大氣環境在線監測技術及其應用

張　暢（長沙市望城區環境監測站，湖南 長沙 410211）

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大氣環境在線監測技術及其應用

張暢（長沙市望城區環境監測站，湖南 長沙 410211）

通過大氣在線監測技術，能夠準確的、全面的反映出大氣環境目標污染物的濃度及其變化趨勢，從而實現全時段、全方位、動態監測大氣要素的目的。此背景下，本文首先分析了環境在線監測技術，其次對垃圾處理場及周邊大氣環境在線監測技術進行了一定的闡述，最后探討了大氣在線監測技術的應用，以供參考。

大氣；在線監測；技術；應用

1　引言

在我國環境保護工作中，大氣在線監測技術具有關鍵性作用，在污染源控制、環境管理與環境規劃等方面也具備不可替代的作用。近年來，隨著現代社會經濟與科學技術的進一步發展，人們對大氣環境質量的期望值越來越高，對環境保護的要求也越來越嚴格，加強大氣在線監測技術分析與研究力度，能夠更好地滿足我國環保工作發展的實際需求。

2　環境在線監測技術概述

所謂環境在線監測技術，主要是指以在線自動分析儀器為基礎開展的一種綜合性的在線自動環境監測與環境預警體系，通常采用現代自動測量技術、自動控制技術與計算機應用技術等主要技術措施，來實現綜合性環境在線監測目的。通過我國當前環境監測系統實際應用情況可以發現，其在水質監測、空氣質量監測以及環境噪聲監測等方面都具有較為良好的應用價值，主要是以水、大氣以及噪聲等環境污染指標在線監測為基礎，對環境中的目標污染物進行連續性的、實時的監測，并通過現代化的通信網絡傳輸技術追蹤、監控污染源，落實數據收集、管理與顯示等一系列操作，切實提高環境監測與保護效率。

通過環境在線監測技術的有效應用，能夠及時地監控到環境中目標污染物突變的異常現象，并立即發出預警預報，最大限度地避免污染物出現擴散，最大可能地阻止污染事件升級，強有力地保障人民群眾的生命和健康安全。環境在線監測技術能夠為環境信息網絡建設提供可靠的技術支持，從而在促進我國環境監測工作順利開展的基礎上，從整體上推動我國生態環境保護工作的良好發展。

3　垃圾處理場及周邊大氣環境在線監測技術

3.1垃圾處理場及周邊大氣環境情況

城市固體廢棄物處理場（簡稱：垃圾處理場）是城市垃圾收集、處理的終端場地，是垃圾無害化處理的關鍵。以長沙市城市固體廢棄物處理場為例，位于長沙市望城區橋驛鎮黑麋峰山區一“Y”型山澗谷地，其附近有很多村莊，該場承擔著長沙全市生活垃圾和污泥處置等任務，采用改良型厭氧衛生填埋方式，對填埋垃圾按單元分層作業；對垃圾填埋后產生的氣體經導排系統收集后用于供熱或發電；對垃圾滲透漏液經調節池集中收集后，通過日處理達1500t的污水處理廠進行生物和化學處理，達到國家二級排放標準后排放。隨著長沙城區以及經濟社會的不斷發展，固體廢棄物不斷增多，該場已超負荷運行，產生的惡臭、污水、噪聲等對周邊環境有較大程度的污染和影響。

當地環保部門委托專業機構對該場的惡臭氣體進行了全成分檢測分析，根據檢測結果確定該場主要特征污染因子為：臭氣濃度、氨氣、硫化氫、甲烷非甲烷總烴、PM2.5，該5項因子即是該場的主要環境保護監測監控目標。

3.2監測布點及監測工藝

根據國家最新頒布環境空氣質量監測規范，參照美國EPA及歐洲EU對區域環境空氣質量的監測要求，結合場地所在區域全年主導風向夏天為東南方向（SE）、冬天為西北偏西（WNW），和對該場的實際調查情況，可在場地中間及場界處建設4個環境空氣自動監測子站，全方位監控城市固體廢棄物處理場及其周邊的環境空氣污染狀況，同時搭建數據信息平臺，形成對整個城市固體廢棄物處理場區域的環境空氣自動監測網絡的系統建設。布點圖見圖1。

圖1　垃圾處理場環境空氣自動站布點圖

該場大氣在線監測系統包括前端監控系統和信息化平臺兩大部分，含：4個子站基建設施建設和4個子站站房系統建設以及4個子站監測數據系統建設和1套數據信息平臺建設。儀器設備主要采用的監測分析方法為：硫化氫（H2S）在線分析儀采用紫外熒光法；氨氣（NH3）分析儀采用激光直接吸收光譜技術；甲烷非甲烷總烴在線氣相色譜分析儀采用在線式氣相色譜法，氫火焰離子化檢測器（FID）；顆粒物分析儀（PM2.5）采用β射線法；惡臭分析儀采用仿生電子儀器，信號采集、處理和識別；氣象五參數監測儀采用傳感器或超聲波方法。

3.3垃圾場大氣在線監測系統建設意義

垃圾場大氣在線監測系統建成后將成為長沙市政府對該場環境問題的“聽診器”，是環境安全的“保護閥”，將填補長沙市乃至湖南省垃圾處理場大氣環境自動監測網絡建設的歷史空白，大幅提升對垃圾處理場的環境監管能力水平，實現動態長效的環境監測和監控，杜絕處理場惡意偷排、漏排，監督處理場完善生產工藝，有效控制、減少垃圾處理場對周邊環境的污染和影響，實現污染預警，向企業和公眾提供有效的數據，便于政府尤其是環保部門解決污染糾紛。

4　大氣在線監測技術的應用

4.1空氣中重金屬的在線監測

近年來，隨著社會的迅速發展，化工產業與汽車產業獲得了進一步發展，導致空氣中的重金屬污染日益加劇，但大多數重金屬均具備較強的毒性，并且還具備可累積性與不可降解性特征。當空氣中的重金屬元素通過呼吸系統進入人體之后，會逐漸沉淀，當經歷一段時間之后，必定會對人類身體健康造成嚴重的損害，這就要求必須及時做好大氣中重金屬在線監測與污染治理工作。當前常用的大氣重金屬元素在線監測技術主要包括電化學分析技術、X射線熒光光譜分析技術以及原子熒光技術、原子吸收光譜技術等，對于能夠監測的重金屬元素，主要包含Hg、Ba、Ca、Ni、Se、Ti、Fe等。

4.2空氣中SO2的在線監測

就當前情況來看，我國大氣污染主要為燃煤型污染，主要污染物為燃煤型污染，主要污染物為SO2、煙塵等，其中，SO2的污染最為嚴重，其所帶來的危害也相對較大，是形成酸雨的主要因素，這就要求做好空氣中SO2的在線監測工作。傳統的SO2監測方式主要為手工取樣、全天候連續采樣監測，近年來，隨著科技的迅速發展，儀器自動監測獲得了十分廣泛的應用，是一種新型監測技術措施，監測作業的及時性、全面性、準確性均獲得了進一步提升，可更加準確的反映空氣中SO2的濃度及動態發展狀況。

目前，歐美許多國家均采用紫外熒光法、紫外吸收法等監測系統，對空氣中的SO2進行實時監測，但由于我國空氣中的煙塵含量較高，濕度也相對較大，國外的一些設備無法完全使用，再加上設備比較昂貴，無法廣泛的使用。以定位電解法為基礎的電化學氣體傳感器，可對煙氣中SO2的質量濃度進行良好的測量，監測結構也較穩定、準確，符合國家監測標準，較適用于我國空氣中SO2的在線監測。

4.3空氣中揮發性有機物（VOCS）的在線監測

對于空氣中包含的VOCS，其不僅僅是光化學污染物形成的基礎物質，還是空氣細粒子中毒害有機物質的重要來源。通常情況下，VOCS的濃度較低，但其具備較強的活性，這就要求必須先做好其成本的監測與相應濃度的測量操作。目前，基于VOCS的在線監測技術主要包括激光光譜技術、飛行時間質譜技術等。

5　結語

總而言之，環境在線監測技術存在一定的多樣性，實際在線監測水平也有一定的差異，少數在線監測系統運行也較不穩定，極易出現故障問題，從而無法滿足環境在線監測工作發展的實際需求。針對此，相關環境工作人員應當積極促進環境在線監測技術的完善，切實提高在線監測技術在分析與處理數據的能力，提升環境在線監測系統的穩定性、可靠性，維護我國的生態環境的平衡發展。

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張暢（1980-），女，工程師，主要從事環境監測工作。

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2016-5-20