王　鵬

（浙江環(huán)境監(jiān)測工程有限公司浙江杭州310000）

環(huán)境監(jiān)測最佳布點技術及實踐應用研究論述

王鵬

（浙江環(huán)境監(jiān)測工程有限公司浙江杭州310000）

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

大氣環(huán)境監(jiān)測；布點方法；近似度系數(shù)

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

1　大氣環(huán)境監(jiān)測布點的要求及采樣點數(shù)目的確定

1.1大氣環(huán)境監(jiān)測的布點要求

大氣環(huán)境監(jiān)測布點是決定監(jiān)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(wěn)定狀態(tài)，且供電條件良好、管理方便、易于接近；（3）優(yōu)化組內(nèi)包含一個滿足方差較大的點位，剩余點位應滿足變異系數(shù)與方差較小的條件，且能準確反映測區(qū)污染物的變化規(guī)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(jiān)測范圍設在污染源的下風向，同時在污染物超標或工業(yè)密集的地區(qū)適當增加采樣點。

1.2大氣環(huán)境監(jiān)測采樣點數(shù)目的確定

功能區(qū)布點法。城市功能區(qū)一般分為車輛密集區(qū)、購物消費區(qū)、工廠密集區(qū)及人口聚居區(qū)。很顯然，各個功能區(qū)的污染狀態(tài)并不相同，因此應區(qū)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(qū)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(shù)目相等。

網(wǎng)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(wǎng)狀區(qū)間面積較小時，將采樣點設于方格的中心點。

2　環(huán)境監(jiān)測最佳布點技術的應用研究

2.1近似度系數(shù)的介紹

貼近度系數(shù)是用來描述樣品貼近度的統(tǒng)計量，而相似度系數(shù)是用來描述樣品相似度的統(tǒng)計量。研究表明，貼近度系數(shù)及相似度系數(shù)的設計各具特色，因此系數(shù)的選擇直接影響到統(tǒng)計的結果。據(jù)此，提出一種兼具貼近度與相似度的統(tǒng)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(shù)；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?？梢姡琒ij可準確反映出兩個樣本的形相似程度，即形系數(shù)?？傊?，近似度是用來描述樣本相似度與貼近度的統(tǒng)計量，具體取決于值系數(shù)和形系數(shù)。此外，樣本i/j的曲線形狀重合時，XijK=0（K=1，2,……,M），據(jù)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(yè)區(qū)為例，淺析環(huán)境監(jiān)測最佳布點技術——近似度的應用。此城市工業(yè)區(qū)面積為9km2左右，現(xiàn)按《環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》的規(guī)定，具體采用實測網(wǎng)格法，即按1km×1km的網(wǎng)格密度，在8個網(wǎng)格的中心區(qū)設點，并連續(xù)監(jiān)測20d，具體監(jiān)測大氣中的TSP、NOX、SO2。表1為各監(jiān)測點的實測數(shù)據(jù)。

表1　測區(qū)各監(jiān)測點的實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

根據(jù)近似度的相關理論知識，現(xiàn)按以下步驟優(yōu)化布點：（1）對表1所示的監(jiān)測點實測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析；（2）將統(tǒng)計分析結果代入、的函數(shù)式進行計算，由此得出測點之間和測點與測區(qū)均值之間的貼近度及相似度矩陣。（3）將統(tǒng)計分析結果代入的函數(shù)式，由此計算得出測點之間和測點與測區(qū)均值之間的近似度矩陣。

根據(jù)計算結果可知，C50的數(shù)值最小，即E區(qū)各監(jiān)測點的濃度值與測區(qū)均值最貼近，同時E區(qū)測點濃度的變化規(guī)律也最相似。然而，由于網(wǎng)格設在G區(qū)的最西邊，外加該區(qū)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(shù)的C70。此網(wǎng)格處在G區(qū)的中間地帶，各監(jiān)測點的檢測值均能反映G區(qū)的均值及變化規(guī)律，同時也與E區(qū)測點的檢測值接近，從而最終確定G區(qū)的大氣環(huán)境質量自動監(jiān)測站點。

3　結語

綜上所述，環(huán)境監(jiān)測布點的優(yōu)化是對傳統(tǒng)監(jiān)測方法的補充和完善，對提高城市大氣環(huán)境監(jiān)測能力、保護省市生態(tài)平衡、促進人與自然的和諧發(fā)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(jiān)測布點選址優(yōu)化研究[J].中國環(huán)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(huán)境監(jiān)測及布點[J].西安交通大學學報,2015,05:

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