城市環境空氣質量自動監測優化布點分析

摘要：城市環境空氣質量監測水平的提高需要對布點進行優化。本文從布點確立的步驟及原則出發，詳細描述了確定監測點數量的方法。在明確布點基本優化方法后，詳細介紹其中功能區建立法、數理統計法、模擬法、建立審查制度法4種方法的具體內容，為有空氣質量自動監測布點優化需求的企業提供理論支持。

關鍵詞：空氣質量監測;布點優化;模擬法

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）09-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.09.089

Analysis on optimal distribution of urban ambient air quality automatic monitoring

Zhang Lihui

（Shenyang Ecological Environment Monitoring Center of Liaoning Province， Shenyang Liaoning 110169，China）

Abstract：The improvement of urban ambient air quality monitoring level needs to optimize the distribution points.In this paper，the method of determining the number of test points is described in detail from the steps and principles of setting up the distribution points.After defining the basic optimization method of air quality distribution， the paper introduces in detail the specific contents of four methods，namely， functional area establishment method， mathematical statistics method，simulation method，and establishment inspection system method，so as to provide theoretical support for enterprises that need to optimize air quality automatic monitoring distribution.

Key words：Air quality monitoring;Distribution optimization;Simulation method

空氣質量好壞是影響環境污染程度的重要一環，環境污染會嚴重影響人民生活水平。因此，加強空氣質量監測、協調環境與經濟發展之間的關系具有重要的意義。優化布點位置能夠有效提升空氣質量監測的水平，從而得到更精準的信息，以達到環境治理的目的。

1 布點確立的步驟及原則

1.1 布點確立步驟

城市環境空氣自動監測的布點確立共分為3步：（1）確立好需要監測的目標，以此劃分出對應的監測范圍;（2）基于城市以往所采集到的數據來確立監測點的數量及類型，以及每個監測點所監測的范圍;（3）根據實際情況設計出監測方案，對監測點進行系統管理。

1.2 布點確立的原則

布點的確立遵循6點原則：（1）在監測過程中，考察周圍設施便利程度，用電情況，注意考慮經濟成本，實現經濟成本最優化;（2）所選監測點數要有代表性，能夠反映出實際污染濃度的具體情況;（3）設置的監測點要能完全體現出城市的空氣質量水平;（4）監測點的設置要具有前瞻性，結合城市未來規劃進行布點，以此提升后續城市規劃效率;（5）在布點時，要根據能夠接收到連續數據的原則進行設置;（6）監測布點要有針對性，能滿足具體地區環境治理的要求。

2 監測點數量的確定方法

根據城市污染現狀、經濟情況、工廠分布情況、同時結合地形天氣等因素來確定監測點的數量。城市監測點數量通常受到成本及人員數量、密度的影響，由此在進行確認時，要根據實際的監測數據、污染的分布情況，以及人員分布區域和密度等來具體進行。目前監測點數量確認使用最廣的方法為定性法，根據監測區域性質來進行監測點數量及位置的計算，除此之外，還有一種定量方法，定量法是運用理論建模方式來設置出標準化條件以完成監測點數量確認的，這種方式不受任何氣候和環境等問題的影響，因此該方法可以作為監測點數量確認的理論參考。在國際上一般通過污染分布范圍和人口數量來確定監測點數量，例如：美國通過對空中懸浮顆粒進行分析，根據人口分布地區來設立監測點數量。這種方式既能精確確認出監測點的數量，又能控制經濟成本。另外，一些國家采取對地區污染程度進行分級的方式來計算監測點數量。

3 布點優化方法

2018年全國空氣質量情況相較2017年有所提高，但部分城市污染嚴重，其中有4.1%的城市空氣質量能達到國家一級標準;72.1%城市的空氣質量能達到國家二級標準;低于空氣質量三級標準的城市占2.3%[1]。以昆明為例，昆明2018年達到二級空氣質量標準，其中87d等級為優;279d為良，相較2017年而言，優級天氣增加了32d，優化布點能夠更好地實現空氣質量監測[2]。布點優化的基本方法為以下3點：（1）在保證不同區域高低濃度均勻分布的情況下設置監測點位，用以反映該區域內空氣質量情況、變化規律及污染水平;（2）設置監測點位置還要考慮到產業結構、污染程度及人口密度等因素，根據所需監測點的重要程度進行等級劃分，以確保監測點能夠完全覆蓋到所有的生產、生活區域;（3）根據每個城市的功能區域的不同，設置不同數量的監測點，其中特別需要注意的是人口住宅密集區及工業密集區要提高設置量，設置后對污染物及污染源進行密切監測，及時獲取監測信息，以確保空氣質量問題不會對人民日常生活造成影響，在進行正常監測的基礎上還要兼顧每個城市自身對于空氣質量監測的要求。基于布點確立的基本原則除了通過基本優化方法進行布點優化外，還可通過功能區建立、數理統計、模擬等方法來具體實現布點優化。這里需要注意的是，在進行布點時需要確保監測位置足夠真實，能夠具體的反映在一定范圍內的空氣質量現狀及后續的變化趨勢。

3.1 功能區建立法

功能區建立法是指按照不同城市進行區域劃分，設置具體的監測點位，一般情況下每個城市只需要設置3～4個點位即可[3]。建立的具體方法就是根據城市功能的不同劃分成3～4個區域，例如：居民住宅區、工業區、商業區等，在此基礎上進行具體的布點工作。這里需要注意的是，不同的城市，在空氣污染上的情況都有所不同，受風力、空氣濕度、氣候、地形等具體情況的影響，同一污染物也會導致不同污染程度的現象，進而導致整個區域的空氣質量監測所得數據存在較大的差異，造成一定程度的誤差，由此需要不斷地根據制約條件進行細節處的調整優化以得到精確的所需監測結果。

3.2 數理統計法

數理化統計法是在統計學的基礎上進一步拓展所得出的統計方法，通過對一定時間段范圍內的地理空間進行實時監測，輔以空氣污染分布情況來進行具體分析，在分析的基礎上創造兩者相互關聯性，再利用統計學的相關原理計算得出滿足所需要的監測點個數以及分布的狀態和位置。在實際監測取樣過程中，監測點的數據會受到地域、地形、天氣氣候等情況的影響，因此，實施此種方法最好在掌握上述影響條件的具體數據后再進行，且此種方法只適合在同一地域內進行，不宜跨地域進行測量。

3.3 模擬法

在精確掌握不同時期整個區域內的人口密度、污染物性質、空氣污染濃度、工業分布及污染變化規律等數據后，就可以進行模型模擬法。模型模擬法是指按照所需的測試數據分別對模型設置條件和模式，以此來得出具體空氣監測的數據。由于空氣污染程度、分布具體情況、分布規律、地形及氣候條件等的具體情況都制約著監測結果，影響監測結果的精確度。因此，在實際應用中，模擬模型的確立需要大量且全面的數據作為支持，按照測試數據來對監測儀器的條件設置做出相應調整，提高監測精確度，以此得到高精準度的空氣質量模擬模型來進行空氣質量預測。根據空氣質量預測情況可以對該地區污染程度進行詳細劃分，并確定污染物和污染途徑，進一步指導該地區后續環保工作的重點注意事項，也可以基于此對造成污染情況的具體企業做出懲罰。

3.4 建立審查制度

建立嚴格的審查制度可以分為4步：（1）加強基礎設施建設，提高監測數據的準確程度;（2）在此基礎上，確立科學有效的審查制度，確立制度詳細內容，包括企業基礎審查標準及未達標的懲處條例;（3）采用科學有效的手段對收集到的各項數據進行仔細審查，可以對審查內容進行列項處理，按照項目進行逐條檢查，以確定企業排污情況是否符合標準及根據具體項目數據對企業排污情況進行總結，指導企業后續排污工作;（4）在收集到企業排污情況具體數據后，按照審核標準對未達到標準的企業進行收費，對于不積極配合的企業可以制訂相應措施和懲罰條款，并加大審查的力度，審查過程中一旦發現問題，可以按照條例進行懲罰處理。

4 結論

想要實現空氣質量監測的布點優化，首先需要掌握布點確立的原則及步驟，接下來是了解監測點確定的具體方法，在此基礎上通過功能區建立法、數理統計法、模擬法以及建立審查制度來具體實現布點的優化，以此提高空氣質量的監測水平。

參考文獻

[1]尚德強.城市環境空氣質量自動監測布點的優化分析[J].科學技術創新，2020（06）：64-65.

[2]喬穎慧.城市環境空氣質量自動監測優化布點研究[J].環境與發展，2018，30（06）：150-151.

[3]楊會珠，徐曼，王建國.城市環境空氣質量自動監測優化布點研究[J].價值工程，2017，36（23）：9-10.

收稿日期：2020-07-03

作者簡介：張麗輝（1962-），女，漢族，本科學歷，副高，研究方向為環境監測。