陳熾璋　崔海亮

摘 要：環(huán)境監(jiān)測(cè)作為污染度量的重要依據(jù)，是環(huán)保各項(xiàng)業(yè)務(wù)工作的主要數(shù)據(jù)來(lái)源、亦是環(huán)境決策與管理的依據(jù)以及環(huán)境執(zhí)法體系的主要組成部分，在我國(guó)環(huán)保工作中具有重要作用。污染源在線監(jiān)測(cè)是對(duì)排污口污染物實(shí)時(shí)分析，從而準(zhǔn)確判斷企業(yè)排污情況，掌握其排污全過(guò)期。自動(dòng)監(jiān)控以在線監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)，越來(lái)越成為監(jiān)管排污企業(yè)的重要手段，該文對(duì)該省自動(dòng)監(jiān)控發(fā)展過(guò)程進(jìn)行回顧。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)監(jiān)控 在線監(jiān)測(cè) 環(huán)境管理

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）04（c）-0050-03

近年來(lái)，污染事故層出不窮，污染因子層出不窮，環(huán)境問(wèn)題引起了公眾的高度重視，傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測(cè)手段越來(lái)越難滿足環(huán)境管理的需要。污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能對(duì)排污口污染物實(shí)時(shí)分析，從而準(zhǔn)確地判斷企業(yè)排污情況，逐步成為環(huán)境執(zhí)法、科學(xué)管理的重要手段。污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)和管理是依托在線監(jiān)測(cè)、自動(dòng)控制、通信等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。廣東省環(huán)保廳高度重視，以環(huán)監(jiān)部門(mén)牽頭，監(jiān)測(cè)、信息部門(mén)配合，大力推廣自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)。目前，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于排污企業(yè)廢水廢氣的監(jiān)測(cè)，使環(huán)保部門(mén)更為便捷地了解各企業(yè)監(jiān)測(cè)因子的排放數(shù)據(jù)，提高環(huán)境監(jiān)察機(jī)構(gòu)的效率，有目的地去執(zhí)法，提高了環(huán)境管理科學(xué)化、信息化水平。

1 自動(dòng)監(jiān)控的發(fā)展歷程

1.1 儀器

在20世紀(jì)80年代后期，該省已引進(jìn)美國(guó)法國(guó)的廢氣在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，測(cè)的項(xiàng)目二氧化硫和氮氧化物，主要安裝在大型的發(fā)電廠。90年代初期，結(jié)合排污口規(guī)范化整治，要求大型排污企業(yè)必須安裝巴爾氏槽和流量計(jì)。90年代中后期，結(jié)合“一控雙達(dá)標(biāo)”工作，該省開(kāi)始引進(jìn)COD和TOC在線監(jiān)測(cè)儀，數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞…h(huán)境監(jiān)察部門(mén)。到21世紀(jì)，國(guó)控企業(yè)、30 萬(wàn)kW以上的火電廠主要的污染因子已安裝在線監(jiān)測(cè)儀器，并能結(jié)合視頻技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.2 通訊

21世紀(jì)前，主要的數(shù)據(jù)傳輸方式是短信、拔號(hào)。短信最大的缺點(diǎn)是受語(yǔ)音優(yōu)先和環(huán)境電磁的影響，往往信號(hào)發(fā)出后要1 h才能接收到；拔號(hào)的時(shí)間又不能確定，完成一次需幾分鐘。

21世紀(jì)后，隨著電信技術(shù)的發(fā)展，傳輸方式主要是光纖、無(wú)線寬帶、微波。光纖有著傳送速度快，不受干擾，隨時(shí)可擴(kuò)充帶寬的優(yōu)勢(shì)，租金費(fèi)用不高，廣泛使用。無(wú)線寬帶費(fèi)用較高（目前是200元使用200 h），使用企業(yè)較少。微波易受建筑物的影響，目前帶寬理論上是10M，但是實(shí)際傳輸不穩(wěn)定。

1.3 監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目

21世紀(jì)前，主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目?jī)H有二氧化硫、氮氧化物、 酸堿度、流量、化學(xué)需氧量、TOC等少數(shù)污染物，數(shù)據(jù)難以全面反映企業(yè)排污狀況。

21世紀(jì)后，陸續(xù)增加了氨氮、煙塵、鉻、銅等金屬指標(biāo)。目前，除了少數(shù)，基本履蓋了主要污染因子。

2 法規(guī)體系發(fā)展

2005年以前我國(guó)沒(méi)有一部法律法規(guī)明文要求或規(guī)定什么樣的企業(yè)必須安裝污染源自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，直到2005年7月，原國(guó)家環(huán)?？偩诸C布了《污染源自動(dòng)監(jiān)控管理辦法（總局令第28號(hào)）》，第一次解釋了污染源自動(dòng)監(jiān)控的含義及明確了對(duì)重點(diǎn)污染源自動(dòng)監(jiān)控設(shè)施進(jìn)行監(jiān)管的主管部門(mén)和相應(yīng)職責(zé)。該省和各地市也陸續(xù)出臺(tái)了有當(dāng)?shù)靥厣南嚓P(guān)政策、技術(shù)規(guī)范、法規(guī)。目前，該省污染源自動(dòng)監(jiān)控的法律體系日臻成熟，技術(shù)由從前的單一走向多方面、全方位化。

（1）固定污染源監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T373—2007。

該規(guī)范主要對(duì)廢氣廢水比對(duì)監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證和質(zhì)控要求：比對(duì)的條件，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)對(duì)，采樣的點(diǎn)位，樣品的分析，數(shù)據(jù)的有效性和數(shù)據(jù)缺失的處理。

（2）固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T75—2007。

該規(guī)范主要對(duì)煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)儀作規(guī)定：技術(shù)驗(yàn)收，比對(duì)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)審核和處理，技術(shù)性能，安裝位置，日常運(yùn)行管理要求，測(cè)試的項(xiàng)目與要求。

（3）固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法（試行）HJ/T76—2007。

該規(guī)范主要對(duì)煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)儀作規(guī)定：系統(tǒng)的組成，技術(shù)要求，安裝和測(cè)定位置，參比方法采樣位置，指標(biāo)的檢測(cè)方法，質(zhì)量保證，檢測(cè)的項(xiàng)目。

（4）水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T353—2007。

該規(guī)范主要對(duì)安裝作規(guī)定：各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的方法和原理，各方法的測(cè)量濃度范圍，自動(dòng)采樣器的基本功能，數(shù)采儀的通訊協(xié)議，工作溫度，備用電源，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，模擬信號(hào)的分辯率，數(shù)字量的接口，站房和安裝要求，試運(yùn)行指標(biāo)。

該規(guī)范明確了：水污染源監(jiān)測(cè)儀器，水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，超聲波明渠流量計(jì)，電磁流量計(jì)，水質(zhì)自動(dòng)采樣器，數(shù)據(jù)采集傳輸儀等定義。

（5）水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)有效性判別技術(shù)規(guī)范（試行） HJ/T356—2007。

該規(guī)范主要對(duì)數(shù)據(jù)作規(guī)定：比對(duì)的周期，比對(duì)的誤差范圍，日常的校驗(yàn)，數(shù)據(jù)的有效性，日均值的計(jì)算，缺數(shù)的處理。

（6）水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T354—2007。

該規(guī)范主要對(duì)驗(yàn)收作規(guī)定：驗(yàn)收的條件，驗(yàn)收的內(nèi)容，驗(yàn)收的方法，項(xiàng)目合格的標(biāo)準(zhǔn)。

（7）水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)與考核技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T355—2007。

該規(guī)范主要對(duì)運(yùn)營(yíng)作規(guī)定：日常維護(hù)的工作內(nèi)容，預(yù)防性維護(hù)的工作內(nèi)容，檢驗(yàn)的周期，儀器維修的報(bào)批程序，質(zhì)量保證和控制方法，儀器運(yùn)行指標(biāo)，監(jiān)測(cè)值的數(shù)量要求，技術(shù)檔案的內(nèi)容，技術(shù)考核的指標(biāo)。

（8）水質(zhì)自動(dòng)采樣器技術(shù)要求及檢測(cè)方法（試行）HJ/T372—2007。

該辦法對(duì)采樣器提出以下要求：性能指標(biāo)，外觀，構(gòu)造，控制，采水，采量的誤差，箱內(nèi)的溫度控制，操作說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容，校驗(yàn)的周期。

（9）環(huán)境污染源自動(dòng)監(jiān)控信息傳輸、交換技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T352—2007。

該規(guī)范主要對(duì)信息交換作規(guī)定：交換信息的描述，信息交換的方法，交換的頻率，交換報(bào)文的規(guī)范，數(shù)據(jù)的安全，監(jiān)控的信息內(nèi)容，代碼的標(biāo)準(zhǔn)。

（10）廣東省自動(dòng)監(jiān)控信息交換技術(shù)規(guī)范（粵環(huán)函〔2007〕1163號(hào)）。

該規(guī)范主要對(duì)視頻信息交換作規(guī)定：交換信息的描述，信息交換的方法，交換的頻率，交換報(bào)文的規(guī)范，數(shù)據(jù)的安全，信息交換的模型，交換的架構(gòu)，控件的要求，代碼的標(biāo)準(zhǔn)。

（11）廣東省重點(diǎn)污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)驗(yàn)收管理規(guī)定（粵環(huán)〔2008〕99號(hào)）。

該規(guī)定主要對(duì)在線監(jiān)控系統(tǒng)驗(yàn)收作規(guī)定：安裝的范圍，驗(yàn)收的主體，驗(yàn)收的條件，驗(yàn)收的內(nèi)容，驗(yàn)收的方法，驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。

（12）污染源自動(dòng)監(jiān)控管理辦法（國(guó)家環(huán)?？偩值?8號(hào)令）。

該辦法明確了自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是由自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控中心組成，并明確了監(jiān)控設(shè)備是指：安裝在現(xiàn)場(chǎng)用于監(jiān)測(cè)監(jiān)控污染物排放的儀器、流量計(jì)、運(yùn)行記錄儀和數(shù)據(jù)采集傳輸儀等。

（13）國(guó)家監(jiān)控企業(yè)污染源自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有效性審核辦法（環(huán)發(fā)〔2009〕88號(hào)）。

該辦法明確了監(jiān)測(cè)設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下提供的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，即為通過(guò)有效性審核的污染源自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是計(jì)算主要污染物排放數(shù)量和確定達(dá)標(biāo)排放的依據(jù)。

3 主要監(jiān)測(cè)技術(shù)

3.1 儀器的監(jiān)測(cè)方法種類

3.1.1 廢氣

（1）直接測(cè)量法。

此方法是監(jiān)測(cè)儀器定裝在采樣口，以光譜直接測(cè)量氣體污染物的濃度，采樣口要建儀器房，用標(biāo)準(zhǔn)物校對(duì)時(shí)要將儀器整體拉出，并裝附設(shè)設(shè)備。缺點(diǎn)維護(hù)難。

（2）抽取測(cè)量法。

此方法是通過(guò)抽取氣樣到儀器進(jìn)行分析，維護(hù)方便。缺點(diǎn)是如果氣樣的粘度大容易堵塞濾網(wǎng)；管道比較長(zhǎng)，反吹要徹底。

（3）稀釋測(cè)量法。

此方法維護(hù)方便，但是受抽樣的精度和稀釋氣體的影響比較大，管道的反吹更要徹底。

3.1.2 廢水

（1）比色和光度法。

此方法的原理與化驗(yàn)室的化學(xué)分析法基本一致，一般的分析周期在40 min～1 h，由于要加入消化劑和顯色劑，監(jiān)測(cè)后的殘液存在二次污染。

（2）注射法。

此方法的原理與化驗(yàn)室的液相色譜分析法基本一致，由于不需消解且抽取樣品小，分析周期在20 min左右，要加入載液，但載液可重復(fù)使用，二次污染物小，但濃度高時(shí)誤差較大。

（3）UV法。

此方法是直接以光波照射污水，并以水的吸光率來(lái)計(jì)算污染物的濃度，最大的問(wèn)題是受可見(jiàn)光和水的色度影響，水中的懸浮物也是影響的重要因素。

（4）電極電位法。

目前測(cè)量酸堿度主要用此方法，此法的電極容易生成氧化膜，從而影響測(cè)量的準(zhǔn)確度。

（5）化學(xué)法。

此方法準(zhǔn)確性受中和過(guò)量試劑時(shí)加藥量和電極的間距，與液體的接觸面積，導(dǎo)電率的影響。

3.2 設(shè)備的選型

設(shè)備選型要注意儀器精度、消耗物用量、是否認(rèn)證，盡可能與標(biāo)準(zhǔn)分析法一致，分析樣品要符合國(guó)家的要求。其中廢水設(shè)備選型要注意水質(zhì)是否穩(wěn)定、有否氯離子、分析周期；廢氣設(shè)備的選型要注意安裝位置、塵的粘度、煙氣含水量、管道長(zhǎng)度、過(guò)濾網(wǎng)。

3.3 設(shè)備運(yùn)營(yíng)維護(hù)

（1）時(shí)間的校正：上下位機(jī)時(shí)間不同步，數(shù)據(jù)是不能正常傳輸。

（2）標(biāo)準(zhǔn)物：不在有效期內(nèi)，所測(cè)的數(shù)據(jù)視有無(wú)效。

（3）手工分析：分析人員技術(shù)不過(guò)硬，分析出來(lái)的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，就不能正確地指導(dǎo)儀器校正的工作。

（4）儀器的校驗(yàn)：按國(guó)家對(duì)儀器的管理規(guī)定，所有分析儀器每年都要強(qiáng)檢，否則所測(cè)量的數(shù)據(jù)無(wú)效。

（5）記錄：這是對(duì)運(yùn)營(yíng)工作考核的重要依據(jù)，也是管理部門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)有效性判別的依據(jù)，這運(yùn)營(yíng)單位往往只重視了運(yùn)營(yíng)記錄而忽視了維修和重新校正儀器及做標(biāo)樣時(shí)的記錄。

3.4 比對(duì)監(jiān)測(cè)

比對(duì)監(jiān)測(cè)是對(duì)在線監(jiān)測(cè)儀的唯一考核手段，假如不及格，就把過(guò)去的一個(gè)時(shí)間段的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)視為無(wú)效數(shù)據(jù)，也就是前面所做的工作均為無(wú)效工作。因此，比對(duì)監(jiān)測(cè)是在線監(jiān)控技術(shù)的重中之重。

3.4.1 檢查項(xiàng)目

（1）光源和比色皿：強(qiáng)度，光柵，潔靜度。

（2）采樣系統(tǒng)：有否堵塞，量是否足，管道潔靜。

（3）消解系統(tǒng)：溫度，壓力，時(shí)間。

（4）分析系統(tǒng)：中和試劑是否準(zhǔn)確。

3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)物

標(biāo)準(zhǔn)物要檢查有效期、濃度準(zhǔn)確度、量。

3.4.3 自行比對(duì)

要比對(duì)采樣一致性、平行樣、加標(biāo)樣。

3.4.4 比對(duì)的難點(diǎn)

自動(dòng)監(jiān)控比對(duì)的難點(diǎn)有：

（1）水采樣6次，每次的誤差不能大于6次平均值的5%。

（2）儀器要報(bào)出：有效數(shù)據(jù)數(shù)量，電源故障狀態(tài)，零點(diǎn)和量程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，操作和維護(hù)記錄，儀器故障數(shù)據(jù)。

（3）監(jiān)測(cè)用房應(yīng)有防止人為破壞設(shè)施。

（4）氣體監(jiān)測(cè)儀要有永久性電源。

（5）零點(diǎn)和跨量漂移要做3天。

（6）氣體采樣平臺(tái)要達(dá)到負(fù)重200 kg/m2。

（7）氣體監(jiān)測(cè)采樣口與氣體方向不得偏差10。

（8）單次采樣誤差小于0.1%。

4 結(jié)語(yǔ)

污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是目前最有效的污染源監(jiān)管系統(tǒng)，在線監(jiān)測(cè)及時(shí)發(fā)現(xiàn)企業(yè)排污超標(biāo)問(wèn)題，為環(huán)境保護(hù)提供真實(shí)有效的數(shù)據(jù)，提高了管理效率。隨著該省環(huán)境信息化建設(shè)的快速推進(jìn)，該省污染源自動(dòng)監(jiān)控已進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化的視頻技術(shù)將成為現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)及污染源監(jiān)管的有力手段，監(jiān)控方式也計(jì)劃從在線監(jiān)測(cè)到預(yù)測(cè)預(yù)警的轉(zhuǎn)型。

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