大氣環境監測布點及優化探析

彭小東(南充市儀隴生態環境監測站，四川 南充 637600)

0 引言

在黨的十八大，習近平總書記新時代生態文明建設思想提出以來，“綠水青山就是金山銀山”的發展理念不斷深入人心，大眾的環保意識不斷提高，人們對“青山常在、綠水長流、空氣常新的美麗中國”愿景更加期盼。然而，隨著全球化進程的不斷深入、經濟社會的快速發展，由城市化工業化持續推進、化石能源頻繁開發利用等原因引發的環境問題越發受人關注，如何處理好人類與自然、發展與保護的關系，成為當前和未來一個全球性的重大課題。在當今我國，由于鋼鐵、水泥和玻璃等工業源排放總量增多，燃煤、石油等非清潔能源利用不合理，交通運輸行業汽車尾氣排放加大等原因，產生了大量污染物直排到大氣環境中，導致各地霧霾、酸雨、沙塵暴等現象頻發，國內大氣環境質量形勢嚴峻，不容樂觀。為了及時掌握大氣污染情況，分析大氣污染成因和發展趨勢，為政府科學決策提供更加客觀、真實、精準、科學的監測數據，在加強大氣環境質量監測的同時，需把握好監測布點關鍵環節，進一步優化監測布點工作。

1 大氣環境監測的意義

通過開展大氣環境監測，可以獲取真實、精準的數據，及時掌握大氣污染情況(包括程度、類型和變化數據等)，用以分析探究大氣污染成因，科學預測大氣污染發展趨勢，繼而指導大氣環境質量報告的修訂，同時，也為生態環境保護有關部門制定環境改善目標提供科學依據。

2 大氣環境污染的影響因素

大氣環境污染的影響因素有很多，本文將從以下兩個主要方面進行探討。

2.1 工業企業排污

由于我國能源結構和產業結構不合理、環境保護相對滯后等歷史原因，大氣環境污染欠賬太多，部分地方政府經濟發展觀念沒有完全轉變，在制定相關政策、規劃時缺乏對大氣環境保護的通盤考慮，加之監管、執法力度不夠，企業負責人環保意識缺失，偷排、漏排現象嚴重，導致大氣污染加劇。

2.2 汽車尾氣排放

隨著大眾生活品質的不斷提高，汽車保有量逐年增加，導致汽車尾氣成為大氣污染的主要來源之一。而尾氣中含有的一氧化碳、二氧化碳、顆粒物、碳氫化合物以及氮氧化合物等物質易與空氣中的揚塵、煤煙發生反應，造成大氣的混合型污染，不僅讓大氣環境持續惡化，也增加了保護治理的難度。

3 大氣環境監測布點準則

3.1 全面準則

大氣環境監測布點要結合被監測區域的污染程度，兼顧不同功能區狀況，在高、中、低等各污染程度不同的區域布設一定數量的點位，并在工業集中、污染嚴重、人口密集等重點區域增設相應的監測點位，盡可能全面收集反映被測區域大氣環境質量現狀。

3.2 典型準則

大氣環境監測布點要首先考慮所選取的監測點位是否典型，是否具有代表性，同時避免無效布點的出現，以確保采集的數據可以客觀、真實地反映該區域大氣環境質量狀況及變化趨勢。如設置監測點位應避開污染源和障礙物，主導風向上風口應適當減少布點，下風向適當增設監測點位。

3.3 可比準則

由于大氣環境監測需要通過比較較長時間段的監測數據，用以分析被監測區域的大氣環境質量狀況，故在監測布點時，要充分考慮到采樣條件的一致性，避免因條件不同產生干擾，以確保獲得具有可比性的監測數據，一旦監測點位確定后，不可隨意改動。

3.4 科學準則

大氣環境監測點位的布設要科學合理。需要根據被監測區域大氣污染實際情況和污染程度，對布點的高度和位置進行確定。一般情況下，布點高度選擇1.5米到2米之間，因為這個高度最能真實反映大氣環境對人體的影響，若要監測其對植物的影響，則應在植物葉面中心部位等高處設置監測點位。同時，布點位置要開闊平坦，且采樣口水平線與周圍建筑之間的夾角不超過30度，這樣定位才更加具有科學性。

4 大氣環境監測布點方法

4.1 功能區布點方法

功能區布點法是依據不同功能區的劃分，包括工業區、居住區、商業區、商住混合區以及交通密集區等，通過綜合污染程度、人口數量等諸多因素，在各功能區內布設不同數量的監測點(污染嚴重的工業區要比其他區域多布設一些監測點位)，合理有效地對各污染區域進行監測，從而科學預測和處理被監測區域的大氣環境突發狀況，具有較好的經濟優勢。更多的適用于區域性大氣環境監測，不適用于城郊或農村地區。

4.2 扇形布點方法

扇形布點法是結合不同的目的，根據污染源的區域、污染擴散速度、主導風向等具體情況，在污染源的主導風向下游扇形區域內(以主導風向為軸邊在下風向形成扇形，一般45°最佳，不宜大于90°)進行布點，監測點位應布設在距離污染源各不同距離的若干扇形弧邊上，每條弧邊設置三至四個監測點，且相鄰監測點與污染源連線的夾角應控制在10°到20°之間，同時，在風向的位置上應設一定參照點，便于后期對照和對比，以提高監測精度和效率。主要適用于孤立高架單污染源、且主導風向明確的區域。

4.3 網格布點方法

網格布點法是綜合人力、物力、污染源強度等條件，將被監測區域劃分成不同的網格，在網格中心或兩條直線的交叉位置設置監測點，監測結果能夠客觀有效反映污染擴散規律，網格較小時，可指導城市環境管理、規劃及后期治理。適用于污染源分布較為均勻且污染源較多的地區，不適用污染特別嚴重的地區。

4.4 同心圓布點方法

同心圓布點法是以被監測區域污染源中點為圓心，不同半徑同心圓與圓心射線的交點為監測點，綜合考慮圓周周邊污染擴散范圍以及常年主導風向下游氣候變化等多種因素，操作相對便捷、設置比較均衡的一種常見的大氣環境監測布點方式，其下風向監測點的數量應多于上風口。適用于區域性常規大氣監測、區域內有多個污染源且分布較為均勻，以及區域內多個污染源所構成的污染群等具有較好點位布設效果的地方。

5 大氣環境監測布點方法優化手段

5.1 避開污染源

在大氣環境監測布點時，需要盡量避開污染源，這是因為污染源排污變化情況會直接影響監測數據的準確性，導致結果偏高，監測點位不具有代表性。監測人員在實際操作過程中，往往容易忽視此類情況。只有具備扎實科學的專業知識，切實提高現場觀察判斷的能力，才能在監測布點時，準確選取合適的監測距離，科學設置監測點位，把污染源排污對監測布點的影響降到最低，從而提高監測結果的可信度。

5.2 避開障礙物

在大氣環境監測布點時，一般選擇障礙物較少或沒有障礙物的位置作為監測點，不能在明顯存在障礙物的地方布設點位。同時，在設置前需實地察看周邊環境的具體情況，充分考慮障礙物的分布狀況，以及障礙物與污染源的聯系，選取合適的位置布點進行樣品采集，以避免障礙物對監測結果產生影響，確保監測結果精準、數據不失真。

5.3 合理設置監測點高度

在大氣環境監測布點時，監測點的高度直接影響著監測數據的質量，因此，合理設置監測點高度就成了大氣環境監測優化布點的重要手段之一。在實際操作過程中，必須綜合探究多方面因素，以污染源或研究對象為參照，布設不同高度的監測點。如污染源的高度應與監測點的高度保持一定的距離，且符合相關規定，可通過氣象資料等進行預測；研究對象不同，監測點的高度不一定相同，要根據監測目的，綜合研究對象對人體、動物和植物等影響，布設不同高度的監測點。

5.4 充分考慮天氣、季節等因素的影響

在大氣環境監測布點時，要充分考慮天氣、季節等因素的影響，在主導風向下風向，且風力較大的地方，要由近及遠等距離多設置監測點，以了解大氣污染濃度變化情況。針對溫濕度、氣壓變化較大的天氣，要根據現場實際，進一步優化布點，調整和控制監測頻次和方法，確保采集的數據具有代表性，同時，盡量避開雨雪等天氣。

5.5 優化監測布點設置流程

在大氣環境監測過程中，優化監測布點設置流程是切實可行的手段之一，通過前期實地調研(包括目標、位置和準則等)、合并分析(包括污染類型、地理位置、資源情況等)、優化技術(包括特征分析法、相關系數法、物元分析法等)、優化方法、建立模型、精選點位等流程，以最少的點位設置數量確定最佳的監測點位，進而獲取最精準的監測數據，反映最真實的大氣環境質量狀況。監測人員只有把優化布點設置流程工作開展好，才能進一步提高監測效率，使監測結果更具有效性和針對性。

5.6 綜合性優化

在大氣環境監測過程中，綜合性優化是根據大氣中污染物的擴散特征，結合污染源的排放特點和分布情況，綜合地理、氣象等信息，利用現代先進科技手段，通過創建不同的監測布點模型，以函數或圖形等方式得到最佳監測布點結果，進一步增加監測布點的科學性。

6 結語

綜上所述，大氣環境監測布點作為大氣監測的關鍵環節，發揮著十分重要的作用，通過避開污染源及障礙物、合理設置監測點高度、優化監測布點設置流程等多種大氣環境監測布點優化方式，可進一步提升環保部門大氣監測效力，從而獲得更加準確、可信的監測數據，為大氣環境的治理與改善提供科學依據，對促進社會經濟可持續發展具有重要的現實意義。