大氣環境監測布點方法及優化研究

丹東市鳳城生態環境監測站 吳學英

一、大氣環境監測布點原則

首先，大氣環境監測布點應遵循全面性原則。在實際生活中，大氣污染的分布并不均勻，各區域污染物濃度存在差異，為避免監測結果出現數據遺漏問題，應在各區設置監測點。在污染嚴重、人流量大的區域，還應增加監測點，以便獲得準確監測結果。其次，應確保布點具有代表性，例如，主導上風向區域可減少點位，主導下風向區域應根據監測等級確認點位數量。要結合大氣環境污染監管要求，對居民受污染物影響程度展開分析，使點位間距控制在1.5～2.0m，保證布點的合理性。此外，還應遵循可比性原則。獲得的監測數據能夠用于綜合分析和比較，以便科學評價區域空氣質量。要根據結果對污染物種類、濃度、污染范圍等進行確認，獲得大氣污染基礎數據，為污染治理提供依據。

二、大氣環境監測布點方法

（一）按照功能區布點

早期大氣環境監測通常按照功能區進行布點。在城市建設過程中，可以將各區劃分為工業、商業、教育等功能區。結合區域功能可知，工業區主要從事工業生產，排放的污染物較多，應加強監測點布控，保證布點合理性。要加強工業區大氣污染監測，及時發現嚴重污染，從而進行應急處置，避免城市整體環境遭受過大污染。實際上，大氣污染物擴散系數存在差異，要結合污染物種類進行布點調整。因此，布點前應按照功能區加強大氣污染狀況分析，并結合各種污染因子情況對采樣點位置和數量進行確認。這種布點方法能夠科學監測和預報各區域污染，使大氣污染監測的經濟性得到增強。但農村或城郊等區域無明顯功能分區，因此不適合采用該種布點方法。盲目采用將造成監測結果缺乏代表性。

（二）劃分網格單元布點

通過劃分網格單元進行監測點布設，評估污染物的擴散趨勢。作為常用的布點方法，該方法可以將監測區域劃分為多個大小相同的網格。結合地理位置大小、污染源強度、人口分布等數據，可以確認網格單元大小。單元中心和交點位置可以設置監測點，反映污染物的空間分布狀況。在污染分布均勻或存在較多污染源的地區，該方法能夠全面反映污染狀況。但在監測布點之前，工作人員要掌握區域工業發展、污染程度等方面的情況，以便合理劃分網格單元，科學評判污染物擴散區域。掌握不同區域污染物隨時間變化的規律，能夠為污染物監控和治理提供指導。但是，在區域污染較高的情況下，該方法難以反映污染物真實濃度。

（三）利用扇形弧線布點

可以利用扇形弧線進行布點，如圖1所示，在距離污染源所在位置不同距離的若干個弧線上，可以進行采樣點布設。弧線應在同個扇形區域內，將點源當成頂點，將主導方向當成軸線，在污染源下風向位置設置扇形區。按照規定，扇形角通常為45°，情況特殊可以增加至60°，但不能超過90°。各條弧線需要完成3～4個采樣點布設，相鄰采樣點與點源連線夾角為10～20°。該方法適用于孤立的高架點源所在區域監測，可以在上風向位置上設置對照點。此外，還要求污染源擁有主導風向，以便取得較好的布點效果，保證監測數據精確。但在污染源大范圍分布情況下，這種布點方法并不適用。

圖1 利用扇形弧線布點示意圖

（四）圓周采樣布點

在監測區域大氣污染嚴重且集中的情況下，人們可以采用圓周采樣布點方法。例如，在污染源所在區域，人們可以利用圓周和放射線交點進行監測點布置。在不同的圓周上，設置的監測點數量和位置存在差異，需要結合區域污染源分布情況和主導風險進行合理布設。每個圓周區域都能代表一個污染區，而所有圓周都擁有相同的圓心，但半徑不同，其間可以構成同心圓。根據主導風向，可以進行放射線的排布，掌握污染源分布情況。實際采用該種布點法時，下風向監測點要多于上風向。在區域各污染源均勻分布的情況下，可以采用該種布點方法。

三、大氣環境監測布點優化

（一）項目概況

某市人口不超50萬，按照大氣環境監測要求共布設6個監測點。其中，3個用于二氧化硫、氮氧化物和懸浮顆粒物監測，其余3個用于自然沉降灰塵監測。在城市工業園區快速建設背景下，為推動城市綠色發展，人們對大氣環境監測提出了更高要求。為取得理想監測效果，需要加強區域監測布點分析，實現布點優化。

（二）流程優化

結合大氣環境監測需求，需要對布點流程進行優化，保證布點的科學性。為此，要明確環境監測要求，根據監測點設置目的、范圍和標準等對周圍各種影響因素進行確認。結合項目實際情況，需要加強工業園區周圍大氣環境污染監測。要對周圍污染物種類、產業分布等情況進行調查，完成數據收集和整理。調查發現，當地居民對粉塵污染進行了多次投訴，這與現有監測點的監測結果存在出入。綜合考慮各方面情況，需要采用網格布置法，根據具體情況確定監測布點數量。

（三）優化措施

在實際進行布點優化時，要做好地區的氣象分析。在季節發生改變的過程中，布點監測容易受到溫濕度、氣壓等因素影響。比如，在大風季節，由于風速較大，污染物將快速擴散，造成監測結果不穩。要對不同時期季節因素進行分析，做到科學布點。結合項目實際情況，考慮到監測區域冬季大氣污染嚴重，還應進行優先考量，在11月份這個污染集中的月份對主要污染物進行連續20d監測。在監測時段上，綜合考慮溫度等因素，本研究決定在08:00—09:00和14:00—15:00分別進行污染監測。

在監測項目上，結合功能區和各區污染情況，該市主要進行可吸入顆粒物、粉塵、硫酸鹽等物質的濃度監測。按照要求，監測點應遠離污染源，因此還應避免在工業園區排污口附近設置監測點。在下風向位置，應設立多個監測點，上風向則減少監測點。從總體來看，監測點要均勻分布在高、中、低不同污染濃度的區域，工業園區周圍主導風向應增設監測點，郊區或濃度低的區域可減少監測點。布點周圍20m內應確認無污染源，要結合風向、污染源位置等確定采樣點高度，保證監測結果真實、有效。與此同時，要排除障礙物對監測的干擾，確認監測點周圍20m內無喬木、建筑等障礙物。在對各種障礙物進行分類的基礎上，要結合障礙物分布特征，使布點與障礙物保持合適距離，確保監測點采樣口水平線與房屋建筑等保持不超30°的夾角。

綜合考慮被測區域各類影響因素，應在工業園區周圍設立多個監測點，在下風向居民區設置較多監測點，在商業區設置的監測點最少。應保證選擇的監測點周圍環境穩定，并且交通便捷，為監測數據獲取提供便利。從監測結果來看，科學布點能夠反映各區大氣污染特點和變化規律，為污染治理提供支持。

四、結語

在大氣環境污染監測中，為保證點位布設的合理性、全面性和代表性，要結合監測區域污染情況，科學選用布點方法，以保證監測結果的準確性。在實踐工作中，要熟練掌握各種布點方法，并做好監測區域污染物調查，優化布點，為大氣環境污染監管提供有力的數據支持。

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大氣環境是指生物賴以生存的空氣的物理、化學和生物學特性。物理特性主要包括空氣的溫度、濕度、風速、氣壓和降水，這一切均由太陽輻射這一原動力引起。化學特性則主要為空氣的化學組成：大氣對流層中氮、氧、氫3種氣體占99.96%，二氧化碳約占0.03%，還有一些微量雜質及含量變化較大的水汽。人類生活或工農業生產排出的氨、二氧化硫、一氧化碳、氮化物與氟化物等有害氣體可改變原有空氣的組成，并引起污染，造成全球氣候變化，破壞生態平衡。大氣環境和人類生存密切相關，大氣環境的每一個因素幾乎都可影響到人類，所以我們要愛護自然，為子孫后代留下一個優美的環境。

大氣污染對大氣物理狀態的影響，主要是引起氣候的異常變化。這種變化有時是很明顯的，有時則以漸漸變化的形式發生，為一般人所難以覺察，但任其發展，后果有可能非常嚴重。大氣是在不斷變化著的，其自然的變化進程相當緩慢，而人類活動造成的變化禍在燃眉，已引起世界范圍的殷切關注，世界各地都已動員了大量人力、物力，進行研究、防范、治理。控制大氣污染，保護環境，已成為當代人類一項重要事業。大氣是混合氣體，它無色無味，通常人們看不見它的存在，大氣的主要成份是氧和氮。而其它氣體，如氫、二氧化碳、臭氧和水汽等，只占大氣體積總量的百分之一。