淺談網絡技術在環(huán)境督查工作中的應用

孫小濤

0 引言

網絡技術是將分布在互聯(lián)網中的計算機、大型數據庫、傳感器等節(jié)點資源融合為有機的整體，實現資源的全面共享和有機協(xié)作的一種新技術。自90 年代中期，隨著網絡技術的不斷發(fā)展普及，當今的網絡技術已不再那么高深莫測，而是逐漸普及到各個領域。

當代網絡技術的應用隨處可見，“雙十一”購物狂歡節(jié)是利用平面網絡交易平臺實現的電子商務；各行各業(yè)的自動化辦公系統(tǒng)是利用垂直的網絡權限管理，實現快捷的辦公服務。當代社會，網絡已經給我們生活帶來了巨大的改變，即便是當前的環(huán)境保護工作，也能看到網絡技術的身影。各電廠所安裝的CEMS（煙氣自動監(jiān)控系統(tǒng)），污水處理廠的在線監(jiān)測系統(tǒng)，都是利用網絡技術實現監(jiān)測數據的實時傳遞，從而達到監(jiān)控污染物達標排放的目的。

2015 年1 月1 日起，號稱史上最嚴的新環(huán)保法開始實施。國務院也就加強環(huán)境保護及環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法等相關工作作出了重要指示。面對日益惡化的環(huán)境形勢，日趨嚴峻的環(huán)保態(tài)勢，如何將網絡技術更深、更廣地應用到環(huán)境保護及環(huán)境督查工作中，使當前的環(huán)境保護工作更加高效便捷，已然成為環(huán)保工作者深思的問題。

1 網絡平臺的搭建

面對新形勢下的環(huán)境保護工作，要想將網絡技術更為廣泛地應用到環(huán)境保護及環(huán)境督查工作中，首先要搭建一個網絡平臺，以此來實現監(jiān)控數據的傳輸及管理工作。根據煤企環(huán)保工作的需要，網絡平臺既需要完成同一層平臺數據的交換，又需要完成上下層網絡數據的管理工作，采用垂直的網絡拓撲結構較為合適。

根據管理權限，整個系統(tǒng)主體網絡由三級構成。第一級是設立在集團公司環(huán)保主管部門的中心處理器及配套網絡設施；第二級是分布在各本部直屬排污單位、各二級子公司的分級網絡設施；第三級是分布在各二級子公司下屬單位的三級網絡設施（見圖1）。

圖1 網絡拓撲結構

由各類傳感器構成了最基層的污染物排放監(jiān)測平臺。其分布在各個污染物排放出口，用來獲取排口污染物相關參數指標。通過搭建的網絡，傳感器采集到的數據可以直接傳遞到所在網絡的初級處理系統(tǒng)，經過處理器的整理匯總、上傳，最終匯集到中心處理器。這樣，各排污企業(yè)排放污染物的具體指標數據就會直觀顯示在集團公司環(huán)保部門的信息顯示平臺上，對各排污單位污染物排放情況形成有效的監(jiān)管。

2 網絡技術在大氣污染防治工作中的應用

關于大氣污染防治工作，煤企主要存在的問題是各生產單位用于供熱采暖的燃煤鍋爐及各電廠燃煤發(fā)電所產生的煙塵、SO2、NOX等污染物。

2.1 電廠大氣污染防治實現環(huán)境督查工作網絡化

各大電廠都具有完備的環(huán)保系統(tǒng)，通過脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)及除塵器規(guī)范化運作達到對排放煙氣污染物的控制。各系統(tǒng)均由精準的電子化設備控制。同時，煙囪位置也安裝了在線監(jiān)測系統(tǒng)，排放物的相關指數也都通過數據平臺實時呈報上級及屬地環(huán)保部門。

2.2 普通燃煤鍋爐大氣污染網絡下的督查

對于各生產單位供熱鍋爐排放物的督查主要依賴現場檢查，觀測鍋爐脫硫除塵系統(tǒng)加堿加水情況。鍋爐脫硫除塵水箱中水不足則無法達到降塵目的，加堿不足則無法完成脫硫，以此來判別其脫硫除塵器是否正常運作，污染物是否達標排放。但現階段，大型煤炭企業(yè)各生產單位相對分散，而環(huán)保督查人員數量有限，不可能做到對集團下轄所有鍋爐煙氣污染物排放情況實時的了解。

引入傳感器技術，通過傳感器的測定就可實現對鍋爐脫硫除塵器運行情況的遠程監(jiān)控。如現在廣泛使用的水浴式脫硫除塵器（見圖2），可在水箱上部、下部分別安設紅外傳感器。水箱中的浮球隨液面升降，水箱液面較高，浮球就會觸動安設在水箱上方的傳感器，監(jiān)測平臺顯示液面過高預警，提示操作人員停止補水；反之，浮球會觸動安設在水箱底部的傳感器，監(jiān)測平臺顯示液面過低預警，提示操作人員及時補水。安設于浮球下方的pH 值測定儀用于測定水箱中堿液的pH 值，當值低于7 時，觸發(fā)預警信號，提示操作人員及時加堿。所有pH 值、水箱中液面的變化信息形成的數據，會通過搭建的網絡同步傳輸到相應的處理系統(tǒng)，并顯示到監(jiān)測平臺上，方便直觀了解脫硫除塵器的運行狀況。

圖2 脫硫除塵器監(jiān)控系統(tǒng)示意

3 網絡技術在水污染防治工作中的應用

煤企涉及到的水污染防治主要集中在各生產單位產生的礦井水、工業(yè)污水和生活污水。各生產單位根據產生污水水量的大小，建立了不同處理能力的礦井水、工業(yè)污水凈化設施，而生活污水處理則主要依賴分布建立的幾個生活污水處理廠。污水廠監(jiān)督管理的網絡化、信息化進程依賴于先進的在線監(jiān)測系統(tǒng)。分別將測定水質儀器安設在污水廠進水口、出水口處，測定兩處水樣的COD、氨氮等相關指標。將進出水水樣各項指標進行對比，判定污水處理設施的運行狀況。通過將出水水樣各項參數與國家相對排放標準比對，判定該廠所處理污水主要污染物排放指標是否達標。分布于進出水口的水質測定儀器，將當前水質的各項數值、流量等信息通過網絡傳遞到各級處理器，并以數值的形式顯示到各級監(jiān)控平臺，完成對污水處理設施的在線監(jiān)測。

4 網絡技術在固體廢棄物防治工作中的應用

當前煤炭企業(yè)涉及到的大宗固體廢棄物為煤矸石及電廠燃煤所產生的粉煤灰。現階段主要的治理手段是分層治理，黃土覆蓋，種植植被，恢復生態(tài)。各生產單位處置矸石也都有自己固定的處置場地。對矸石等固體廢棄物的督查可依賴視頻監(jiān)控手段來完成。

考慮到矸石等固體廢棄物處置場地存在使用年限及不同地理環(huán)境的影響，網絡監(jiān)控手段宜搭建無線網絡，完成視頻信號的傳輸，以實時視頻數據進行監(jiān)督（見圖3）。依托生產單位的有線網絡，設立無線網絡中心基站；在處置場地周圍，設立若干臨時網絡接收節(jié)點并安設視頻監(jiān)控裝置，記錄各處置場地的運行管理情況。同時依托所搭建的有線、無線網絡實現視頻信號的快速傳遞，通過各分處理器及中心處理器將完整的視頻信號同步呈現在各級監(jiān)控平臺上，完成對矸石等固體廢棄物處置場地的有效監(jiān)管。

圖3 矸石等固體廢棄物處置場地無線網絡結構示意

除此之外，網絡技術還可廣泛應用到環(huán)境保護及環(huán)境督查的日常工作中，如在信息化辦公系統(tǒng)，環(huán)境排污費網上核算、征收，突發(fā)環(huán)境事件的應急預警，環(huán)境污染舉報的網絡平臺等多個方面發(fā)揮重要作用。

5 當前所面臨的問題

雖然將網絡技術廣泛地應用到當前的環(huán)境督查工作中，在一定程度上便捷了我們的工作，提高了工作效率，但在實現環(huán)境督查工作的網絡化進程中依舊面臨許多問題。

第一，網絡平臺搭建需要大量新設備和基礎設施的投入；第二，網絡平臺后期的維護也需要較大的維護成本；第三，部分單位現已安設相關網絡監(jiān)測設備，整個系統(tǒng)建立融合面臨多種設備、多種系統(tǒng)兼容性的問題；第四，和所有網絡一樣，網絡技術在環(huán)境督查工作中的應用同樣涉及到網絡安全的諸多問題。

進入21 世紀后，以網絡技術為代表的信息技術有力地推進著社會生產力的變革和發(fā)展。新的環(huán)境形勢也對新時期下的環(huán)境督查工作提出了新的要求。網絡技術的快速發(fā)展和廣泛使用必將有力推動環(huán)境保護及環(huán)境督查工作。實現環(huán)境督查工作自動化、信息化、現代化，不僅為環(huán)境保護事業(yè)帶來一場新的變革，同時也為大同煤礦集團公司環(huán)境督查工作打開了新的局面。