郭悅嵩

河南省環(huán)境監(jiān)測中心

大氣環(huán)境監(jiān)測布點方法及優(yōu)化研究

郭悅嵩

河南省環(huán)境監(jiān)測中心

為保護和治理區(qū)域的大氣環(huán)境，環(huán)保相關(guān)部門需對調(diào)查區(qū)的大氣環(huán)境進行實時的監(jiān)測和管理，本文主要介紹了大氣環(huán)境監(jiān)測的方法和大氣環(huán)境監(jiān)測中布點的方法以及如何優(yōu)化大氣環(huán)境監(jiān)測布點，從而最終選擇最優(yōu)監(jiān)測點來監(jiān)測出調(diào)查區(qū)的整體大氣環(huán)境情況，以確保監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

大氣環(huán)境監(jiān)測；方法；最優(yōu)布點

1 大氣環(huán)境監(jiān)測方法

隨著霧霾現(xiàn)象在全國的相繼產(chǎn)生，大氣污染嚴(yán)重威脅了人類的身體健康。大氣污染監(jiān)測越來越得到了重視?，F(xiàn)有的大氣環(huán)境監(jiān)測方法有很多種，各地區(qū)依據(jù)當(dāng)?shù)氐拇髿馕廴咎攸c選擇不同型號的儀器和對應(yīng)素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)人員進行大氣環(huán)境的監(jiān)測工作?，F(xiàn)分別闡述常見的大氣的監(jiān)測方法。

1.1物理化學(xué)的監(jiān)測方法。物理化學(xué)的監(jiān)測方法主要采用儀器檢測為主，因為儀器容易操控，儀器的靈敏度非常高，檢測數(shù)據(jù)出來很快，是以后大氣監(jiān)測工作的主流方法之一。

1.2化學(xué)的監(jiān)測方法?；瘜W(xué)的監(jiān)測方法是主要是實驗操作，簡單易操作，監(jiān)測出的數(shù)據(jù)可信度很高。

1.3生物的監(jiān)測方法。生物的監(jiān)測方法是運用特殊的動物或植物對大氣某種污染物有顯而易見的反應(yīng)，完成對該大氣污染物質(zhì)監(jiān)測的目的。

1.4固體顆粒的監(jiān)測系統(tǒng)。固體顆粒的監(jiān)測系統(tǒng)分為激光透射法、激光散射法、β射線法和電荷法等。激光透射法根據(jù)朗伯比爾定律總結(jié)出來的方法，在國外該方法廣泛使用，對應(yīng)的技術(shù)也非常完善，但缺點是安裝設(shè)備程序非常復(fù)雜，產(chǎn)生很大的工作量。激光散射法是根據(jù)固體顆粒的散射光原理實行檢測的，這個方法的優(yōu)點是監(jiān)測的精準(zhǔn)度非常高，缺點是儀器的造價昂貴，在實際中的使用頻率很低。β射線吸收法是把采集過來的監(jiān)測氣體用濾紙進行過濾，分析污染物的濃度，因為采樣點不變，沒有足夠的代表性。電荷法是將固體顆粒和監(jiān)測儀器的探頭摩擦產(chǎn)生電來實現(xiàn)監(jiān)測，缺點是該方法嚴(yán)格限定了儀器的使用條件，應(yīng)用不廣泛。

1.5氣態(tài)污染物的監(jiān)測法，氣態(tài)污染物的監(jiān)測法包括完全抽樣法、稀釋采樣法。完全抽取法是最初始的大氣連續(xù)監(jiān)測的方法，測量氣體時需預(yù)熱、抽取被檢測的氣體，再將氣體輸送至儀器中進行檢測，檢測SO2、NOx等氣體可選用紅外線、熱導(dǎo)法和紫外線法等。這個方法的缺點是實驗過程中要預(yù)熱保溫，操作過程復(fù)雜，價格高等沒有得到廣泛的應(yīng)用。稀釋采樣法是稀釋干燥的氣體成可測量的干煙氣，采用化學(xué)發(fā)光法直接測量NO等有害的氣體，采用紫外熒光法直接測量SO2氣體。該方法只能監(jiān)測干空氣，沒有水分干擾監(jiān)測結(jié)果，優(yōu)點是實用性強，監(jiān)測的精度非常高。缺點是要添加其他儀器來增加測量的參數(shù)。

2 大氣環(huán)境監(jiān)測中布點的方法

布置大氣的監(jiān)測點應(yīng)客觀真實的展現(xiàn)評價區(qū)域內(nèi)的大氣環(huán)境質(zhì)量的水平，大氣環(huán)境監(jiān)測的布點方法不是固定的，可以依據(jù)被測區(qū)域的人口密度、污染物的濃度、重點動物和植物的分布情況、水源地的重要性、當(dāng)?shù)毓I(yè)企業(yè)的發(fā)展程度、監(jiān)測區(qū)域的氣候狀況等情況進行設(shè)置監(jiān)測點，現(xiàn)具體描述大氣環(huán)境監(jiān)測的布點方法。

2.1功能區(qū)的布點法。功能區(qū)布點法常用在大氣環(huán)境監(jiān)測工作的初期，功能區(qū)主要是按照城市的教育區(qū)、工業(yè)區(qū)、商業(yè)區(qū)等進行設(shè)置監(jiān)測點。因為工業(yè)區(qū)污染較嚴(yán)重因此在此設(shè)定的點比其他區(qū)域多，在大氣污染物排放多的位置增加監(jiān)測點的布控。在設(shè)置監(jiān)測點的過程中盡量保證監(jiān)測點的合理性和有效性，可以合理預(yù)測并有效處理應(yīng)急突發(fā)狀況。因為不同的大氣污染物其擴散系數(shù)不同，因此要時刻調(diào)整布設(shè)的監(jiān)測點。功能區(qū)布點的優(yōu)點是考慮到經(jīng)濟性，可以合理有效的預(yù)報、監(jiān)測工業(yè)區(qū)的各污染區(qū)域，功能區(qū)布設(shè)法在大城市的優(yōu)點顯現(xiàn)的有為突出。缺點是不適宜在城郊或者農(nóng)村使用，監(jiān)測出來的數(shù)據(jù)沒有代表性，測試結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

2.2網(wǎng)格布點法。網(wǎng)格布點法是充分研究大氣污染物的污染水平、工業(yè)發(fā)展程度的情況下，網(wǎng)格劃分被監(jiān)測區(qū)域，網(wǎng)格交叉位置設(shè)置一個監(jiān)測點。網(wǎng)格布點法的優(yōu)點是遵循一致性和代表性的思想，監(jiān)測的數(shù)據(jù)結(jié)果客觀、真實、有效?？梢悦枥L出監(jiān)測點區(qū)域的不同污染物隨時間變化的規(guī)律。這樣可以有效的決定控制污染物的方法。缺點是對于污染物的含量特別高的區(qū)域沒有增加布點監(jiān)測，不能真實客觀的反應(yīng)該區(qū)域的真實濃度。

2.3扇形布點法。扇形布點的方法是根據(jù)目的不同，在污染源的主導(dǎo)風(fēng)向的下游布設(shè)3～5個不同方位不同距離的采樣點，呈扇形分布。扇形布點法對只有一種污染源且污染區(qū)的風(fēng)向比較固定的情況比較適用。扇形布點法可以重點監(jiān)測某個重要的污染源，可以科學(xué)客觀的劃定該污染源的污染范圍，可以確定是否影響周邊生活的居民的身體健康。以主風(fēng)向的軸線布設(shè)監(jiān)測點，根據(jù)不同需要設(shè)置不同的監(jiān)測點，另外在上風(fēng)向也要設(shè)置一個參考點。扇形布點法對單個污染源的監(jiān)測效果很好，監(jiān)測數(shù)據(jù)精準(zhǔn)。缺點是不能適用于大范圍的污染源的情況，并且需要污染源有固定的風(fēng)向。

2.4同心圓布點法。同心圓布點法在平原地區(qū)，區(qū)域內(nèi)有多個污染源的條件下，以污染源為圓心，做出很多同心圓，繪出軸線，圓與軸線交點就是監(jiān)測點。同心圓布點法優(yōu)點是在有很多污染源的情況下可以設(shè)定很多監(jiān)測點，監(jiān)測點均勻分布，在主導(dǎo)風(fēng)向非常明顯的區(qū)域非常適用。同心圓布點法的缺點是周圍環(huán)境對其影響較大。

3 優(yōu)化大氣環(huán)境監(jiān)測布點的方法

大氣環(huán)境監(jiān)測的布點需要確定布點的點位和點數(shù)，而優(yōu)化布點就是尋找到最佳點的位置、最少點的數(shù)量且具有代表性。大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展至今常用的優(yōu)化布點的方法有預(yù)測布點和優(yōu)化點位兩種。優(yōu)化點位是原有正常布點的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)變化現(xiàn)在的點位，通過降低監(jiān)測的頻率和點的數(shù)量最大限度的覆蓋監(jiān)測的所以范圍，保證監(jiān)測的效果好。預(yù)測布點是按照污染源的排放特點和污染源的分布情況等，運用數(shù)學(xué)模型進行模擬和選擇布點。優(yōu)化布點的具體方法有相關(guān)系數(shù)法、物元分析法、最優(yōu)指標(biāo)法和t檢驗法等。這些方法在實際工作中都得到了廣泛的應(yīng)用。預(yù)測布點運用ADMS、AERMOD和ISC3等模型進行模擬研究區(qū)的大氣環(huán)境情況，達到找到最優(yōu)點的目的。

4 結(jié)論

城市的工業(yè)企業(yè)迅速發(fā)展，大氣污染越來越嚴(yán)重，重視大氣環(huán)境污染的監(jiān)測勢在必行。合理布設(shè)監(jiān)測點才能真實、客觀的反映調(diào)查區(qū)的大氣污染情況。在實際大氣環(huán)境監(jiān)測過程中，應(yīng)以某種監(jiān)測方法為主，其他方法可以校驗和核實主要監(jiān)測方法數(shù)據(jù)的真實性，為環(huán)保部門治理調(diào)查區(qū)的大氣污染提供了有效的數(shù)據(jù)。

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