摘要：目前國內(nèi)開展環(huán)境監(jiān)測的技術和方法逐漸豐富，同時手工監(jiān)測技術逐漸被空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)替代，自動化空氣質(zhì)量監(jiān)測已經(jīng)成為了主要的監(jiān)測方法，但自動化監(jiān)測技術還存在很多弊端，如部分儀器受外界環(huán)境因素影響較大，監(jiān)測值不穩(wěn)定等。因此，為獲取更加穩(wěn)定、精確度高的監(jiān)測技術和設備，還需要從儀器性能、經(jīng)濟性等角度進行完善。

關鍵詞：環(huán)境;空氣質(zhì)量;自動監(jiān)測;技術

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）09-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.09.100

Discussion on automatic monitoring technology of ambient air quality

Zhan Cheng

（Guangxi Academy of Communications Sciences Limited，Nanning Guangxi 530007，China）

Abstract：At present， the technology and methods of environmental monitoring are gradually enriched in China. Meanwhile， manual monitoring technology is gradually replaced by automatic air monitoring system. Automatic air quality monitoring has become the main monitoring method. However， there are still many disadvantages in automatic monitoring technology， such as some instruments are greatly affected by external environmental factors and monitoring values are unstable. Therefore， in order to obtain more stable and accurate monitoring technology and equipment， it is necessary to improve the performance and economy of the instrument.

Key words：Environment;Air quality;Automatic monitoring;Technology

當前環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測方法可分為手工監(jiān)測以及自動監(jiān)測，手工監(jiān)測是利用大氣采樣器完成大氣樣品的采集，然后將其送至實驗室完成實驗分析獲得結果，但手工監(jiān)測無法實現(xiàn)連續(xù)性監(jiān)測，而且工作量大;而空氣連續(xù)監(jiān)測是一種自動化的監(jiān)測系統(tǒng)，設備進行日常維護進而可以確保設備完成實時準確運行。利用自動監(jiān)測設備，具有靈敏度高、易于操作、準確性強等特點，目前已經(jīng)被廣泛應用于很多一線城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測中。

1 氣體物質(zhì)監(jiān)測

對城市環(huán)境中的氣體污染物進行監(jiān)測，目前有長光程空氣監(jiān)測和點式空氣監(jiān)測系統(tǒng)兩種方法，其中前者是采用光學差分吸收的方法，將氣體分子按照各自特點，完成波長的吸收，能夠從發(fā)射端發(fā)射光收集環(huán)境到達接收端，測定這種光束光程過程中的空氣污染程度[1];而后者是在固定的位置采用系統(tǒng)通過將空氣納入并完成污染物濃度監(jiān)測。利用這兩種監(jiān)測方法與手工氣體污染物監(jiān)測方法進行比較：從采樣空間范圍來看，手動以及點式監(jiān)測能對采樣口狹小范圍中的空氣檢測，而長光程自動檢測是對某一光程且其長度為100m的氣體，將其作為采集樣品。相比手動以及點式監(jiān)測來說，其采用線測量，監(jiān)測覆蓋面積大，運行費用低，耗材用量少，維護簡便，是集光學遙感技術、光譜學、電子技術和計算機技術于一體的設備，相對來說其更具有優(yōu)勢。因此，相對來看利用長光程的檢測所獲取的樣本更能夠具有代表性。

從采樣時間上來看，采取手工監(jiān)測的方法能夠?qū)ξ找簹怏w實現(xiàn)24h連續(xù)采樣，每天完成一個樣本的采集，但只能檢測到當日的平均值;而采用長光程的自動監(jiān)測能夠分時段對不同氣體進行實時采集，觀察到各時間段的濃度值以及日均值，能夠反映當時氣體濃度的變化情況，但由于對不同氣體信息進行輪流采樣，每天的采樣總時間較短，因而無法準確反映日平均值。

從樣品分析情況上來看，采用手工監(jiān)測的方法，實際上是利用特定吸收液對某種氣體進行特定吸收，利用手工方式進行濃度檢測，這種方法會存在吸收液對氣體吸收不完全的問題。長光程的自動監(jiān)測主要是利用光學差分光譜法的原理[2]。由于不同氣體有相應的吸收波長特征，通過氣體的特征吸收進而確定不同氣體的濃度，也能夠避免傳統(tǒng)采用手工監(jiān)測過程中，對于特征氣體不完全吸收的問題，但采用這種長光程的濃度檢測能夠?qū)鈴娮兓芤姸鹊母蓴_需要進行自動修正。當光度強度被大雨或者沙塵影響后會顯出衰減，而無法獲得足夠的光強信號，因此這種情況下無法能夠正常運行儀器。采用點式空氣監(jiān)測儀能夠?qū)Σ煌臍怏w有相應的分析儀以及采樣儀，比如采用紫色熒光儀測定二氧化硫，采用化學發(fā)光儀器可測定二氧化氮，氣體濾波紅外吸收也可測定一氧化碳，紫外光度計可進行測定臭氧[3]。采集不同任務時有相應的采樣設備，通過采樣儀對特定氣體進行特定分析，能夠從樣品分析情況上采用點式空氣監(jiān)測進而能夠避免傳統(tǒng)手工監(jiān)測過程中對特定氣體出現(xiàn)不完全吸收的問題，同時也能夠避免采用長光程自動監(jiān)測，在不良天氣狀況下使其無法正常運行儀器的問題。從總體上，利用點式空氣監(jiān)測更具有優(yōu)勢，適用范圍廣。

2 固體顆粒物的監(jiān)測

根據(jù)不同的固體顆粒物及監(jiān)測，目前從監(jiān)測包括射線法以及微量振蕩天平法、手工法、重量法，使用不同的自動監(jiān)測儀，其最終的結果需要與重量法進行比較，只有當結果符合相應要求時才能夠投入使用。

具體來看，上述檢測方法均是對采樣口附近狹小范圍內(nèi)氣體完成采樣過程。為了能夠減少降溫中揮發(fā)性物質(zhì)的損失，在使用微量振蕩天平法進行檢測時可以配置膜動態(tài)測量裝置，能夠減少揮發(fā)性物質(zhì)的損失。利用射線法主要是利用射線衰減的理論，采用泵將環(huán)境空氣吸入到相應的采樣管中，經(jīng)過濾膜排出使顆粒物附著在濾膜上。當射線通過沉積的顆粒物濾膜時其能量會逐漸衰減，對衰減量進行結算從而能夠計算并獲得顆粒物的物質(zhì)濃度，在測量中為能夠潛燒水器產(chǎn)生的干擾，需要進行降溫但也會同樣出現(xiàn)會揮發(fā)性物質(zhì)的損失。因此，該射線檢測儀的采樣管可配置溫度的動態(tài)調(diào)節(jié)裝置，確保測量氣流濕度處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)中，可以減少揮發(fā)性物質(zhì)的損失。除此之外，利用這種方法還存在標準傳遞問題。因此，其結果會存在一定的誤差，比較這兩種自動監(jiān)測方法來說射線法檢測成本低，而且后期維護保養(yǎng)量小，而微量震蕩天平法在維護保養(yǎng)中的工作量較大，而且在具體檢測過程中成本高，但由于配置了膜動態(tài)檢測裝置能夠有效降低揮發(fā)性物質(zhì)的損失問題。

3 空氣質(zhì)量自動檢測技術

數(shù)據(jù)采集技術。傳統(tǒng)上使用的空氣監(jiān)測儀器較多，但并不是所有都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)資料信息采集，比如早期的常規(guī)五參數(shù)儀，只能夠?qū)崿F(xiàn)模擬信號的輸出，比如PES38800主要是針對儀器模擬量進行模擬信號的數(shù)據(jù)采集，該設備是基于微處理器的一種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能夠用于輸模擬信號的采集、加工、儲存，通常是由微處理器以及多個可編程增益放大器、轉(zhuǎn)換器、記憶體、電源、數(shù)據(jù)儲存電池等構成的。EDSA是由軟件通過電話撥號的方式將數(shù)據(jù)傳送到控制中心。隨著新技術的發(fā)展，更多的子站逐漸開始進行工控機的配置，開發(fā)了多種個性化的程序工控機[4]。現(xiàn)場操作時通常具有較強的振動，存在干擾性強的電磁場等特點，由于通常情況下為連續(xù)作業(yè)，因此相比普通計算機（比如常規(guī)五參數(shù)儀中利用普通計算機，主要用于數(shù)據(jù)分析和顯示）來說，工控機需要具備以下特點：首先，具有較強的防塵，抗干擾能力，采用鋼結構，箱體內(nèi)部有專用底板，有專用的電源，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)性工作，便于安裝?？諝庾詣诱緮?shù)據(jù)采集可分為三種形式：首先ESC880儀器可以進行模擬信號的數(shù)據(jù)采集，由中心平臺通過電話撥號的方式進行數(shù)據(jù)的收集;其次，利用工控機的軟件能夠借助儀器，比如RS232進行儀器通訊協(xié)議發(fā)送并獲取數(shù)據(jù)，然后可以利用無線網(wǎng)或者寬帶加所涉及的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心;最后，可以利用工控機將ESC880所建造的模擬信號利用無線網(wǎng)和寬帶方式發(fā)送到控制中心。

自動化質(zhì)控。從空氣質(zhì)量監(jiān)測市場來看，針對空氣質(zhì)量自動監(jiān)測來說，日常質(zhì)量控制設備包括儀器的運行維護，以及建立有效的數(shù)據(jù)審核機制，然而對于環(huán)境監(jiān)測儀器來說在日常運行維護中發(fā)生的故障以及波動是導致出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的主要原因，因此作為維修人員來說，需要定期對設備進行巡檢，需要負責設備的密度校準以及故障排除。由于目前一周一次檢測頻率低，因此需要通過自動化完成檢測細化，為實現(xiàn)自動化校準首先需要打開閥門，完成設備的檢測，確定設備不漏氣再完成后續(xù)的檢測。

4 結語

目前針對環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測存在自動化檢測以及手動監(jiān)測等多種方法，而相對來說自動化監(jiān)測設備更能實現(xiàn)自動化技術，能針對不同時段的環(huán)境數(shù)據(jù)進行監(jiān)測一天內(nèi)的氣體濃度變化，但目前國內(nèi)環(huán)境自動監(jiān)測還存在一些弊端，比如具體檢測過程中，在設備方面，精確度低，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性差，無法準確反映日平均值等，在經(jīng)濟性方面，檢測成本高，后期維護量大，需要相關工作人員繼續(xù)深入研究。

參考文獻

[1]劉永建.物聯(lián)網(wǎng)技術支持下的環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站智能化建設研究分析[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018，176（44）：96.

[2]楊會珠，徐曼，王建國.城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測優(yōu)化布點研究[J].價值工程，2017，36（23）：9-10.

[3]王劍敏，梅紅兵，劉軍.環(huán)境空氣質(zhì)量臭氧自動監(jiān)測儀校準方法探討[J].環(huán)境科學導刊，2017（5）.

[4]賈國山，晏祖恩.芻議環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測的發(fā)展及優(yōu)勢分析[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2018，197（04）：92.

收稿日期：2019-05-04

作者簡介：詹誠（1984-），男，漢族，碩士，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境影響評價。