大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方法及優(yōu)化研究

丹東市鳳城生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 吳學(xué)英

一、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)布點(diǎn)原則

首先，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)布點(diǎn)應(yīng)遵循全面性原則。在實(shí)際生活中，大氣污染的分布并不均勻，各區(qū)域污染物濃度存在差異，為避免監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺漏問題，應(yīng)在各區(qū)設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在污染嚴(yán)重、人流量大的區(qū)域，還應(yīng)增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)，以便獲得準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)結(jié)果。其次，應(yīng)確保布點(diǎn)具有代表性，例如，主導(dǎo)上風(fēng)向區(qū)域可減少點(diǎn)位，主導(dǎo)下風(fēng)向區(qū)域應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)等級(jí)確認(rèn)點(diǎn)位數(shù)量。要結(jié)合大氣環(huán)境污染監(jiān)管要求，對(duì)居民受污染物影響程度展開分析，使點(diǎn)位間距控制在1.5～2.0m，保證布點(diǎn)的合理性。此外，還應(yīng)遵循可比性原則。獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠用于綜合分析和比較，以便科學(xué)評(píng)價(jià)區(qū)域空氣質(zhì)量。要根據(jù)結(jié)果對(duì)污染物種類、濃度、污染范圍等進(jìn)行確認(rèn)，獲得大氣污染基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為污染治理提供依據(jù)。

二、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方法

（一）按照功能區(qū)布點(diǎn)

早期大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)通常按照功能區(qū)進(jìn)行布點(diǎn)。在城市建設(shè)過程中，可以將各區(qū)劃分為工業(yè)、商業(yè)、教育等功能區(qū)。結(jié)合區(qū)域功能可知，工業(yè)區(qū)主要從事工業(yè)生產(chǎn)，排放的污染物較多，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布控，保證布點(diǎn)合理性。要加強(qiáng)工業(yè)區(qū)大氣污染監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重污染，從而進(jìn)行應(yīng)急處置，避免城市整體環(huán)境遭受過大污染。實(shí)際上，大氣污染物擴(kuò)散系數(shù)存在差異，要結(jié)合污染物種類進(jìn)行布點(diǎn)調(diào)整。因此，布點(diǎn)前應(yīng)按照功能區(qū)加強(qiáng)大氣污染狀況分析，并結(jié)合各種污染因子情況對(duì)采樣點(diǎn)位置和數(shù)量進(jìn)行確認(rèn)。這種布點(diǎn)方法能夠科學(xué)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)各區(qū)域污染，使大氣污染監(jiān)測(cè)的經(jīng)濟(jì)性得到增強(qiáng)。但農(nóng)村或城郊等區(qū)域無明顯功能分區(qū)，因此不適合采用該種布點(diǎn)方法。盲目采用將造成監(jiān)測(cè)結(jié)果缺乏代表性。

（二）劃分網(wǎng)格單元布點(diǎn)

通過劃分網(wǎng)格單元進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)，評(píng)估污染物的擴(kuò)散趨勢(shì)。作為常用的布點(diǎn)方法，該方法可以將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分為多個(gè)大小相同的網(wǎng)格。結(jié)合地理位置大小、污染源強(qiáng)度、人口分布等數(shù)據(jù)，可以確認(rèn)網(wǎng)格單元大小。單元中心和交點(diǎn)位置可以設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，反映污染物的空間分布狀況。在污染分布均勻或存在較多污染源的地區(qū)，該方法能夠全面反映污染狀況。但在監(jiān)測(cè)布點(diǎn)之前，工作人員要掌握區(qū)域工業(yè)發(fā)展、污染程度等方面的情況，以便合理劃分網(wǎng)格單元，科學(xué)評(píng)判污染物擴(kuò)散區(qū)域。掌握不同區(qū)域污染物隨時(shí)間變化的規(guī)律，能夠?yàn)槲廴疚锉O(jiān)控和治理提供指導(dǎo)。但是，在區(qū)域污染較高的情況下，該方法難以反映污染物真實(shí)濃度。

（三）利用扇形弧線布點(diǎn)

可以利用扇形弧線進(jìn)行布點(diǎn)，如圖1所示，在距離污染源所在位置不同距離的若干個(gè)弧線上，可以進(jìn)行采樣點(diǎn)布設(shè)?；【€應(yīng)在同個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)，將點(diǎn)源當(dāng)成頂點(diǎn)，將主導(dǎo)方向當(dāng)成軸線，在污染源下風(fēng)向位置設(shè)置扇形區(qū)。按照規(guī)定，扇形角通常為45°，情況特殊可以增加至60°，但不能超過90°。各條弧線需要完成3～4個(gè)采樣點(diǎn)布設(shè)，相鄰采樣點(diǎn)與點(diǎn)源連線夾角為10～20°。該方法適用于孤立的高架點(diǎn)源所在區(qū)域監(jiān)測(cè)，可以在上風(fēng)向位置上設(shè)置對(duì)照點(diǎn)。此外，還要求污染源擁有主導(dǎo)風(fēng)向，以便取得較好的布點(diǎn)效果，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精確。但在污染源大范圍分布情況下，這種布點(diǎn)方法并不適用。

圖1 利用扇形弧線布點(diǎn)示意圖

（四）圓周采樣布點(diǎn)

在監(jiān)測(cè)區(qū)域大氣污染嚴(yán)重且集中的情況下，人們可以采用圓周采樣布點(diǎn)方法。例如，在污染源所在區(qū)域，人們可以利用圓周和放射線交點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置。在不同的圓周上，設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量和位置存在差異，需要結(jié)合區(qū)域污染源分布情況和主導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行合理布設(shè)。每個(gè)圓周區(qū)域都能代表一個(gè)污染區(qū)，而所有圓周都擁有相同的圓心，但半徑不同，其間可以構(gòu)成同心圓。根據(jù)主導(dǎo)風(fēng)向，可以進(jìn)行放射線的排布，掌握污染源分布情況。實(shí)際采用該種布點(diǎn)法時(shí)，下風(fēng)向監(jiān)測(cè)點(diǎn)要多于上風(fēng)向。在區(qū)域各污染源均勻分布的情況下，可以采用該種布點(diǎn)方法。

三、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)布點(diǎn)優(yōu)化

（一）項(xiàng)目概況

某市人口不超50萬，按照大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)要求共布設(shè)6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。其中，3個(gè)用于二氧化硫、氮氧化物和懸浮顆粒物監(jiān)測(cè)，其余3個(gè)用于自然沉降灰塵監(jiān)測(cè)。在城市工業(yè)園區(qū)快速建設(shè)背景下，為推動(dòng)城市綠色發(fā)展，人們對(duì)大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)提出了更高要求。為取得理想監(jiān)測(cè)效果，需要加強(qiáng)區(qū)域監(jiān)測(cè)布點(diǎn)分析，實(shí)現(xiàn)布點(diǎn)優(yōu)化。

（二）流程優(yōu)化

結(jié)合大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)需求，需要對(duì)布點(diǎn)流程進(jìn)行優(yōu)化，保證布點(diǎn)的科學(xué)性。為此，要明確環(huán)境監(jiān)測(cè)要求，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置目的、范圍和標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)周圍各種影響因素進(jìn)行確認(rèn)。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，需要加強(qiáng)工業(yè)園區(qū)周圍大氣環(huán)境污染監(jiān)測(cè)。要對(duì)周圍污染物種類、產(chǎn)業(yè)分布等情況進(jìn)行調(diào)查，完成數(shù)據(jù)收集和整理。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)粉塵污染進(jìn)行了多次投訴，這與現(xiàn)有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果存在出入。綜合考慮各方面情況，需要采用網(wǎng)格布置法，根據(jù)具體情況確定監(jiān)測(cè)布點(diǎn)數(shù)量。

（三）優(yōu)化措施

在實(shí)際進(jìn)行布點(diǎn)優(yōu)化時(shí)，要做好地區(qū)的氣象分析。在季節(jié)發(fā)生改變的過程中，布點(diǎn)監(jiān)測(cè)容易受到溫濕度、氣壓等因素影響。比如，在大風(fēng)季節(jié)，由于風(fēng)速較大，污染物將快速擴(kuò)散，造成監(jiān)測(cè)結(jié)果不穩(wěn)。要對(duì)不同時(shí)期季節(jié)因素進(jìn)行分析，做到科學(xué)布點(diǎn)。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，考慮到監(jiān)測(cè)區(qū)域冬季大氣污染嚴(yán)重，還應(yīng)進(jìn)行優(yōu)先考量，在11月份這個(gè)污染集中的月份對(duì)主要污染物進(jìn)行連續(xù)20d監(jiān)測(cè)。在監(jiān)測(cè)時(shí)段上，綜合考慮溫度等因素，本研究決定在08:00—09:00和14:00—15:00分別進(jìn)行污染監(jiān)測(cè)。

在監(jiān)測(cè)項(xiàng)目上，結(jié)合功能區(qū)和各區(qū)污染情況，該市主要進(jìn)行可吸入顆粒物、粉塵、硫酸鹽等物質(zhì)的濃度監(jiān)測(cè)。按照要求，監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離污染源，因此還應(yīng)避免在工業(yè)園區(qū)排污口附近設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在下風(fēng)向位置，應(yīng)設(shè)立多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，上風(fēng)向則減少監(jiān)測(cè)點(diǎn)。從總體來看，監(jiān)測(cè)點(diǎn)要均勻分布在高、中、低不同污染濃度的區(qū)域，工業(yè)園區(qū)周圍主導(dǎo)風(fēng)向應(yīng)增設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，郊區(qū)或濃度低的區(qū)域可減少監(jiān)測(cè)點(diǎn)。布點(diǎn)周圍20m內(nèi)應(yīng)確認(rèn)無污染源，要結(jié)合風(fēng)向、污染源位置等確定采樣點(diǎn)高度，保證監(jiān)測(cè)結(jié)果真實(shí)、有效。與此同時(shí)，要排除障礙物對(duì)監(jiān)測(cè)的干擾，確認(rèn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍20m內(nèi)無喬木、建筑等障礙物。在對(duì)各種障礙物進(jìn)行分類的基礎(chǔ)上，要結(jié)合障礙物分布特征，使布點(diǎn)與障礙物保持合適距離，確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣口水平線與房屋建筑等保持不超30°的夾角。

綜合考慮被測(cè)區(qū)域各類影響因素，應(yīng)在工業(yè)園區(qū)周圍設(shè)立多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在下風(fēng)向居民區(qū)設(shè)置較多監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在商業(yè)區(qū)設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)最少。應(yīng)保證選擇的監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍環(huán)境穩(wěn)定，并且交通便捷，為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取提供便利。從監(jiān)測(cè)結(jié)果來看，科學(xué)布點(diǎn)能夠反映各區(qū)大氣污染特點(diǎn)和變化規(guī)律，為污染治理提供支持。

四、結(jié)語

在大氣環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，為保證點(diǎn)位布設(shè)的合理性、全面性和代表性，要結(jié)合監(jiān)測(cè)區(qū)域污染情況，科學(xué)選用布點(diǎn)方法，以保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在實(shí)踐工作中，要熟練掌握各種布點(diǎn)方法，并做好監(jiān)測(cè)區(qū)域污染物調(diào)查，優(yōu)化布點(diǎn)，為大氣環(huán)境污染監(jiān)管提供有力的數(shù)據(jù)支持。

相關(guān)鏈接

大氣環(huán)境是指生物賴以生存的空氣的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性。物理特性主要包括空氣的溫度、濕度、風(fēng)速、氣壓和降水，這一切均由太陽輻射這一原動(dòng)力引起?；瘜W(xué)特性則主要為空氣的化學(xué)組成：大氣對(duì)流層中氮、氧、氫3種氣體占99.96%，二氧化碳約占0.03%，還有一些微量雜質(zhì)及含量變化較大的水汽。人類生活或工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排出的氨、二氧化硫、一氧化碳、氮化物與氟化物等有害氣體可改變?cè)锌諝獾慕M成，并引起污染，造成全球氣候變化，破壞生態(tài)平衡。大氣環(huán)境和人類生存密切相關(guān)，大氣環(huán)境的每一個(gè)因素幾乎都可影響到人類，所以我們要愛護(hù)自然，為子孫后代留下一個(gè)優(yōu)美的環(huán)境。

大氣污染對(duì)大氣物理狀態(tài)的影響，主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時(shí)是很明顯的，有時(shí)則以漸漸變化的形式發(fā)生，為一般人所難以覺察，但任其發(fā)展，后果有可能非常嚴(yán)重。大氣是在不斷變化著的，其自然的變化進(jìn)程相當(dāng)緩慢，而人類活動(dòng)造成的變化禍在燃眉，已引起世界范圍的殷切關(guān)注，世界各地都已動(dòng)員了大量人力、物力，進(jìn)行研究、防范、治理?？刂拼髿馕廴?，保護(hù)環(huán)境，已成為當(dāng)代人類一項(xiàng)重要事業(yè)。大氣是混合氣體，它無色無味，通常人們看不見它的存在，大氣的主要成份是氧和氮。而其它氣體，如氫、二氧化碳、臭氧和水汽等，只占大氣體積總量的百分之一。