基于传感器的大气PM2.5高密度网格化监测技术及应用研究

基于光散射原理的PM_2.5传感器在近几年快速发展，中国、美国以及欧盟均发布了关于大气PM_2.5传感器使用的指南。传感器类PM_2.5设备受湿度、温度、颗粒物组成等影响，国内外相关应用重点集中在空气质量监测、预报预测、健康暴露评估及污染源精准识别等领域，中国在基于传感器的PM_2.5高密度网格化监测的设备研发、建设规模及应用等均走在世界前列。研究从PM_2.5传感器设备相关的原理、影响因素、性能指标，以及基于传感器形成的高密度网格化监测体系相关的标准规范、质控校准以及业务应用等方面进行了国内外资料调研，为传感器技术应用于大气精细化环境管理提供支撑。     

污染源监测信息管理系统开发与研究

针对污染源监测是环境保护工作中的重要内容,污染源监测数据是环境管理和执法的重要依据这一事实,从污染源监测的业务特点和用户需求、系统功能分析、系统设计和技术实现等几方面,分析并研究了污染源监测信息管理系统的特点和开发时解决的技术问题.     

美国空气质量监测的经验与启示

2013年9月10日，国务院发布《大气污染防治行动计划》，为当前和今后一个时期全国大气污染防治工作提供行动指南。近年来，中国空气质量监测工作发展迅猛，但新的空气质量管理目标对空气质量监测水平提出了更高的要求。为了加强中国空气质量监测能力，文章总结了美国空气质量监测四十多年的发展历程，介绍了美国系统谋划监测战略、合理布设监测网络、严格控制数据质量、开展污染组分分析、科学应用监测结果、积极推动公众参与等方面的经验，为中国发展和完善空气质量监测体系提供参考，为切实改善空气质量提供技术支持。     

对比分析法在环境空气质量预报业务中的应用

通过分析京津冀及周边区域环境空气质量预报的实际案例,从实时监测、污染源、大气条件以及数值预报模拟4个方面阐述了对比分析法在空气质量预报业务中的应用,帮助预报员比较类似污染源排放条件下的大气条件变化或者类似大气条件下的污染源变化,以便进一步开展量化分析。研究结果显示:利用时间同比、空间比较和大气条件对比的分析方法,能够判断在类似污染源排放和相似大气条件下,主要污染物的浓度水平、重污染发生、影响范围、持续时间、严重程度等污染特征以及污染物的水平传输影响等;采用污染源变化对比分析法,能够获得在类似大气条件下,污染源排放的减少或剧增对主要污染物浓度水平的影响程度;通过数值预报模式结果对比分析,能够获得在类似的污染源排放条件下,大气环流形势的稳定程度和变化情况,从而判断其对污染物浓度水平的影响。对比分析法是开展京津冀及周边区域环境空气质量预报业务中的重要环节,有利于持续提高空气质量预报的准确率,供全国空气质量预报员开展辖区空气质量预报时参考。     

浅析污染源监督监测工作的问题和对策

从监测数据应用的角度出发,分析了当前污染源监督监测工作存在的问题。提出,应明确环境监测法律地位,加强监测能力建设;及时调整工作思路,加强污染源监督监测力度;理顺污染源在线监测系统的投入和运营机制,加快污染源在线监控技术在监督监测中的应用;快信息技术在环境监测领域的推广和应用,提高污染源评价水平。     

城市空气污染分布不均匀特征分析

运用空气质量数据统计分析方法研究了广东省城市间空气污染的分布特征,同时以广州和佛山为例,根据主要工业污染源分布、常规监测站点监测数据及路边空气质量监测实验分析了城市内部空气污染分布特征。研究结果表明,城市间与城市内部的空气污染分布存在不均匀性,空气污染分布不均匀的特点使得少数监测站点的空气质量监测结果难以全面代表整个城市的空气质量。     

基于深度学习的空气质量预报方法新进展

空气质量预报与人们的日常生活密切相关,其基本思想是分析历史空气质量数据,发现其内在的时空相关性,结合未来气象信息以及污染源排放量,对未来的空气质量进行预测。目前,环境管理和社会公众服务对空气质量预报提出了长时间、多维度、高精度的预测要求,一些新型的空气质量预测方法仍处于起步探索阶段。近年来,随着人工智能的普及与推广(特别是云计算与大数据的发展),深度学习这项基于传统人工神经网络的技术被国内外研究者所重视。笔者对现有典型的空气质量预报方法进行了阐述,包括数值预测模型方法、统计预报模型方法、基于机器学习模型的预测方法等,并重点介绍了该领域最新进展:基于深度学习模型的预测方法,并在此基础上进行了总结与展望。     

污染源监督性监测数据元的构建研究

系统梳理了污染源监督性监测数据元的研究现状,提出了污染源监督性监测数据元的构建过程和体系指标,为制定污染源监督性监测数据元技术标准提供技术支持。通过污染源监督性监测数据元的构建,建立监测数据共享和应用的长效机制,实现污染源监督性监测信息的规范管理、交换与共享,为各级环保部门加强对污染源的监管和政府决策提供强有力的技术支持。     

美国加州南岸地区空气质量监测系统运行管理与借鉴

借鉴加州南岸空气质量监测管理经验（特别是运行管理模式）对于现阶段我国城市环境空气质量监测管理具有极高的参考价值。简要介绍了加州南岸空气质量管理局（ SCAQMD）的空气质量监测现状、监测网络布局、颗粒物采样方法和相关质量管理体系。对现行的环境空气质量指数、管理架构和PM2?5考核方法进行了综合比较，建议从4个方面借鉴SCAQMD经验：试行“空气质量管理区”模式；开展专项研究网络建设；逐步开展手工监测采样和颗粒物化学组分分析；提升数据挖掘水平，服务管理决策。     

空气质量监测网络发展现状与趋势分析

回顾和分析了国外发达国家和地区空气质量监测网络建设的历程、现状、发展趋势以及存在的不足,针对我国空气质量监测网络的现状和面临的挑战,探讨了我国空气质量监测网络建设的发展思路,并提出构建区域性空气质量监测网络的建议。     

流域水污染监测与溯源技术研究进展

水污染特征识别和溯源是实施水污染精准治污的关键一步,也是流域水污染防治工作的前提。该文概述了不同分析监测技术、传统溯源方法与人工智能在水污染监测与溯源中的应用进展。光谱分析由于灵敏度高、准确度好,在实现水污染快速监测中应用最为广泛。传统溯源方法在复杂多样的水污染事故中不能准确快速地确定其污染源类型,而人工智能技术由于可以解决动态环境问题中的不确定性和复杂性,能够准确、智能地识别水质特征和追踪污染源。将人工智能与传统技术相结合是流域水污染溯源的发展趋势。展望了人工智能在水污染溯源方面的应用前景,为实现流域水污染全面监管提供了新的思路。     

基于大数据分析的大气网格化监测质控技术研究

基于对现阶段中国环境空气的污染特征及监测手段进行分析,研究了如何采用传感器技术进行大气污染防治网格化监测。对标物校准、训化校准、自适应校准、传递校准等校准质控技术进行了充分研究并基于此建立了自主学习神经网络算法的校准体系。为解决传感器应用过程中零点漂移、温度和湿度漂移、时间漂移等问题,利用大数据、基因算法成功开发出了智能数据修正模型,实现了低成本、高稳定、具有相当精度且可自动化运行的网格化监测体系。     

大气污染物指纹系统构建及在污染溯源中的应用

基于污染物检测特征信息结合区域产业结构、企业布局等信息构建了大气污染物指纹系统,通过污染物检测特征信息构建的第一级指纹数据库实现了对大气特征污染物的识别和污染物应急处置措施的推送;通过污染源行业及其排放的特征污染物信息构建的第二级指纹数据库实现了产排污行业的溯源;通过企业及其产排污信息,结合气象条件构建的第三级指纹数据库实现了对产排污企业的溯源。基于大气污染物指纹数据库的污染溯源技术为突发环境污染事故中污染物质的识别和污染源的追踪提供了新途径。实际应用验证表明,大气污染物指纹系统污染溯源响应快速、识别精准,实现了大气污染物从监测、溯源到应急处置的全过程无缝衔接。     

山东省生态环境监测网络建设发展建议

介绍了山东省生态环境监测网络建设状况,“十三五”期间全省基本实现大气、水、土壤、噪声、生态、污染源等全覆盖,“十四五”初期优化调整了地表水、地下水、海洋、土壤等环境质量监测点位,加大了自动监测力度。通过分析当前全省监测网络建设中存在的覆盖不全面、技术不完善、服务不深入等问题,提出了环境质量监测、生态质量监测、污染源监测、应急监测等各要素的发展建议。     

支撑京津冀区域大气污染联防联控的大气监测体系构建

京津冀区域已成为全国大气污染最严重的地区之一,并且呈现出明显的区域性污染特征,加强区域间的环境合作,实施区域联防联控是解决京津冀区域大气污染问题的有效手段。对照《生态环境监测网络建设方案》的要求,目前京津冀区域大气监测体系还存在着监测网络不健全、监测项目覆盖不全面、监测新技术应用不足、质控体系不完善、信息产品供给与公众需求有差距等问题,与京津冀区域大气污染联防联控的要求不相适应。为全面提升京津冀区域大气监测体系对区域联防联控的技术支撑能力,亟需进一步完善京津冀区域的监测网络,增设传输研究、污染监控等特殊监测点位;逐步拓展监测项目,开展颗粒物化学组分和O_3前体物监测;加快遥感监测等立体监测技术在大气监测中的应用,全面分析污染物时空分布特征与传输规律;加强空气质量预报预警能力建设,为重污染天气应对提供技术支持;规范监测事权上收后的全过程质控体系,建立颗粒物标准方法比对和O_3量值传递质控机制;构建环境监测大数据平台,加强数据分析应用与信息公开。     

固定污染源监测体系发展回顾及"十四五"建议

党的十八大以来,特别是"十三五"时期我国固定污染源监测体系在管理制度、监测技术、信息平台、业务体系方面均取得了积极进展。但随着排污许可制度的全面实施,省以下环保机构监测监察执法垂改全面完成,减污降碳全面提级,我国固定污染源监测体系面临着专项制度不完善、自行监测数据质量监管压力大、基层执法监测高需求与低能力矛盾突出、减污降碳监测体系有待系统设计等突出问题。为了适应新形势下生态环境管理需求,建议:健全制度体系,研究制订《固定污染源监测管理办法》;完善技术体系和质控体系,加快快速、便携、智能化的污染源监测新技术体系及基于物联、信息技术的全流程、全链条质控体系的研究应用;优化业务体系,推动污染源执法监测与排污单位自行监测帮扶规范化和监测信息平台改造提升及应用。     

基于激光雷达走航车的大气污染物探测技术及其应用

大气气溶胶对人体健康环境和全球气候都有一定的影响,是大气污染的主要来源。为了提升空气质量,大气污染防治刻不容缓。把气溶胶探测激光雷达和测风激光雷达集成在车辆上,进行走航和扫描探测可获得立体的大气气溶胶时空变化状态图。以合肥和芜湖等地大气气溶胶探测为例,基于激光雷达走航车的探测数据,获得大气气溶胶消光系数时空分布图,搜寻污染物排放源和估算颗粒物的PM_2.5输送通量。由此可知,激光雷达走航式探测技术是获得大气污染立体图像便捷的、有效的方法,可为大气污染防治提供精准的科学依据,具有重要的应用价值。