網(wǎng)格化大氣環(huán)境監(jiān)測智能型低功耗氣體傳感器
一
、 概述
近年來，空氣環(huán)境污染日益嚴(yán)重，*央、高度重視大氣污染防治，2013 年出臺《關(guān)于印發(fā)
大氣污染防治行動計劃的通知》（國發(fā)〔2013〕37 號）。提出大氣污染防治的總體要求、奮斗目標(biāo)和政策舉措。
其中明確指出要建立監(jiān)測預(yù)警應(yīng)急體系，妥善應(yīng)對污染天氣。各省市，各地區(qū)針對本地大氣特點(diǎn)和環(huán)境空氣污染
現(xiàn)狀，也制定了相應(yīng)的計劃，主要實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報預(yù)警體系的建立，突出重點(diǎn)、分類指導(dǎo)、多管齊下、科
學(xué)施策，把調(diào)整優(yōu)化結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化創(chuàng)新驅(qū)動和保護(hù)環(huán)境生態(tài)結(jié)合起來，用硬措施完成硬任務(wù)，確保防治工作早見成
效，促進(jìn)改善民生，培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。
某市隸屬河北省石家莊市，位于河北省西南部，從當(dāng)前情況下來看，某市地區(qū)的大氣污染形勢十分嚴(yán)峻。盡
管從 2006 年到 2013 年的 8 年時間里，空氣質(zhì)量為優(yōu)的天數(shù)除 2013 年以外整體呈不斷增加的趨勢，而在在 2013
年全年，空氣質(zhì)量為優(yōu)的天數(shù)為 0 天，而重度污染天數(shù)則達(dá)到了驚人的 86 天。2015 年，針對污染日益嚴(yán)重的趨
勢，河北省痛下決心鐵腕
“
治霾
”
，發(fā)布了《河北省大氣污染深入治理三年(2015
-
2017)行動方案》，對全省范圍內(nèi)
的大氣污染治理提出了更高的要求，石家莊市作為污染較嚴(yán)重的城市之
一
，面臨著緊迫而嚴(yán)峻的大氣污染治理形
勢。
表 1 某市 2006
～
2013 年空氣質(zhì)量等級分布
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
優(yōu) 5 16 26 35 30 32 58 0
良 210 186 191 213 269 281 261 37
輕度污染 48 47 52 41 36 39 34 167
中度污染 8 2 1 1 0 0 1 70
重度污染 3 0 0 0 0 0 0
二、 總體方案
在城市空氣污染治理中可以注意到三大突出的矛盾：
一
是大氣污染監(jiān)控的緊迫性與技術(shù)手段和管理模式的滯
后性矛盾突出；二是揚(yáng)塵污染源點(diǎn)多、面廣、線長與管理單位人手緊張的矛盾突出；三是揚(yáng)塵污染源監(jiān)控的環(huán)節(jié)
多、難點(diǎn)多與多部門聯(lián)合協(xié)同成本高、整治效果反復(fù)的矛盾突出。
針對以上源于現(xiàn)實(shí)中的問題，我們借鑒于的城市管理模式
——
網(wǎng)格化管理，從而將城市大氣污染監(jiān)測乃
至整個環(huán)保工程進(jìn)行網(wǎng)格化管理，也可以稱之為
“
互聯(lián)網(wǎng)＋環(huán)保
”
的形式。
網(wǎng)格化精準(zhǔn)監(jiān)測系統(tǒng)由不同大氣因子微型站、小型空氣監(jiān)測自動站和監(jiān)控軟件平臺等設(shè)備構(gòu)成，可對城市道
路交通、重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)企業(yè)等領(lǐng)域各類污染排放因子進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控管理，精確定位污染源排放點(diǎn)位及污染物排
放因子。
網(wǎng)格化管理圍繞燃煤污染、揚(yáng)塵及面源污染、工業(yè)污染、機(jī)動車污染等重點(diǎn)排放源，按照
“
分級負(fù)責(zé)、無縫
對接、全面覆蓋、責(zé)任到人
”
的原則，對全市空氣質(zhì)量形成網(wǎng)格化監(jiān)測，具體內(nèi)容如下：
1） 全縣按行政區(qū)劃共劃分 11 個網(wǎng)格區(qū)域，在各個網(wǎng)格內(nèi)建立自動化監(jiān)測設(shè)施，對沒有部署空氣質(zhì)量監(jiān)控
站點(diǎn)的網(wǎng)格，安裝部署空氣質(zhì)量自動連續(xù)監(jiān)測設(shè)備或儀器，保證每個網(wǎng)格內(nèi)至少具備 1 到 2 個空氣質(zhì)量監(jiān)控站點(diǎn)。
2） 根據(jù)功能規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)布局，對污染較為嚴(yán)重區(qū)域重點(diǎn)監(jiān)控，通過加強(qiáng)對重污染區(qū)域的監(jiān)測，全面獲取空
氣質(zhì)量污染物濃度、污染源等信息，為改善產(chǎn)業(yè)布局、提高空氣質(zhì)量的實(shí)施措施提供數(shù)據(jù)支撐。
3）不同類型重點(diǎn)污染源（包括工業(yè)企業(yè)、建筑揚(yáng)塵、沙石場、堆煤場、秸稈焚燒等無組織煙塵污染源排放）
要求安裝對應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，例如 CEMS、揚(yáng)塵、VOC 在線監(jiān)測裝置。
4） 所有的監(jiān)測設(shè)備或儀器全部劃歸統(tǒng)
一
管理，充分利用在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)
“
統(tǒng)
一
平臺，統(tǒng)
一
標(biāo)準(zhǔn)，
統(tǒng)
一
監(jiān)管
”
。明確工作任務(wù)和獎懲措施，每日、月、旬發(fā)布各級網(wǎng)格空氣質(zhì)量指數(shù) AQI 和排名，對排名落后的各
級網(wǎng)格負(fù)責(zé)人進(jìn)行約談和問責(zé)，敦促其落實(shí)好屬地管理責(zé)任。
通過在全縣區(qū)域內(nèi)構(gòu)建網(wǎng)格化監(jiān)測，建立動態(tài)高分辨率大氣污染源排放清單，清單空間精細(xì)到縣、鄉(xiāng)，時間
精細(xì)到季、月，根據(jù)污染源變化情況實(shí)時更新，并向社會公布；隨著數(shù)據(jù)的積累，通過云計算、模型分析等大數(shù)
據(jù)技術(shù)，構(gòu)建環(huán)境質(zhì)量與環(huán)境容量、排污總量之間的動態(tài)，挖掘環(huán)境數(shù)據(jù)應(yīng)用價值，為環(huán)境管理提供科學(xué)依
據(jù)；科學(xué)確定各市、縣的年、季、月污染物排放控制指標(biāo)，各地在總量控制的前提下，將排放權(quán)作為生產(chǎn)、建設(shè)、經(jīng)營的前置條件，進(jìn)行量化分解；對不同地區(qū)、不同時段、不同氣象條件下采取的減排調(diào)控政策、措施的實(shí)施效
果進(jìn)行定量分析評估，并指導(dǎo)行業(yè)、企業(yè)根據(jù)評估結(jié)果和既定的減排目標(biāo)，以小的減排代價達(dá)到的治污效
果，提高減排調(diào)控措施的可持久性。
三、 系統(tǒng)簡介
3.1 系統(tǒng)測量參數(shù)
SO2、NO2（NO/NOX）、PM10
現(xiàn)有三參數(shù)空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，主要反映
一
次污染；
CO
衡量大氣污染的重要標(biāo)志性污染物，可用來評價系統(tǒng)穩(wěn)定性；
O3
光化學(xué)煙霧的標(biāo)志，極易氧化氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化成細(xì)粒子；國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定污染物；
PM2.5、PM10
造成能見度降低（灰霾天氣）的元兇；已被 WHO、EPA 和 EU 等列入空氣評價指標(biāo)體系
3.2 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
整套系統(tǒng)由感知層、平臺層和應(yīng)用層 3 部分組成。其中，感知層由大密度布設(shè)的大型、小型監(jiān)測站組成，監(jiān)
測站監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送到平臺層，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和自動修正。
在應(yīng)用層，可實(shí)時顯示各監(jiān)測點(diǎn)位和整個區(qū)域的空氣質(zhì)量狀況，以及污染物濃度水平，并提供異常報警、區(qū)
域空氣質(zhì)量變化趨勢等多種服務(wù)業(yè)務(wù)。
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