大氣環境監測布點方法探究

【摘要】：大氣環境已經關系到人類的生存和發展，在現代社會中，大氣環境監測技術已經成為環境評價中的關鍵技術之一。本文從大氣環境監測布點原則分析入手，簡要分析了常用的大氣環境監測布點方法，并進一步分析了最新的優化大氣環境監測布點方法。

【關鍵詞】： 大氣環境，監測布點

【前言】

大氣環境檢測的范圍非常廣，同時檢測內容很多，制定一個能夠反應整個區域內環境質量的監測布點方案具有一定的挑戰性。大氣環境監測布點方法關系到環境檢測數據的真實性和有效性，是今后一段時期內環境監測領域的研究重點。

1大氣環境監測布點原則分析

大氣環境監測布點應堅持全面性、代表性和可比性原則，保障樣品采集取得預期監測效果。

（1）全面性。大氣環境監測的區域范圍較廣，布設監測點位時要充分考慮區域內高、中、低污染程度的區域的點位，既要照顧到污染程度較重的區域大氣環境污染狀況，也要充分掌握工業密集區、污染物排放多、人口流動大的區域，并增加相應的點位數量，盡可能全面的收集反映大氣環境質量現狀。

（2）代表性。大氣環境監測點位的確定還要具有一定代表性，尤其是要做好特定環境卜的大氣環境監測點位的布設。例如，在季風的上風向監測點位相對布設少，而在季風的卜風向應盡量多的設置監測點位以便客觀的采集區域內的大氣環境狀況。

（3）一致性。確定大氣環境檢測采樣點的最終目的是準確獲取監測區域內的大氣污染物成分及濃度分布，進而采用先進的數據處理工具，完成區域大氣環境質量的分析和預測工作。這也要求在采樣點布置的過程中，需要滿需采樣點條件的一致性。

（4）科學性。科學性指的是根據監測區域和檢測目的科學選擇布點方案。在檢測大氣環境對于人體有無危害或者危害程度高低的情況下，需要監測點高度在1.5至2.0m范圍之內，盡可能與人體活動高度相一致；如果是監測大氣環境對于植物有無危害，那就需要將監測點高度接近于植物葉片高度。

2 大氣環境監測布點方法

2.1 傳統大氣環境監測布點方法研究

（1）同心圓布點法

該方法需要首先確定檢測區域內的污染源中心位置，并以污染源位置為圓心確定半徑不同的同心圓，進而以圓心為端點，確定不同角度的放射線，各個放射線和同心圓的交點就是大氣環境監測的監測點。同心圓布點法要求布點應主要位于區域內季風或者主導風向的下風向。多年實踐證明，同心圓布點法對于常規大氣環境檢測和多個污染源分布較為均勻的監測區域適用性較強，能夠很好的反應區域內污染源群對于大氣環境的影響。

（2）功能區布點法

功能區布點法要求按照被監測區域具有的不同社會功能進行檢測，主要的功能區可以劃分為居住區、商業區、工業區等，在此基礎上對影響大氣環境的主要污染因子進行分析，綜合所能調配的人力物力進行檢測點的布置。該種方法在大區域大氣環境檢測中應用效果較好，但是對于監測區域內大一污染因子擴散規律的依賴性較強。

（3）網格布點法

就是把需要監測區域內的地面劃分成若干個均勻的網狀方格，在方格的中心或兩條直線交點處設置相應的采樣點，根據區域人口分布、污染源強度等劃分網格大小。網格布點法對于污染源較多且分布較為均勻的地區，該種方式屬于較為直觀的空間分布方案，具有約束條件少，適應能力強等優勢，可以通過該法設置科學合理的監測點位較好地反映區域內的污染物空間分布。

（4）扇形布點法

在主導風向較為固定且明確的區域，經常使用扇形布點法，該種方法需要首先確定污染源位置，通過在考慮季風和主導風向的基礎上，在主導風向下風向軸線方向確定一個40°—80°的扇形范圍，在扇形弧線上確定數量不等的監測點。此種方法對風向的依賴性較強，在特殊環境條件下可以使用。

2.2 大氣環境監測布點優化

（1）優化點位技術分析

由廣東工業大學蔡文教授研發的物元分析法采用了可拓學原理，對于解決困擾大氣環境檢測布點準確性問題具有一定借鑒意義。該種方法從污染物檢測值的最大值和最小值入手，分析最終期望結果的最佳點、最差點和期望點，并分別建立相應的矩陣模型，通過關聯函數計算綜合關聯方程，最終在點聚圖上確定監測點的分析。

相關系數法最初有國外學者提出，是一種網格布點法的改進方案，運用網格布點法取得的監測數據，分析其中的網格數和監測點數量關系，并計算相關系數，相關系數越大則說明檢測數據越接近于真實數據。

最優指標是一種在TOPSIS方法基礎上優化改進的大氣環境檢測布點方法，能夠實現同時檢測多個污染物的目標，由于加入了最優水平方案，原始數據矩陣不斷向最優指標值矩陣逼近，最終通過歸一化處理，確定最佳的監測點布點。

特征分析法是另一種優化點位技術，該方法按照污染程度將監測點進行聚類和歸類處理，并在每一類中確定最佳的、最具代表性的點位，通過原始監測數據確定關聯度矩陣，通過模型轉換實現關聯度問題向矩陣求解問題的轉換，最紅確定特征向量和特征值，依據聯系度聚類得到優選大氣環境監測布點。

（2）預測布點技術分析

預測布點技術計算使用的模型主要有以下幾類：ISC3、AEROD、ADMS、CMAQ等，在模擬計算監測區域大氣環境和空氣質量的基礎上，確定監測點位置的時間精度、經濟性和空間分布均較好。部分國內學者已經開始應用CMAQ模型計算珠江三角洲地區的大氣環境，針對于二氧化硫和二氧化氮等主要空氣污染物的檢測取得了突破性的進展。結果表明，該技術的誤差范圍可控，對于多種大氣污染物均具有較好的空間模擬效果。

結語

隨著我國經濟社會的發展和城鎮化的推進，大氣污染物越來越多，造成大氣環境的破壞，為有效保護大氣環境，進行大氣環境監測布點方法研究具有重大而現實的意義。在缺少環境檢測數據的區域，推薦首先使用傳統大氣環境監測布點方法，在積累了一定原始數據的基礎上，著手進行優化改進。

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作者簡介：白云鵬 男，1987.01，籍貫四川省閬中市，學歷本科，

畢業于內江師范學院，現有職稱助理工程師，研究方向環境監測endprint