環保監測中空氣污染監測點的布設方法初探

蔡鵬飛

（廊坊市生態環境局三河市分局，河北 三河 065099）

空氣污染是環境污染的一項重要組成部分，與人類乃至地球上所有生靈的生存息息相關。與此同時，空氣污染不同于肉眼可見的環境污染，常常伴有隱匿性，人們很難及時發現并采取相應的防治措施?？諝馕廴疽唤洶l生，會在大范圍內擴散，往往將局部的空氣污染在極短時間內彌散至大面積污染，威脅范圍廣泛?？諝馕廴疽坏┌l生，其污染防治和后續改善將是一個漫長的過程，需要耗費大量的人力物力和財力來平衡，對社會生活和經濟發展都會造成不可估量的損失。因此，空氣污染監測點的布防就顯得尤為重要，這些布防在不同區域的空氣污染監測點，連接著共同的大數據終端平臺，對各個地區的空氣質量提供著實時監控，便于空氣質量的實時更新和環境防治的有效指導。

一、空氣污染監測點布防過程中的影響因素

（一）自然地理環境

空氣污染監測點布防過程中首要考慮的因素便是自然地理環境，具體包括地理位置、所處環境以及與周邊的地勢差異。一般來說，不同的地形分布如平原、山地等對空氣污染物的產生與擴散存在著不同的差別。通常在人跡罕至的高海拔地區，空氣流通阻礙少，速率高，空氣污染監測點的布防可以相應減少，而對于人口密度大的、空氣流通速度較慢的低洼平原地帶，空氣污染監測點的數目則要依據實際情況適當增多。而且對于布防的每個監測點，其覆蓋面積要精準，空間分布要科學合理，伴隨著監測點的逐一布防和增加，整個區域的監測范圍不斷擴大，直至形成一張精確嚴密的空氣污染監測網。與此同時，空氣污染監測點的布防位置還要考慮當地獨特的氣候因素，尤其以風向、風屏等最為重要。這些自然因素會影響空氣的流動速率和方向，對布防地點空氣污染監測的準確性具有重要的意義。一般來說，在上風口設置的監測點較少，而下風口則更多，便于對污染物的濃度、擴散方向進行準確的追蹤。

（二）人口分布密度

人口分布密度是影響空氣污染監測點布防的重要因素。通常來說，人口密度集中的地區工業密集程度也相對較高，這是人類社會中造成空氣污染的主要因素之一，其次，人口聚集區域的空氣質量也較植被覆蓋區的差?；诖耍諝馕廴颈O測點的布防密度在人口密集區域要顯著大于人口稀疏區域，使得空氣中污染物的監測更具有針對性，準確性也更高。同時對于城市郊區綠色植被覆蓋區，空氣污染監測點的布防也要盡量避開，一方面在布防監測點選擇時必須要注意寬廣，滿足空氣監測的基本要求，另一方面，也要兼顧綠色植物的正常生長。如果監測點周圍全部被植物覆蓋，那么監測數量就會大大偏離正常指標，對監測結果在成一定誤差。

（三）基礎污染程度

現今，依據各地空氣監測結果的綜合分析，對空氣污染程度劃分為三個不同的等級：輕度污染、中度污染及重度污染?？諝馕廴局笖担ˋPI）是將常規監測的幾種空氣污染物濃度簡化成為單一的概念性指數值形式，并分級表征空氣污染程度和空氣質量狀況，常適合表示城市的短期空氣質量狀況和變化趨勢?？諝馕廴局笖祫澐譃?-50、51-100、101-150、151-200、201-300 和大于300 六檔，對應于空氣質量的六個級別，指數越大，級別越高，說明污染越嚴重，對人體健康的影響也越明顯。一般輕度污染指數為151-200，幾乎會影響到每個人的健康狀況；重度污染指數大于300，所有人的健康都將受到嚴重影響。在布防一個地區的空氣污染監測點時，首先要充分了解該地區的基礎污染程度，依據現有等級對空氣污染監測點進行合理精密的排布，并依據污染基數對相應的數量做出細致調整和層級控制，使污染狀況與監測點密度盡可能地做到最優匹配。另外，在布局上，要使每個監測點的位置、數量設置、測試頻率等信息詳盡地匯聚在一起，形成一個層級嚴密的空氣污染監測運行整體，便于對整個地區的空氣污染監測、建模分析，確保監測的精準性和可靠性，為進一步的污染防治提供第一手資料。

二、空氣污染監測點布防的常見方法

（一）網格布設法

網格布設法也稱點狀排布法，是空氣污染監測中常用的一種方法。這種方法的最大優勢是兼顧地理地形因素對監測點布防的影響，通常依據城市或鄉村的地形地貌及特殊的氣候特點，將整個監測區域劃分成不同的網格，在每個既定的網格中規劃一個監測點。隨后考慮風向的影響，在上風口處布防的監測點較少，而下風口處的監測點密集分布。具體而言，在某一區域運用網格布設法時，首先要對該區域在 x 軸、y 軸的方向上進行軸線切割，并以x 軸、y 軸為依據展開網格化污染監測點的排布，以散點結構中的兩條直線交點形成的一個封閉的方格作為一個污染監測點監測的具體區域。劃定區域后，綜合考慮每個封閉網格所處的地形特點、地勢高低以及氣候變化和風向類型，對監測點做出科學合理的布防，監測小范圍空間內的空氣污染狀況。具體針對某一區域而言，監測點最有成效的布防就是網格疏密程度與城市環境的空氣污染狀況相符合，這樣就能保證空氣污染物監控的實效性和科學性。

（二）功能分區布設法

相比與鄉村地區民居分布狀況，一個城市的功能區分化更加明顯：居民區、商業區、輕工業區及中工業區的區劃分明?？諝馕廴局饕ǖ囊谎趸狽O、二氧化硫SO2、碳氫化合物、浮塵等污染物，這些物質在城市工業區的上空明顯多于居住區。因此對城市中空氣污染監測點進行布防時，要充分考慮城市的功能區分布。通常城市居住區的污染監測散點均勻分布，而在工業區，尤其是重工業區，污染監測點的布防顯然要密集很多。布防時還要考慮該工業區的基礎污染程度，在此基礎上設置合理有效的監測數量，對于監測點建設的高度也要在重工業區重新考量，因為工業大煙囪的高度和監測點的相對位置及高度會影響到監測數據的科學性和準確性。運用功能分區布設法是針對城市居民區和功能區的空氣狀況實際而對監測點布防做出的科學性調整，對居民區和工業區的監測數量進行分類調整，使這兩個部分在共用一套監測體系的情況下，能夠對各自區域內不同的空氣污染情況做出及時有效的反饋，共同在整個空氣監測體系中發揮作用。

（三）扇形布設法

扇形布設法是在網格布設法的基礎上，重點考慮所監測區域風向這一地理因素而進行的優化策略。其具體做法是選定某一區域的下風口，在下風口區域展開一個45°角的扇面結構，專門對城市或鄉村順風區域空氣污染物進行監測。嘗試運用扇形布設法時要特別注意該地區的風向，要抓住該區域內最為常見的主導風向，并以此方向作為扇形監測點布局的軸向，同時還要設置扇形監測點的頂點位置，以此擴散開來形成完整的扇面污染物監測點覆蓋結構，確保該區域空氣污染的各要素信息的正常監測與分析。針對城市工業區高煙囪排放等高空污染問題的監測，扇形布設法是一種極為妥當的布防策略。因為這些污染區域往往更需要在污染物密度聚集更高的地區進行布防，另一方面，由于這類高空污染源的排放量通常更大，影響范圍也更廣泛，因此也就需要在更高位置進行布防、覆蓋面積更為全面的污染監測點，從而達到對高空空氣污染物的排放濃度、空氣污染狀況等信息做出真實有效的評價。

三、空氣污染監測點布防的監測要點

（一）明確空氣污染物監測的目標

空氣污染物的種類包括粒子污染物和分子污染物兩大類：粒子污染物即為顆粒物，粉塵。檢測對象是TSP、PMIO 以及PM2.5；分子狀污染物主要包括二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧等。在布設空氣污染監測點時，首先要必須明確監測區域、監測哪些指標以及監測得到的數據要怎么處理，才能使得監測到的數據產生實際的工作意義。只有明確這些基礎要素，才能有計劃地進行一系列數據信息的搜集和處理，在此基礎上要合理控制多種內、外部因素的不利影響，認真切實地落實對所選區域空氣污染監測的各項工作。

（二）理解空氣污染指數的量化條件

布防在城市或鄉村的各個空氣污染監測點能夠精確地提供每一項空氣污染物的數量指標，這些空氣污染物的數量指標變化需要進過復雜有序的計算公式和程序，進而在監測點的大數據終端簡化為單一的概念性指數值形式。這些指數值形式簡單，生成的圖形直觀實用，可以用來分級表征空氣污染程度和空氣質量狀況，常適合表示某一地區短期的空氣質量狀況和變化趨勢，也就是我們在日常生活中常常關注的空氣污染指數。空氣污染指數的監測涉及多種影響因素，不同時刻的風向、風速甚至是天氣狀況都會影響這些監測指標的量化分析，因此空氣污染指數常常是多變的，一般的衡量標準是在某一個范圍，例如，空氣污染指數151-200 為輕度污染；空氣污染指數大于300 為重度污染等。在這些指定的范圍內，空氣污染物的各項指標的變化并不影響整體的空氣污染量化情況。

（三）詳細掌握站點情況進行綜合布局

在對某一地區具體布防空氣污染監測點時，首先要考慮的因素是該區域以往的地理位置、自然氣候、污染狀況等數據資料，之后要對所選不同區域進行現實環境的勘測，依據現實的勘測結果來制定出嚴格的空氣污染物監測方案。此外，還要綜合考慮城市或鄉村地區的不同功能區域對于空氣污染監測工作的影響，明確城市工業區布防監測點需要考慮到的距離和位置因素。站點周圍的人口疏密程度也影響到污染狀況的監測，監測點在布防時應根據這些實時數據進行及時的數量和位置調整。因此，在監測點的實際布防中，根據不同情況采取差異化方式，進行空氣污染監測站點的布設，如對于人口密集程度較高的城市區域，則采取功能分區布設法、網格布設法進行污染狀況監測；而地理位置較為偏遠農村地區的空氣污染監測，適合使用扇形布設法來完成監測。只有在現實生活中掌握各個監測點位的綜合布局，才能保證污染因素監測結果的科學有效性。

四、總結

統計采樣、模擬采樣等方式是一般空氣污染監測點的常用到數據采樣，由于這些采樣方式簡單而無法達到現實環境中的空氣污染監測實效。本文圍繞空氣污染監測點在現今環境保護中的實效功能，論述了影響監測點布防的三大因素：自然地理環境、人口分布密度及基礎污染程度；并針對上述三大因素提出了相應的布防措施：功能分區布設法、網格布設法、扇形布設法。最后提出了空氣污染監測的要點，明確在實際布防中要綜合考慮各種因素，合理布局，并依據監測點提供的空氣污染物指標結果，量化標準，及時了解區域內空氣質量狀況，提出相應的生態環境保護解決方案。