污染源自動(dòng)監(jiān)控的應(yīng)用及問題探究

陳泳藝

（泉州市南安生態(tài)環(huán)境局 福建泉州 362300）

0 引言

自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)在水質(zhì)、空氣質(zhì)量監(jiān)測上已有廣泛的應(yīng)用。在識(shí)別污染源及灌溉水質(zhì)管理方面，運(yùn)用自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)確定不同水質(zhì)參數(shù)的閾值，發(fā)現(xiàn)異常情況并及時(shí)通知環(huán)保行政主管部門采取后續(xù)行動(dòng)。通過建立信息交換平臺(tái)，估算重金屬對(duì)稻田的通量，結(jié)合綠色技術(shù)進(jìn)行面源污染的控制［1］。在羅馬尼亞馬格里勒實(shí)施的對(duì)流層顆粒物污染監(jiān)控系統(tǒng)，可以檢測大氣污染層數(shù)和確定污染負(fù)荷程度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警。警報(bào)系統(tǒng)基于云高計(jì)和光度計(jì)的連續(xù)測量，采用回溯模型建立污染源，當(dāng)大氣層顆粒污染負(fù)載嚴(yán)重時(shí)，會(huì)向科學(xué)家發(fā)送自動(dòng)警報(bào)，以便進(jìn)一步分析事件并通知利益相關(guān)者［2］。周維杭等［3］結(jié)合我國國情，設(shè)計(jì)出1 套對(duì)廣域污染源水質(zhì)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測和管理的信息系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控整個(gè)地域內(nèi)的企業(yè)排污情況，具有運(yùn)程操控、自動(dòng)采樣分析、對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析處理等功能，實(shí)現(xiàn)企業(yè)排污狀況的智能化監(jiān)控，已成功應(yīng)用。眾所周知，污染源是環(huán)境污染問題產(chǎn)生的重要源頭，想要有效治理環(huán)境問題，僅依靠污染發(fā)生后的治理工作是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須從污染源頭進(jìn)行監(jiān)測和防控。傳統(tǒng)的人工監(jiān)測手段固然可行，但如何實(shí)時(shí)監(jiān)測分析污染源的動(dòng)態(tài)變化就必須依靠自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)屬于環(huán)境自動(dòng)監(jiān)控中的1 個(gè)子系統(tǒng)，是實(shí)時(shí)結(jié)合了自動(dòng)檢測、遠(yuǎn)程操控、污染預(yù)警等功能的1 個(gè)綜合管理系統(tǒng)［4］。利用現(xiàn)代化電子信息技術(shù)，建立1 套污染源自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)污染源監(jiān)控的自動(dòng)化，從更高層次對(duì)污染源進(jìn)行實(shí)時(shí)控制管理，極大減少了污染控制的人力物力成本。污染源自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的價(jià)值主要體現(xiàn)于實(shí)際運(yùn)用，因此，如何解決應(yīng)用中存在的實(shí)際問題從而發(fā)揮出其作用與價(jià)值至關(guān)重要。

1 污染源自動(dòng)監(jiān)控的作用

污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在2 個(gè)方面：①依靠它的實(shí)時(shí)在線的污染監(jiān)測功能，對(duì)超標(biāo)排污行為及時(shí)發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)格查處，提高環(huán)保執(zhí)法效率；②依靠它的自動(dòng)連續(xù)功能，分析排污總量，應(yīng)用于企業(yè)減排、污染物總量控制、排污許可證管理及排污收費(fèi)工作中，相較于人工間斷的采樣數(shù)據(jù)更加科學(xué)合理［5］。污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)主要通過實(shí)時(shí)連續(xù)的更新污染源的污染物排放量、廢氣廢水瞬時(shí)流速、污染物濃度變化并動(dòng)態(tài)繪制監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀分析，幫助相關(guān)人員掌握污染防治情況，以便其以最短的時(shí)間進(jìn)行處理，提高工作效率［6］。

將污染源自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用到自然環(huán)境中可以對(duì)大氣、水環(huán)境污染進(jìn)行有效監(jiān)控，對(duì)主要污染因子進(jìn)行實(shí)時(shí)防控［7］。應(yīng)用于工業(yè)企業(yè)，可以保證污染物排放滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。例如在太湖流域水環(huán)境治理過程中，基于污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測流域內(nèi)污染源企業(yè)排放情況，對(duì)于異常排放情況，及時(shí)自動(dòng)生成污染源在線超標(biāo)告警［8］。預(yù)防藍(lán)藻水華等污染事件發(fā)生，為區(qū)域水環(huán)境治理提供了巨大幫助。

2 污染源自動(dòng)監(jiān)控應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

在環(huán)境保護(hù)工作中，污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)不僅使用簡單，而且功能完備。主要功能有實(shí)時(shí)查看排污企業(yè)排放口情況；全天候監(jiān)控排污數(shù)據(jù)；對(duì)超標(biāo)排污企業(yè)及時(shí)預(yù)警，及時(shí)處理；企業(yè)歷史排放數(shù)據(jù)查詢方便快捷；實(shí)現(xiàn)對(duì)所有數(shù)據(jù)的直觀分析［9］。山西省重點(diǎn)污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)錄入了全省600 多家重點(diǎn)排污單位各排污口的排放標(biāo)準(zhǔn)和許可排放量，全天候監(jiān)控企業(yè)排污狀況，及時(shí)了解企業(yè)環(huán)保設(shè)施運(yùn)行狀況，對(duì)排污超標(biāo)現(xiàn)象進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，解決了傳統(tǒng)自動(dòng)檢測系統(tǒng)“只監(jiān)不控”的問題。包頭市采用污染源“三位一體”的24 h 精準(zhǔn)監(jiān)控管理模式，憑借污染源排放自動(dòng)監(jiān)測獲取企業(yè)污染排放濃度、流量等在線數(shù)據(jù)；采用視頻監(jiān)控對(duì)企業(yè)污染排放處理的違規(guī)行為進(jìn)行識(shí)別取證；在全國率先創(chuàng)新污染治理設(shè)施運(yùn)行工況在線監(jiān)測［10］。

對(duì)企業(yè)的監(jiān)管由過去的隨機(jī)、粗放式末端排放監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)精準(zhǔn)的污染治理全過程監(jiān)控，監(jiān)與控相結(jié)合，充分發(fā)揮了自動(dòng)化系統(tǒng)的作用。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)等IT 技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)代化在線監(jiān)控手段和措施，基本實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)收集、管理、傳輸、復(fù)核、處理、分析、公布以及異常排放預(yù)警等諸多功能［11］。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和管理手段的不斷完善，污染源自動(dòng)監(jiān)控也將在更大的范圍內(nèi)發(fā)揮出越來越大的作用。但受到各方面因素影響，在實(shí)際應(yīng)用過程中，還存在一些問題亟待解決。

2.2 存在問題

（1）從技術(shù)層面來看，由于工業(yè)生產(chǎn)過程往往伴隨著各種物理化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的污染物種類較多，而污染源監(jiān)測系統(tǒng)不夠完備，使得監(jiān)控指標(biāo)不夠全面。例如目前在自動(dòng)監(jiān)測過程中還未能有效避免高氯離子對(duì)化學(xué)需氧量監(jiān)測的影響［12］。且一般自動(dòng)采樣器進(jìn)水管徑較細(xì)，為防止堵塞進(jìn)行的過濾操作就會(huì)導(dǎo)致水樣中各因子濃度的檢測結(jié)果偏低［13］。因此在自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)層面還需進(jìn)一步研發(fā)完善，擴(kuò)大實(shí)際應(yīng)用范圍。

（2）從管理層面來看，在實(shí)際應(yīng)用過程中，未聯(lián)網(wǎng)、未驗(yàn)收、非正常運(yùn)行、非重點(diǎn)排污單位及特殊工種下得出的自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)本身存在著數(shù)據(jù)有效性問題，給環(huán)境執(zhí)法人員在決策上帶來相當(dāng)大的困擾［14］。因此，自動(dòng)監(jiān)控的數(shù)據(jù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用還有待加強(qiáng)。此外，自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備屬于高精密儀器，需要日常運(yùn)行維護(hù)和設(shè)備升級(jí)來確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，加大了運(yùn)維成本。由于設(shè)備故障原因而進(jìn)行人工采樣監(jiān)測錄入數(shù)據(jù)是造成污染源企業(yè)有效傳輸率降低的主要原因［15］。自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備比對(duì)監(jiān)測過程中存在的問題也直接影響到分析結(jié)果的精確度，例如采用氨氮自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備對(duì)環(huán)境污染監(jiān)測指標(biāo)中的氨氮進(jìn)行比對(duì)監(jiān)測的過程中，設(shè)備運(yùn)維工作不足，為減少投入未選擇最佳標(biāo)準(zhǔn)樣品，設(shè)備運(yùn)行原理與國際方案存在差異，比對(duì)操作不規(guī)范等因素都會(huì)對(duì)分析結(jié)果精確度造成影響。為提升分析結(jié)果精確性，加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)維及操作管理是重中之重［16］。

（3）從企業(yè)層面來看，企業(yè)自身的主觀能動(dòng)性不足，環(huán)保主體意識(shí)不強(qiáng)，企業(yè)需要支付建設(shè)在線監(jiān)控設(shè)備所需費(fèi)用。投入大量資金進(jìn)行自我監(jiān)控，導(dǎo)致部分企業(yè)對(duì)在線數(shù)據(jù)監(jiān)測工作的配合度不夠。且對(duì)后續(xù)的設(shè)備管理維護(hù)工作，企業(yè)不愿投入太多資金和精力，導(dǎo)致管理質(zhì)量偏低，影響傳輸數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性［17］。

3 建議

污染源自動(dòng)監(jiān)控在環(huán)境保護(hù)工作中的作用將日趨明顯，但在實(shí)際應(yīng)用過程中面臨的種種問題同樣不容忽視，為此提出以下4 點(diǎn)建議。

（1）加大對(duì)自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)創(chuàng)新性研究的投入，利用互聯(lián)網(wǎng)+環(huán)境的系統(tǒng)模式，從樣品取樣、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)利用、過程監(jiān)測4 個(gè)方面不斷完善，開發(fā)先進(jìn)的技術(shù)引入自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，最大限度提升污染源監(jiān)測水平［18］。

（2）對(duì)于污染源企業(yè)可能存在的不正常運(yùn)行自動(dòng)監(jiān)測設(shè)施，通過大數(shù)據(jù)分析工具篩出自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)中的異常數(shù)據(jù)段，如廢氣污染監(jiān)控可通過對(duì)在線監(jiān)控進(jìn)行數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，結(jié)合布魯斯方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)核查［19］。將動(dòng)態(tài)管控系統(tǒng)與自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備相結(jié)合，對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)、工作參數(shù)進(jìn)行“三同時(shí)”監(jiān)控，阻斷自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備軟件造假途徑，加強(qiáng)系統(tǒng)安全管理，確保自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)性［20］。同時(shí)做好現(xiàn)場監(jiān)控情況檢查工作，必要時(shí)由環(huán)境檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督性檢測或比對(duì)檢測來排除數(shù)據(jù)可疑性。

（3）在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的用途，應(yīng)當(dāng)不僅僅只限于判斷是否超標(biāo)排污，而是當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生嚴(yán)重偏移或監(jiān)測結(jié)果接近排放閾值時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)預(yù)警，提醒企業(yè)進(jìn)行及時(shí)整改，在用于處罰依據(jù)之外，充分發(fā)揮預(yù)警作用，倒逼企業(yè)進(jìn)行設(shè)備改造升級(jí)［21］。此外，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)互通，切實(shí)將自動(dòng)檢測數(shù)據(jù)作為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的重要組成，使其在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)得到運(yùn)用仍需進(jìn)一步研究［22］。

（4）強(qiáng)化自動(dòng)監(jiān)控工作還需進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)的主體責(zé)任意識(shí)，使其積極配合環(huán)保部門，承擔(dān)環(huán)保責(zé)任。環(huán)保部門要聯(lián)合企業(yè)，積極主動(dòng)了解排污方式及污染物種類，有針對(duì)性的建設(shè)污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合設(shè)備出售方，及時(shí)做好維護(hù)升級(jí)工作［23］。將先進(jìn)的技術(shù)手段、管理手段在環(huán)保工作中相結(jié)合，勢(shì)必將推進(jìn)污染源的有效控制工作，達(dá)到環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

4 結(jié)語

污染源自動(dòng)監(jiān)控作為環(huán)境管理工作的輔助性手段，在當(dāng)前日益嚴(yán)格的環(huán)保要求之下得到了越來越廣泛的運(yùn)用。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于技術(shù)應(yīng)用、監(jiān)測管理等方面的不足，污染源自動(dòng)監(jiān)控還存在著一系列的問題。為此，需加大技術(shù)研究、完善管理措施、加強(qiáng)數(shù)據(jù)互通、強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)，政府部門與企業(yè)之間協(xié)作配合、共同努力，才能不斷提升污染源自動(dòng)監(jiān)測水平，拓寬應(yīng)用范圍。