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。     

大气网格化监测运行维护管理现状与展望

"十三五"期间,大气网格化监测快速发展,为环境精细化管理提供了技术支撑。由于其相对于国家环境空气质量自动监测标准站具有设备小型化、无站房、点站数量大、运维人员技术水平偏低、管理人员少等特点,难以应用已有标准站运行维护管理机制。该文以北京市大气PM_(2.5)网格化监测工作为例,回顾了我国在大气网格化监测领域开展的工作与现状,重点介绍运用质量管理思维建立的运行维护管理体系。根据目前我国大气污染防治形势,"十四五"期间大气网格化监测可以从提升设备性能、加强检定与质量控制等方面提升数据质量,通过多指标联合质控与审核等完善运维体系,运用大数据技术唤醒海量数据价值等方面持续开展研究,支撑O_3和PM_(2.5)协同控制。     

上海市机动车污染实时排放预警系统设计与应用

研究上海市机动车污染的动态排放测算和网格化动态排放清单构建,在实时的交通数据和交通环境监测数据的基础上,结合交通模型、机动车排放清单模型等业务模型和算法,依托大数据存储、可视化和GIS等技术,开发了上海市机动车污染物实时排放预警系统,实现了上海市全市道路的机动车动态排放测算、交通环境政策实施情景模拟和网格化排放清单,更新频率为每30 min一次,包含PM、NOx、CO、SO2、VOCs等污染物和9种车型。系统建成后直接服务于首届中国国际进口博览会,为大气污染排放实时总量跟踪评估、污染源管控措施分析及监测成因分析等提供了有力的实时数据和技术支撑。     

基于环境卫星CCD数据的黄海浒苔遥感监测

2007年以来,黄海海域每年夏季都发生大面积浒苔绿藻潮,影响沿岸人民的生活、生产。考虑到其分布范围动则几千、上万平方公里,水面监测很难实施,尝试利用遥感技术对其分布和发展变化情况进行监测。基于中国自主产权的环境卫星(HJ1)数据,采用经典植被指数算法和人工辅助判读方法,对2013年黄海浒苔暴发全过程进行了连续遥感监测,分析了此次浒苔过程的分布和漂移路线。监测结果表明,浒苔绿藻潮首发于江苏盐城东部海域,由南向北逐渐漂移,面积逐渐扩大,结束于青岛东北部海域;该期间,浒苔最大覆盖面积达663.54平方公里。     

湖南省生态环境遥感监测平台建设思考

简述了国内外遥感监测平台的发展现状,基于湖南省生态环境遥感监测现状进行了分析,指出遥感监测平台存在遥感监测与评估技术缺乏、监测能力薄弱以及监测网络建设不完善等问题。从平台建设架构出发,构建了数据平台,对卫星遥感数据、地面调查/监测资料、无人机航测数据进行管理、存储、分析等;业务平台,主要围绕水、气、土壤等整个生态环境监测体系开展相应的监测和管理,还可针对重点区域,环境督察等业务进行拓展;展示平台,主要是通过各种终端设备和硬件对各类业务进行可视化。提出发射独立高分遥感卫星、深化遥感监测应用研究、加强各部门协同合作等建议,以期为湖南省生态环境遥感监测平台建设与发展提供参考。     

地表水水质自动监测预警方法初探

基于目前我国地表水水质自动监测现状,初步探讨了地表水水质自动监测预警方法体系,提出了水质自动监测预警的整体技术路线,搭建基于突变型预警和渐变型预警的多种预警模型组框架,可以实现对单因子、多因子组合,趋势、状态等不同情况的异常水质数据进行预警,保证了预警的可靠性和准确性。通过实例分析,从水质自动监测数据集成、异常数据判定清洗、预警模型建立与运行、预警信息处理等方面介绍了水质自动监测预警的实现方法。     

大气监测时段优化布点技术研究

基于虚拟仪器技术的空气监测系统中电化学气体传感器价格昂贵且使用寿命短暂,文章利用多目标特征分析法对传感器监测时段进行布点,准确反映实时监测状况,减少传感器使用频率。     

传感器技术在环境空气监测与污染治理中的应用现状、问题与展望

大气环境污染物监测是建立污染源与环境污染关系的重要技术途径,也是大气综合治理决策所需数据的主要来源。近年来,空气质量精细化管理和污染源精准控制的需求逐渐增长,对监测技术提出了更高的要求。传感器技术作为空气质量监测标准方法的补充,是实现城市空气质量高时空分辨率测量的新手段。研究从传感器的原理及分类入手,通过综述其在环境空气质量监测、污染源监控管理、个人暴露风险评估等领域的应用,总结了传感器技术的研发进展、应用现状和存在问题,并提出其发展方向和前景。     

基于厚膜传感器的空气质量监测仪性能及应用研究

介绍了一种基于厚膜传感器技术,可同时测量NO2、O3、CO三个因子的空气质量监测仪器。深入研究了仪器的检测原理,并对仪器的质量保证及数据存储传输进行了详细介绍。最后对仪器的检测性能进行了对比分析,通过和常规点式仪器的对比表明,该仪器NO2、O3、CO三因子的检测性能能够满足实际监测要求。另外,该仪器还具有集成性好、安装调试方便等特点,因此,在道路交通监测等领域中有广泛的应用前景。     

基于信息资源规划的流域水环境数据中心设计与实践

由于跨界和跨部门等原因导致的流域水环境数据信息标准不一,无法有效共享、综合利用等问题,是目前水环境信息使用过程中的主要问题之一.基于信息资源规划理论,充分调研水环境监测管理、政府规划与决策、科学技术研究和社会公众使用等对水环境监测信息的需求,以太湖流域为例,分析与水环境相关各种数据资源,研究流域水环境信息的数据体系及数据库体系,设计并建立流域水环境数据中心,初步完成太湖流域水环境数据的管理、分析及共享服务平台设计,为流域水环境监测信息综合管理做出了示范.     

上海市工业区大气污染预警监测信息平台研究与设计

根据上海市工业区大气污染排放特征,在构建大气特征污染监控网络的基础上,搭建了工业区大气污染预警监测信息平台,并研究了适用于大气特征污染自动站的通信传输规范,确保数据联网和应用。平台设置了大气质量监控、大气数据管理、污染源一厂一档、大气质量分析评价、污染源溯源分析、应急监测数据管理、智能移动终端查询等7个子系统,可为上海市工业区大气污染预警和管控提供实时监测数据。     

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。     

唐山市环境空气TSP达标实施方案的研究

TSP是唐山市中心区大气污染的首要污染物,根据唐山市大气监测数据,对TSP的污染状况及污染物来源进行了全面的调查和分析,并依据唐山市大气污染控制多年的研究成果,结合国内外污染控制措施经济技术的进展,提出综合治理达标方案。     

LaSVM-based big data learning system for dynamic prediction of air pollution in Tehran

Due to critical impacts of air pollution, prediction and monitoring of air quality in urban areas are important tasks. However, because of the dynamic nature and high spatio-temporal variability, prediction of the air pollutant concentrations is a complex spatio-temporal problem. Distribution of pollutant concentration is influenced by various factors such as the historical pollution data and weather conditions. Conventional methods such as the support vector machine (SVM) or artificial neural networks (ANN) show some deficiencies when huge amount of streaming data have to be analyzed for urban air pollution prediction. In order to overcome the limitations of the conventional methods and improve the performance of urban air pollution prediction in Tehran, a spatio-temporal system is designed using a LaSVM-based online algorithm. Pollutant concentration and meteorological data along with geographical parameters are continually fed to the developed online forecasting system. Performance of the system is evaluated by comparing the prediction results of the Air Quality Index (AQI) with those of a traditional SVM algorithm. Results show an outstanding increase of speed by the online algorithm while preserving the accuracy of the SVM classifier. Comparison of the hourly predictions for next coming 24 h, with those of the measured pollution data in Tehran pollution monitoring stations shows an overall accuracy of 0.71, root mean square error of 0.54 and coefficient of determination of 0.81. These results are indicators of the practical usefulness of the online algorithm for real-time spatial and temporal prediction of the urban air quality.     

空气自动化监测系统质量控制图的改进

阐述了使用空气自动化监测系统质量控制图时存在的问题,给出了质控图绘制的改进方法.实例证明,改进的质控图可以根据仪器漂移情况确定仪器的校准周期;确定调节限时,根据仪器间的差异,降低仪器的调节限,可使测定结果准确可靠.     

The use of sensor arrays for environmental monitoring: interests and limitations

Continuous, in situ monitoring of air, water and land quality is fundamental to most environmental applications. Low cost and non-invasive chemical sensor arrays provide a suitable technique for in situ monitoring. Their ability and performance under realistic conditions is discussed in this paper. Published studies report promising results despite a number of limitations that are associated with both the technology itself and its application in ever changing ambient conditions. Early investigations include the analysis of single substances as well as odour and wastewater organic load monitoring. Reported applications typically highlight the sensitivity of the currently available sensors to changes in temperature, humidity and flow rate. Two types of approaches are recommended to deal with these effects: either working under fixed experimental conditions or measuring the external parameters to numerically compensate for their change. The main challenge associated with the use of non-specific sensor arrays lies in establishing a relationship between the measured multivariate signals and the standards metrics that are traditionally used for quality assessment of gas mixtures. For instance, odour monitoring requires calibration against olfactometric measurements while investigations of wastewater samples still need to be correlated with organic pollution parameters such as BOD, COD or TOC. On the other hand, results obtained in the field have demonstrated how sensor arrays can be readily used as simple alarm devices or as early warning systems based on a general air/water quality index.     

与我国环境管理对接的大气污染源排放清单分析

环境管理与大气污染源清单对接的基础是环境管理数据体系。选取京津冀大气污染传输通道"2+26"城市中的14个城市实施访谈与问卷调查,普遍认为大气污染源清单的主要用途为大气污染应急、预警以及污染源解析,但由于环境统计、污染源监测和排污许可三大环境管理数据体系差异较大,导致环境管理数据的行业和工艺过程针对性不强,无法满足污染源清单的需求。造成该问题的主要原因在于基层生态环境部门技术储备不足、污染源信息分散以及数据管理任务分工不明确。促进环境管理与大气污染源清单的对接,重点在于污染源数据定期更新和环境管理数据的一体化,应着重形成多部门数据共享、全面和全过程环境管理以及人才和技术保障机制。     

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。     

Real time remote monitoring of air pollutants and their online transmission to the web using internet protocol

Recent advances in both information and sensor technologies have enabled the development of Real Time Remote Monitoring (RTRM) capabilities for environmental management. An online and real time remote monitoring system for air pollution has been designed and installed at a traffic police station at Punjagutta in Hyderabad, India. The system is optimized using electrochemical sensors and a real time particulate matter analyzer. The system also monitors meteorological parameters such as temperature, humidity, rainfall, barometric pressure, wind speed and wind direction. The system periodically monitors both pollution and meteorological parameters at pre- programmed intervals of hr during peak periods and 1 hr during non peak periods of the day and continuously uploads to a predestinated web site (www.appcb.org/home.htm) using File Transfer Protocol. The web site renders a quick, simple and graphical display of air pollution levels and meteorological parameters and their significance to humans. The present paper highlights design considerations of a pollution monitoring system, system hardware and software requirements and practical limitations and future directions for real time remote monitoring of air pollution.