城市空氣質(zhì)量監(jiān)測優(yōu)化布點(diǎn)研究

邱文呂安

(山西省環(huán)境監(jiān)測中心站山西太原 030027）

城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)和城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得城市人口數(shù)量的不斷增多，城市規(guī)模這導(dǎo)致城市空氣質(zhì)量及其分布規(guī)律發(fā)生了一定的變化，因而我們有必要優(yōu)化城市空氣質(zhì)量監(jiān)測布點(diǎn)，以便提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性和典型性，更好的為環(huán)境管理提供服務(wù)。

監(jiān)測布點(diǎn)是空氣質(zhì)量監(jiān)測工作中的重要組成部分，原則上，監(jiān)測布點(diǎn)數(shù)量越多、密度越大，所反映出來的信息就越可靠，但與此同時所耗費(fèi)的人力、物力、時間和經(jīng)費(fèi)也就越多，因而如何優(yōu)化監(jiān)測布點(diǎn)，通過有限的監(jiān)測布點(diǎn)獲得更為科學(xué)可靠的空氣質(zhì)量信息成為城市空氣質(zhì)量監(jiān)測工作中亟需解決的問題。

1 城市空氣質(zhì)量監(jiān)測優(yōu)化點(diǎn)布點(diǎn)原則

由于不同地區(qū)的空氣質(zhì)量監(jiān)測任務(wù)和監(jiān)測目的不同監(jiān)測條件也有所差異，因而其監(jiān)測點(diǎn)位的布設(shè)方法也各不相同，城市空氣質(zhì)量監(jiān)測的點(diǎn)位的布設(shè)一般應(yīng)遵循以下原則:1）監(jiān)測點(diǎn)位要具有較強(qiáng)的代表性。所設(shè)置的監(jiān)測點(diǎn)位應(yīng)能反映出監(jiān)測區(qū)域大氣環(huán)境特點(diǎn)、空氣污染水平及其變化規(guī)律等等；2）監(jiān)測條件一致。所選取的監(jiān)測點(diǎn)位的條件應(yīng)盡量保持一致，以保證各個點(diǎn)位之間所獲得的監(jiān)測信息具有較強(qiáng)的可比性；3）點(diǎn)位分布均勻。為了使監(jiān)測區(qū)域的空氣污染水平及其變化規(guī)律得以較為客觀的反映出來，應(yīng)在符合實(shí)際情況和監(jiān)測需要的條件下盡量使監(jiān)測點(diǎn)位分布均勻一些，同時，監(jiān)測點(diǎn)位的選取還應(yīng)充分考慮一座城市的主要功能區(qū)域和空氣污染源的分布；4）布點(diǎn)的設(shè)計(jì)往往是一項(xiàng)長期的工程，一旦確定布點(diǎn)，往往是長期的，一般很難隨實(shí)際情況的變化而隨意變動，但隨著城市規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，城市功能分區(qū)及污染源情況不可能一成不變，城市未來空氣質(zhì)量及其分布規(guī)律也極有可能發(fā)生一定的變化，因此要對城市規(guī)劃有詳細(xì)的調(diào)查，這樣可以保證監(jiān)測點(diǎn)兼顧城市的未來發(fā)展需要。

2 城市空氣質(zhì)量監(jiān)測優(yōu)化布點(diǎn)步驟

城市空氣質(zhì)量監(jiān)測優(yōu)化布點(diǎn)應(yīng)遵循實(shí)際考察并設(shè)計(jì)方案，設(shè)置點(diǎn)位，點(diǎn)位檢驗(yàn)三個步驟進(jìn)行，具體方法及相應(yīng)的注意事項(xiàng)如下：

2.1 求全市區(qū)均值

首先，在進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)前要先對檢測區(qū)域概況進(jìn)行考察，包括對城市地形、人口密度、功能區(qū)分布、城市規(guī)劃等問題進(jìn)行深入了解，對上述因素的調(diào)查應(yīng)盡可能詳盡，從而確保后續(xù)監(jiān)測方案的設(shè)計(jì)及點(diǎn)位的布設(shè)更為科學(xué)合理。在此階段應(yīng)對城市的主要污染區(qū)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，對主要污染區(qū)域進(jìn)行模塊劃分，為后續(xù)監(jiān)測方案設(shè)計(jì)和點(diǎn)位布設(shè)提供依據(jù)，保證布點(diǎn)密度、個數(shù)的設(shè)計(jì)合理，同時詳細(xì)的地域調(diào)查可以對特征區(qū)域進(jìn)行標(biāo)注，保證了布點(diǎn)設(shè)計(jì)位置具有代表性。同時對于主功能區(qū)以及污染區(qū)的劃分可以保證監(jiān)測布點(diǎn)的針對性。

其次，應(yīng)通過網(wǎng)格實(shí)測及其他手段法計(jì)算出全市區(qū)均值。利用落地濃度計(jì)算法對主要污染物趨勢進(jìn)行分析，進(jìn)而找出輕污染、中等污染、重污染區(qū)域，并畫出污染物地理分布圖。并依據(jù)上述分析的來的信息制定幾套較為可行的備選方案，再通過方便程度、安全性、位置高度、仰角、離主干道距離、無局地污源等因素對備選方案進(jìn)行對比分析，選擇最優(yōu)點(diǎn)位。

2.2 點(diǎn)位設(shè)置

由于設(shè)置空氣質(zhì)量檢測點(diǎn)位需要一定的條件，只有充分考慮到可能影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的各種因素，才能確保點(diǎn)位設(shè)置合理有效。一般來說城市空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位設(shè)置應(yīng)注意以下條件：監(jiān)測點(diǎn)位周邊建筑物在一定時間內(nèi)不能有過大的變動，監(jiān)測點(diǎn)位空氣必須通暢，采樣口和接收器之間要通暢無障礙物等等，應(yīng)結(jié)合所選方案情況及上述條件對監(jiān)測點(diǎn)位進(jìn)行合理布置。

2.3 點(diǎn)位檢驗(yàn)

為了確保所設(shè)點(diǎn)位合理可靠，在初步確定點(diǎn)位位置后還應(yīng)進(jìn)行點(diǎn)位檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法如下（以雙污染因子的檢驗(yàn)為例）：

以上兩式中：

t——實(shí)際計(jì)算t值；

X1-X2——樣本和均值；

n1、n2——樣本和容量；

S21、S22——樣本1和樣本2的方差；

通過上述公式對監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，若所選取的樣本與總體樣本無差別，則可采用檢驗(yàn)樣本作為監(jiān)測點(diǎn)來監(jiān)測整個城市的空氣質(zhì)量。

3 總結(jié)

綜上所述，優(yōu)化點(diǎn)位布設(shè)對于保障城市空氣質(zhì)量監(jiān)測客觀性、可靠性以及節(jié)約空氣質(zhì)量監(jiān)測費(fèi)用及人力、物力有著重要的意義。由于不同城市的地形、功能分區(qū)、污染源、人口、監(jiān)測條件等均有著各自的特點(diǎn)，且各地空氣質(zhì)量監(jiān)測目的和監(jiān)測需要不同，因而應(yīng)在進(jìn)行監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)前應(yīng)先進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)際考察，并結(jié)合考察結(jié)果和監(jiān)測點(diǎn)位優(yōu)化布設(shè)的一般原則制定可行的監(jiān)測方案，再結(jié)合監(jiān)測條件設(shè)置合理的監(jiān)測點(diǎn)位，另外，進(jìn)行點(diǎn)位檢驗(yàn)也是確保監(jiān)測信息科學(xué)可靠的重要措施。

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