薛 俊

江蘇省宿遷環(huán)境監(jiān)測(cè)中心

1 引言

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)是一項(xiàng)對(duì)人們生活起到直接影響的重要工作。在監(jiān)測(cè)開展初期，工作人員為了對(duì)某區(qū)域內(nèi)的大氣環(huán)境進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)，會(huì)把監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置得較為密集。工作人員獲取足夠的監(jiān)測(cè)區(qū)域大氣環(huán)境信息后，需要對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)整個(gè)區(qū)域內(nèi)的大氣環(huán)境進(jìn)行總體監(jiān)測(cè)和分析，確保工作效率和質(zhì)量的提高，并降低資源投入，保證經(jīng)濟(jì)效益。季節(jié)因素對(duì)大氣環(huán)境影響較大，在優(yōu)化監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)要考慮到季節(jié)因素，與其他因素共同分析，提高監(jiān)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化分布的科學(xué)性。

2 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)概述

良好的大氣環(huán)境是人類生存的保證，當(dāng)前大氣環(huán)境惡化，溫室效應(yīng)等問題影響了人們的生活。大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作要掌握區(qū)域的大氣環(huán)境狀況，對(duì)大氣信息進(jìn)行搜集、分析，以采取相應(yīng)的措施，制定合理的環(huán)保方案，凈化大氣，還人們明凈的環(huán)境。大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)一般監(jiān)測(cè)對(duì)象為PM2.5、PM10、二氧化氮、二氧化硫、臭氧等數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，明確污染程度和分布狀況，預(yù)測(cè)污染的發(fā)展方向，對(duì)大氣污染進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。積極開展監(jiān)測(cè)布點(diǎn)和采樣工作，長期監(jiān)測(cè)，積極觀察。實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中，季節(jié)變化因素對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)影響較大，工作人員應(yīng)積極研究季節(jié)因素，明確季節(jié)因素對(duì)大氣污染的影響程度，對(duì)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)進(jìn)行合理優(yōu)化[1]。

3 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的意義

3.1 對(duì)人類生存的意義

人類是社會(huì)活動(dòng)的主體，人類的基本權(quán)利是生存權(quán)。城市大氣環(huán)境對(duì)人的身體帶來極大影響。如果大氣環(huán)境惡劣，會(huì)威脅到人的生活質(zhì)量甚至生命。監(jiān)測(cè)大氣環(huán)境是保證人的生存權(quán)得以行使的基本要求。

3.2 對(duì)動(dòng)植物生存的意義

動(dòng)植物是通過呼吸作用與光合作用這些化學(xué)反應(yīng)來存活的。這一過程需要空氣中的氧氣、二氧化碳、氮?dú)獾葏⑴c反應(yīng)。空氣中如果存在污染物，對(duì)于周圍的環(huán)境，包括水體、土壤等均會(huì)產(chǎn)生不良影響，直接損害動(dòng)植物生存環(huán)境。大氣污染嚴(yán)重，甚至?xí)?dǎo)致動(dòng)植物大量死亡，需要很長時(shí)間才能修復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境。

3.3 對(duì)社會(huì)環(huán)境的意義

大氣污染物對(duì)熱內(nèi)和動(dòng)植物產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致社會(huì)環(huán)境不斷惡化。大氣監(jiān)測(cè)是對(duì)社會(huì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)和觀察來實(shí)現(xiàn)的，通過對(duì)社會(huì)環(huán)境中出現(xiàn)的不同種類的污染物在不同時(shí)空下的濃度和分布進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為控制污染擴(kuò)大化提供有效數(shù)據(jù)，為治理大氣污染提供科學(xué)合理的方案，從而保證人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

4 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作受季節(jié)因素的影響

不同季節(jié)，大氣環(huán)境會(huì)有不用程度的變化，變化的影響因素較多。如圖1 所示，江蘇某地PM10 近7 年內(nèi)每年每個(gè)月份的變化值，可見不同季節(jié)，大氣環(huán)境不同，應(yīng)根據(jù)大氣環(huán)境的變化進(jìn)行測(cè)試點(diǎn)位的科學(xué)設(shè)置。

圖1 南方某地PM10濃度變化值

4.1 風(fēng)向影響

采集大氣環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)，風(fēng)向是重要的影響因素，直接關(guān)系到監(jiān)測(cè)采集數(shù)據(jù)的效率，以及能否高效短時(shí)完成采集工作。大氣中含有的氣體或者微粒污染物，流動(dòng)性強(qiáng)，隨風(fēng)向而造成位置變化的情況很多，對(duì)采集工作造成不良影響。風(fēng)向因素受季節(jié)變化影響較大。我國大部分地區(qū)都在不同的季節(jié)有不同的風(fēng)向，數(shù)據(jù)采集過程中要充分考慮到不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同氣候的風(fēng)向變化，分析風(fēng)向?qū)Σ杉ぷ鞯挠绊?。如果監(jiān)測(cè)區(qū)域處于大氣污染下風(fēng)向，要結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置采樣點(diǎn)，方便工作人員獲取準(zhǔn)確地大氣污染樣本。在大氣污染的上風(fēng)向，則可以少量設(shè)置采樣點(diǎn)，降低資源消耗，提高工作效率，避免無效工作的產(chǎn)生[1]。秋季與冬季環(huán)境監(jiān)測(cè)，因風(fēng)向不同，下風(fēng)向監(jiān)測(cè)點(diǎn)可由20個(gè)降低到10個(gè)，冬季下風(fēng)向的監(jiān)測(cè)點(diǎn)則可從10個(gè)增加到20個(gè)。因冬季風(fēng)力較大，則將20個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置向污染源方向移動(dòng)1000m，保證搜集氣體樣本中污染物濃度。

4.2 溫度與天氣狀況的影響

溫度的變化和當(dāng)?shù)氐奶鞖鉅顩r，也會(huì)影響大氣污染物的走向與分布。根據(jù)不同地區(qū)的情況，環(huán)境監(jiān)測(cè)人員要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行污染物采集。根據(jù)溫度和天氣制定具體監(jiān)測(cè)采樣方案，不能只用一種方案應(yīng)對(duì)所有環(huán)境狀況。我國幅員遼闊，東西地區(qū)和南北區(qū)域的溫度與天氣狀況差別巨大。同樣是七月，新疆地區(qū)干燥無雨，南方則處于梅雨天氣。不同的溫度和天氣狀況下，對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，要根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r制定對(duì)應(yīng)的采集方案，設(shè)定科學(xué)合理的采集頻率和采集方法，對(duì)采樣點(diǎn)的設(shè)置進(jìn)行控制和調(diào)整，不斷進(jìn)行優(yōu)化，保證針對(duì)不同地區(qū)的大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)都能夠具備較高的檢測(cè)效率和準(zhǔn)確度[2]。

5 大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方法

5.1 功能區(qū)法

采用功能區(qū)法進(jìn)行布點(diǎn)，用于在區(qū)域環(huán)境內(nèi)進(jìn)行常規(guī)大氣監(jiān)測(cè)。根據(jù)功能區(qū)劃分，進(jìn)行監(jiān)測(cè)布點(diǎn)劃分。功能區(qū)包括居民區(qū)、工業(yè)區(qū)、居住與工業(yè)混合區(qū)、交通密集區(qū)、商業(yè)區(qū)等。各個(gè)功能區(qū)的污染情況因建筑分布，風(fēng)力，空氣流通等問題有所不同，要對(duì)污染情況進(jìn)行調(diào)研考察，根據(jù)不同區(qū)域情況布置監(jiān)控點(diǎn)，以便更好地對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)[3]。

5.2 網(wǎng)絡(luò)法

該布點(diǎn)法針對(duì)污染源較為密集并且污染源分布比較均勻的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)布點(diǎn)，對(duì)于大范圍的大氣環(huán)境問題的監(jiān)測(cè)，不僅具有廣泛性，也具有針對(duì)性。工作人員將整個(gè)區(qū)域劃分成各個(gè)網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格的中心后者直線交叉點(diǎn)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置時(shí)，要充分考慮到區(qū)域情況，對(duì)網(wǎng)格大小和位置進(jìn)行合理劃分。這一監(jiān)測(cè)法可直觀反映監(jiān)測(cè)區(qū)域的大氣污染情況的分布和濃度，為區(qū)域環(huán)境治理提供科學(xué)指導(dǎo)，從而提升該地區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量。

5.3 同心圓法

在大氣污染較為嚴(yán)重并且污染源比較集中的地區(qū)，比如由數(shù)個(gè)污染源組成的重污染區(qū)域。這種監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方法利用污染中心的放射線和同心圓圓周的焦點(diǎn)設(shè)置監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)。不同的圓周直徑，采樣點(diǎn)的距離、數(shù)量、位置不同。工作人員要根據(jù)具體情況考量該區(qū)域的污染源、污染群和主要風(fēng)向，確定監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的中心、位置以及數(shù)量。各個(gè)圓周表示污染區(qū)域，圓周和中心放射線的焦點(diǎn)選為采樣點(diǎn)，以便更加準(zhǔn)確清晰地了解污染源情況。

在不同的區(qū)域下，根據(jù)當(dāng)?shù)氐募竟?jié)因素，要對(duì)各種監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布方法進(jìn)行調(diào)整，在分布點(diǎn)密度和數(shù)量上進(jìn)行季節(jié)性的改變，保證搜集到的信息是準(zhǔn)確清晰的，可以支撐后續(xù)研究分析的。在區(qū)域主導(dǎo)風(fēng)向改變的季節(jié)，要根據(jù)新的主導(dǎo)風(fēng)向調(diào)整監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置，盡量集中到下風(fēng)向，能夠搜集到更多地污染物數(shù)據(jù)。因季節(jié)導(dǎo)致溫濕度變化，要對(duì)各種分布方式進(jìn)行細(xì)致調(diào)整。所有分布點(diǎn)不一定是均勻分布的，也不一定是按照幾何交點(diǎn)規(guī)律分布的，在區(qū)域中污染嚴(yán)重地位置，要加密分布；對(duì)污染較輕的位置，可以適當(dāng)減少監(jiān)測(cè)點(diǎn)，避免監(jiān)測(cè)人力物力資源向不需要的位置傾斜。

6 布點(diǎn)優(yōu)化操作方式

6.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)高度設(shè)置合理

監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置對(duì)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的結(jié)果非常重要。設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高度時(shí)，要考慮到多個(gè)因素，精準(zhǔn)選擇監(jiān)測(cè)點(diǎn)高度，保證監(jiān)測(cè)結(jié)果清晰準(zhǔn)確。實(shí)際布點(diǎn)操作過程中，工作人員要選取一些參照物，包括污染源和研究對(duì)象。污染源與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高度差符合測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，該高度差根據(jù)具體的測(cè)量數(shù)據(jù)和歷史資料來確定。工作人員也要考慮到研究對(duì)象的情況，根據(jù)研究對(duì)象實(shí)際條件選擇檢測(cè)高度，考量檢測(cè)高度與周圍環(huán)境的互相影響，選取合適的高度進(jìn)行大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。

6.2 避開污染源

污染源位置的大氣污染濃度是非常高的，在此地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，很難得到準(zhǔn)確地區(qū)域大氣環(huán)境情況，搜集數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。因此，進(jìn)行大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)點(diǎn)的不知過程中，工作人員要具備一定的專業(yè)知識(shí)，避開污染源，保證監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)過程中，污染物不是固定不動(dòng)、恒定不變的，會(huì)隨著風(fēng)向，溫濕度等各種條件而變化。為了保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是清晰準(zhǔn)確地，可以代表區(qū)域大氣環(huán)境情況的，要對(duì)監(jiān)測(cè)距離進(jìn)行設(shè)定，避開污染源，最大限度地減小區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)誤差，為大氣環(huán)境污染治理提供可借鑒的指導(dǎo)數(shù)據(jù)。

6.3 避開障礙物

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的優(yōu)化受到多方面因素制約。進(jìn)行采樣點(diǎn)設(shè)置時(shí)，要對(duì)周圍環(huán)境加以考察調(diào)研，實(shí)地勘測(cè)，保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置合理，監(jiān)測(cè)所得數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確地。障礙物是影響監(jiān)測(cè)效果和檢測(cè)布點(diǎn)的總要因素，工作人員要盡量避開障礙物，保證區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤。障礙物容易對(duì)風(fēng)向產(chǎn)生影響，不同季節(jié)的不同風(fēng)向，也會(huì)因?yàn)檎系K物的存在而導(dǎo)致大氣流動(dòng)走向的不同。優(yōu)化布點(diǎn)位置要先對(duì)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，季節(jié)情況進(jìn)行細(xì)致了解，根據(jù)不同的季節(jié)情況與障礙物發(fā)生的關(guān)聯(lián)展開分析，再進(jìn)行監(jiān)測(cè)布點(diǎn)。如果障礙物周邊因?yàn)榧竟?jié)風(fēng)向產(chǎn)生氣流急劇變動(dòng)，在其附近進(jìn)行布點(diǎn)就要考慮是否要少許擴(kuò)大范圍，保證搜集的大氣樣本濃度是正常的。

7 結(jié)束語

綜上所述，對(duì)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)需要對(duì)測(cè)試布點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，要考慮到季節(jié)因素，幫助工作人員確定某一區(qū)域的大氣環(huán)境總體情況，根據(jù)情況制定科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)方案，輔助提出有效地大氣污染治理方案。實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中，要求所有監(jiān)測(cè)人員根據(jù)該地區(qū)的季節(jié)情況出發(fā)，依據(jù)當(dāng)?shù)丶竟?jié)因素影響下的溫濕度、風(fēng)速等具體情況，對(duì)大氣監(jiān)測(cè)布點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，提高監(jiān)測(cè)工作效率和質(zhì)量，運(yùn)用監(jiān)測(cè)經(jīng)驗(yàn)所得布點(diǎn)原則和布點(diǎn)方法結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的設(shè)置，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和科學(xué)性，為當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)和污染治理提供有力支持，為我國大氣污染治理工作的開展提供準(zhǔn)確地?cái)?shù)據(jù)、合理的方向、科學(xué)的方法。