淺談網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在環(huán)境督查工作中的應(yīng)用

孫小濤

0 引言

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是將分布在互聯(lián)網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫、傳感器等節(jié)點(diǎn)資源融合為有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)資源的全面共享和有機(jī)協(xié)作的一種新技術(shù)。自90 年代中期，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展普及，當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已不再那么高深莫測(cè)，而是逐漸普及到各個(gè)領(lǐng)域。

當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用隨處可見，“雙十一”購物狂歡節(jié)是利用平面網(wǎng)絡(luò)交易平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的電子商務(wù)；各行各業(yè)的自動(dòng)化辦公系統(tǒng)是利用垂直的網(wǎng)絡(luò)權(quán)限管理，實(shí)現(xiàn)快捷的辦公服務(wù)。當(dāng)代社會(huì)，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)給我們生活帶來了巨大的改變，即便是當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)工作，也能看到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的身影。各電廠所安裝的CEMS（煙氣自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)），污水處理廠的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，都是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞，從而達(dá)到監(jiān)控污染物達(dá)標(biāo)排放的目的。

2015 年1 月1 日起，號(hào)稱史上最嚴(yán)的新環(huán)保法開始實(shí)施。國務(wù)院也就加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)及環(huán)境監(jiān)管執(zhí)法等相關(guān)工作作出了重要指示。面對(duì)日益惡化的環(huán)境形勢(shì)，日趨嚴(yán)峻的環(huán)保態(tài)勢(shì)，如何將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更深、更廣地應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)及環(huán)境督查工作中，使當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)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(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的搭建

面對(duì)新形勢(shì)下的環(huán)境保護(hù)工作，要想將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更為廣泛地應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)及環(huán)境督查工作中，首先要搭建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以此來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸及管理工作。根據(jù)煤企環(huán)保工作的需要，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)既需要完成同一層平臺(tái)數(shù)據(jù)的交換，又需要完成上下層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的管理工作，采用垂直的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為合適。

根據(jù)管理權(quán)限，整個(gè)系統(tǒng)主體網(wǎng)絡(luò)由三級(jí)構(gòu)成。第一級(jí)是設(shè)立在集團(tuán)公司環(huán)保主管部門的中心處理器及配套網(wǎng)絡(luò)設(shè)施；第二級(jí)是分布在各本部直屬排污單位、各二級(jí)子公司的分級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施；第三級(jí)是分布在各二級(jí)子公司下屬單位的三級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施（見圖1）。

圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

由各類傳感器構(gòu)成了最基層的污染物排放監(jiān)測(cè)平臺(tái)。其分布在各個(gè)污染物排放出口，用來獲取排口污染物相關(guān)參數(shù)指標(biāo)。通過搭建的網(wǎng)絡(luò)，傳感器采集到的數(shù)據(jù)可以直接傳遞到所在網(wǎng)絡(luò)的初級(jí)處理系統(tǒng)，經(jīng)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(biāo)數(shù)據(jù)就會(huì)直觀顯示在集團(tuán)公司環(huán)保部門的信息顯示平臺(tái)上，對(duì)各排污單位污染物排放情況形成有效的監(jiān)管。

2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在大氣污染防治工作中的應(yīng)用

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

2.1 電廠大氣污染防治實(shí)現(xiàn)環(huán)境督查工作網(wǎng)絡(luò)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(yùn)作達(dá)到對(duì)排放煙氣污染物的控制。各系統(tǒng)均由精準(zhǔn)的電子化設(shè)備控制。同時(shí)，煙囪位置也安裝了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，排放物的相關(guān)指數(shù)也都通過數(shù)據(jù)平臺(tái)實(shí)時(shí)呈報(bào)上級(jí)及屬地環(huán)保部門。

2.2 普通燃煤鍋爐大氣污染網(wǎng)絡(luò)下的督查

對(duì)于各生產(chǎn)單位供熱鍋爐排放物的督查主要依賴現(xiàn)場(chǎng)檢查，觀測(cè)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(dá)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(yùn)作，污染物是否達(dá)標(biāo)排放。但現(xiàn)階段，大型煤炭企業(yè)各生產(chǎn)單位相對(duì)分散，而環(huán)保督查人員數(shù)量有限，不可能做到對(duì)集團(tuán)下轄所有鍋爐煙氣污染物排放情況實(shí)時(shí)的了解。

引入傳感器技術(shù)，通過傳感器的測(cè)定就可實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐脫硫除塵器運(yùn)行情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控。如現(xiàn)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(shè)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(huì)觸動(dòng)安設(shè)在水箱上方的傳感器，監(jiān)測(cè)平臺(tái)顯示液面過高預(yù)警，提示操作人員停止補(bǔ)水；反之，浮球會(huì)觸動(dòng)安設(shè)在水箱底部的傳感器，監(jiān)測(cè)平臺(tái)顯示液面過低預(yù)警，提示操作人員及時(shí)補(bǔ)水。安設(shè)于浮球下方的pH 值測(cè)定儀用于測(cè)定水箱中堿液的pH 值，當(dāng)值低于7 時(shí)，觸發(fā)預(yù)警信號(hào)，提示操作人員及時(shí)加堿。所有pH 值、水箱中液面的變化信息形成的數(shù)據(jù)，會(huì)通過搭建的網(wǎng)絡(luò)同步傳輸?shù)较鄳?yīng)的處理系統(tǒng)，并顯示到監(jiān)測(cè)平臺(tái)上，方便直觀了解脫硫除塵器的運(yùn)行狀況。

圖2 脫硫除塵器監(jiān)控系統(tǒng)示意

3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在水污染防治工作中的應(yīng)用

煤企涉及到的水污染防治主要集中在各生產(chǎn)單位產(chǎn)生的礦井水、工業(yè)污水和生活污水。各生產(chǎn)單位根據(jù)產(chǎn)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(shè)施，而生活污水處理則主要依賴分布建立的幾個(gè)生活污水處理廠。污水廠監(jiān)督管理的網(wǎng)絡(luò)化、信息化進(jìn)程依賴于先進(jìn)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。分別將測(cè)定水質(zhì)儀器安設(shè)在污水廠進(jìn)水口、出水口處，測(cè)定兩處水樣的COD、氨氮等相關(guān)指標(biāo)。將進(jìn)出水水樣各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，判定污水處理設(shè)施的運(yùn)行狀況。通過將出水水樣各項(xiàng)參數(shù)與國家相對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)，判定該廠所處理污水主要污染物排放指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)。分布于進(jìn)出水口的水質(zhì)測(cè)定儀器，將當(dāng)前水質(zhì)的各項(xiàng)數(shù)值、流量等信息通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到各級(jí)處理器，并以數(shù)值的形式顯示到各級(jí)監(jiān)控平臺(tái)，完成對(duì)污水處理設(shè)施的在線監(jiān)測(cè)。

4 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在固體廢棄物防治工作中的應(yīng)用

當(dāng)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(chǎn)生的粉煤灰。現(xiàn)階段主要的治理手段是分層治理，黃土覆蓋，種植植被，恢復(fù)生態(tài)。各生產(chǎn)單位處置矸石也都有自己固定的處置場(chǎng)地。對(duì)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(chǎng)地存在使用年限及不同地理環(huán)境的影響，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控手段宜搭建無線網(wǎng)絡(luò)，完成視頻信號(hào)的傳輸，以實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督（見圖3）。依托生產(chǎn)單位的有線網(wǎng)絡(luò)，設(shè)立無線網(wǎng)絡(luò)中心基站；在處置場(chǎng)地周圍，設(shè)立若干臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn)并安設(shè)視頻監(jiān)控裝置，記錄各處置場(chǎng)地的運(yùn)行管理情況。同時(shí)依托所搭建的有線、無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)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(hào)同步呈現(xiàn)在各級(jí)監(jiān)控平臺(tái)上，完成對(duì)矸石等固體廢棄物處置場(chǎng)地的有效監(jiān)管。

圖3 矸石等固體廢棄物處置場(chǎng)地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意

除此之外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還可廣泛應(yīng)用到環(huán)境保護(hù)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(fèi)網(wǎng)上核算、征收，突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急預(yù)警，環(huán)境污染舉報(bào)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)等多個(gè)方面發(fā)揮重要作用。

5 當(dāng)前所面臨的問題

雖然將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛地應(yīng)用到當(dāng)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(shí)現(xiàn)環(huán)境督查工作的網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程中依舊面臨許多問題。

第一，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)搭建需要大量新設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施的投入；第二，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)后期的維護(hù)也需要較大的維護(hù)成本；第三，部分單位現(xiàn)已安設(shè)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)建立融合面臨多種設(shè)備、多種系統(tǒng)兼容性的問題；第四，和所有網(wǎng)絡(luò)一樣，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在環(huán)境督查工作中的應(yīng)用同樣涉及到網(wǎng)絡(luò)安全的諸多問題。

進(jìn)入21 世紀(jì)后，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為代表的信息技術(shù)有力地推進(jìn)著社會(huì)生產(chǎn)力的變革和發(fā)展。新的環(huán)境形勢(shì)也對(duì)新時(shí)期下的環(huán)境督查工作提出了新的要求。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛使用必將有力推動(dòng)環(huán)境保護(hù)及環(huán)境督查工作。實(shí)現(xiàn)環(huán)境督查工作自動(dòng)化、信息化、現(xiàn)代化，不僅為環(huán)境保護(hù)事業(yè)帶來一場(chǎng)新的變革，同時(shí)也為大同煤礦集團(tuán)公司環(huán)境督查工作打開了新的局面。