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    環境監測:應用現代科技才能布好天羅地網

    代表委員關注環境監測水平提升

    河南環保網 | 發布時間:2018/3/8 | 來源:中國環境報

    ?圖為“國家環境空氣自動監測網”重慶禮嘉站。PM2.5監測儀上的數據在實時跳動。數據每5分鐘傳回重慶監測中心一次。

    編者按

    3月5日上午,李克強總理在作政府工作報告時指出,堅決打好三大攻堅戰,推進污染防治取得更大成效,鞏固藍天保衛戰成果,今年二氧化硫、氮氧化物排放量要下降3%,重點地區細顆粒物(PM2.5)濃度繼續下降。

    全國“兩會”期間,一些人大代表、政協委員很關注環境監測工作,并就建立污染源全面監測系統,試點開展企業污染源工業物聯網監測布點工作等提出相關建議和提案。本版為此刊發專題報道,以饗讀者。

    ◆中國環境報見習記者王珊

    1 提案關注科技創新與大氣監測

    “兩會”期間,中國民主促進會中央委員會《關于利用現代科學技術創新破解空氣污染監管難題的提案》(以下簡稱“提案”)引起了人們的關注。這一提案將環境監測與科學技術進行了關聯,建議建立污染源全面監測系統,建立非法排放污染源識別定位技術與管理決策支持系統,并選擇試點城市,盡快深入開展企業污染源工業物聯網監測布點、污染源交叉驗證識別等大數據分析方面的研究工作。

    環境監測工作是打贏藍天保衛戰中不可缺少的一環,也是推進生態文明建設的重要支撐。近年來,我國環境空氣質量監測能力明顯增強。環境保護部大氣環境管理司司長劉炳江在2月27日的環境保護部例行發布會上表示,2012年之前我國還沒有PM2.5的例行監測站點,目前1436個國控監測站點全部具備PM2.5等6項指標監測能力,且已完成國家環境空氣質量監測事權上收,國家環境空氣質量監測網已經建成。

    但是,大氣環境監測依然存在短板,主要表現在偏遠地區和部分企業的污染指標仍沒有完全覆蓋,部分監測指標只有PM2.5的數據,缺少SO2、NOX等指標,無法全面、準確地反映地區整體污染情況。在企業污染源的監管上也有一定困難。并且,環境監測數據的應用與環境監測手段仍需進一步加強。

    環境監測系統需要運用先進的科技進行構建,尤其是在當下,急需進行科技創新,建設一流的智慧數據監測平臺,不斷提高大氣環境監管的有效性和精準性。

    河北先河環??萍脊煞萦邢薰究偛藐悩s強接受本報記者采訪時說,應該融合多元化數據來源,構建天地一體的大氣環境監測體系,進一步提高大數據綜合分析能力,統籌氣象、交通、地理、經濟、工業等相關大數據,開展環境監測大數據技術的研究和應用。同時,結合經濟發展和人口社會信息等,挖掘數據的潛在價值,為政府提供精準溯源、污染源解析、達標規劃、能源結構調整等有力的數據支撐。

    2 有的放矢確保數據“真準全”

    雖然我國環境空氣監測網絡已經較為完善,但在確保數據“真、準、全”上仍存在一定的問題。例如,在一些地方,近年來就發生過當地有關人員對環境監測數據造假,被全部追究刑事責任的事件。

    以信接人,天下信之。環境保護部部長李干杰在赴中國環境監測總站調研時強調,要堅持問題導向,提高認識,創新思路,著力打造環境監測的“國家隊”,確保數據的“真、準、全”。

    如何以科學手段確保數據的真實性?2015年,我國建成發展中國家最大的環境空氣質量監測網,實時監測數據按“一點三發”的模式,第一時間同時直傳城市站、省級站以及中國環境監測總站。中國環境監測總站大氣室工作人員汪太明告訴記者,1436個國控監測站都建立了遠程質控系統,具備變化留痕、異常報警等功能,不給瞞報、虛報監測數據者任何機會。

    “雖然干擾城市空氣質量監測僅是個案,但性質惡劣?!蓖籼髡f,干擾行為就是“白蟻”,空氣質量監測就是“堤壩”,白蟻并不可怕,可怕的是不理不睬任其發展。一旦發現“白蟻”就要及時消滅,這樣堤壩就會安全穩固,否則就會出現千里之堤潰于蟻穴的情況。所以必須重拳打擊干擾監測的行為,打擊數據弄虛作假的行為。

    以上現象雖然在環境空氣質量監測上較少發生,但在污染排放監測上卻并不鮮見。有些工業園區“三廢”治理各自為政,大量廢氣無組織排放,周圍空氣受到嚴重污染。同時,各地污染源特點千差萬別,如華北地區供熱采暖鍋爐煙粉塵排放比較集中,華東地區工業廢氣污染較為普遍。此外,一些企業缺乏環境意識,或從一已私利出發偷排漏排。這些都是環境監測面臨的難題。

    “企事業單位排放的大氣污染物是降低城市環境空氣質量的重要來源。監測企事業單位大氣污染物排放濃度的投入比較大,傳感器監測在這方面就顯示出優勢所在。傳感器監測能指示穩定運行狀態,若數據突然升高,就表明存在偷排行為,應立即跟進現場檢查等工作。至于傳感器與傳統監測手段的可比性,可通過大數據分析,建立基本可信的換算關系?!焙鲜…h境監測中心站高級工程師羅岳平表示。

    對于無組織排放,陳榮強建議首先要加強監控點位布設,從源頭進行管控,將重點排放源全部納入大氣管理監控范圍,及時進行預警。其次,加強末端治理技術及設施運用,一旦發現企業異常排污就及時進行處罰。而對于管理有效、積極進步的企業,可給予獎勵,推動涉污管理部門及責任主體積極參與,將責任與壓力逐級傳遞,真正將污染排放降下來。

    對于污染源差異,各地各級環保部門應根據自身特點,因地制宜,加強與科技攻關團隊的合作,開展源解析工作,搞清楚區域污染的主要來源,瞄準難點和痛點進行精準治理,做到有的放矢。

    3 工業物聯網技術助力增強監測能力

    2016年12月22日,我國發射了首顆二氧化碳觀測科學實驗衛星——TanSat,從而成為全球第三個可提供碳衛星數據的國家。TanSat衛星旨在應對全球氣候變化、監測全球二氧化碳濃度分布情況。這是科技手段在環境監測上有力運用的一個體現。

    當前,我國的科技發展迅猛。提案認為,要把握住工業物聯網技術,應用傳感器、大數據分析等新技術手段,將環境監測水平提高到一個新的層面。

    隨著國家“十三五”規劃的推進,國務院發布《生態環境監測網絡建設方案》,環境保護部發布《生態環境大數據方案》,要求各級政府在2020年要做到生態監測網絡全覆蓋。政策利好極大地催生了物聯網技術在環保領域的應用前景。

    中科院計算所下屬的中科云天環保公司將微型傳感器技術與網絡技術相結合,具有微型化、低成本、精度高、耐腐蝕和遠程數據校準等特點,可以對大氣污染進行精準溯源。其成本低和可海量布控的優點有利于構建能夠大量匯集數據的傳感器網絡。傳感器網絡還可以與無人機、行駛的車輛、路燈相連接,提供海量的交叉監測數據。

    “這些大數據與計算模型相結合,又形成更加智能化的大數據分析。未來,物聯網技術在環境監測領域上會向網絡化、智能化、系統化方向發展?!敝袊茖W院計算機所天津分所生態環境研究中心主任孟筠旺介紹。

    羅岳平對此也持積極態度,他認為以傳感器為基礎的物聯網技術,可在同等資金規模下擴大監管范圍,發現更多的疑似違法排污現象。雖然不能直接開展監督執法,但有利于鎖定重點可疑對象,同樣會形成震懾力。

    空氣監測微站的建設則是對大氣流場數值模擬技術的實踐。這項技術可以通過計算機技術模擬在線大區流場,進而結合污染物的分布追溯污染物可能來自的方向,進而識別污染排放源頭。

    湖北省襄陽市襄州區環保局工作人員張莎對空氣監測微站深有體會。她說,襄州區以前只有一個國控站,AQI指數出現異常后,工作人員不了解是哪里出了問題,需要調集幾撥人,圍繞國控站往不同方向巡查,才能找到污染源。有了監測微站后,哪個站點數據異常,就直奔對應站點,找到污染源后,及時采取措施。另外,處置措施是否收到了實效,監測微站的數據也能讓環保工作人員當個“明白人”。

    目前,北京、天津、上海、河南、山東等地均已建有空氣質量監測微站?!跋群迎h保將小型國標監測方法設備與利用傳感器技術的微型站組合使用形成網格化系統,建立以三級修正、四級校準為核心的全生命周期數據質控體系?!?nbsp;陳榮強說。這種精準溯源、定點治污的網格化系統已成為各地打好藍天保衛戰的重要工具和抓手。

    環境監測相關科學技術一覽

    物聯網傳感器技術

    實際是傳感器技術在物聯網領域的應用。與傳統的監測體系相比,具有體積小、費用低、布點靈活、用電方便等特點,可以布設的監測點位更多、覆蓋面更廣,從而為環境的精細化管理提供技術支持。

    互聯網大數據技術

    利用大數據挖掘分析功能,統籌氣象、交通、地理、經濟、工業等相關大數據,結合環境監測大數據和經濟發展數據、人口社會信息等,挖掘數據的潛在價值,指導環保部門更好地開展治理工作

    衛星遙感技術

    基于MODIS、OMI、AIRS等衛星傳感器,可以進行PM2.5、NO2等多種大氣污染物、霧霾分布、沙塵傳輸、秸稈焚燒、城市熱島、植被指數等一系列區域大氣污染和生態環境遙感領域的動態監測。

    大氣流場數值模擬技術

    通過計算機技術模擬在線大區流場,包括氣壓、風速的參數分布,進而結合污染物的分布追溯污染物可能來自的方向,進而識別污染排放源頭。

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