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大气环境保护中数字化监测系统的应用

2020-08-01 09:34 来源:环境保护论文 人参与在线咨询

摘要:本文首先对大气监测在环境保护中的作用和意义进行分析,并重点论述了大气监控中的数字化监测技术,即地空一体化技术,重点分析了该技术的空中监测和地面控制测量两部分,最后通过实例分析,对数字化监测系统的实际应用进行深入探讨。

关键词:数字化监测系统;大气监控;应用;探究

随着工业及汽车行业的不断发展,生态环境污染问题变得愈发严峻。为了有效应对大气污染问题,必须要做好大气环境监控工作,通过获取真实有效的数据信息,经过分析明确污染主要来源,为后续的治理和预防提供指导。当前在大气污染监控中普遍应用数字化监测系统,使得大气监测质量水平显著提升,一方面确保了数据采集的真实性和可靠性;另一方面也为后续的治理奠定了坚实基础。

1大气监测系统在环境保护中的重要意义

大气环境监测对于环境保护而言具有重要意义:①大气监测是一项持续性、长期性的工作,可以对区域内大气污染状况进行长期连续的监测,获取相关的数据信息,为该区域后续的大气污染治理提供指导。此外,对于大气污染监测数据的积累,实现多次数据之间的对比分析,这也有助于后续的大气环境治理工作开展。②通过对区域大气污染的监测,可以让人们更进一步的了解大气环境状况,同时可以为大众提供更好的服务。通过数字化大气监测系统的应用,可以对大气污染比较严重的地区实施全天动态监测,然后人们可以根据监测数据的结果调整自身的出行计划,特别是对于一些雾霾较大的地区,对于人体呼吸系统会造成巨大的影响,通过对雾霾的监测,可以很好的降低这种影响。

2大气监控中的数字化监测系统——地空一体化技术

2.1系统框架

地空一体化系统整体框架如图1所示,从微观角度来看,地空一体化技术可以对大气环境中的污染物浓度实施监测,并且通过视频实时观测和抓拍;从宏观角度来看,该技术可以对一定区域内大气扬尘污染情况进行监控。在实际的应用过程中,该技术有助于巡查人员及时进行监控取证,以便于做出有效的应急处理。

2.2系统应用思路

2.2.1空中监测部分

该系统空中监测部分主要是实施无人机遥感技术开展大气环境监控,所以可以更加直观立体地展现大气污染物的浓度、来源以及分布情况等,为后续的地面科学处理和应对提供数据参考,并且还可以有效反馈治理和应对效果。与传统人机航空和卫星遥感技术相比,无人机遥感技术续航时间更长,可以实现对监测影像的实时传输,并且造价成本较低,影像分辨率也比较高,所以实际应用效果比较显著。空中监测部分的主体结构如图2所示,其监测原理主要是通过高分辨率CCD相机系统进行大气环境相关指标的影像数据采集和传输,接着地面控制中心会接收到相关的影像数据,并且对无人机进行航线和轨迹的指挥,以便于满足影像数据高精度的要求。

2.2.2地面监测部分

在各个城区、县区布置空气自动监测站和“区域站”,也就是在工业企业开发区和聚集区等区域,建立若干个监测站点,并且要求这些站点能够反映出区域空气的污染情况,同时还要能够实现与其他站点的协同作业。监测中心还要和各监测站一起构成与空气质量晴雨表比较相似的网格化空气监测体系,以更加科学的开展大气污染治理工作。

3大气环境监控实践分析

3.1工程概况

某监测区域位于北方中型城市地区,监测范围在40km2左右,区域常住人口达到25万人,并且拥有8个工业园区。在实际开展数字化监测时,在该区域共布设了5个监测点位。相关标准规定,对于人口少于50万人的城市,二氧化碳、二氧化氯、氮氧化物以及悬浮颗粒等指标的监测点位应保持3个,因此结合点位布设方法和区域大气污染特征等因素,合理布设区域监测点位,确保数字化监测达到理想效果。

3.2环境特征污染物

在实际开展监测前,需根据该区域大气环境综合损失率、城市受工业污染影响程度等计算环境子目标所占的分值比例。在开展调查工作时,当地居民反映最多的大气污染问题就是粉尘,所以应用综合评分法和相关评分指标了解实际情况,详细如表1所示。在该监测区域主要的特征污染物包括可吸入颗粒物、降尘、悬浮颗粒等,对居民身心健康造成严重的威胁。

3.3点位优化目标

本次研究的监测区域涉及居民区、商业街和工业园区等,具体来看:区域南北为工业区、城市中心为商业街和居民区。在该区域由于常年以东南风向为主,所以大气污染对于城市中心及居民区影响较大,布点工作必须要进行有效优化,达到监测污染的实质性效果。此外,通过对监测点位的优化,还要实现对资源的有效配置和管理,从而提升经济效益。

3.4监测时段

结合区域大气污染的特点,本次研究中主要选取冬季10月(污染程度最大)连续20d的监测数据进行评价分析,每天监测时段控制如下,即上午:7:30~8:30;下午:14:00~15:00,其中监测的主要项目为:粉尘、SO2、NO2以及悬浮颗粒等。

3.5监测点位优化

在对监测点位进行优化过程中,需要严格按照相关规范开展故障,首先需要保证监测点位周围视野足够开阔,不能存在一些不明遮挡物体,以免影响数据信息的发送和接收。其次,需要确保采样口水平线与周围建筑物高度之间的夹角在30°以下,且监测点周围还必须要有270°的采样捕集空间,目的是确保空气的流程,提升数字化监测结果的准确性。再次,监测点位的优化中还需要尽可能的避开一些吸着力较强的树木,通常在监测点位20m范围之内不能存在绿色乔木或灌木。最后,需要严格确保数字化监测系统的可行性和电力情况,在应用中需要结合采样布点原则从高、中、低三个层次进行不同污染物浓度样品的采集,按照功能布点法进行优化布点,工业区污染最严重,城市中心污染处于中间,居民生活区污染程度最低。

3.6结果分析

本次优化后的监测点位从5个降到3个,分别位于工业区、城市中心区域和居民生活区域。优化后的监测点位监测效果大大提升,可以很好的对区域城市中心及居民区实施污染监测,并且由于减少了2个监测点位,所以有效地实现了资源的优化配置,提升了社会效益和经济效益,同时最终的监测结果也十分理想。

4结语

数字化监测系统是当前大气环境污染监控中应用比较广泛的一类技术,其作为信息时代的产物,在大气污染监测中发挥着巨大的作用和优势,实现了大气环境监测的数字化和智能化,同时也有效确保了数据监测的真实性和可靠性,为后续的治理提供指导。当前数字化监测系统在大气环境监控的诸多方面得到应用和体现,为了更好的提升大气监测质量,未来还需加强对数字化监测系统的研究,结合多种先进的技术,使系统进一步的完善,从而为大气环境监测和治理提供更好的技术支持。

参考文献

[1]张喜艳.数字化监测系统在大气监测中的应用研究[J].资源节约与环保,2017,(12):39+43.

[2]陈司.数字化监测系统在大气监测中的应用[J].民营科技,2017,(12):69.

作者:何明伟 葛国建 单位:浙江环境监测工程有限公司

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