摘要：空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的優(yōu)化對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量的控制具有重要意義。本文對(duì)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化的原則和方法等進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對(duì)提升空氣監(jiān)測(cè)質(zhì)量能夠有所借鑒。

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量;監(jiān)測(cè)點(diǎn)位;優(yōu)化布局

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）04-0-02

Abstract： The optimization of air quality automatic monitoring points is of great significance for the control of regional air quality. In this paper， some meaningful discussions on the principles and methods of air quality automatic monitoring point optimization are carried out， and it is hoped that the quality of air monitoring can be improved.

Key words： Air quality; Monitoring points; Optimized layout

1 空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化概述

自從工業(yè)革命以來(lái)，人類社會(huì)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步，其中一個(gè)最典型的代表就是城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，而且伴隨著技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，城鎮(zhèn)的功能結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局依然處于不斷發(fā)展、優(yōu)化和調(diào)整的過(guò)程中，這導(dǎo)致人口的聚集規(guī)模和分布都呈現(xiàn)出一種動(dòng)態(tài)變化的態(tài)勢(shì)。在這種情況下，原有的空氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)位（如圖1所示）無(wú)論是在數(shù)量上還是分布上都需要進(jìn)行優(yōu)化，以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)空氣監(jiān)測(cè)技術(shù)的需要。近年來(lái)，雖然我國(guó)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和密度都在不斷增大，這在一定程度上保證了監(jiān)測(cè)信息的可靠性，但由此也帶來(lái)了人力、財(cái)力等資源的大量消耗，所以有必要對(duì)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)布點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)用有限監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)獲取可靠的空氣質(zhì)量信息具有積極意義。本文正是立足于這一出發(fā)點(diǎn)，對(duì)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化的原則和方法等進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對(duì)提升空氣監(jiān)測(cè)質(zhì)量能夠有所借鑒。

2 優(yōu)化基本原則

（1）代表性原則。所設(shè)置的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)布局應(yīng)能對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量進(jìn)行客觀、真實(shí)和全面地評(píng)價(jià)，即確保選點(diǎn)具有代表性。（2）完整性原則。不同區(qū)域具有不同的自然地理和氣象特性，同一區(qū)域內(nèi)的不同地方在工業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和人口分布上也可能體現(xiàn)出較大的差異性，所以在進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布局時(shí)，要求整體布局必須能夠反映監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的主要功能區(qū)的空氣質(zhì)量變化趨勢(shì)，充分實(shí)現(xiàn)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的有效協(xié)調(diào)。（3）前瞻性原則。在進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布局時(shí)，要對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃以及空間格局變化趨勢(shì)進(jìn)行充分考慮，使監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布局具有一定的前瞻性。（4）針對(duì)性原則?？諝赓|(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布局是為了管理環(huán)境服務(wù)，監(jiān)測(cè)信息不僅是開(kāi)展環(huán)境管理工作的基本依據(jù)，同時(shí)也是對(duì)環(huán)境治理效果進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)的事實(shí)載體，而這些都要求空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置必須優(yōu)先滿足環(huán)境管理的需要。具體可以部署網(wǎng)格化精準(zhǔn)監(jiān)控預(yù)警及決策支持系統(tǒng)，比如針對(duì)重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)工業(yè)企業(yè)、建筑工地等多種環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)象，應(yīng)加大密度監(jiān)測(cè)網(wǎng)格布點(diǎn)，形成大范圍、高密度網(wǎng)格組合布點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)主要污染物的動(dòng)態(tài)變化，快速捕捉污染源的異常排放行為，做到實(shí)時(shí)預(yù)警，為實(shí)施空氣環(huán)境防治提供科學(xué)的大數(shù)據(jù)評(píng)估，不斷提高大氣污染防治的監(jiān)管能力和水平。（5）連續(xù)性原則?？諝赓|(zhì)量的監(jiān)測(cè)是一個(gè)長(zhǎng)期和連續(xù)的過(guò)程，原則上一旦確定點(diǎn)位，就不應(yīng)進(jìn)行隨意變更，除非有不符合規(guī)范的理由。（6）經(jīng)濟(jì)成本最優(yōu)原則。在布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位時(shí)，還應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件進(jìn)行考察，應(yīng)使所布點(diǎn)位盡量在交通、電力等方面達(dá)到方便，同時(shí)盡可能地排除周邊環(huán)境對(duì)監(jiān)測(cè)工作可能帶來(lái)的干擾。總之，在對(duì)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的布局進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，要保證優(yōu)化調(diào)整后的點(diǎn)位布局能夠反映監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量水平，要保證對(duì)新的功能區(qū)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)區(qū)的有效覆蓋。通過(guò)點(diǎn)位布局優(yōu)化，應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域空氣質(zhì)量水平及發(fā)展趨勢(shì)的全面、客觀評(píng)價(jià)。點(diǎn)位布局的優(yōu)化調(diào)整要做到理論上優(yōu)化、技術(shù)上可行、采樣相對(duì)方便、立足當(dāng)下兼顧發(fā)展。

3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的確定

在進(jìn)行空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的優(yōu)化時(shí)，需要對(duì)點(diǎn)位數(shù)量進(jìn)行控制，要在保證能夠獲取可靠信息量的同時(shí)，盡量減少點(diǎn)位覆蓋區(qū)域的交叉情況。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量的確定既需要考慮空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)需求，還應(yīng)與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展條件相適應(yīng)。目前確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量的依據(jù)有人口規(guī)模、監(jiān)測(cè)區(qū)域面積及污染程度、功能區(qū)等等。歐洲環(huán)保署、世衛(wèi)組織、美國(guó)等在實(shí)施涉及懸浮物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物的空氣污染物的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目時(shí)，主要依據(jù)人口規(guī)模來(lái)進(jìn)行確定，盡量以最少的監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)客觀反映整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的污染程度。此外，國(guó)外還出現(xiàn)了以監(jiān)測(cè)區(qū)域和污染水平為主要依據(jù)的經(jīng)驗(yàn)確定法，將污染分為超過(guò)平均水平的區(qū)域、介于標(biāo)準(zhǔn)和本地區(qū)平均水平之間的區(qū)域、本地水平區(qū)域三種，根據(jù)一定的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)目。

4 優(yōu)化的基本方法探討

4.1 功能區(qū)法

我國(guó)在開(kāi)展空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的初期，一般采用功能區(qū)法進(jìn)行點(diǎn)位布局，比如對(duì)于一些規(guī)模不大的城鎮(zhèn)，可以考慮只布設(shè)三、四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。但對(duì)于一些特定區(qū)域，考慮到人口分布及變化趨勢(shì)與該區(qū)域內(nèi)的空氣污染程度的關(guān)系不固定，而且不同地區(qū)的實(shí)際情況往往也存在較大差異，所以這種點(diǎn)位布設(shè)方法的代表性較低，其能否實(shí)現(xiàn)點(diǎn)位布局優(yōu)化還需要作進(jìn)一步地討論和研判。

4.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

該方法是利用統(tǒng)計(jì)工具來(lái)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布局的合理性進(jìn)行分析，即先假定一個(gè)時(shí)間序列和空間序列范圍，再研究分析空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果與污染程度的分布、擴(kuò)散等在時(shí)空上的相關(guān)性。但因?yàn)閷?shí)際監(jiān)測(cè)布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)頻次的限制，使得監(jiān)測(cè)結(jié)果的相關(guān)性一般都較低，而且這種方法對(duì)環(huán)境條件、污染源強(qiáng)度也沒(méi)進(jìn)行充分考慮，所以具有一定的不合理性。

4.3 模擬法

在對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位進(jìn)行布局優(yōu)化時(shí)，還可以采用模型模擬法，最終模擬的結(jié)果與污染源分布、污染擴(kuò)散規(guī)律、氣象條件等因素相關(guān)，同時(shí)還與模型本身的適用性以及模擬模式的選擇有關(guān)。但現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)槭艿礁鞣N因素的制約，切實(shí)掌握一個(gè)區(qū)域內(nèi)的污染物分布情況是比較困難的，需要大量的監(jiān)測(cè)網(wǎng)格數(shù)據(jù)支持，而這就使得模擬模式的選擇以及環(huán)境要素的確定缺少客觀依據(jù)，進(jìn)而對(duì)模擬的精度帶來(lái)一定不利影響，降低了該方法的通用性。

4.4 綜合法

綜合法可以對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量的時(shí)空變化特性進(jìn)行準(zhǔn)確刻畫，繼而有效揭示污染物濃度的變化規(guī)律。綜合法考慮了影響空氣質(zhì)量的各種因素，依靠大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)提升模擬預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。但該方法也具有一定的局限性，它要求原始空氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)的密度足夠高，否則無(wú)法進(jìn)一步深入分析，同時(shí)在具體操作上也具有較大難度。

4.5 模糊聚類分析法

與以上方法相比，模糊聚類方法是當(dāng)前比較常用的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布局優(yōu)化方法，利用該方法進(jìn)行數(shù)學(xué)處理更為科學(xué)，它能夠有效解決評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的邊界模糊和監(jiān)測(cè)誤差對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響;同時(shí)，該方法還具有建模簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、受人為干擾小等優(yōu)勢(shì)，該方法基本滿足空氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)格化點(diǎn)位布設(shè)的要求，具有整體代表性。

5 結(jié)束語(yǔ)

空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的優(yōu)化對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量的控制具有重要意義，而在進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量及其位置的最優(yōu)化確定時(shí)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況進(jìn)行綜合考慮。本文對(duì)空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化的基本原則和方法進(jìn)行了探討，希望對(duì)推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展能夠有所借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]孫思思.空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化探討[J].綠色環(huán)保建材，2017（12）：40.

[2]李飛.蒙自市環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位調(diào)整研究[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2016（2）：100-103.

[3]張瑛.烏魯木齊市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探討[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38（3）：140-144.

[4]徐捷，段玉森，黃嫣旻.上海市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)體系規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2009，21（1）：5-7.

收稿日期：2018-12-15

作者簡(jiǎn)介：盧卓恒（1987-），男，漢族，大學(xué)本科，環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。