大气环境质量监测方案

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大气环境质量监测方案范文第1篇

1．1我国环境监测现状

我国的环境监测工作起步于20世纪50年代初期。至1980年改革开放时，全国建成了300多个三级环境监测站，初步形成了系统的环境监测网络。经过30多年的快速发展，目前我国已建成国家、省、市、县四级监测网络，拥有2300多个环境监测站［1］，在防污减排、生态环境质量的监测、监测站标准化建设等方面，取得了重要的发展，显著地提高了我国环境管理水平。环境监测方法也从早期基于分析化学方法的污染源监测阶段步入多源环境监测阶段。近年来，随着科学技术的发展，环境监测手段也有了新的发展。目前环境监测手段，正由经典化学分析向高精密仪器分析方向发展，并由微量分析（0．01％～1％）发展到痕量（＜0．01％）［2］；由传统的人工采样、实验室分析，向智能化、自动化、网络化的监测分析方向发展，并积极引入了先进的遥感、电子、光学等高新技术。监测范围也从狭义的环境质量监测，向包括职业健康等各领域监测方向发展，以科学地跟踪对人类和环境有影响的各种物质的含量，准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据，切实地改善和提高人类的生存环境。

1．2存在的问题及研究意义

环境监测是掌握环境质量状况和发展趋势的重要手段，是科学管理环境和环境执法监督的基础。根据监测数据，可以描述和表征环境质量的现状和变化规律，并预测环境质量的发展趋势；可以搞清污染物种类和分布状况，明确污染物的污染途径，预测 污染的发展趋势，分析可能出现的主要环境问题，为环境管理提供经过综合分析评价的环境数据和信息；同时各类环境监测数据也是制定环境政策、法律、环境管理规定和环境标准的科学依据。然而，随着国家对环境质量的要求提高，我国环境部门多年沿用的经验布点、表格评价法已不能满足发展的需要。简单的测点设计与评价方法，样品采集工作量大，数据难以较科学、全面地反映污染状况，评价分析结果不能有效地揭示企业生产对环境影响的变化规律和潜在的环境重大危险污染源。改进监测与评价方法成为当前环境质量评价的迫切需要［3］。合理地采集数据是环境质量监测评价的基础，而科学地设计采点是其核心关键。环境监测内容多、范围广，全面监测的数据庞大，而凭经验设计，或会顾此失彼，而一旦忽略一些重点的测点，则不能全面、准确地反映环境质量状况，更不宜于客观的评价。应用数理统计的抽样调查方法，通过科学地设计分析监测样本，从总体中按抽样调查方法，合理选取部分测点为样本，并根据监测结果科学地分析和评价总体，既可有效地减少监测工作量，又可科学地提高监测评价质量［4］。传统评价方法只对是否符合标准进行评价，未对潜在危险源进行分析和评价，很容易忽视潜在的重大危险源，诱发较大的环境质量问题。因此在环境评价时，不仅应按国家标准作常规检查，同时，应深入分析重要危险源的发展规律，及其危险性，这样才便于针对性地管理，有效减少环境质量事故。因此，加强环境监测测点设计和评价方法的改进，有积极重要的意义。

2基于抽样法的监测设计

环境质量监测主要包括水环境监测、大气环境监测与土壤环境监测3部分，其中又包括常规项目、特定项目和选测项目3个方面的内容。对高危企业，由于危害元素多、范围广，选测项目需要布设的测点数量庞大，有时会远远超过前2个子项的测点数，因此需要科学地设计。通常大型高危企业需要布设上万个测点，才能满足要求，才能全面反映企业的环境质量状况。显然，按目前的监测手段是难以完成的。本文按数理统计抽样调查方法，科学地选择样本，设计监测数据采样点，不仅可大大减少测点，提高测试效率，并可实现科学采集与科学评价的目的。根据抽样调查方法原理，常规项目测点采用系统抽样法设计，将监测总体各功能区按一定标志或次序排列成规律图形，然后按一定的距离间隔设计监测点。选测项目涉及内容较多，应在查阅以往环境质量评价、研究企业生产危险特征的基础上，科学合理地选定待测项目。对分布有规律的，采用系统抽样法设计，其余则采用分层抽样法设计。特定项目主要是针对已确定的污染源核定复查，可采用整群抽样和分层抽样结构的方法设计。

2．1水环境监测抽样设计

（1）监测对象。水环境调查区域范围为88km2，按水库、河流、灌渠、水塘等地表水形态与地理位置不同，分为5个功能区。常规监测项目为pH、COD，重点监测项目为Cd、Pb、Zn和Cr重金属。本次设计未考虑特定项目和选测项目。（2）监测抽样设计。对灌渠、水塘、河流功能区，主要采用平面系统抽样设计，设置2～3个分层抽样。按水源与污染源的方向，采用黄金分割率（0．62／0．50／0．38／0．19）的方法设计测点间距。对水库采用立体系统抽样与分层抽样结合的方法设计，并按污染源分布方向，采用黄金分割率方法设计测点间距。

2．2大气环境监测抽样设计

（1）监测对象。大气环境调查平面范围为88km2，最大监测空间高度为6m。常规监测基本项目为总悬浮颗粒物（TSP）、颗粒物（PM10），重点监测项目为Cd、Pb重金属。（2）监测抽样设计。不再细分功能区，而是以污染源（矿山）为中心，以雷达辐射方式，按系统抽样方法与黄金分割率设计测点。设计3条监测辐射线，辐射线夹角为60°，每条辐射线长5～10km。按黄金分割率由近至远布设测点。每条辐射线布置8个测点。在靠近污染源处，在监测空高6m的高度上增设4个测点。共布设28个大气监测点。考虑风流对大气质量的影响，处于污染源风流上方，基本测距增加一倍，测点减少一个；风流下方，基本测距离不变，测点增加一个。其它两个方向测点数不变，基本测距按插值法调整。

2．3土壤环境监测抽样设计

（1）监测对象。土壤环境调查区域范围为31683亩，按耕地、林地、山地不同，分为3个功能区。其中，耕地为重点监测区。常规监测的基本项目为pH、CEC，重点监测项目为Pb、Cd、Zn、Hg和As重金属。（2）监测抽样设计。耕地测点网格为300m×300m，采用等距网络系统抽样法设计测点。共设计282个测点。林地、山地按污染源方向，采用矩形黄金分割率和系统抽样法设计测点。林地基本测距500m，共设计112个测点，山地基本测距800m，共设计82个测点。

3环境质量评价

3．1水环境质量评价

（1）评价方法。水环境质量评价采用单因子指数法评价法，其公式如下：Pi＝Ci／Si式中：Pi———第i种污染物的污染指数；Ci———第i种污染物监测值，mg／L；Si———环境标准值，mg／L。（2）水环境质量评价。5个调查区域的地表水按不同特征分河水、水库水和农田灌溉水。

3．2大气环境监测结果与评价

大气常规项目中的重点与基本监测项目监测。3．3土壤环境质量评价（1）评价方法。耕地、林地和山地的土壤环境质量均采用单因子指数法，按国家《食用农产品产地环境质量评价标准》（HJ／T332－2006）的二级标准评价。（2）土壤监测数据分析。评价区土壤环境质量监测数据及其污染指数。

4环境质量评价与重大隐患源分析

4．1环境质量评价

（1）水环境质量评价。从表2、表3和表4可看出，调查区地表水质量基本符合《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）规定的Ⅲ类标准要求。水中的重金属含量呈现越靠近污染源（矿山）越高的趋势，其中，在靠近污染源的检测点，水中锌的含量较其它测点高7倍，尽管仍在允许范围中，但仍需加强观察。（2）大气环境质量评价。从表5可看出，调查区内，大气质量基本符合项目《环境空气质量标准》（GB3095－2012）二类标准要求，但镉含量严重超标，超过倍数高达1．8倍，需要加强污染源粉尘治理。（3）土壤环境质量评价。从表6可看出，调查区内土壤受到重金属严重污染，其中Cd、Pb、Zn、Hg金属污染指数分别高达3．43，2．52，1．59，1．30。土壤环境质量存在严重的问题，必须严格防范控制。

4．2重大危险源与健康风险分析

（1）重大危险源分析。通过上述评价分析，调查区内影响环境质量的危险源见表7。危险级别按危险指数，结合寿命损失率确定［5］。从表7中可看出，Cd为重大危险源，必须按国家有关重大危险源的规定进行管理。

4．3防治措施与建议

调查区受矿山重金属污染严重，尤其是镉、铅等重金属在大气与土壤中严重超标，对环境质量造成了严重影响，尽管尚未构成健康威胁，但为防范进一步的恶化，必须及时治理。重金属污染防治是一个系统的工程，需要从多方面进行治理，相关防治措施与建议如下：（1）制定综合治理方案，组织各方面的力量进行综合整治，采取强有力的措施，改善区域生态环境质量；（2）强化环境监管，进一步削减矿山污染物排放。督促矿山严格执行环境保护法律法规，确保污染治理设施和在线监控设备稳定运行，实现污染物合理达标排放，采取有效隔离措施防止污染物通过各种途径进入周边环境和地下水；（3）调查区重度污染耕地不再作为基本农田，调作它用，对轻度、中度污染的耕地，实施污染治理修复。

5结论

大气环境质量监测方案范文第2篇

环境监控与预警是化工园区环境管理工作中的热点与挑战。在园区科学规划环境管理、建立包含气体泄漏检测与修复（LDAR）管理系统、大气环境监控预警系统和应急救援系统在内的大气环境管理平台，是园区大气环境质量控制、预防环境污染事件的重要前提。同时也是实现园区可持续发展、保障生产安全和人员健康的有效途径。

关键词：

泄漏检测与修复；监控与预警；应急救援

化工园区在为地区经济发展提供动力，创造就业机会的同时，也面临着重大的环境和安全风险。密集的化工企业所生产和使用的高危险化学品、排放出的大量污染物，进入大气中，其影响范围之广、危害之大，致使园区面临严重的环境安全风险[1-3]，甚至于时常导致化工行业的污染事故和污染纠纷的发生[4]。园区在日常环境管理工作中也存在着重大的挑战，主要体现在以下三个方面：一是在园区聚集着大量的潜在风险源，在其“运输、储存、使用”的动态管理过程中须辅以实施LDAR技术，实现针对环境安全风险的科学预判；二是园区环境污染的来源面广、园区环境质量在线监控存在工作量大、复杂，须建立科学系统的监控预警平台，实现对园区大气质量的实时监控；三是缺乏有效的第三方应急救援力量，协助环境管理部门对环境污染应急事故进行有效管理和及时处置，实现事故发生对人的健康影响和环境污染最小化[5]。

1LDAR技术在园区环境管理中的应用

泄漏检测与修复（LDAR）是指对工业生产全过程挥发性有机物物料逸散、泄漏进行控制的系统工程。我国自2010年将VOCs纳入防控重点以来，不断完善与LDAR技术改造相关的法律法规和技术标准。目前各省市开始逐步制定LDAR技术指南、挥发性气体无泄漏检测规程和相应的排放控制标准。LDAR技术本着“源头控制、预防优先、防治结合、综合治理、总量控制、持续改进”的原则，为实现提升污染管控能力、推动企业技术进步、促进空气质量改善的目标提供切实有效的途径。

1.1LDAR技术原理LDAR技术在完善无泄漏装置检查合格标准的基础上，以泄漏零容忍为目标，积极开展LDAR工作，利用专业在线查漏检测设备，加大检查力度，确保实现“查漏-修复-消漏”三个环节的管控]。LDAR主要分为五个步骤：泄漏点定位、定义泄漏浓度、监测组件、修复泄漏组件以及记录保存]。主要应用SDT超声波、便携式有毒挥发气体、FLUKE红外热像仪等检测方法。

1.2LDAR技术应用意义实施LDAR技术的意义在于：⑴减少产品和物料损失；⑵提高操作人员和装置安全性；⑶优化设备生产效率；⑷降低环境污染；⑸提升企业的经济效益和社会效应。LDAR技术在美国、欧盟等国家已经广泛实施，在安全事故预防、大气环境管理、人员健康保障等工作中成效显著-。

2监控预警系统在大气环境管理中的应用

2.1大气环境监控预警系统框架设计监测监控与预警体系的目标是通过构建涵盖企业污染源、园区边界和周边敏感点等在内的，点-线-面结合的数字化在线监控体系，辅助以人工例行监测、不定期抽查和应急监测等技术手段，建立各类数据存储和转储备份数据库，为PC客户端、移动APP提供数据支持与服务。在梳理园区内企业主要污染物的排放情况，筛选特征污染物，识别重点企业和风险源的基础上，结合园区周边敏感区分布情况、现有环境监测系统和环境管理现状，设计包含在线监测、手工监测、流动监测、预警系统目标、预警系统模拟技术在内的大气环境监控预警系统。通过监控预警系统对园区大气污染的有效合理控制，实现系统的预警目标：⑴给出每一个污染源排放的影响程度和影响范围；⑵给出未来污染超标的可能性；⑶明确超标污染的来源；⑷给出突发事件的应急疏散方案。

2.2大气环境质量自动监测评价化工园区大气环境质量，判断是否符合国家制定的大气质量标准，需要将建立的大气监测站点数据共享接入相应的平台。收集并积累大气环境本底值及其变化趋势的数据，对于大气环境监控预警很有必要。

2.3气象监测数据实时的气象场数据能够为大气模型的运行提供大气扩散的背景驱动，气象数据从地方气象局获得。

2.4特征污染物自动监测建立特征污染物自动监测系统能够及时发现园区有毒有害的泄漏。在筛选出的重点企业和特征污染物的基础上，在部分影响大、风险高的重点企业建立在线监控系统。

2.5特征污染物手工监测手工监测是自动监测的重要补充。针对地域面积大、化工企业众多的园区，能够有效节省运行成本和提高工作效率。对于其他重点企业污染源、边界和敏感点，形成规范的人工监测制度，并按时将监测数据输入监控系统备查。

3应急救援

应急救援中心为满足“平战结合”需要，即首先满足对各级各类环境风险源的日常监管，主要以预防性监控预警为主，结合“三同时”和环境评价对环境风险源进行环境安全风险评估，建立区域环境安全评估体系，完成应急预案的建立、评价、演练和修订。其次满足应急指挥需要，即当突发性环境事件发生后，环境管理部门能用其实现对环境应急事件的指挥、调度、勘察、决策、响应、联络、处置等一系列有序管理，切实保护人员、财产和环境。

3.1风险源管理子系统该系统包含企业内风险源的基本信息、主要产品、生产区、储罐区、废气污染物产生和排放、废气处理设施基本情况、固定风险源、移动风险源、危险品台账的管理、以及以上信息的批量递交审核功能。

3.2应急管理机构子系统该系统包括应急救援物资、应急救援设施、应急救援队伍、应急救援专家等。

3.3事故预警技术支持子系统该系统包括园区大气环境预警模块、事故风险防范措施、健康风险评估系统、应急及预防知识、危险化学品手册、法律法规查询和案例库维护和查询等。

3.4事故救援决策子系统该系统包括接警、事故识别、快速出警调动、现场调查报告、应急监测管理、应急监测点位布局、应急监测数据管理、启动应急预案、应急响应级别确认、应急救援力量调度、事故跟踪模块的开发，与GIS的交互操作，事故影响分析、事故报告生成等功能。

4园区大气环境管理平台建设

4.1设计目标与原则通过灵活的数据采集和解析过程、污染物数据标准化技术和Windows文件监控服务，基于FileDependency技术，对大气环境进行实时监听、解析、存储和预警，平台实时监控污染物采集设备的数据变化，并给予事件回调等技术方式，自动转入下一步的数据解析及处理阶段。实现大气污染实时化智能报警和形象展示。

4.2平台设计层次平台设计内容包括用户界面层、业务逻辑层和数据处理层。用户界面层是用于显示数据和接收用户输入的数据，为用户提供形象的图形化数据展示、连续监测数据动画播放和特殊文件打开的一种交互式操作的界面。业务逻辑层是通过使用相关的业务处理模块，为用户界面层提供服务，其服务方式有两种：一是为用户界面数据展示提供相关数据；二是把用户发送的指令向底层传递。它起到了数据交换中承上启下的作用，对于数据访问层而言，它是调用者；对于表示层而言，它却是被调用者。依赖与被依赖的关系都纠结在业务逻辑层上，如何实现依赖关系的解耦，则是本平台的一个设计难点。数据处理层主要是负责数据库的访问，为业务逻辑层提供数据支撑，为平台的整体的性能提升提供技术支撑。

4.3平台功能内容本平台共分为8大子系统进行建设，分别为污染物数据库建设、环境质量监测系统、统计分析系统、应急指挥系统、三维GIS系统、环境APP、值守班系统、信息更新与维护，涵盖了从污染数据采集及处理，到特征污染物实时监控，再到园区边界环境监控及应急指挥与处置，实现了对特征污染物、企业工况的实时监督与管理，做到早发现、早预警、早处置。

5结语

当前化工园区经济发展与环境安全并重，对园区环境治理、质量控制、事故预防等提出了新的更高要求。在环境管理中将LDAR技术、监控预警技术、应急救援技术进行整合，建设“三位一体”的综合平台，对园区环境质量实行全面管理将成为园区环境与安全管理的新趋势。

参考文献

[1]杨明森.重大突发环境事件特点及原因.中国环境年鉴,2009.

[2]闻欣.环保总局通报典型突发环境事件事故造成的突发环境污染事件剧增,今日国土,2006,Z2:22.

[3]姜春娟.美国环境应急的基本情况及对我国的启示.环境研究与检测,2011,24(4):26-28.

[4]杨明森.重大突发环境事件特点及原因.中国环境年鉴,2010.

大气环境质量监测方案范文第3篇

Abstract： This paper briefly introduces the steps， principles and basic methods of optimization of distribution of ambient air monitoring points， including functional area method， simulation method， mathematical statistics method， comprehensive method and fuzzy clustering analysis method.

关键词： 环境空气质量；自动监测；优化布点

Key words： ambient air quality；automatic monitoring；optimization of distribution points

中图分类号：X831 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）23-0009-02

0 引言

城市与区域大气污染形势日益严峻，要掌握环境空气质量的现状与变化趋势，就必须开展环境空气质量监测[1]。以尽可能少的监测点位代表尽可能完整的空气质量，环境空气质量监测点位布设及优化是环境空气质量监测非常重要的研究内容。

1 环境空气质量监测布点的基本步骤

环境空气质量自动监测布点及优化的基本步骤分为：确定监测目标、划定监测范围、历史资料与数据的收集、确定监测点位的类型、数量与代表范围、监测方案的设计与实施、监测点位的管理与优化。

2 环境空气质量自动监测布点优化的基本原则

代表性：城市环境空气质量评价点需能客观、真实、全面地反映所在区域的环境空气质量状况。

完整性：城市环境空气质量评价城市点应考虑城市自然地理、能源结构、气象等综合环境因素，考虑工业布局、产业结构、人口分布等社会经济特点，在整体布局上反映城市主要功能区和主要大气污染源的空气现状及变化趋势，合理布局，各监测点之间相互协调。

前瞻性：兼顾未来城乡空间格局变化趋势以及城乡建设规划考虑监测点的布设。

针对性：坚持环境管理需求优先原则，监测数据是各项工作的基本依据，包括评价环境质量、污染物排放状况和各级政府环境保护工作成效等。因此，城市环境空气质量评价点位的设置应优先满足环境管理的需求。

连续性：为了保持监测资料的连续性和可比性，原则上点位一经确认，不应变更，除非有不满足规范的理由。

经济成本最优：资源和能源的不合理使用造成了环境污染，影响了社会经济的有序健康发展，环境问题的实质是经济问题。同时，在决定监测点位时，还需要考虑现场的实际情况，交通是否方便、电力是否具备、周边环境是否有干扰等。

调整优化后的城市评价点位能够代表城市行政区划改变后的污染水平，反映新的监测覆盖区域和功能区，确保能客观反映城市区域环境空气质量状况、污染物特征及分布规律，能全面评估区域污染水平及污染发展趋势。点位的调整要综合考虑点位布设等具体实施工作的可行性，做到监测点位理论上优化、技术上可行、采样相对方便、立足当前兼顾发展。

3 监测点数量的确定

监测点的数目设置是一个与精度要求和经济投资相关的效益函数，应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布密度、气象、地形、经济条件等因素综合考虑确定。在实际应用中，监测点位的数目的多少即对应着人力财力的投入量，因此监测点位数目的确定，应根据监测范围大小、污染物的空间分布特征、人口分布及密度、气象、地形及经济条件等因素综合考虑。

目前针对监测点位数目的确定主要以定性方法为主，也有人提出一些定量方法，但是由于这些定量方法在建模过程中使用到一些理想化假设条件，往往限制了其应用范围，一般只能作为一个参考，还需综合考虑其他因素。

最优监测点位数量的确定，要求控制监测点位的数量，但同时保证足够的信息量，同时也要注意尽可能避免信息重复。监测点数目的确定，需要综合考虑当地经济社会发展条件，大气污染物现状等多方面的因素。

目前有基于人口数量、污染程度和面e、功能区等方法进行监测点位的确定。欧洲环保署（EEA）、世界卫生组织、美国等对悬浮颗粒物、SO2、CO、NO2等多个项目根据人口数量而确定监测点位数量，以最少的成本控制、最少的监测点尽可能全面地反映整个地区的污染水平；国外还有以测区面积及污染程度为基础的经验法，将污染超过年平均标准的地区、介于标准与本地水平之间的地区、本地水平地区三种，按照一定的公式计算所需要的监测点位；功能区布点考虑城市点位较少，仅布三、四个点。

4 监测布点优化的基本方法

监测点位优化方法很多，通常采用功能区网格法、数理统计法、模型法以及综合法等方法进行优化。由于预测模型和预测精度对优化布点工作的结果的影响较大，比较难以广泛应用。近年来，又发展出了系统聚类法、模糊优化、物元关联分析法、人工神经网络等，这些方法大多基于传统数理统计模型，无法克服扰动的随机性，对于一些非线性、非正太分布数据处理不理想。

最优监测点位的选择必须考虑区域的气象和地形地势条件，使布点在地理上分布合理，布局均匀。监测点位的选择可以分为两个步骤，包括污染物变化规律相同区域划分、在划分的各区域中选择合适的监测点。

监测点位的设置应具有好的代表性，所设置的监测点能反映一定范围内的大气环境的空气质量现状和变化规律：①布设的监测点位应覆盖全部监测区，采点位应设在整个监测区域的高中低不同浓度的地方，能合理反映区域内空气质量状况、污染水平、污染规律；②点位设置应考虑环境本底因素，以及人口分布，产业结构、工业布局等社会经济特点，分布相对均匀，覆盖全部建成区；③区分不同类别功能区域空气污染的现状，注意点、线、面等污染源对城市人口集中区域的影响，工业集中地区、人口密度大的地区应适当多设置采点位；④兼顾完成城市自身所要求的空气监测任务。

4.1 功能区法

我国在环境监测初期，都是采用功能区域的点位布设方法，该方法多用于一个城市仅考虑三、四个大气监测点位的情况下。但是，特定范围内，人类活动与该空间的空气污染现状之间关系不固定，各城市不具备可比性，因此对整个区域代表性就比较差。所以目前需要重新认识和研究该方法能否实现布点的优化。

4.2 数理统计法

数理统计法利用统计的原理分析监测布点的合理性和准确性，即假定了一个时间序列和空间范围实际的大气监测结果与大气污染的分布状况和扩散存在时间、空间上的相关性。但由于实际监测中点位布点和监测频次的局限性，决定了监测结果的相关性较差，且没有考虑污染源强度及环境条件的影响，因而有一定的不合理性。

4.3 模拟法

模型模拟的结果受污染源分布、污染扩散规律、气象条件等环境条件多方面影响，同时还与模型模式的适用程度和模式方法选取等因素有关。掌握一个区域内环境空气的污染物分布情况是比较困难的工作，需要大量的监测网格数据，模拟法在客观环境要素等条件的获取和具体模式的选择和使用等方面都存在无法避免的数据缺失，难以提高模拟的精度和预测的准确度，做到通用有一定难度。

4.4 综合法

综合法能基本上解释环境空气质量的时空变化特征，揭示大气污染物浓度的变化规律。它考虑了影响环境空气质量的各种因素，用大量的实测数据来提高模拟结果的准确度，弥补其他环境条件信息的缺失。但该方法要求原始大气监测网的密度高，否则等值线无法建立，无法进一步深入分析，在具体操作上还是具有较大难度。

4.5 模糊聚类分析法

目前来说，最为常用的还是模糊聚类分析法，利用模糊数学方法进行数学处理更科学，它能有效解决评价标准的边界模糊和监测误差对评价结果的影响。同其它方法相比，此方法原理简单、计算量小，模型直观，人为影响小，符合环境空气监测网格化点位布设的基本要求，同时也具有整体代表性。

5 小结

环境空气质量监测点位布设涉及自然环境和经济社会生活的诸多方面，仅使用一种或几种方法无法真实反映实际情况，而使用的方法过多又可能会使问题复杂化，不利于布点工作顺利开展。因此可以采用以下原则开展点位优化：根据不同的管理需要，多组合利用上述方法，也就是将这些方法以类型和次序为对象进行组合应用，以期达到理想的研究效果。

参考文献：

[1]王秀梅，张淑红.大气环境监测的应用及布点方法[J]北方环境，2011，23（7）：218.

大气环境质量监测方案范文第4篇

加强先进站的环境质量综合分析水平,提高环境质量报告的及时性、全面性,保证环境管理的科学化,是推进我国环境保护工作的深入与发展的关键。

关键词：环境监测，问题，环境质量分析

Abstract: comprehensive analysis of environmental quality is the central task of timely, accurate, complete to government departments say environmental quality status and trend, in a sense, a comprehensive analysis of the level of environmental monitoring station is the overall level of an important sign.Strengthening the advanced station comprehensive analysis of environmental quality standards, improve environmental quality report timeliness, comprehensiveness, assurance of environmental management, is to promote the work of environmental protection in China Development and development key.

Key words:Environmental monitoring, environmental issues, quality analysis

中图分类号：[TU998] 文献标识码：A文章编号

1引言

环境质量综合分析是环境监测技术的重要组成部分,是环境监测成果的集中体现,是环境监测为环境管理服务的手段之一。当代科技进步和经济发展对环境监测与评价提出了新要求。而构成环境保护工作的三大部分环境监测、环境答理、环境监察又相互联系、相互依赖,环境监测是环境保护行政主管部门的专业技术工作部门,负责为环境管理和环境监察工作提供科学依据,环境管理和环境监察工作又必须依靠环境监测,环境监测是环境保护工作的基础。正确处理好环境监测、环境管理和环境监察的关系,对推动环境保护工作更加有效地向科学化、法制化迈进具有积极的促进作用。环境监测,主要是从保护环境出发,根据建设项目的特点以及存在的主要环境问题,制定相应的环境保护措施,实施环境监测计划,以监控环境污染、防止环境质量下降、保障经济和社会的可持续发展。

随着环境监测事业的发展,环境质量综合分析技术不断发展,其自身的内涵也得到不断明确,现已发展成为综合了计算机数据库技术、环境质量评价技术、地理信息技术、多媒体应用技术等多门科学的综合性技术。2环境质量分析的重要性

环境质量综合分析是环境监测为环境决策管理服务水平的标志,它在环境监测中的作用是用数据说话,它通过对监测部门取得的大量监测数据进行归类整理、统计计算,以环境质量报告的形式反映一定范围内的环境质量状况、各环境要素的污染程度及发展趋势,为环境做服务。环境监测是环境保护工作的重要基础和技术支撑，是环境管理不可缺少的重要手段。环境监测信息是否准确，分析的结论是否客观，将直接影响到环境决策的正误，而环境监测数据、信息是监测工作最重要的成果，是分析判断环境问题最基本的前提，获取真实有效的监测数据和信息是环境监测的直接目的；环境质量综合分析的中心任务是及时、准确、完整的向政府部门说清环境质量状况及变化趋势,从某种意义上说,一个环境监测站综合分析水平就是其整体水平的一个重要标志。县级环境监测站按照《环境监测站建设标准》(试行)为三级站,相对一、二级站,县级环境监测站数量大,人员技术力量相对薄弱,监测设备相对落后,加强先进站的环境质量综合分析水平,提高环境质量报告的及时性、全面性,保证环境管理的科学化,是推进我国环境保护工作的深入与发展的关键。

3 环境质量监测存在的问题

随着环境监测站标准化能力建设及计量认证工作的开展,监测站的环境监测综合能力和整体水平得到了一定程度的提高,环境监测数据的质量相应有了很大提高,为环境质量综合分析提供了良好的基础,但由于县级站各种技术条件的限制,现就各县区环境监测站简要分析环境质量综合分析工作中存在的一些问题。3.1 县级站进行环境质量综合分析仅靠监测数据,环境质量综合分析不够全面。在环境监测中,由于自然和人为因素的干扰限制,致使监测频率低、监测点位不全等现象时有发生,从而使获得的监测数据不具代表性,某些监测数据结果不能准确地反映环境的实际状况。在生态环境监测方面,由于方法、技术及数据表述形式等方面的不足,造成该工作目前处于空白状态或无实际运用价值,大多数项目的生态环境影响评价只是走形式。这些问题的存在使得监测数据准确性不高,不能及时、准确地反映环境质量状况和变化趋势,从而影响环境影响评价报告的质量。

3.2 由于受人员、技术等限制,环境质量报告还停留在就环境质量监测结果论质量,不能与污染源监测综合分析,环境质量的变化不能与排污状况有机地结合,对环境质量的变化不能准确解释。受服务收费等因素限制,环境监测站缺乏与其它部门的支持配合,例如大气环境质量监测中,缺乏气象部门提供的环境质量监测对应的同步气象数据,使得环境质量报告缺乏说服力。3.3 受资金技术限制,县级站的信息化建设很不平衡,计算机技术在县级站环境质量综合分析中应用不广泛,不深入。县级站的监测数据收集传输手段落后,难以满足环境管理部门的时效要求,不能迅速向社会和一、二级站提供环境质量信息服务;环境质量报告的表征形式以文字报告为主,采用多媒体技术制作的声像报告基本没有,报告形式单调,信息量小、实效性差,失去了为环境管理、环境决策服务的意义。

4 解决方案

首先，环境质量综合分析不能仅靠监测数据,应该提高监测站信息系统建设水平。为监测站配备必须的计算机硬件设备及必要的软件系统,将先进的计算机软、硬件及计算机网络技术运用到环境质量综合分析工作中,灵活多样的采用多种表征形式制作环境质量报告。其次，注意人员和技术的相结合，多引进人才,同时加强综合分析工作人员的培训和再教育,组织综合分析工作人员到上级监测站及其它县级站学习、考察,学习其它站在业务、管理等方面的经验,学习环境质量综合分析特色及先进多样的表征手段和表征方法,培养符合型、全能型的综合分析人才。最后，加强协调,做好与其它相关部门的组织协调工作,保证环境质量综合分析资料齐全。与相关部门联系,以全局上加强合作,为上层决策改善人居环境,服务人民更好的服务。

结束语

总之，环境监测的目的是及时、准确、全面地反映环境质量和污染源现状及发展趋势，为环境管理、环境规划、污染防治提供依据，质量管理是环境监测的基础，只有加强监测质量管理，保证环境监测质量管理体系的有效运行及持续改进，全面提升环境监测整体水平，才能提供准确可靠真实的环境监测数据和信息，为政府决策和环境管理等提供科学依据。环境监测贯穿于整个环境评价中,是环境影响评价的技术基础,同时也具有较强的监督功能,只有认识到环境监测的重要性,切实做好环境保护这一主题,真正体现环境影响评价的重要意义。

参考文献:

大气环境质量监测方案范文第5篇

关键词：悬浮物； 差分探测； 光散射

中图分类号： TN 249 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.06.004

Abstract：A method based on laser difference detection for measuring suspended matter concentration is introduced in the paper. It can be used for the concentration measurement of suspended particles such as smog， dust and other aerosols. Based on the light scattering effect of the suspended particles， realtime monitoring of the suspended particles without changing their properties can be achieved. By means of a direct amplification of the differential signal of the test and reference light， fluctuations of the laser energy can be reduced. The measuring principles and methods are presented in detail. Through the study of the light decaying mechanism during laser propagating in the suspended particles， the relationship between the suspended matter concentration and light intensity attenuation is deduced. We also build a laser differential detection system for the measurement of the suspended matter concentration. By measuring the smog of known concentration， practical feasibility of the measurement method is verified.

Keywords： suspended matter； difference detection； light scattering

引 言

随着工农业的发展，大气中悬浮物的污染越来越严重，极度危害着大气环境质量和人类健康。因此，悬浮物质量浓度的测量在环境保护、工业生产和科学研究等领域有着十分重要的意义[1]。

目前，国内外对于粉尘质量浓度检测技术的研究越来越重视，经过对悬浮物质量浓度检测技术的多年研究，可将其质量浓度的检测方法分为两大类：非光学分析法和光学分析法。其中非光学分析法主要有黑度法、超声波技术、气敏法、热催化法等；光学分析法主要有光干涉法、差分吸收光谱技术、可调谐激光二极管激光吸收光谱技术和拉曼散射激光雷达技术等[2]。非光学分析法已经在这一领域得到了广泛的应用，但由于检测设备响应速度慢，处理复杂，难于对悬浮物浓度进行实时监测，也无法进行遥感监测，其应用范围受到限制。

相比较于非光学分析法，基于光学分析的气体浓度检测技术具有探测灵敏度高、选择性强、可探测的气体种类多、响应速度快等特点，适合现场实时监测，成本较低，必将成为未来悬浮物质量浓度检测的理想工具。光干涉法是利用光的折射率与被测气体的含量来检测气体体积分数，测量环境，如温度、湿度、压力等会对测量结果产生较大影响。差分吸收光谱技术是根据大气中衡量气体成分在紫外和可见光谱波段的特征吸收性质来反演其种类和质量浓度[34]。差分技术可消除大气湍流对信号的影响，不同污染物之间的干扰和湿度、气溶胶的干扰，能够满足连续监测的要求，但是该方法要根据吸收光谱的变化快慢对光谱进行分解，只适用于具有窄带吸收结构的气体，对不同的气体监测需要安装不同的光程和接收装置，操作过于复杂[5]。可调谐激光二极管激光吸收光谱技术是最近发展起来的一种高灵敏、高分辨率的大气衡量气体吸收光谱检测技术，但是该方法调谐范围有限，限制了可探测的气体种类。拉曼散射激光雷达是根据激光拉曼散射光频率相对于入射光频率发生变化，产生拉曼频移，其频移量取决于大气中的气体成分而实现测量的，该方法的检测精度、线性度和信噪比还有待进一步提高。

为了能够实现对悬浮物的实时探测，使相对误差控制在15%之内，根据悬浮物颗粒对光的散射信息来测量散射颗粒的质量浓度、大小及尺寸分布情况[67]，提出一种基于激光差分探测的悬浮物质量浓度测量方法，采用光散射的方法进行差分检测，将单光源分为双光路既可消除检测时光强等的干扰，又避免了使用双光源检测而引入的差异，同时考虑在适当的散射模型中改变激光频率大小来观察测试结果的变化，以改善对悬浮物质量浓度的测量精度。

2 激光差分悬浮颗粒质量浓度探测系统与差分探测电路设计

根据激光在悬浮物颗粒中传播的散射原理，当光通过不均匀介质以后，光强要发生衰减。当一束单色平行光照射到悬浮物颗粒中并传播一定长度的距离时，由于微粒的散射作用，出射光强会有一定程度的衰减，由朗伯-比尔（LambertBeer）光透射定律可得到出射光强与入射光强的关系。

系统总体方案如图2所示，采用双光路差分探测方法。该悬浮物浓度检测系统包括光源稳定控制模块、半导体激光器、λ/2波片、偏振分束器、反光镜、光电差分探测器、滤波电路、A/D转换模块、单片机等。除探测光光路暴露于测试环境之中，整个悬浮物质量浓度检测装置位于一个密闭腔体之内。半导体激光器用于产生功率稳定的线偏振激光输出。λ/2波片用于调整激光的偏振方向，使之以适当的偏振角入射到偏振分束器上。偏振分束器将偏振光分为两偏振方向相互垂直的线偏振激光，配合λ/2波片，可以得到功率完全相等的两束激光。一束激光作为参考光送入差分探测器的一个光电传感器上，另一束光作为探测光经过待测环境中的悬浮物后照射到差分探测器的另一个光电传感器上[910]。

探测光光强经过测试环境中的悬浮物时会发生衰减，与未经过测试环境的参考光光强产生差分信号。光电差分探测器接收到这两路光信号后输出相应电压信号，经过放大、滤波、采样后，获得悬浮物质量浓度的观测数据。

在物质扩散之前，首先对大气环境进行测量，通过调节半波片使差分探测器输出信号为零。再在此基础上将待测物质释放并进行测量，从而可以获得悬浮物的实际质量浓度。

参考光路的作用是补偿大气环境与探测光路参数不对称、温度变化对测量精度的影响。一方面用来作为未衰减光束的参考标准，另一方面可以消除激光器输出功率波动造成的测量误差。

图3所示的是三运放高共模抑制比光电差分放大电路，经过此电路可将光电转换后得到的两路电压信号进行差分放大，使其达到可检测范围。它由五个集成运算放大器组成，其中AR21、AR22为性能一致（主要指输入阻抗、共模抑制比和增益）的同相输入的通用集成运放器，构成平衡对称差动放大输入级，AR23构成双端输入单端输出的输出级，用来进一步抑制AR21、AR22的共模信号。由于该电路具有高共模抑制比，所以差分电路对温漂具有很强的抑制能力，测量结果准确度较高。电路中光电二极管输出电流约为几毫安，为了便于观测，将光电差分放大电路的放大倍数设定为500倍，其中光电转换模块放大50倍，差分放大模块放大10倍。

由于激光器脉宽可调，实验中所采用的调制频率为100 Hz，即激光信号脉冲宽度最小为10 ms，由式（6）可得放大电路带宽应大于89 Hz。光电转换电路中AR21、AR22单位增益带宽为1.6 MHz，为了获得50倍的闭环增益，则运放在理论上可处理矩形脉冲信号的最大频率为1.6 MHz/50=32 kHz。又由于差分放大模块中AR23增益带宽为0.5 MHz，因此放大电路的设计满足带宽限制。

当AR21、AR22性能一致时，输入级的差动输出及其差模增益只与差模输入电压相关，而其共模输出、失调及漂移均在R205两端相互抵消，因此电路具有良好的共模抑制能力，同时不要求外部电阻匹配。为了消除AR21、AR22偏置电流等的影响，通常取R201=R2011。另外，本电路还具有增益调节功能，调节R205可以改变增益而不影响电路的对称性。通过Multisim对光电差分放大电路进行仿真，仿真结果如图4～6所示。

由仿真结果可知V1out处电压脉冲值为76.6 mV，V2out处电压脉冲值为153.1 mV，经过差分放大后输出电压脉冲值为1.515 V，则认为光电差分放大电路可实现对差分光路的探测。

3 激光器调制频率和探测波长选择

3.1 激光调制频率选择

为了便于在示波器中观测并有利于后续电路处理，对半导体激光器的频率进行调制，使其输出方波信号，即利用信号发生器产生的调制信号去改变激光器的振荡参数，从而改变其输出特性。

在待测悬浮物颗粒质量浓度一定的情况下，随着激光光源调制频率的变化，会引起光信号接收装置（光电差分探测器）接收到的光信号改变，从而使光电差分探测器输出的电压信号发生变化。为了得到理想的探测信号，在实验之前，首先需要确定激光光源的调制频率。分析激光光源频率与光电差分探测器输出信号之间关系时，将探测光完全遮挡，通过改变激光光源的输出频率，得到光电差分探测器电压输出信号与频率的关系如图7所示。

由图可知，随着激光光源频率的升高，光电差分探测器输出信号会逐渐降低，在0～50 kHz范围内输出信号与光源频率呈线性关系，当激光频率达到50 kHz或者更大时，光电差分探测器输出的电信号发生骤降，因此50 kHz认为是探测器所能检测到激光信号的截止频率。最终实验中选择调制频率为100 Hz。

3.2 最佳探测波长选取

图8为BPX65光电二极管光谱响应曲线。BPX65作为光电探测器，具有光谱灵敏度高，响应速度快，频响范围宽的特点。为了获得较高的检测灵敏度，提高检测精度，分别针对405 nm、658 nm、780 nm这三种波长的可调制半导体激光器输出光通过物质后的散射特性做了测试。由于在绝大多数情况下，实验产生烟雾粒度成分及大小与实际测量时的烟雾颗粒成分及大小都是不相同的。不过一些典型应用场合下的烟雾颗粒成分及大小都会表现出共同的特征，因此可针对这些典型应用场合，分别进行标定，并将标定结果预置于测量电路之中。实验时选择对粒径为0.1～2 μm的烟雾粒子进行标定，经过后续检测可得出激光通过烟雾后所显现的共同特征。测试中物质的标准质量浓度由质量浓度标定仪给出。标定仪测量范围为0～500 mg/m3，测量精度为±1%。经过对烟雾质量浓度检测，分别得到了输出电压随质量浓度变化的关系，并对测试结果做了非线性拟合，如图9所示。

4 实验测量与分析

比较标定后激光差分探测系统的输出结果与标定仪器的输出结果，如图11所示，可以看到在较小质量浓度条件下，两曲线有明显偏离，而标准浓度超过6.95 mg/m3后，实测值与参考值非常接近。对于较小质量浓度条件下的偏离，应是较稀薄质量浓度与较高质量浓度对激光的不同散射规律所致。

其中，实线对应激光差分探测系统标定后的实测拟合结果，圆点对应标定仪器的结果以作参考。标准质量浓度超过6.95 mg/m3之后，激光差分探测系统输出相对于标定探测仪器输出的相对误差，如图12所示。

由实验结果可知，将粉尘仪测得的质量浓度值作为标准值，由光电差分探测器输出信号计算得到的质量浓度值作为实际测量值，实测质量浓度值与标准质量浓度值的相对误差可维持在12%之内。

因此，经过标定之后，激光差分探测系统可以对超过30 mg/m3的较高质量浓度的烟雾类气溶胶悬浮物实现相对误差在12%以内的质量浓度测量。

5 结 论

本文提出了一种基于激光差分探测技术的悬浮物质量浓度测量方法。通过对激光在悬浮物颗粒中传播时衰减原理的研究，获取了悬浮物颗粒质量浓度与光强衰减的关系，激光光源频率与响应度的关系以及激光器波长与探测器响应度的关系。通过标准气溶胶质量浓度测试仪对系统进行了标定，并以人工方式产生烟雾为实验媒质使用该系统进行悬浮物质量浓度测量，对超过30 mg/m3的较高质量浓度的烟雾类气溶胶悬浮物实现了相对误差在12%以内的质量浓度测量。经过适当的改进，该测量系统可用于烟雾、粉尘等空气悬浮颗粒含量的实时测量。

参考文献：

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