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大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案范文第1篇

1．1我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

我國(guó)的環(huán)境監(jiān)測(cè)工作起步于20世紀(jì)50年代初期。至1980年改革開(kāi)放時(shí)，全國(guó)建成了300多個(gè)三級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，初步形成了系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)過(guò)30多年的快速發(fā)展，目前我國(guó)已建成國(guó)家、省、市、縣四級(jí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，擁有2300多個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站［1］，在防污減排、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)等方面，取得了重要的發(fā)展，顯著地提高了我國(guó)環(huán)境管理水平。環(huán)境監(jiān)測(cè)方法也從早期基于分析化學(xué)方法的污染源監(jiān)測(cè)階段步入多源環(huán)境監(jiān)測(cè)階段。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測(cè)手段也有了新的發(fā)展。目前環(huán)境監(jiān)測(cè)手段，正由經(jīng)典化學(xué)分析向高精密儀器分析方向發(fā)展，并由微量分析（0．01％～1％）發(fā)展到痕量（＜0．01％）［2］；由傳統(tǒng)的人工采樣、實(shí)驗(yàn)室分析，向智能化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化的監(jiān)測(cè)分析方向發(fā)展，并積極引入了先進(jìn)的遙感、電子、光學(xué)等高新技術(shù)。監(jiān)測(cè)范圍也從狹義的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)，向包括職業(yè)健康等各領(lǐng)域監(jiān)測(cè)方向發(fā)展，以科學(xué)地跟蹤對(duì)人類(lèi)和環(huán)境有影響的各種物質(zhì)的含量，準(zhǔn)確、及時(shí)、全面地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃等提供科學(xué)依據(jù)，切實(shí)地改善和提高人類(lèi)的生存環(huán)境。

1．2存在的問(wèn)題及研究意義

環(huán)境監(jiān)測(cè)是掌握環(huán)境質(zhì)量狀況和發(fā)展趨勢(shì)的重要手段，是科學(xué)管理環(huán)境和環(huán)境執(zhí)法監(jiān)督的基礎(chǔ)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可以描述和表征環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀和變化規(guī)律，并預(yù)測(cè)環(huán)境質(zhì)量的發(fā)展趨勢(shì)；可以搞清污染物種類(lèi)和分布狀況，明確污染物的污染途徑，預(yù)測(cè) 污染的發(fā)展趨勢(shì)，分析可能出現(xiàn)的主要環(huán)境問(wèn)題，為環(huán)境管理提供經(jīng)過(guò)綜合分析評(píng)價(jià)的環(huán)境數(shù)據(jù)和信息；同時(shí)各類(lèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也是制定環(huán)境政策、法律、環(huán)境管理規(guī)定和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)依據(jù)。然而，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求提高，我國(guó)環(huán)境部門(mén)多年沿用的經(jīng)驗(yàn)布點(diǎn)、表格評(píng)價(jià)法已不能滿足發(fā)展的需要。簡(jiǎn)單的測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)方法，樣品采集工作量大，數(shù)據(jù)難以較科學(xué)、全面地反映污染狀況，評(píng)價(jià)分析結(jié)果不能有效地揭示企業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境影響的變化規(guī)律和潛在的環(huán)境重大危險(xiǎn)污染源。改進(jìn)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)方法成為當(dāng)前環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的迫切需要［3］。合理地采集數(shù)據(jù)是環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，而科學(xué)地設(shè)計(jì)采點(diǎn)是其核心關(guān)鍵。環(huán)境監(jiān)測(cè)內(nèi)容多、范圍廣，全面監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)龐大，而憑經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，或會(huì)顧此失彼，而一旦忽略一些重點(diǎn)的測(cè)點(diǎn)，則不能全面、準(zhǔn)確地反映環(huán)境質(zhì)量狀況，更不宜于客觀的評(píng)價(jià)。應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的抽樣調(diào)查方法，通過(guò)科學(xué)地設(shè)計(jì)分析監(jiān)測(cè)樣本，從總體中按抽樣調(diào)查方法，合理選取部分測(cè)點(diǎn)為樣本，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果科學(xué)地分析和評(píng)價(jià)總體，既可有效地減少監(jiān)測(cè)工作量，又可科學(xué)地提高監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)質(zhì)量［4］。傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法只對(duì)是否符合標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，未對(duì)潛在危險(xiǎn)源進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，很容易忽視潛在的重大危險(xiǎn)源，誘發(fā)較大的環(huán)境質(zhì)量問(wèn)題。因此在環(huán)境評(píng)價(jià)時(shí)，不僅應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)作常規(guī)檢查，同時(shí)，應(yīng)深入分析重要危險(xiǎn)源的發(fā)展規(guī)律，及其危險(xiǎn)性，這樣才便于針對(duì)性地管理，有效減少環(huán)境質(zhì)量事故。因此，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)方法的改進(jìn)，有積極重要的意義。

2基于抽樣法的監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)主要包括水環(huán)境監(jiān)測(cè)、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)與土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)3部分，其中又包括常規(guī)項(xiàng)目、特定項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目3個(gè)方面的內(nèi)容。對(duì)高危企業(yè)，由于危害元素多、范圍廣，選測(cè)項(xiàng)目需要布設(shè)的測(cè)點(diǎn)數(shù)量龐大，有時(shí)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)前2個(gè)子項(xiàng)的測(cè)點(diǎn)數(shù)，因此需要科學(xué)地設(shè)計(jì)。通常大型高危企業(yè)需要布設(shè)上萬(wàn)個(gè)測(cè)點(diǎn)，才能滿足要求，才能全面反映企業(yè)的環(huán)境質(zhì)量狀況。顯然，按目前的監(jiān)測(cè)手段是難以完成的。本文按數(shù)理統(tǒng)計(jì)抽樣調(diào)查方法，科學(xué)地選擇樣本，設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采樣點(diǎn)，不僅可大大減少測(cè)點(diǎn)，提高測(cè)試效率，并可實(shí)現(xiàn)科學(xué)采集與科學(xué)評(píng)價(jià)的目的。根據(jù)抽樣調(diào)查方法原理，常規(guī)項(xiàng)目測(cè)點(diǎn)采用系統(tǒng)抽樣法設(shè)計(jì)，將監(jiān)測(cè)總體各功能區(qū)按一定標(biāo)志或次序排列成規(guī)律圖形，然后按一定的距離間隔設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。選測(cè)項(xiàng)目涉及內(nèi)容較多，應(yīng)在查閱以往環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、研究企業(yè)生產(chǎn)危險(xiǎn)特征的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理地選定待測(cè)項(xiàng)目。對(duì)分布有規(guī)律的，采用系統(tǒng)抽樣法設(shè)計(jì)，其余則采用分層抽樣法設(shè)計(jì)。特定項(xiàng)目主要是針對(duì)已確定的污染源核定復(fù)查，可采用整群抽樣和分層抽樣結(jié)構(gòu)的方法設(shè)計(jì)。

2．1水環(huán)境監(jiān)測(cè)抽樣設(shè)計(jì)

（1）監(jiān)測(cè)對(duì)象。水環(huán)境調(diào)查區(qū)域范圍為88km2，按水庫(kù)、河流、灌渠、水塘等地表水形態(tài)與地理位置不同，分為5個(gè)功能區(qū)。常規(guī)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為pH、COD，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為Cd、Pb、Zn和Cr重金屬。本次設(shè)計(jì)未考慮特定項(xiàng)目和選測(cè)項(xiàng)目。（2）監(jiān)測(cè)抽樣設(shè)計(jì)。對(duì)灌渠、水塘、河流功能區(qū)，主要采用平面系統(tǒng)抽樣設(shè)計(jì)，設(shè)置2～3個(gè)分層抽樣。按水源與污染源的方向，采用黃金分割率（0．62／0．50／0．38／0．19）的方法設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)間距。對(duì)水庫(kù)采用立體系統(tǒng)抽樣與分層抽樣結(jié)合的方法設(shè)計(jì)，并按污染源分布方向，采用黃金分割率方法設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)間距。

2．2大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)抽樣設(shè)計(jì)

（1）監(jiān)測(cè)對(duì)象。大氣環(huán)境調(diào)查平面范圍為88km2，最大監(jiān)測(cè)空間高度為6m。常規(guī)監(jiān)測(cè)基本項(xiàng)目為總懸浮顆粒物（TSP）、顆粒物（PM10），重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為Cd、Pb重金屬。（2）監(jiān)測(cè)抽樣設(shè)計(jì)。不再細(xì)分功能區(qū)，而是以污染源（礦山）為中心，以雷達(dá)輻射方式，按系統(tǒng)抽樣方法與黃金分割率設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)。設(shè)計(jì)3條監(jiān)測(cè)輻射線，輻射線夾角為60°，每條輻射線長(zhǎng)5～10km。按黃金分割率由近至遠(yuǎn)布設(shè)測(cè)點(diǎn)。每條輻射線布置8個(gè)測(cè)點(diǎn)。在靠近污染源處，在監(jiān)測(cè)空高6m的高度上增設(shè)4個(gè)測(cè)點(diǎn)。共布設(shè)28個(gè)大氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)?？紤]風(fēng)流對(duì)大氣質(zhì)量的影響，處于污染源風(fēng)流上方，基本測(cè)距增加一倍，測(cè)點(diǎn)減少一個(gè)；風(fēng)流下方，基本測(cè)距離不變，測(cè)點(diǎn)增加一個(gè)。其它兩個(gè)方向測(cè)點(diǎn)數(shù)不變，基本測(cè)距按插值法調(diào)整。

2．3土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)抽樣設(shè)計(jì)

（1）監(jiān)測(cè)對(duì)象。土壤環(huán)境調(diào)查區(qū)域范圍為31683畝，按耕地、林地、山地不同，分為3個(gè)功能區(qū)。其中，耕地為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)。常規(guī)監(jiān)測(cè)的基本項(xiàng)目為pH、CEC，重點(diǎn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為Pb、Cd、Zn、Hg和As重金屬。（2）監(jiān)測(cè)抽樣設(shè)計(jì)。耕地測(cè)點(diǎn)網(wǎng)格為300m×300m，采用等距網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)抽樣法設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)。共設(shè)計(jì)282個(gè)測(cè)點(diǎn)。林地、山地按污染源方向，采用矩形黃金分割率和系統(tǒng)抽樣法設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)。林地基本測(cè)距500m，共設(shè)計(jì)112個(gè)測(cè)點(diǎn)，山地基本測(cè)距800m，共設(shè)計(jì)82個(gè)測(cè)點(diǎn)。

3環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

3．1水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）評(píng)價(jià)方法。水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)采用單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)法，其公式如下：Pi＝Ci／Si式中：Pi———第i種污染物的污染指數(shù)；Ci———第i種污染物監(jiān)測(cè)值，mg／L；Si———環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)值，mg／L。（2）水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。5個(gè)調(diào)查區(qū)域的地表水按不同特征分河水、水庫(kù)水和農(nóng)田灌溉水。

3．2大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果與評(píng)價(jià)

大氣常規(guī)項(xiàng)目中的重點(diǎn)與基本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)。3．3土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)（1）評(píng)價(jià)方法。耕地、林地和山地的土壤環(huán)境質(zhì)量均采用單因子指數(shù)法，按國(guó)家《食用農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（HJ／T332－2006）的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)。（2）土壤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析。評(píng)價(jià)區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及其污染指數(shù)。

4環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與重大隱患源分析

4．1環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。從表2、表3和表4可看出，調(diào)查區(qū)地表水質(zhì)量基本符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）規(guī)定的Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)要求。水中的重金屬含量呈現(xiàn)越靠近污染源（礦山）越高的趨勢(shì)，其中，在靠近污染源的檢測(cè)點(diǎn)，水中鋅的含量較其它測(cè)點(diǎn)高7倍，盡管仍在允許范圍中，但仍需加強(qiáng)觀察。（2）大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。從表5可看出，調(diào)查區(qū)內(nèi)，大氣質(zhì)量基本符合項(xiàng)目《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095－2012）二類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)要求，但鎘含量嚴(yán)重超標(biāo)，超過(guò)倍數(shù)高達(dá)1．8倍，需要加強(qiáng)污染源粉塵治理。（3）土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。從表6可看出，調(diào)查區(qū)內(nèi)土壤受到重金屬嚴(yán)重污染，其中Cd、Pb、Zn、Hg金屬污染指數(shù)分別高達(dá)3．43，2．52，1．59，1．30。土壤環(huán)境質(zhì)量存在嚴(yán)重的問(wèn)題，必須嚴(yán)格防范控制。

4．2重大危險(xiǎn)源與健康風(fēng)險(xiǎn)分析

（1）重大危險(xiǎn)源分析。通過(guò)上述評(píng)價(jià)分析，調(diào)查區(qū)內(nèi)影響環(huán)境質(zhì)量的危險(xiǎn)源見(jiàn)表7。危險(xiǎn)級(jí)別按危險(xiǎn)指數(shù)，結(jié)合壽命損失率確定［5］。從表7中可看出，Cd為重大危險(xiǎn)源，必須按國(guó)家有關(guān)重大危險(xiǎn)源的規(guī)定進(jìn)行管理。

4．3防治措施與建議

調(diào)查區(qū)受礦山重金屬污染嚴(yán)重，尤其是鎘、鉛等重金屬在大氣與土壤中嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)環(huán)境質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響，盡管尚未構(gòu)成健康威脅，但為防范進(jìn)一步的惡化，必須及時(shí)治理。重金屬污染防治是一個(gè)系統(tǒng)的工程，需要從多方面進(jìn)行治理，相關(guān)防治措施與建議如下：（1）制定綜合治理方案，組織各方面的力量進(jìn)行綜合整治，采取強(qiáng)有力的措施，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量；（2）強(qiáng)化環(huán)境監(jiān)管，進(jìn)一步削減礦山污染物排放。督促礦山嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，確保污染治理設(shè)施和在線監(jiān)控設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)污染物合理達(dá)標(biāo)排放，采取有效隔離措施防止污染物通過(guò)各種途徑進(jìn)入周邊環(huán)境和地下水；（3）調(diào)查區(qū)重度污染耕地不再作為基本農(nóng)田，調(diào)作它用，對(duì)輕度、中度污染的耕地，實(shí)施污染治理修復(fù)。

5結(jié)論

大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案范文第2篇

環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警是化工園區(qū)環(huán)境管理工作中的熱點(diǎn)與挑戰(zhàn)。在園區(qū)科學(xué)規(guī)劃環(huán)境管理、建立包含氣體泄漏檢測(cè)與修復(fù)（LDAR）管理系統(tǒng)、大氣環(huán)境監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)和應(yīng)急救援系統(tǒng)在內(nèi)的大氣環(huán)境管理平臺(tái)，是園區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量控制、預(yù)防環(huán)境污染事件的重要前提。同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)園區(qū)可持續(xù)發(fā)展、保障生產(chǎn)安全和人員健康的有效途徑。

關(guān)鍵詞：

泄漏檢測(cè)與修復(fù)；監(jiān)控與預(yù)警；應(yīng)急救援

化工園區(qū)在為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供動(dòng)力，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)的同時(shí)，也面臨著重大的環(huán)境和安全風(fēng)險(xiǎn)。密集的化工企業(yè)所生產(chǎn)和使用的高危險(xiǎn)化學(xué)品、排放出的大量污染物，進(jìn)入大氣中，其影響范圍之廣、危害之大，致使園區(qū)面臨嚴(yán)重的環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)[1-3]，甚至于時(shí)常導(dǎo)致化工行業(yè)的污染事故和污染糾紛的發(fā)生[4]。園區(qū)在日常環(huán)境管理工作中也存在著重大的挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是在園區(qū)聚集著大量的潛在風(fēng)險(xiǎn)源，在其“運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用”的動(dòng)態(tài)管理過(guò)程中須輔以實(shí)施LDAR技術(shù)，實(shí)現(xiàn)針對(duì)環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)預(yù)判；二是園區(qū)環(huán)境污染的來(lái)源面廣、園區(qū)環(huán)境質(zhì)量在線監(jiān)控存在工作量大、復(fù)雜，須建立科學(xué)系統(tǒng)的監(jiān)控預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)大氣質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控；三是缺乏有效的第三方應(yīng)急救援力量，協(xié)助環(huán)境管理部門(mén)對(duì)環(huán)境污染應(yīng)急事故進(jìn)行有效管理和及時(shí)處置，實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生對(duì)人的健康影響和環(huán)境污染最小化[5]。

1LDAR技術(shù)在園區(qū)環(huán)境管理中的應(yīng)用

泄漏檢測(cè)與修復(fù)（LDAR）是指對(duì)工業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程揮發(fā)性有機(jī)物物料逸散、泄漏進(jìn)行控制的系統(tǒng)工程。我國(guó)自2010年將VOCs納入防控重點(diǎn)以來(lái)，不斷完善與LDAR技術(shù)改造相關(guān)的法律法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前各省市開(kāi)始逐步制定LDAR技術(shù)指南、揮發(fā)性氣體無(wú)泄漏檢測(cè)規(guī)程和相應(yīng)的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。LDAR技術(shù)本著“源頭控制、預(yù)防優(yōu)先、防治結(jié)合、綜合治理、總量控制、持續(xù)改進(jìn)”的原則，為實(shí)現(xiàn)提升污染管控能力、推動(dòng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步、促進(jìn)空氣質(zhì)量改善的目標(biāo)提供切實(shí)有效的途徑。

1.1LDAR技術(shù)原理LDAR技術(shù)在完善無(wú)泄漏裝置檢查合格標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，以泄漏零容忍為目標(biāo)，積極開(kāi)展LDAR工作，利用專業(yè)在線查漏檢測(cè)設(shè)備，加大檢查力度，確保實(shí)現(xiàn)“查漏-修復(fù)-消漏”三個(gè)環(huán)節(jié)的管控]。LDAR主要分為五個(gè)步驟：泄漏點(diǎn)定位、定義泄漏濃度、監(jiān)測(cè)組件、修復(fù)泄漏組件以及記錄保存]。主要應(yīng)用SDT超聲波、便攜式有毒揮發(fā)氣體、FLUKE紅外熱像儀等檢測(cè)方法。

1.2LDAR技術(shù)應(yīng)用意義實(shí)施LDAR技術(shù)的意義在于：⑴減少產(chǎn)品和物料損失；⑵提高操作人員和裝置安全性；⑶優(yōu)化設(shè)備生產(chǎn)效率；⑷降低環(huán)境污染；⑸提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。LDAR技術(shù)在美國(guó)、歐盟等國(guó)家已經(jīng)廣泛實(shí)施，在安全事故預(yù)防、大氣環(huán)境管理、人員健康保障等工作中成效顯著-。

2監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)在大氣環(huán)境管理中的應(yīng)用

2.1大氣環(huán)境監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)監(jiān)控與預(yù)警體系的目標(biāo)是通過(guò)構(gòu)建涵蓋企業(yè)污染源、園區(qū)邊界和周邊敏感點(diǎn)等在內(nèi)的，點(diǎn)-線-面結(jié)合的數(shù)字化在線監(jiān)控體系，輔助以人工例行監(jiān)測(cè)、不定期抽查和應(yīng)急監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段，建立各類(lèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)儲(chǔ)備份數(shù)據(jù)庫(kù)，為PC客戶端、移動(dòng)APP提供數(shù)據(jù)支持與服務(wù)。在梳理園區(qū)內(nèi)企業(yè)主要污染物的排放情況，篩選特征污染物，識(shí)別重點(diǎn)企業(yè)和風(fēng)險(xiǎn)源的基礎(chǔ)上，結(jié)合園區(qū)周邊敏感區(qū)分布情況、現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和環(huán)境管理現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)包含在線監(jiān)測(cè)、手工監(jiān)測(cè)、流動(dòng)監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng)目標(biāo)、預(yù)警系統(tǒng)模擬技術(shù)在內(nèi)的大氣環(huán)境監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。通過(guò)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)對(duì)園區(qū)大氣污染的有效合理控制，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的預(yù)警目標(biāo)：⑴給出每一個(gè)污染源排放的影響程度和影響范圍；⑵給出未來(lái)污染超標(biāo)的可能性；⑶明確超標(biāo)污染的來(lái)源；⑷給出突發(fā)事件的應(yīng)急疏散方案。

2.2大氣環(huán)境質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)化工園區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量，判斷是否符合國(guó)家制定的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，需要將建立的大氣監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)共享接入相應(yīng)的平臺(tái)。收集并積累大氣環(huán)境本底值及其變化趨勢(shì)的數(shù)據(jù)，對(duì)于大氣環(huán)境監(jiān)控預(yù)警很有必要。

2.3氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的氣象場(chǎng)數(shù)據(jù)能夠?yàn)榇髿饽Ｐ偷倪\(yùn)行提供大氣擴(kuò)散的背景驅(qū)動(dòng)，氣象數(shù)據(jù)從地方氣象局獲得。

2.4特征污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)建立特征污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)園區(qū)有毒有害的泄漏。在篩選出的重點(diǎn)企業(yè)和特征污染物的基礎(chǔ)上，在部分影響大、風(fēng)險(xiǎn)高的重點(diǎn)企業(yè)建立在線監(jiān)控系統(tǒng)。

2.5特征污染物手工監(jiān)測(cè)手工監(jiān)測(cè)是自動(dòng)監(jiān)測(cè)的重要補(bǔ)充。針對(duì)地域面積大、化工企業(yè)眾多的園區(qū)，能夠有效節(jié)省運(yùn)行成本和提高工作效率。對(duì)于其他重點(diǎn)企業(yè)污染源、邊界和敏感點(diǎn)，形成規(guī)范的人工監(jiān)測(cè)制度，并按時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)輸入監(jiān)控系統(tǒng)備查。

3應(yīng)急救援

應(yīng)急救援中心為滿足“平戰(zhàn)結(jié)合”需要，即首先滿足對(duì)各級(jí)各類(lèi)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源的日常監(jiān)管，主要以預(yù)防性監(jiān)控預(yù)警為主，結(jié)合“三同時(shí)”和環(huán)境評(píng)價(jià)對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，建立區(qū)域環(huán)境安全評(píng)估體系，完成應(yīng)急預(yù)案的建立、評(píng)價(jià)、演練和修訂。其次滿足應(yīng)急指揮需要，即當(dāng)突發(fā)性環(huán)境事件發(fā)生后，環(huán)境管理部門(mén)能用其實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境應(yīng)急事件的指揮、調(diào)度、勘察、決策、響應(yīng)、聯(lián)絡(luò)、處置等一系列有序管理，切實(shí)保護(hù)人員、財(cái)產(chǎn)和環(huán)境。

3.1風(fēng)險(xiǎn)源管理子系統(tǒng)該系統(tǒng)包含企業(yè)內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)源的基本信息、主要產(chǎn)品、生產(chǎn)區(qū)、儲(chǔ)罐區(qū)、廢氣污染物產(chǎn)生和排放、廢氣處理設(shè)施基本情況、固定風(fēng)險(xiǎn)源、移動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)源、危險(xiǎn)品臺(tái)賬的管理、以及以上信息的批量遞交審核功能。

3.2應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)該系統(tǒng)包括應(yīng)急救援物資、應(yīng)急救援設(shè)施、應(yīng)急救援隊(duì)伍、應(yīng)急救援專家等。

3.3事故預(yù)警技術(shù)支持子系統(tǒng)該系統(tǒng)包括園區(qū)大氣環(huán)境預(yù)警模塊、事故風(fēng)險(xiǎn)防范措施、健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)、應(yīng)急及預(yù)防知識(shí)、危險(xiǎn)化學(xué)品手冊(cè)、法律法規(guī)查詢和案例庫(kù)維護(hù)和查詢等。

3.4事故救援決策子系統(tǒng)該系統(tǒng)包括接警、事故識(shí)別、快速出警調(diào)動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查報(bào)告、應(yīng)急監(jiān)測(cè)管理、應(yīng)急監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布局、應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理、啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案、應(yīng)急響應(yīng)級(jí)別確認(rèn)、應(yīng)急救援力量調(diào)度、事故跟蹤模塊的開(kāi)發(fā)，與GIS的交互操作，事故影響分析、事故報(bào)告生成等功能。

4園區(qū)大氣環(huán)境管理平臺(tái)建設(shè)

4.1設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則通過(guò)靈活的數(shù)據(jù)采集和解析過(guò)程、污染物數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)和Windows文件監(jiān)控服務(wù)，基于FileDependency技術(shù)，對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)、解析、存儲(chǔ)和預(yù)警，平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控污染物采集設(shè)備的數(shù)據(jù)變化，并給予事件回調(diào)等技術(shù)方式，自動(dòng)轉(zhuǎn)入下一步的數(shù)據(jù)解析及處理階段。實(shí)現(xiàn)大氣污染實(shí)時(shí)化智能報(bào)警和形象展示。

4.2平臺(tái)設(shè)計(jì)層次平臺(tái)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括用戶界面層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)處理層。用戶界面層是用于顯示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù)，為用戶提供形象的圖形化數(shù)據(jù)展示、連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)畫(huà)播放和特殊文件打開(kāi)的一種交互式操作的界面。業(yè)務(wù)邏輯層是通過(guò)使用相關(guān)的業(yè)務(wù)處理模塊，為用戶界面層提供服務(wù)，其服務(wù)方式有兩種：一是為用戶界面數(shù)據(jù)展示提供相關(guān)數(shù)據(jù)；二是把用戶發(fā)送的指令向底層傳遞。它起到了數(shù)據(jù)交換中承上啟下的作用，對(duì)于數(shù)據(jù)訪問(wèn)層而言，它是調(diào)用者；對(duì)于表示層而言，它卻是被調(diào)用者。依賴與被依賴的關(guān)系都糾結(jié)在業(yè)務(wù)邏輯層上，如何實(shí)現(xiàn)依賴關(guān)系的解耦，則是本平臺(tái)的一個(gè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理層主要是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)，為業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)支撐，為平臺(tái)的整體的性能提升提供技術(shù)支撐。

4.3平臺(tái)功能內(nèi)容本平臺(tái)共分為8大子系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，分別為污染物數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)、三維GIS系統(tǒng)、環(huán)境APP、值守班系統(tǒng)、信息更新與維護(hù)，涵蓋了從污染數(shù)據(jù)采集及處理，到特征污染物實(shí)時(shí)監(jiān)控，再到園區(qū)邊界環(huán)境監(jiān)控及應(yīng)急指揮與處置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)特征污染物、企業(yè)工況的實(shí)時(shí)監(jiān)督與管理，做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早處置。

5結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前化工園區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境安全并重，對(duì)園區(qū)環(huán)境治理、質(zhì)量控制、事故預(yù)防等提出了新的更高要求。在環(huán)境管理中將LDAR技術(shù)、監(jiān)控預(yù)警技術(shù)、應(yīng)急救援技術(shù)進(jìn)行整合，建設(shè)“三位一體”的綜合平臺(tái)，對(duì)園區(qū)環(huán)境質(zhì)量實(shí)行全面管理將成為園區(qū)環(huán)境與安全管理的新趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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[4]楊明森.重大突發(fā)環(huán)境事件特點(diǎn)及原因.中國(guó)環(huán)境年鑒,2010.

大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)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.

關(guān)鍵詞： 環(huán)境空氣質(zhì)量；自動(dòng)監(jiān)測(cè)；優(yōu)化布點(diǎn)

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

中圖分類(lèi)號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）23-0009-02

0 引言

城市與區(qū)域大氣污染形勢(shì)日益嚴(yán)峻，要掌握環(huán)境空氣質(zhì)量的現(xiàn)狀與變化趨勢(shì)，就必須開(kāi)展環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)[1]。以盡可能少的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位代表盡可能完整的空氣質(zhì)量，環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)及優(yōu)化是環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)非常重要的研究?jī)?nèi)容。

1 環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的基本步驟

環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)及優(yōu)化的基本步驟分為：確定監(jiān)測(cè)目標(biāo)、劃定監(jiān)測(cè)范圍、歷史資料與數(shù)據(jù)的收集、確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的類(lèi)型、數(shù)量與代表范圍、監(jiān)測(cè)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的管理與優(yōu)化。

2 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)布點(diǎn)優(yōu)化的基本原則

代表性：城市環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)需能客觀、真實(shí)、全面地反映所在區(qū)域的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況。

完整性：城市環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)城市點(diǎn)應(yīng)考慮城市自然地理、能源結(jié)構(gòu)、氣象等綜合環(huán)境因素，考慮工業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口分布等社會(huì)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，在整體布局上反映城市主要功能區(qū)和主要大氣污染源的空氣現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)，合理布局，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間相互協(xié)調(diào)。

前瞻性：兼顧未來(lái)城鄉(xiāng)空間格局變化趨勢(shì)以及城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃考慮監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)。

針對(duì)性：堅(jiān)持環(huán)境管理需求優(yōu)先原則，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是各項(xiàng)工作的基本依據(jù)，包括評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量、污染物排放狀況和各級(jí)政府環(huán)境保護(hù)工作成效等。因此，城市環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)位的設(shè)置應(yīng)優(yōu)先滿足環(huán)境管理的需求。

連續(xù)性：為了保持監(jiān)測(cè)資料的連續(xù)性和可比性，原則上點(diǎn)位一經(jīng)確認(rèn)，不應(yīng)變更，除非有不滿足規(guī)范的理由。

經(jīng)濟(jì)成本最優(yōu)：資源和能源的不合理使用造成了環(huán)境污染，影響了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的有序健康發(fā)展，環(huán)境問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。同時(shí)，在決定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位時(shí)，還需要考慮現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，交通是否方便、電力是否具備、周邊環(huán)境是否有干擾等。

調(diào)整優(yōu)化后的城市評(píng)價(jià)點(diǎn)位能夠代表城市行政區(qū)劃改變后的污染水平，反映新的監(jiān)測(cè)覆蓋區(qū)域和功能區(qū)，確保能客觀反映城市區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量狀況、污染物特征及分布規(guī)律，能全面評(píng)估區(qū)域污染水平及污染發(fā)展趨勢(shì)。點(diǎn)位的調(diào)整要綜合考慮點(diǎn)位布設(shè)等具體實(shí)施工作的可行性，做到監(jiān)測(cè)點(diǎn)位理論上優(yōu)化、技術(shù)上可行、采樣相對(duì)方便、立足當(dāng)前兼顧發(fā)展。

3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的確定

監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)目設(shè)置是一個(gè)與精度要求和經(jīng)濟(jì)投資相關(guān)的效益函數(shù)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)范圍大小、污染物的空間分布特征、人口分布密度、氣象、地形、經(jīng)濟(jì)條件等因素綜合考慮確定。在實(shí)際應(yīng)用中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的數(shù)目的多少即對(duì)應(yīng)著人力財(cái)力的投入量，因此監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)范圍大小、污染物的空間分布特征、人口分布及密度、氣象、地形及經(jīng)濟(jì)條件等因素綜合考慮。

目前針對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)目的確定主要以定性方法為主，也有人提出一些定量方法，但是由于這些定量方法在建模過(guò)程中使用到一些理想化假設(shè)條件，往往限制了其應(yīng)用范圍，一般只能作為一個(gè)參考，還需綜合考慮其他因素。

最優(yōu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量的確定，要求控制監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的數(shù)量，但同時(shí)保證足夠的信息量，同時(shí)也要注意盡可能避免信息重復(fù)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)目的確定，需要綜合考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展條件，大氣污染物現(xiàn)狀等多方面的因素。

目前有基于人口數(shù)量、污染程度和面e、功能區(qū)等方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的確定。歐洲環(huán)保署（EEA）、世界衛(wèi)生組織、美國(guó)等對(duì)懸浮顆粒物、SO2、CO、NO2等多個(gè)項(xiàng)目根據(jù)人口數(shù)量而確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)位數(shù)量，以最少的成本控制、最少的監(jiān)測(cè)點(diǎn)盡可能全面地反映整個(gè)地區(qū)的污染水平；國(guó)外還有以測(cè)區(qū)面積及污染程度為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)法，將污染超過(guò)年平均標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)、介于標(biāo)準(zhǔn)與本地水平之間的地區(qū)、本地水平地區(qū)三種，按照一定的公式計(jì)算所需要的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位；功能區(qū)布點(diǎn)考慮城市點(diǎn)位較少，僅布三、四個(gè)點(diǎn)。

4 監(jiān)測(cè)布點(diǎn)優(yōu)化的基本方法

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位優(yōu)化方法很多，通常采用功能區(qū)網(wǎng)格法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法、模型法以及綜合法等方法進(jìn)行優(yōu)化。由于預(yù)測(cè)模型和預(yù)測(cè)精度對(duì)優(yōu)化布點(diǎn)工作的結(jié)果的影響較大，比較難以廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，又發(fā)展出了系統(tǒng)聚類(lèi)法、模糊優(yōu)化、物元關(guān)聯(lián)分析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，這些方法大多基于傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)模型，無(wú)法克服擾動(dòng)的隨機(jī)性，對(duì)于一些非線性、非正太分布數(shù)據(jù)處理不理想。

最優(yōu)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇必須考慮區(qū)域的氣象和地形地勢(shì)條件，使布點(diǎn)在地理上分布合理，布局均勻。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇可以分為兩個(gè)步驟，包括污染物變化規(guī)律相同區(qū)域劃分、在劃分的各區(qū)域中選擇合適的監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的設(shè)置應(yīng)具有好的代表性，所設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)能反映一定范圍內(nèi)的大氣環(huán)境的空氣質(zhì)量現(xiàn)狀和變化規(guī)律：①布設(shè)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位應(yīng)覆蓋全部監(jiān)測(cè)區(qū)，采點(diǎn)位應(yīng)設(shè)在整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域的高中低不同濃度的地方，能合理反映區(qū)域內(nèi)空氣質(zhì)量狀況、污染水平、污染規(guī)律；②點(diǎn)位設(shè)置應(yīng)考慮環(huán)境本底因素，以及人口分布，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)布局等社會(huì)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，分布相對(duì)均勻，覆蓋全部建成區(qū)；③區(qū)分不同類(lèi)別功能區(qū)域空氣污染的現(xiàn)狀，注意點(diǎn)、線、面等污染源對(duì)城市人口集中區(qū)域的影響，工業(yè)集中地區(qū)、人口密度大的地區(qū)應(yīng)適當(dāng)多設(shè)置采點(diǎn)位；④兼顧完成城市自身所要求的空氣監(jiān)測(cè)任務(wù)。

4.1 功能區(qū)法

我國(guó)在環(huán)境監(jiān)測(cè)初期，都是采用功能區(qū)域的點(diǎn)位布設(shè)方法，該方法多用于一個(gè)城市僅考慮三、四個(gè)大氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的情況下。但是，特定范圍內(nèi)，人類(lèi)活動(dòng)與該空間的空氣污染現(xiàn)狀之間關(guān)系不固定，各城市不具備可比性，因此對(duì)整個(gè)區(qū)域代表性就比較差。所以目前需要重新認(rèn)識(shí)和研究該方法能否實(shí)現(xiàn)布點(diǎn)的優(yōu)化。

4.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

數(shù)理統(tǒng)計(jì)法利用統(tǒng)計(jì)的原理分析監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的合理性和準(zhǔn)確性，即假定了一個(gè)時(shí)間序列和空間范圍實(shí)際的大氣監(jiān)測(cè)結(jié)果與大氣污染的分布狀況和擴(kuò)散存在時(shí)間、空間上的相關(guān)性。但由于實(shí)際監(jiān)測(cè)中點(diǎn)位布點(diǎn)和監(jiān)測(cè)頻次的局限性，決定了監(jiān)測(cè)結(jié)果的相關(guān)性較差，且沒(méi)有考慮污染源強(qiáng)度及環(huán)境條件的影響，因而有一定的不合理性。

4.3 模擬法

模型模擬的結(jié)果受污染源分布、污染擴(kuò)散規(guī)律、氣象條件等環(huán)境條件多方面影響，同時(shí)還與模型模式的適用程度和模式方法選取等因素有關(guān)。掌握一個(gè)區(qū)域內(nèi)環(huán)境空氣的污染物分布情況是比較困難的工作，需要大量的監(jiān)測(cè)網(wǎng)格數(shù)據(jù)，模擬法在客觀環(huán)境要素等條件的獲取和具體模式的選擇和使用等方面都存在無(wú)法避免的數(shù)據(jù)缺失，難以提高模擬的精度和預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度，做到通用有一定難度。

4.4 綜合法

綜合法能基本上解釋環(huán)境空氣質(zhì)量的時(shí)空變化特征，揭示大氣污染物濃度的變化規(guī)律。它考慮了影響環(huán)境空氣質(zhì)量的各種因素，用大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確度，彌補(bǔ)其他環(huán)境條件信息的缺失。但該方法要求原始大氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)的密度高，否則等值線無(wú)法建立，無(wú)法進(jìn)一步深入分析，在具體操作上還是具有較大難度。

4.5 模糊聚類(lèi)分析法

目前來(lái)說(shuō)，最為常用的還是模糊聚類(lèi)分析法，利用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行數(shù)學(xué)處理更科學(xué)，它能有效解決評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的邊界模糊和監(jiān)測(cè)誤差對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。同其它方法相比，此方法原理簡(jiǎn)單、計(jì)算量小，模型直觀，人為影響小，符合環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)格化點(diǎn)位布設(shè)的基本要求，同時(shí)也具有整體代表性。

5 小結(jié)

環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)涉及自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的諸多方面，僅使用一種或幾種方法無(wú)法真實(shí)反映實(shí)際情況，而使用的方法過(guò)多又可能會(huì)使問(wèn)題復(fù)雜化，不利于布點(diǎn)工作順利開(kāi)展。因此可以采用以下原則開(kāi)展點(diǎn)位優(yōu)化：根據(jù)不同的管理需要，多組合利用上述方法，也就是將這些方法以類(lèi)型和次序?yàn)閷?duì)象進(jìn)行組合應(yīng)用，以期達(dá)到理想的研究效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]王秀梅，張淑紅.大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用及布點(diǎn)方法[J]北方環(huán)境，2011，23（7）：218.

大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案范文第4篇

加強(qiáng)先進(jìn)站的環(huán)境質(zhì)量綜合分析水平,提高環(huán)境質(zhì)量報(bào)告的及時(shí)性、全面性,保證環(huán)境管理的科學(xué)化,是推進(jìn)我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作的深入與發(fā)展的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)，問(wèn)題，環(huán)境質(zhì)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

中圖分類(lèi)號(hào)：[TU998] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)

1引言

環(huán)境質(zhì)量綜合分析是環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的重要組成部分,是環(huán)境監(jiān)測(cè)成果的集中體現(xiàn),是環(huán)境監(jiān)測(cè)為環(huán)境管理服務(wù)的手段之一。當(dāng)代科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)提出了新要求。而構(gòu)成環(huán)境保護(hù)工作的三大部分環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境答理、環(huán)境監(jiān)察又相互聯(lián)系、相互依賴,環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)的專業(yè)技術(shù)工作部門(mén),負(fù)責(zé)為環(huán)境管理和環(huán)境監(jiān)察工作提供科學(xué)依據(jù),環(huán)境管理和環(huán)境監(jiān)察工作又必須依靠環(huán)境監(jiān)測(cè),環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)工作的基礎(chǔ)。正確處理好環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境管理和環(huán)境監(jiān)察的關(guān)系,對(duì)推動(dòng)環(huán)境保護(hù)工作更加有效地向科學(xué)化、法制化邁進(jìn)具有積極的促進(jìn)作用。環(huán)境監(jiān)測(cè),主要是從保護(hù)環(huán)境出發(fā),根據(jù)建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)以及存在的主要環(huán)境問(wèn)題,制定相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施,實(shí)施環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃,以監(jiān)控環(huán)境污染、防止環(huán)境質(zhì)量下降、保障經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

隨著環(huán)境監(jiān)測(cè)事業(yè)的發(fā)展,環(huán)境質(zhì)量綜合分析技術(shù)不斷發(fā)展,其自身的內(nèi)涵也得到不斷明確,現(xiàn)已發(fā)展成為綜合了計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)、地理信息技術(shù)、多媒體應(yīng)用技術(shù)等多門(mén)科學(xué)的綜合性技術(shù)。2環(huán)境質(zhì)量分析的重要性

環(huán)境質(zhì)量綜合分析是環(huán)境監(jiān)測(cè)為環(huán)境決策管理服務(wù)水平的標(biāo)志,它在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的作用是用數(shù)據(jù)說(shuō)話,它通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)部門(mén)取得的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類(lèi)整理、統(tǒng)計(jì)計(jì)算,以環(huán)境質(zhì)量報(bào)告的形式反映一定范圍內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量狀況、各環(huán)境要素的污染程度及發(fā)展趨勢(shì),為環(huán)境做服務(wù)。環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)工作的重要基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，是環(huán)境管理不可缺少的重要手段。環(huán)境監(jiān)測(cè)信息是否準(zhǔn)確，分析的結(jié)論是否客觀，將直接影響到環(huán)境決策的正誤，而環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、信息是監(jiān)測(cè)工作最重要的成果，是分析判斷環(huán)境問(wèn)題最基本的前提，獲取真實(shí)有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息是環(huán)境監(jiān)測(cè)的直接目的；環(huán)境質(zhì)量綜合分析的中心任務(wù)是及時(shí)、準(zhǔn)確、完整的向政府部門(mén)說(shuō)清環(huán)境質(zhì)量狀況及變化趨勢(shì),從某種意義上說(shuō),一個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站綜合分析水平就是其整體水平的一個(gè)重要標(biāo)志?？h級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站按照《環(huán)境監(jiān)測(cè)站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》(試行)為三級(jí)站,相對(duì)一、二級(jí)站,縣級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站數(shù)量大,人員技術(shù)力量相對(duì)薄弱,監(jiān)測(cè)設(shè)備相對(duì)落后,加強(qiáng)先進(jìn)站的環(huán)境質(zhì)量綜合分析水平,提高環(huán)境質(zhì)量報(bào)告的及時(shí)性、全面性,保證環(huán)境管理的科學(xué)化,是推進(jìn)我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作的深入與發(fā)展的關(guān)鍵。

3 環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)存在的問(wèn)題

隨著環(huán)境監(jiān)測(cè)站標(biāo)準(zhǔn)化能力建設(shè)及計(jì)量認(rèn)證工作的開(kāi)展,監(jiān)測(cè)站的環(huán)境監(jiān)測(cè)綜合能力和整體水平得到了一定程度的提高,環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量相應(yīng)有了很大提高,為環(huán)境質(zhì)量綜合分析提供了良好的基礎(chǔ),但由于縣級(jí)站各種技術(shù)條件的限制,現(xiàn)就各縣區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站簡(jiǎn)要分析環(huán)境質(zhì)量綜合分析工作中存在的一些問(wèn)題。3.1 縣級(jí)站進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量綜合分析僅靠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),環(huán)境質(zhì)量綜合分析不夠全面。在環(huán)境監(jiān)測(cè)中,由于自然和人為因素的干擾限制,致使監(jiān)測(cè)頻率低、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位不全等現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,從而使獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不具代表性,某些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果不能準(zhǔn)確地反映環(huán)境的實(shí)際狀況。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面,由于方法、技術(shù)及數(shù)據(jù)表述形式等方面的不足,造成該工作目前處于空白狀態(tài)或無(wú)實(shí)際運(yùn)用價(jià)值,大多數(shù)項(xiàng)目的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)只是走形式。這些問(wèn)題的存在使得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性不高,不能及時(shí)、準(zhǔn)確地反映環(huán)境質(zhì)量狀況和變化趨勢(shì),從而影響環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告的質(zhì)量。

3.2 由于受人員、技術(shù)等限制,環(huán)境質(zhì)量報(bào)告還停留在就環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果論質(zhì)量,不能與污染源監(jiān)測(cè)綜合分析,環(huán)境質(zhì)量的變化不能與排污狀況有機(jī)地結(jié)合,對(duì)環(huán)境質(zhì)量的變化不能準(zhǔn)確解釋。受服務(wù)收費(fèi)等因素限制,環(huán)境監(jiān)測(cè)站缺乏與其它部門(mén)的支持配合,例如大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)中,缺乏氣象部門(mén)提供的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)的同步氣象數(shù)據(jù),使得環(huán)境質(zhì)量報(bào)告缺乏說(shuō)服力。3.3 受資金技術(shù)限制,縣級(jí)站的信息化建設(shè)很不平衡,計(jì)算機(jī)技術(shù)在縣級(jí)站環(huán)境質(zhì)量綜合分析中應(yīng)用不廣泛,不深入。縣級(jí)站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集傳輸手段落后,難以滿足環(huán)境管理部門(mén)的時(shí)效要求,不能迅速向社會(huì)和一、二級(jí)站提供環(huán)境質(zhì)量信息服務(wù);環(huán)境質(zhì)量報(bào)告的表征形式以文字報(bào)告為主,采用多媒體技術(shù)制作的聲像報(bào)告基本沒(méi)有,報(bào)告形式單調(diào),信息量小、實(shí)效性差,失去了為環(huán)境管理、環(huán)境決策服務(wù)的意義。

4 解決方案

首先，環(huán)境質(zhì)量綜合分析不能僅靠監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),應(yīng)該提高監(jiān)測(cè)站信息系統(tǒng)建設(shè)水平。為監(jiān)測(cè)站配備必須的計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備及必要的軟件系統(tǒng),將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用到環(huán)境質(zhì)量綜合分析工作中,靈活多樣的采用多種表征形式制作環(huán)境質(zhì)量報(bào)告。其次，注意人員和技術(shù)的相結(jié)合，多引進(jìn)人才,同時(shí)加強(qiáng)綜合分析工作人員的培訓(xùn)和再教育,組織綜合分析工作人員到上級(jí)監(jiān)測(cè)站及其它縣級(jí)站學(xué)習(xí)、考察,學(xué)習(xí)其它站在業(yè)務(wù)、管理等方面的經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)環(huán)境質(zhì)量綜合分析特色及先進(jìn)多樣的表征手段和表征方法,培養(yǎng)符合型、全能型的綜合分析人才。最后，加強(qiáng)協(xié)調(diào),做好與其它相關(guān)部門(mén)的組織協(xié)調(diào)工作,保證環(huán)境質(zhì)量綜合分析資料齊全。與相關(guān)部門(mén)聯(lián)系,以全局上加強(qiáng)合作,為上層決策改善人居環(huán)境,服務(wù)人民更好的服務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)

總之，環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的是及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地反映環(huán)境質(zhì)量和污染源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，為環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、污染防治提供依據(jù)，質(zhì)量管理是環(huán)境監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)，只有加強(qiáng)監(jiān)測(cè)質(zhì)量管理，保證環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量管理體系的有效運(yùn)行及持續(xù)改進(jìn)，全面提升環(huán)境監(jiān)測(cè)整體水平，才能提供準(zhǔn)確可靠真實(shí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息，為政府決策和環(huán)境管理等提供科學(xué)依據(jù)。環(huán)境監(jiān)測(cè)貫穿于整個(gè)環(huán)境評(píng)價(jià)中,是環(huán)境影響評(píng)價(jià)的技術(shù)基礎(chǔ),同時(shí)也具有較強(qiáng)的監(jiān)督功能,只有認(rèn)識(shí)到環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要性,切實(shí)做好環(huán)境保護(hù)這一主題,真正體現(xiàn)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的重要意義。

參考文獻(xiàn):

大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案范文第5篇

關(guān)鍵詞：懸浮物； 差分探測(cè)； 光散射

中圖分類(lèi)號(hào)： TN 249 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： 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

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，大氣中懸浮物的污染越來(lái)越嚴(yán)重，極度危害著大氣環(huán)境質(zhì)量和人類(lèi)健康。因此，懸浮物質(zhì)量濃度的測(cè)量在環(huán)境保護(hù)、工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究等領(lǐng)域有著十分重要的意義[1]。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于粉塵質(zhì)量濃度檢測(cè)技術(shù)的研究越來(lái)越重視，經(jīng)過(guò)對(duì)懸浮物質(zhì)量濃度檢測(cè)技術(shù)的多年研究，可將其質(zhì)量濃度的檢測(cè)方法分為兩大類(lèi)：非光學(xué)分析法和光學(xué)分析法。其中非光學(xué)分析法主要有黑度法、超聲波技術(shù)、氣敏法、熱催化法等；光學(xué)分析法主要有光干涉法、差分吸收光譜技術(shù)、可調(diào)諧激光二極管激光吸收光譜技術(shù)和拉曼散射激光雷達(dá)技術(shù)等[2]。非光學(xué)分析法已經(jīng)在這一領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但由于檢測(cè)設(shè)備響應(yīng)速度慢，處理復(fù)雜，難于對(duì)懸浮物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，也無(wú)法進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，其應(yīng)用范圍受到限制。

相比較于非光學(xué)分析法，基于光學(xué)分析的氣體濃度檢測(cè)技術(shù)具有探測(cè)靈敏度高、選擇性強(qiáng)、可探測(cè)的氣體種類(lèi)多、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，適合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，成本較低，必將成為未來(lái)懸浮物質(zhì)量濃度檢測(cè)的理想工具。光干涉法是利用光的折射率與被測(cè)氣體的含量來(lái)檢測(cè)氣體體積分?jǐn)?shù)，測(cè)量環(huán)境，如溫度、濕度、壓力等會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大影響。差分吸收光譜技術(shù)是根據(jù)大氣中衡量氣體成分在紫外和可見(jiàn)光譜波段的特征吸收性質(zhì)來(lái)反演其種類(lèi)和質(zhì)量濃度[34]。差分技術(shù)可消除大氣湍流對(duì)信號(hào)的影響，不同污染物之間的干擾和濕度、氣溶膠的干擾，能夠滿足連續(xù)監(jiān)測(cè)的要求，但是該方法要根據(jù)吸收光譜的變化快慢對(duì)光譜進(jìn)行分解，只適用于具有窄帶吸收結(jié)構(gòu)的氣體，對(duì)不同的氣體監(jiān)測(cè)需要安裝不同的光程和接收裝置，操作過(guò)于復(fù)雜[5]。可調(diào)諧激光二極管激光吸收光譜技術(shù)是最近發(fā)展起來(lái)的一種高靈敏、高分辨率的大氣衡量氣體吸收光譜檢測(cè)技術(shù)，但是該方法調(diào)諧范圍有限，限制了可探測(cè)的氣體種類(lèi)。拉曼散射激光雷達(dá)是根據(jù)激光拉曼散射光頻率相對(duì)于入射光頻率發(fā)生變化，產(chǎn)生拉曼頻移，其頻移量取決于大氣中的氣體成分而實(shí)現(xiàn)測(cè)量的，該方法的檢測(cè)精度、線性度和信噪比還有待進(jìn)一步提高。

為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)懸浮物的實(shí)時(shí)探測(cè)，使相對(duì)誤差控制在15%之內(nèi)，根據(jù)懸浮物顆粒對(duì)光的散射信息來(lái)測(cè)量散射顆粒的質(zhì)量濃度、大小及尺寸分布情況[67]，提出一種基于激光差分探測(cè)的懸浮物質(zhì)量濃度測(cè)量方法，采用光散射的方法進(jìn)行差分檢測(cè)，將單光源分為雙光路既可消除檢測(cè)時(shí)光強(qiáng)等的干擾，又避免了使用雙光源檢測(cè)而引入的差異，同時(shí)考慮在適當(dāng)?shù)纳⑸淠Ｐ椭懈淖兗す忸l率大小來(lái)觀察測(cè)試結(jié)果的變化，以改善對(duì)懸浮物質(zhì)量濃度的測(cè)量精度。

2 激光差分懸浮顆粒質(zhì)量濃度探測(cè)系統(tǒng)與差分探測(cè)電路設(shè)計(jì)

根據(jù)激光在懸浮物顆粒中傳播的散射原理，當(dāng)光通過(guò)不均勻介質(zhì)以后，光強(qiáng)要發(fā)生衰減。當(dāng)一束單色平行光照射到懸浮物顆粒中并傳播一定長(zhǎng)度的距離時(shí)，由于微粒的散射作用，出射光強(qiáng)會(huì)有一定程度的衰減，由朗伯-比爾（LambertBeer）光透射定律可得到出射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)的關(guān)系。

系統(tǒng)總體方案如圖2所示，采用雙光路差分探測(cè)方法。該懸浮物濃度檢測(cè)系統(tǒng)包括光源穩(wěn)定控制模塊、半導(dǎo)體激光器、λ/2波片、偏振分束器、反光鏡、光電差分探測(cè)器、濾波電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)等。除探測(cè)光光路暴露于測(cè)試環(huán)境之中，整個(gè)懸浮物質(zhì)量濃度檢測(cè)裝置位于一個(gè)密閉腔體之內(nèi)。半導(dǎo)體激光器用于產(chǎn)生功率穩(wěn)定的線偏振激光輸出。λ/2波片用于調(diào)整激光的偏振方向，使之以適當(dāng)?shù)钠窠侨肷涞狡穹质魃?。偏振分束器將偏振光分為兩偏振方向相互垂直的線偏振激光，配合λ/2波片，可以得到功率完全相等的兩束激光。一束激光作為參考光送入差分探測(cè)器的一個(gè)光電傳感器上，另一束光作為探測(cè)光經(jīng)過(guò)待測(cè)環(huán)境中的懸浮物后照射到差分探測(cè)器的另一個(gè)光電傳感器上[910]。

探測(cè)光光強(qiáng)經(jīng)過(guò)測(cè)試環(huán)境中的懸浮物時(shí)會(huì)發(fā)生衰減，與未經(jīng)過(guò)測(cè)試環(huán)境的參考光光強(qiáng)產(chǎn)生差分信號(hào)。光電差分探測(cè)器接收到這兩路光信號(hào)后輸出相應(yīng)電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大、濾波、采樣后，獲得懸浮物質(zhì)量濃度的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

在物質(zhì)擴(kuò)散之前，首先對(duì)大氣環(huán)境進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)調(diào)節(jié)半波片使差分探測(cè)器輸出信號(hào)為零。再在此基礎(chǔ)上將待測(cè)物質(zhì)釋放并進(jìn)行測(cè)量，從而可以獲得懸浮物的實(shí)際質(zhì)量濃度。

參考光路的作用是補(bǔ)償大氣環(huán)境與探測(cè)光路參數(shù)不對(duì)稱、溫度變化對(duì)測(cè)量精度的影響。一方面用來(lái)作為未衰減光束的參考標(biāo)準(zhǔn)，另一方面可以消除激光器輸出功率波動(dòng)造成的測(cè)量誤差。

圖3所示的是三運(yùn)放高共模抑制比光電差分放大電路，經(jīng)過(guò)此電路可將光電轉(zhuǎn)換后得到的兩路電壓信號(hào)進(jìn)行差分放大，使其達(dá)到可檢測(cè)范圍。它由五個(gè)集成運(yùn)算放大器組成，其中AR21、AR22為性能一致（主要指輸入阻抗、共模抑制比和增益）的同相輸入的通用集成運(yùn)放器，構(gòu)成平衡對(duì)稱差動(dòng)放大輸入級(jí)，AR23構(gòu)成雙端輸入單端輸出的輸出級(jí)，用來(lái)進(jìn)一步抑制AR21、AR22的共模信號(hào)。由于該電路具有高共模抑制比，所以差分電路對(duì)溫漂具有很強(qiáng)的抑制能力，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度較高。電路中光電二極管輸出電流約為幾毫安，為了便于觀測(cè)，將光電差分放大電路的放大倍數(shù)設(shè)定為500倍，其中光電轉(zhuǎn)換模塊放大50倍，差分放大模塊放大10倍。

由于激光器脈寬可調(diào)，實(shí)驗(yàn)中所采用的調(diào)制頻率為100 Hz，即激光信號(hào)脈沖寬度最小為10 ms，由式（6）可得放大電路帶寬應(yīng)大于89 Hz。光電轉(zhuǎn)換電路中AR21、AR22單位增益帶寬為1.6 MHz，為了獲得50倍的閉環(huán)增益，則運(yùn)放在理論上可處理矩形脈沖信號(hào)的最大頻率為1.6 MHz/50=32 kHz。又由于差分放大模塊中AR23增益帶寬為0.5 MHz，因此放大電路的設(shè)計(jì)滿足帶寬限制。

當(dāng)AR21、AR22性能一致時(shí)，輸入級(jí)的差動(dòng)輸出及其差模增益只與差模輸入電壓相關(guān)，而其共模輸出、失調(diào)及漂移均在R205兩端相互抵消，因此電路具有良好的共模抑制能力，同時(shí)不要求外部電阻匹配。為了消除AR21、AR22偏置電流等的影響，通常取R201=R2011。另外，本電路還具有增益調(diào)節(jié)功能，調(diào)節(jié)R205可以改變?cè)鲆娑挥绊戨娐返膶?duì)稱性。通過(guò)Multisim對(duì)光電差分放大電路進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如圖4～6所示。

由仿真結(jié)果可知V1out處電壓脈沖值為76.6 mV，V2out處電壓脈沖值為153.1 mV，經(jīng)過(guò)差分放大后輸出電壓脈沖值為1.515 V，則認(rèn)為光電差分放大電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)差分光路的探測(cè)。

3 激光器調(diào)制頻率和探測(cè)波長(zhǎng)選擇

3.1 激光調(diào)制頻率選擇

為了便于在示波器中觀測(cè)并有利于后續(xù)電路處理，對(duì)半導(dǎo)體激光器的頻率進(jìn)行調(diào)制，使其輸出方波信號(hào)，即利用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的調(diào)制信號(hào)去改變激光器的振蕩參數(shù)，從而改變其輸出特性。

在待測(cè)懸浮物顆粒質(zhì)量濃度一定的情況下，隨著激光光源調(diào)制頻率的變化，會(huì)引起光信號(hào)接收裝置（光電差分探測(cè)器）接收到的光信號(hào)改變，從而使光電差分探測(cè)器輸出的電壓信號(hào)發(fā)生變化。為了得到理想的探測(cè)信號(hào)，在實(shí)驗(yàn)之前，首先需要確定激光光源的調(diào)制頻率。分析激光光源頻率與光電差分探測(cè)器輸出信號(hào)之間關(guān)系時(shí)，將探測(cè)光完全遮擋，通過(guò)改變激光光源的輸出頻率，得到光電差分探測(cè)器電壓輸出信號(hào)與頻率的關(guān)系如圖7所示。

由圖可知，隨著激光光源頻率的升高，光電差分探測(cè)器輸出信號(hào)會(huì)逐漸降低，在0～50 kHz范圍內(nèi)輸出信號(hào)與光源頻率呈線性關(guān)系，當(dāng)激光頻率達(dá)到50 kHz或者更大時(shí)，光電差分探測(cè)器輸出的電信號(hào)發(fā)生驟降，因此50 kHz認(rèn)為是探測(cè)器所能檢測(cè)到激光信號(hào)的截止頻率。最終實(shí)驗(yàn)中選擇調(diào)制頻率為100 Hz。

3.2 最佳探測(cè)波長(zhǎng)選取

圖8為BPX65光電二極管光譜響應(yīng)曲線。BPX65作為光電探測(cè)器，具有光譜靈敏度高，響應(yīng)速度快，頻響范圍寬的特點(diǎn)。為了獲得較高的檢測(cè)靈敏度，提高檢測(cè)精度，分別針對(duì)405 nm、658 nm、780 nm這三種波長(zhǎng)的可調(diào)制半導(dǎo)體激光器輸出光通過(guò)物質(zhì)后的散射特性做了測(cè)試。由于在絕大多數(shù)情況下，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生煙霧粒度成分及大小與實(shí)際測(cè)量時(shí)的煙霧顆粒成分及大小都是不相同的。不過(guò)一些典型應(yīng)用場(chǎng)合下的煙霧顆粒成分及大小都會(huì)表現(xiàn)出共同的特征，因此可針對(duì)這些典型應(yīng)用場(chǎng)合，分別進(jìn)行標(biāo)定，并將標(biāo)定結(jié)果預(yù)置于測(cè)量電路之中。實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇對(duì)粒徑為0.1～2 μm的煙霧粒子進(jìn)行標(biāo)定，經(jīng)過(guò)后續(xù)檢測(cè)可得出激光通過(guò)煙霧后所顯現(xiàn)的共同特征。測(cè)試中物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度由質(zhì)量濃度標(biāo)定儀給出。標(biāo)定儀測(cè)量范圍為0～500 mg/m3，測(cè)量精度為±1%。經(jīng)過(guò)對(duì)煙霧質(zhì)量濃度檢測(cè)，分別得到了輸出電壓隨質(zhì)量濃度變化的關(guān)系，并對(duì)測(cè)試結(jié)果做了非線性擬合，如圖9所示。

4 實(shí)驗(yàn)測(cè)量與分析

比較標(biāo)定后激光差分探測(cè)系統(tǒng)的輸出結(jié)果與標(biāo)定儀器的輸出結(jié)果，如圖11所示，可以看到在較小質(zhì)量濃度條件下，兩曲線有明顯偏離，而標(biāo)準(zhǔn)濃度超過(guò)6.95 mg/m3后，實(shí)測(cè)值與參考值非常接近。對(duì)于較小質(zhì)量濃度條件下的偏離，應(yīng)是較稀薄質(zhì)量濃度與較高質(zhì)量濃度對(duì)激光的不同散射規(guī)律所致。

其中，實(shí)線對(duì)應(yīng)激光差分探測(cè)系統(tǒng)標(biāo)定后的實(shí)測(cè)擬合結(jié)果，圓點(diǎn)對(duì)應(yīng)標(biāo)定儀器的結(jié)果以作參考。標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度超過(guò)6.95 mg/m3之后，激光差分探測(cè)系統(tǒng)輸出相對(duì)于標(biāo)定探測(cè)儀器輸出的相對(duì)誤差，如圖12所示。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，將粉塵儀測(cè)得的質(zhì)量濃度值作為標(biāo)準(zhǔn)值，由光電差分探測(cè)器輸出信號(hào)計(jì)算得到的質(zhì)量濃度值作為實(shí)際測(cè)量值，實(shí)測(cè)質(zhì)量濃度值與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量濃度值的相對(duì)誤差可維持在12%之內(nèi)。

因此，經(jīng)過(guò)標(biāo)定之后，激光差分探測(cè)系統(tǒng)可以對(duì)超過(guò)30 mg/m3的較高質(zhì)量濃度的煙霧類(lèi)氣溶膠懸浮物實(shí)現(xiàn)相對(duì)誤差在12%以內(nèi)的質(zhì)量濃度測(cè)量。

5 結(jié) 論

本文提出了一種基于激光差分探測(cè)技術(shù)的懸浮物質(zhì)量濃度測(cè)量方法。通過(guò)對(duì)激光在懸浮物顆粒中傳播時(shí)衰減原理的研究，獲取了懸浮物顆粒質(zhì)量濃度與光強(qiáng)衰減的關(guān)系，激光光源頻率與響應(yīng)度的關(guān)系以及激光器波長(zhǎng)與探測(cè)器響應(yīng)度的關(guān)系。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)氣溶膠質(zhì)量濃度測(cè)試儀對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定，并以人工方式產(chǎn)生煙霧為實(shí)驗(yàn)媒質(zhì)使用該系統(tǒng)進(jìn)行懸浮物質(zhì)量濃度測(cè)量，對(duì)超過(guò)30 mg/m3的較高質(zhì)量濃度的煙霧類(lèi)氣溶膠懸浮物實(shí)現(xiàn)了相對(duì)誤差在12%以內(nèi)的質(zhì)量濃度測(cè)量。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，該測(cè)量系統(tǒng)可用于煙霧、粉塵等空氣懸浮顆粒含量的實(shí)時(shí)測(cè)量。

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