(cè)的目的，在實(shí)際布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的過程中，不僅需要盡可能避免綠色植被覆蓋率較高的部分，還需要盡可能選擇空間更廣闊的區(qū)域來反映空氣受到污染的真實(shí)情況。

4 布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)需要注意的問題

結(jié)合以往布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)，在不同的區(qū)域環(huán)境下布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)，需要重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面的問題。

（1）在依據(jù)污染程度劃分地區(qū)空氣污染情況時(shí)，需要考慮風(fēng)向?qū)τ谖廴緮U(kuò)散方向和趨勢(shì)產(chǎn)生的影響。一般情況下，下風(fēng)向?yàn)槲廴疚锏木奂c(diǎn)，需要在這一部分適當(dāng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在上風(fēng)向的位置設(shè)置少量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇，需要遵循良好的代表性、明確的可比性、整體性、前瞻性以及穩(wěn)定性5 個(gè)方面的原則。

（2）對(duì)于布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)高度的設(shè)置，一般需要維持在1.5～2 m 的范圍之內(nèi)，如果需要對(duì)區(qū)域范圍的某一植物或設(shè)施等內(nèi)容的污染情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要讓監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)高度盡可能與被監(jiān)測(cè)物體的高度接近。

對(duì)于一些需要設(shè)置在特殊區(qū)域的監(jiān)測(cè)點(diǎn)而言，同樣需要結(jié)合地區(qū)整體的污染情況來設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體位置和高度。在布設(shè)好所有的監(jiān)測(cè)點(diǎn)后，對(duì)整體的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置分布情況進(jìn)行分析，從系統(tǒng)全面的角度來對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置和高度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，以此來保證布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的合理性。

另外，在滿足規(guī)范要求的前提下，基于保障運(yùn)維管理的目標(biāo)，對(duì)于監(jiān)測(cè)站點(diǎn)位置的設(shè)置，需要優(yōu)先考慮政府及相關(guān)部門駐地大樓附近，對(duì)于駐地大樓不符合設(shè)置條件的，通?？梢赃x擇在駐地大樓半徑1 km 范圍內(nèi)選取合適的點(diǎn)位。

在監(jiān)測(cè)站房的配置方面，需要配備四級(jí)防雷、排風(fēng)設(shè)施、穩(wěn)壓電源等基礎(chǔ)保障設(shè)施，除預(yù)留滿足常規(guī)監(jiān)測(cè)的采樣口外，還需要在房頂預(yù)留2 個(gè)采樣口。

在監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的布設(shè)中，還需要考慮四周環(huán)境是否開闊，在保證站點(diǎn)位置周邊沒有阻礙空氣流通的高大建筑物以及其他障礙物的基礎(chǔ)上，遠(yuǎn)離振動(dòng)源，避免強(qiáng)電磁干擾，便于對(duì)站點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)維管理。

在站點(diǎn)采樣口的設(shè)置上，需要保證周圍水平面270°以上的捕集空間，從采樣口到障礙物頂部與地平線之間的夾角不能超過30°。

（3）從當(dāng)前我國地區(qū)空氣污染分布情況的角度來看，城市的空氣污染情況較為嚴(yán)重，因而對(duì)于空氣污染情況的監(jiān)測(cè)也大多以城市為主。這樣很容易忽視鄉(xiāng)村地區(qū)的空氣污染情況。這種問題更直觀地反映在城市和鄉(xiāng)村地區(qū)污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布置上。網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上降低了監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)與技術(shù)應(yīng)用的成本。在未來開展空氣污染監(jiān)測(cè)時(shí)，可以直接應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)城市與鄉(xiāng)村污染情況的監(jiān)測(cè)，從而更好地為促進(jìn)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的發(fā)展提供支持。

5 結(jié)語

綜上所述，基于目標(biāo)區(qū)域的實(shí)際情況來選擇合適的監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方法，能夠大大提高對(duì)空氣污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。結(jié)合當(dāng)前空氣污染監(jiān)測(cè)工作開展的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來看，由于受到風(fēng)向、氣候變化以及地理區(qū)位等多方面因素的影響，空氣污染監(jiān)測(cè)的結(jié)果很容易存在偏差，進(jìn)而影響對(duì)于地區(qū)空氣污染程度的判斷。在布設(shè)空氣污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，需要在充分考察當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境情況與社會(huì)人文情況的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范來開展監(jiān)測(cè)工作，盡可能降低在實(shí)際監(jiān)測(cè)中產(chǎn)生的誤差和偏差。