環(huán)境大氣檢測中的布點方法與意義

胡鵬飛

摘要：隨著經濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，石化燃料目前已經被普遍使用，但其燃燒產生的各種氣體會污染大氣環(huán)境。目前，大氣環(huán)境問題日益嚴重，已威脅到我國經濟的可持續(xù)發(fā)展和人們的生命安全，因此，做好大氣環(huán)境監(jiān)測工作，提高大氣環(huán)境監(jiān)測質量刻不容緩。文章針對環(huán)境大氣檢測中的布點方法與意義進行了具體的分析，以供廣大同仁交流探討。

關鍵詞：大氣監(jiān)測;布點方法;意義

大氣環(huán)境的好壞直接影響著人類及其它生物的生存和發(fā)展，保護人們賴以生存的環(huán)境已成為現(xiàn)今社會發(fā)展中的一項重要任務。對大氣環(huán)境進行檢測，主要是對大氣中污染物的種類和濃度進行布點采樣，觀察和分析污染物的變化和影響，以適時采取必要的措施，防止污染物對大氣造成本質上的破壞，對環(huán)境造成重大的影響。

一、大氣環(huán)境監(jiān)測的意義

（一）對人的意義

人作為社會活動主體最基本的權利是生存權，大城市的大氣環(huán)境在無形中對人的身體產生極大的影響，惡劣的大氣環(huán)境甚至威脅人的生命，因此，對大氣環(huán)境進行日常監(jiān)測是保證人的生存權的最基本的要求。

（二）對動植物的意義

動植物動過光合作用或呼吸作用來存活，在這個過程中與空氣進行融合;空氣中的污染物對周圍環(huán)境，如土壤、水等的不良影響也會導致動植物受害，甚至導致動物大批死亡，植物大量枯萎。

（三） 對社會環(huán)境的意義

大氣污染物通過對人、動植物的影響，最終會導致活動的承受體――社會環(huán)境不斷惡化，大氣監(jiān)測最后是通過對社會環(huán)境的監(jiān)測觀察來實現(xiàn)，通過對社會環(huán)境中不同時空、不同種類污染物的濃度進行監(jiān)測，最后有利于對污染濃度進行有效控制，保持社會的可持續(xù)發(fā)展。

二、環(huán)境大氣監(jiān)測中的布點采樣原則

大氣監(jiān)測中采樣點的布置原則主要有以下幾個：

（一）布置大氣監(jiān)測采樣點要以當地的人口密集程度和城市工業(yè)區(qū)的污染情況為基礎。對于污染源集中、污染物排放較多、人口數量或流動量較大的區(qū)域，應該設置更多的采樣點。

（二）要掌握區(qū)域風向和污染來源。采樣點的設置要與特定地理空間內大氣環(huán)境污染的變化規(guī)律相一致，從而更好地反映特定地理空間內的大氣污染情況。例如在季風的上風向設置較少的采樣點，而在季風的下風向要設置更多的采樣點，以便清晰、直觀地反映當地區(qū)域內大氣環(huán)境的破壞情況。

（三）以大氣環(huán)境的破壞程度為依據對采樣點進行分層，將采樣點分為低、中、高三個級別，對應不同污染程度和污染層次的監(jiān)測地區(qū)。

（四）注意采樣點的設置高度要符合監(jiān)測目標的需求，例如要測試大氣污染物對周圍居民造成的影響，采樣點的高度應該與人體高度相一致，處于1.5～2 m之間。

（五）要在地形開闊平坦的地區(qū)設置采樣點，并控制四周建筑物與采樣口水平線的夾角，最好將其控制在30°以內，以免影響大氣環(huán)境中的空氣流通。另外，要保障監(jiān)測點的周圍沒有高大的建筑物、具有吸附功能的樹木及其他的污染源。

三、環(huán)境大氣監(jiān)測的布點方法和意義

對于大氣質量監(jiān)測的布點，要綜合考慮污染物的種類以及要達到的監(jiān)測目的來進行實際的設置，盡量做到監(jiān)測網絡布置的優(yōu)化。目前常用的監(jiān)測網絡有以下幾種：

（一）功能區(qū)布點法

功能區(qū)布點法是在不同功能區(qū)域內進行先進行踩點，根據區(qū)域的功能，對其實際環(huán)境因素進行全面的分析討論，將此區(qū)域的功能和此地區(qū)的人類活動因素結合在一起進行綜合考慮而進行布點設置的一種方法。此方法屬于一種常規(guī)性的布點方法，比較適用于大氣環(huán)境監(jiān)測的初級階段，可以將區(qū)域功能布局和人類活動等多方面因素對大氣環(huán)境的影響表現(xiàn)出來，便于對大氣環(huán)境污染的各個影響因素進行研究。

（二）網格布點法

網格布點法是將監(jiān)測采樣點以坐標的形式進行將監(jiān)測的區(qū)域進行網格化的劃分，對其進行采樣點的均勻布設的一種方法。對于網格的劃分不僅要考慮污染的程度，還有將社會因素對環(huán)境污染的影響加以考慮，適合在污染源較多的區(qū)域采用此種方法進行布點。這種方法排除人為因素的影響，以一種直觀的空間分布方式進行設置，受條件的約束較少，具有很強的隨意性。

（三）扇形布點法

此方法適用于污染點較為孤立，且該地區(qū)的風向相對固定的情況。以固定的污染點為中心，風向為軸線，在主導風的下風向出劃出監(jiān)測范圍，形成一個扇形監(jiān)測區(qū)域。通常情況下，扇形的角度為45°～90°，不能超過90°。在扇形的內部劃分若干條條弧線，在弧線上設置采樣點，一般一條弧線上設置3～4個采樣點。

（四）同心圓布點法

此種方法比較適合污染比較集中的區(qū)域使用。此方法確定圓心后按不同的半徑進行同心圓的劃分，同時按圓心畫出射線，取交點為布點處。這種方法受風向影響較大，因此在使用此種方法時要充分考慮此區(qū)域的風向問題，以上風處少，下風處多為布點的基本原則。同心圓布點法對污染集中，污染濃度較大的地區(qū)有很大優(yōu)勢，可以防止重污染區(qū)被漏掉而影響采樣的準確性。

從上述方法中可以得知，扇形布點法與同心圓布點法都需要密切注意地區(qū)的風向，根據風向找到污染最嚴重的地區(qū)，也可以保證不會漏掉污染嚴重的地區(qū)。

四、優(yōu)化點位技術

由于優(yōu)化點位技術方法眾多，主要介紹以下幾種。

（一）物元分析法

這種方法是以廣東工業(yè)大學蔡文教授所創(chuàng)立的可拓學理論分析大氣環(huán)境監(jiān)測的布點問題。從所有污染物的監(jiān)測值（如SO2、NOx、TSP等）中選出最大值和最小值，分別構成“最佳點A”和“最劣點B”及由均值構成“期望點C”。由C與A、B構成標準物元矩陣Rac、Rcb，A與B構成節(jié)域物元矩陣Rab，每個測點建立物元矩陣Ri。然后由Ri對Rac、Rcb及Rab建立關聯(lián)函數Ka（Xij）、Kb（Xij），由其計算綜合關聯(lián)函數Ka（Xi）、Kb（Xi）。利用綜合關聯(lián)函數值并結合關聯(lián)函數的意義畫出點聚圖，再由點聚圖上的點選出最佳點。

（二）相關系數法

采用網格布點法的監(jiān)測數據（設置網格數m，監(jiān)測點n，上風向清潔點若干）。計算m與n之間的相關系數R。R越大，說明該網格越能代表污染物濃度的變化規(guī)律。再根據監(jiān)測點污染物濃度、平均濃度求出變異系數CV和各點方差Si。綜合分析R、CV和Si，就得到優(yōu)選的點位。

（三）t檢驗法

同樣以網格布點法的監(jiān)測數據為基礎，求出平均濃度，劃分區(qū)域（如重污染區(qū)、中度污染區(qū)、輕污染區(qū)等）。根據評價標準（如監(jiān)測方便程度、安全性、位置關系等）確定若干方案。再經過比較選出較優(yōu)的方案。然后用t檢驗優(yōu)選點位與總樣本的差異是否顯著。確定顯著性水平后，由t分布表查出t分布表值。若優(yōu)選點位t計算值t計算值 4.4最優(yōu)指標法。這種方法是以TOPSIS法為基礎創(chuàng)新出的方法，通過逼近最優(yōu)水平對多目標系統(tǒng)進行決策和評價。建立原始監(jiān)測數據矩陣X，確定最優(yōu)指標值向量Y。通過對X的最優(yōu)指標進行歸一化處理，建立優(yōu)化決策矩陣Z。利用Z計算監(jiān)測點指標與最優(yōu)水平的逼近程度。將依大小進行排序，再結合點位優(yōu)化規(guī)則選出有代表性的優(yōu)化點位。

五、結語：

總之，選擇合適的環(huán)境大氣監(jiān)測布點方法能夠提高環(huán)境大氣監(jiān)測的質量，從而為環(huán)境監(jiān)測部門提供及時、細致的資料，使環(huán)境部門及時掌握本區(qū)域內大氣污染的基本情況和污染物的變化規(guī)律、運動規(guī)律，從而制訂出行之有效的大氣環(huán)保措施，使大氣保護工作更有實效。

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