新疆石河子市環(huán)境監(jiān)測(cè)站 張興瑤，吳冬梅

隨著時(shí)間的推移，國(guó)內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到了很好的發(fā)展，與此同時(shí)，社會(huì)發(fā)展和社會(huì)大眾對(duì)于大氣環(huán)境也提出了嶄新且更高的要求，近年以來(lái)，在大氣監(jiān)測(cè)工作方面，國(guó)內(nèi)不同地區(qū)都采取一定的措施，但是其改善速度和具體的大氣環(huán)境情況與國(guó)際的先進(jìn)水平還存在著一定的差距，這也代表著國(guó)內(nèi)的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作還具有很大的提升空間，其中基于大數(shù)據(jù)分析的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)質(zhì)控技術(shù)就能夠取得很好的效果，也能夠滿(mǎn)足精細(xì)化管理的切實(shí)需求，但是部分地區(qū)在運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)的過(guò)程中還存在著一定的問(wèn)題，所以，在接下來(lái)的文章中就將針對(duì)這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)存的問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分析，并且提出相對(duì)應(yīng)的針對(duì)性的意見(jiàn)或者是對(duì)策，促進(jìn)大氣監(jiān)測(cè)水平的提升。

一、大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)工作和設(shè)計(jì)原則概述

大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)工作，顧名思義，就是運(yùn)用大量的傳感器技術(shù)，使得傳統(tǒng)的大氣測(cè)量工作中的點(diǎn)位之上的限制得到打破，建立并且融合環(huán)境質(zhì)量網(wǎng)格、重點(diǎn)污染監(jiān)控網(wǎng)格等等，實(shí)現(xiàn)層次化的大氣監(jiān)測(cè)，也有利于后續(xù)開(kāi)展針對(duì)性的大氣環(huán)境治理[1]。

通過(guò)大氣網(wǎng)格化的監(jiān)測(cè)工作，能夠?qū)⒄麄€(gè)城市的諸多空氣質(zhì)量情況和變化趨勢(shì)展現(xiàn)出來(lái)，并且是高時(shí)間分辨率和高空間分辨率的多參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性的監(jiān)測(cè)，得到的大氣相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)具有高強(qiáng)的時(shí)效性，具有很好的價(jià)值和作用。譬如實(shí)現(xiàn)大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)工作之后，可以針對(duì)區(qū)域內(nèi)的重點(diǎn)污染區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，針對(duì)固定污染源、工業(yè)園區(qū)、道路交通等等方面的污染排放情況都能夠進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這是傳統(tǒng)大氣監(jiān)測(cè)工作所難以做到的。目前國(guó)內(nèi)的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)工作已經(jīng)相對(duì)成熟，在污染事件方面具有全流程跟蹤功能，并且在信息技術(shù)和設(shè)備的加持之下，可以通過(guò)手機(jī)APP、微信公眾號(hào)等等方式及時(shí)發(fā)布預(yù)警[2]，真正實(shí)現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警和早處理。無(wú)論是各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展工作還是社會(huì)大眾，對(duì)于大氣環(huán)境質(zhì)量的要求都具有明顯的提升，在這一前提之下，在后續(xù)的發(fā)展工作中需要重視大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)方式的運(yùn)用，這對(duì)于提升大氣環(huán)境質(zhì)量具有積極作用和效果。

二、大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)方面的要求

大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)是在傳統(tǒng)大氣監(jiān)測(cè)工作和技術(shù)之上發(fā)展起來(lái)的，并且對(duì)傳統(tǒng)的大氣監(jiān)測(cè)工作做到的有效的補(bǔ)充，在大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，需要滿(mǎn)足以下幾方面的技術(shù)要求：

（一）要求監(jiān)測(cè)參數(shù)比較全面

大氣成分并非是一成不變的，其中不同的成分和所占比例比較復(fù)雜，為了提升大氣監(jiān)測(cè)工作的具體成效，需要確保監(jiān)測(cè)參數(shù)具有全面性的特點(diǎn)，與大氣組成成分互相適應(yīng)。按照《GB 3095—2016環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[3]，大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)需要可以針對(duì)大氣中的PM10、PM2.5、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧等等成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在一些特殊的大氣污染地區(qū)，大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)還需要針對(duì)硫化氫等等特殊的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)需要確保監(jiān)測(cè)參數(shù)相對(duì)比較全面。

（二）不同環(huán)境下的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性

對(duì)于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作來(lái)說(shuō)，最重要的一點(diǎn)就是相關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，傳統(tǒng)的大氣監(jiān)測(cè)工作就是因?yàn)閿?shù)據(jù)準(zhǔn)確性方面無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)代大氣環(huán)境治理和監(jiān)測(cè)方面的要求，才逐漸淡出歷史舞臺(tái)的。大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域內(nèi)的全覆蓋監(jiān)測(cè)，其中居民區(qū)、商業(yè)區(qū)、道路等等區(qū)域都可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)。大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)需要保障在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下，其測(cè)量結(jié)果保持良好的準(zhǔn)確性，這對(duì)于后續(xù)的大氣環(huán)境治理工作的開(kāi)展也是極為重要的。

（三）保持良好的時(shí)間分辨率

大氣環(huán)境處于一個(gè)時(shí)刻都在變化的環(huán)境和狀態(tài)當(dāng)中，如果大氣監(jiān)測(cè)技術(shù)具有良好的時(shí)間分辨率，就代表著可以捕捉更多、更精細(xì)的空氣質(zhì)量和數(shù)據(jù)。在實(shí)際的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，其時(shí)間分辨率方面需要地域15min，與常規(guī)的大氣監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，其時(shí)間分辨率方面具有大致四倍以上的提升[4]。

（四）穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸要求

大氣環(huán)境處于一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程當(dāng)中，因此在實(shí)際的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，需要保障監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)具有良好的時(shí)效性。因此，在大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該采取實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)的工作方式，以此來(lái)保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，并且得到的數(shù)據(jù)需要實(shí)時(shí)匯集傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行處理，其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笱舆t時(shí)間方面不能超過(guò)30s，否則監(jiān)測(cè)得到的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)和信息的時(shí)效性就會(huì)大大降低。

三、基于大數(shù)據(jù)分析的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)質(zhì)控技術(shù)實(shí)施策略

本文主要介紹一種“大數(shù)據(jù)融合聯(lián)動(dòng)修正”技術(shù)，這是一種傳感器技術(shù)、國(guó)標(biāo)法技術(shù)和大數(shù)據(jù)聯(lián)合的監(jiān)測(cè)質(zhì)控技術(shù)[5]，能夠解決實(shí)際的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中產(chǎn)生的多方面問(wèn)題，包含零點(diǎn)漂移、溫度漂移等等，可以提升大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性，從而提升大氣監(jiān)測(cè)工作的有效性，對(duì)于國(guó)內(nèi)環(huán)保事業(yè)和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施都具有積極作用：

（一）標(biāo)物校準(zhǔn)和馴化校準(zhǔn)

首先，針對(duì)基于大數(shù)據(jù)分析的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)質(zhì)控技術(shù)的具體實(shí)施，需要在實(shí)驗(yàn)室對(duì)氣體傳感器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將多種標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行混合處理，后續(xù)在不同的混合比例、不同濃度、不同的環(huán)境條件之下，針對(duì)氣體傳感器進(jìn)行標(biāo)定，然后再使用基因算法，針對(duì)氣體傳感器交叉干擾進(jìn)環(huán)境條件進(jìn)行修正，其主要目的在于，使得大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)的氣體傳感器再量程范圍內(nèi)的線性特征得到有效的保障[6]；其次，大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)中的氣體傳感器還需要在室外利用空氣自動(dòng)站，針對(duì)氣體傳感器進(jìn)行馴化校準(zhǔn)，同樣，后續(xù)也需要通過(guò)基因算法，自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境的變化，確保氣體傳感器即便處于不同的環(huán)境條件下，其監(jiān)測(cè)得到的數(shù)據(jù)和信息的質(zhì)量都能夠得到保障，通俗一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，馴化校準(zhǔn)能夠提升氣體傳感器的穩(wěn)定性，集中表現(xiàn)在相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)方面。

（二）大數(shù)據(jù)分析的實(shí)時(shí)校準(zhǔn)

基于大數(shù)據(jù)分析的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)質(zhì)控技術(shù)當(dāng)中，大數(shù)據(jù)技術(shù)是非常重要的一個(gè)組成部分，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，能夠很大程度上提升大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)得到數(shù)據(jù)的時(shí)效性。

在實(shí)際的大氣監(jiān)測(cè)工作當(dāng)中，氣體傳感器容易受到空氣成分和環(huán)境條件的影響，我國(guó)整體疆域遼闊，不同地區(qū)的環(huán)境條件和空氣成分的區(qū)別都比較大，氣體傳感器在某一個(gè)地區(qū)完成校準(zhǔn)之后，通常情況下只可以在同一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行使用，不適用于其他的地區(qū)。為了解決這一問(wèn)題，就可以應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，在大數(shù)據(jù)平臺(tái)的幫助之下，可以使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法儀器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)對(duì)地區(qū)內(nèi)的大氣環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可以時(shí)刻監(jiān)測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)漂移情況，一旦具有設(shè)備異常情況，能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并且進(jìn)行處理，依據(jù)實(shí)踐應(yīng)用也可以發(fā)現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)、平臺(tái)的運(yùn)用，可以避免網(wǎng)格化大氣監(jiān)測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)環(huán)境問(wèn)題、時(shí)間漂移等等數(shù)據(jù)不準(zhǔn)的問(wèn)題，并且進(jìn)行長(zhǎng)期、穩(wěn)定的運(yùn)行，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息具有高強(qiáng)的有效性和準(zhǔn)確性，這對(duì)于大氣監(jiān)測(cè)工作具有重要意義。除此之外，采取國(guó)標(biāo)法設(shè)備針對(duì)污染源區(qū)域進(jìn)行大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)[7]，相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息具有很強(qiáng)的法律效益，做到了大氣監(jiān)測(cè)工作的有法可循、有法可依，可以直接在環(huán)境執(zhí)法過(guò)程中進(jìn)行運(yùn)用。

（三）傳遞方面的校準(zhǔn)

實(shí)際的大氣監(jiān)測(cè)過(guò)程中，除卻一系列標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)工作以外，還需要保存相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)行傳遞，以便進(jìn)行后續(xù)更加具有針對(duì)性的處理，可以為大氣環(huán)境治理提供相對(duì)應(yīng)的依據(jù)，然而，在這一數(shù)據(jù)、信息傳遞過(guò)程中，也有可能受到其他因素的影響，進(jìn)而出現(xiàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等等問(wèn)題，因此基于大數(shù)據(jù)分析的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)質(zhì)控技術(shù)需要貫徹落實(shí)到傳遞過(guò)程，相關(guān)的工作單位可以依據(jù)實(shí)際的情況，采用裝有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法儀器的移動(dòng)校準(zhǔn)車(chē)，進(jìn)行定期的質(zhì)控和校準(zhǔn)，這樣便可以確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息具有相當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)還需要利用大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，針對(duì)偏離較大的傳感器設(shè)備及時(shí)報(bào)警[8]，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差比較大的情況，目前這種傳遞校準(zhǔn)方式已經(jīng)得到了普遍的運(yùn)用，在化工園區(qū)、企業(yè)、特殊地區(qū)中都具有運(yùn)用，并且可以避免數(shù)據(jù)信息偏差現(xiàn)象，以此來(lái)保障系統(tǒng)長(zhǎng)期的穩(wěn)定性和可靠性。

四、結(jié)論

綜上所述，就是目前為止針對(duì)基于大數(shù)據(jù)分析的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)質(zhì)控技術(shù)的相關(guān)研究和分析了，從文中闡述內(nèi)容中不難看出，雖然大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)技術(shù)具有很好的效果，但是也容易受到諸多不同類(lèi)型因素的影響，在這種情況下，就需要重視基于大數(shù)據(jù)分析的大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)質(zhì)控技術(shù)的運(yùn)用，將其落實(shí)到檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的全過(guò)程當(dāng)中，切實(shí)提升大氣監(jiān)測(cè)工作的有效性，這對(duì)于國(guó)內(nèi)后續(xù)大氣環(huán)境治理工作具有十分重要的作用，同時(shí)，還需要注重質(zhì)控技術(shù)的研發(fā)，使得大氣網(wǎng)格化監(jiān)測(cè)工作實(shí)現(xiàn)良性可持續(xù)性發(fā)展。