環保智能技術在園區環境治理中的應用與前景

摘要：近年來，環保智能技術借助超級計算機，將Data Lake、AI、NB–IOT與物聯網嵌入式系統、5G、霧計算等先進的信息技術手段集成化應用，通過在環境治理對象中嵌入信息感應器及裝備，實現危廢全生命周期環境監測、PLC自動化運用控制、數據分析和預測建模等功能的整合運用。現階段，利用環保智能技術，能夠實時監測工業園區污染物排放情況，從而在環境治理過程中控制環境污染。鑒于此，本文從環境治理角度出發，探討環保智能技術在工業園區的應用情況與發展前景，持續提升工業園區集成化環境治理水平，強化工業園區智能化環境治理能力。

關鍵詞：環保智能技術；工業園區；環境治理；應用；發展前景

引言

當前，我國工業園區在現代化發展過程中被賦予多重功能，集聚、輻射經濟繁榮的優質區位和市場資源，不僅成為促進地域經濟產業結構優化升級的“永動機”，還能夠在地域經濟繁榮發展中發揮示范性帶動作用[1]。一直以來，工業園區產業集群通過縱橫布局，形塑經濟發展主陣地，而工業園區密集的產業環節釋放出多達萬余種工業污染物，成為治污攻堅的主戰場。因此，為降低生態環境污染指數，需在環境治理過程中利用先進的環保智能技術，主動治理工業園區對生態環境造成的污染，提升治理效率與治理效果，以對工業園區生態環境的高水平保護，促進工業園區高質量發展，為工業園區環境治理注入不竭的綠色動能，探索出一條現代化工業園區環境治理的現實路徑。

1環保智能技術的特征

環境智能技術是數字環保技術的延伸性拓展，以“環境保護”為核心，通過智能化技術，對環境進行監測、預警、治理、管理，完成環境治理對象與環境管理體系的整合，然后以精細動態的運行方式體現處理決策，確保環境與發展雙提升[2]。該技術已在世界范圍內得到大范圍的應用，可以通過環境智能監測系統監測生態環境污染指數，并在數據收集和分析的過程中對生態進行精細化管控。同時，整合先進的信息手段、自動化技術、機電一體技術等，構建了一個集靈活、敏捷、柔性于一體的環境保護智能信息平臺，利用自動化技術對生態環境管理設備進行自動控制，大幅提高環境治理效率，有效提升環境控制精度。

2環保智能技術在工業園區環境治理中的應用

2.1 污染源監控信息系統

污染源監控是了解工業園區環境質量的根本手段之一。一般情況下，常規污染源監控技術面臨采樣困難、數據更新滯后等一系列問題，嚴重干擾污染源監測的及時性。基于環保智能技術開發出的污染源智能監控信息系統，主要依靠無線傳輸技術、傳感器技術、Data Lake等多種環保智能技術，可有效解決上述問題。污染源智能監控信息系統集數據傳輸、信息管理、數據分析和數據展示等功能于一體，利用環保監控終端系統、無線數據傳輸平臺和環保監控管理中心系統，準確快速地對工業園區環境中空氣與土壤的溫濕度、二氧化碳濃度、紫外線強度、水溫、水體中氨氮、溶解氧濃度和酸堿度數值、噪聲、放射環境、危廢品廢棄物等典型監測對象的參數進行收集與分析[3]。

2.2 煙塵VOC視頻監控系統

工業園煙塵VOC視頻監控系統基于人工智能技術開發，利用GIS地理信息系統、外層空間環境要素，通過高頻實時數據采集與傳輸技術，聯動邊緣計算、數字孿生和數據分析等技術，結合多種網絡環境下的環境監測、預防治理、環境評估數據和地理資料，建立了煙塵VOC監測系統數智化與國家標準配合使用，實現可視化監測覆蓋重點煙氣監測位置煙氣排放量。

工業園區的排放源復雜，污染物種類和濃度存在較大程度上的差異，煙氣VOC溫度和濕度等參數指標的穩定性不足，對環境治理造成較大困擾。煙塵VOC視頻監控系統根據電子地圖上所標注的環境監測站、污染源和煙塵控制區、常規檢測等數據信息，利用嵌入式技術完成數字化圖像的采集、壓縮和自動化網絡傳輸，實現對工業設備運行狀態的實時監控、系統的遠程運營維護、智能監測控制點自動化巡檢和CEMS煙氣排放質量連續監測評估，建立煙氣VOC治理數據庫，可直接遠程傳輸全天候戶外監測設備所拍攝的現場清晰活動圖像，至園區環境監測中心站，也可在電子地圖上點擊圖標，實時監控園區重點位置顆粒物、氣象參數和煙塵VOC排放量。通過應用環保智能技術的煙塵視頻監控系統，能夠隨時評估煙塵VOC排放口林格曼黑度等級，自動化報警，并定位煙塵VOC排放位置與高度，及時進行現場取證[4]，實現多污染物高效協同凈化。

2.3 危險廢物全生命周期監控系統

危險廢物全生命周期監控系統架構為“1+N”，數據協同管理和智能分析決策中心通過智能化分析軟件匯總信息、展現實時數據，提供精細化的工業廢氣、廢水、固廢排放等污染源監測信息，為工業園區環境治理提供控制和管理污染源的依據。利用產廢追溯、數據與視頻監控、工況監控、提醒預警、在線查閱電子二維碼等功能，對工業園區危廢的產生、收集、貯存、運輸、處理實施全過程管理。

在監控污染源過程中，危險廢物全生命周期監控系統始終遵循“代表性監控指標重點監測、其他監控指標酌情考量”的原則，帶有目的性和針對性地選擇監控點進行數據收集，主要在危險廢物集中處置、貯存、投排等位置設置監控，并通過互聯網實時傳輸實況視頻。污染源智能監控信息系統能夠有效避免人工采樣所經受的環境、取樣、設備和技術影響因素，實時獲取代表性監控指標質量變化。一旦環境數據超出系統警戒值限值范圍，系統將立即自動報警，以移動端短信、PC端彈窗、云平臺和微信消息等形式發出通知，啟停相關設備，調節生態環境指標，降低重特大環境事件的發生概率[5]。

2.4 生態環境管理系統

在環保智能技術的支持下，工業園區環境治理能夠實現對園區生態環境的智慧管理，持續提供環境治理技術決策。在生態環境管理系統建設過程中，利用AI、NB–IOT與物聯網嵌入式系統、5G等環保智能技術和集成GIS、大數據、基于超圖真空間的二三維GIS一體化的地理信息智慧園區系統平臺，建立空間化特征明顯的關聯屬性數據庫，完成對工業園區生態環境質量的空間與時空分析。

在反映生態環境問題方面，針對典型的生態環境監測對象，構建生態環境與工業園區互聯的智慧型環保感知網格，在此過程中，依靠環保智能技術和傳輸模型、動力學模型、概率模型等數學模型進行模擬評估，可為工業園區的生態環境決策、生態環境管理和公共應用等層面，提供專業化信息服務。生態環境管理系統主要從污染源監控信息系統獲取數據，完成數據分析統計后，從污染源信息、生態環境質量信息兩方面，對工業園區進行生態環境質量評估。基于生態環境管理系統的功能需求，環保智能技術主要針對園區生態環境在線監測系統、放射源管理系統、固廢管理系統開展技術應用[6]。

2.4.1 園區生態環境在線監測系統

園區生態環境在線監測系統，集成應用以C/S模式進行設計和開發的高光譜生態環境遙感衛星影像在線分析系統，整合利用工業園區現有資源，結合GIS、大數據、二三維實景一體化技術，融合無人機生態環境監測技術和ARC GIS數據分析技術實施立體監測，“流水線”完成多源遙感影像的可見光、多光譜和激光雷達數據采集，以及影像數據拼接、空間數據編輯分析與專題制圖等流程，直觀展現在線、連續和歷史數據，利用數據對比結果分析園區生態環境綜合發展動向。

2.4.2 放射源管理系統

放射源管理系統是基于Web Service體系結構、三維GIS界面管理、物聯網、有線+無線實時通信技術集成一體的管理平臺，主要采用B/S系統架構完成分級分布式總體布局，便于通過互聯網遠程聯動其他系統。系統通過協同物聯網、Data Lake、霧計算和AI等環保智能技術，形成環保智能放射源管理方案，能夠通過獲取工業園區所用資源總量、種類、活度，以及庫存源總量、類型與活度等動態化數據，為輻射環境管理提供服務。在未來，伴隨環保智能技術的迭代升級，工業園區放射源的智能化管理將會更加安全、環保[7]。

2.4.3 固廢管理系統

環保智能技術在環境治理中的應用，促使工業園區形成“智慧固廢”數智化全過程監管閉環。在環境治理過程中，工業園區依托NB–IOT與物聯網嵌入式系統、GPS定位等技術，綜合產廢申報與審核、二次分揀、集中儲運和分類處理等固廢管理數據，完成線上+線下的一體化運行，為工業園區處置固廢提供可溯源監管技術支撐。在固廢管理系統服務端、治理端，通過深度應用AI、云計算、大數據等技術，實現全過程智能化可溯源“云監管”、全方位可計算“云分析”、全時段可遠程“云預警”，實時掌握園區產廢數據和處置動態，形成自動化報表；系統掌握園區固廢總量、轉運去向、庫存量和處置量；智能化統計不同類型的預警數據，為環境治理和執法監察提供遠程、非現場執法依據。

2.5 環境應急管理系統

環保智能技術通過參與工業園區環境治理，利用“生態云”大數據模型和環保智慧監測系統，賦予環境治理“智慧芯”，其中環境監測應急系統憑借“大智物移云”和無人機等先進的信息技術，日趨精細化和數智化。基于上述技術構建的環境監測應急系統，通過GPS、傳感器、互聯網監控視頻、衛星紅外遙感和紅外探測等技術，對污染源和生態環境完成監測，并針對園區生態監測、監管和服務三個維度完成高相關性分析。利用計算機、5G通信、GIS、RS等技術，完成園區環境治理信息的高精度傳輸，為開展環境治理工作提供一系列應急服務，為園區執行應急指揮創造基本條件，提高園區的環境監測應急響應能力和處置能力[8]。

3環保智能技術在工業園區環境治理中的前景

3.1 環境監測

環境監測是工業園區進行環境治理和環境保護的關鍵，能夠促進生態環境的可持續健康發展，地位舉足輕重，而大部分環境監測技術在精度上存在實時性偏差，監測結果并不能全過程反饋生態環境質量。環保智能技術能夠迅速提升環境監測精度，規避實時性偏差，提供更加精準的生態環境監測數據。具體來講，通過在工業園區部署大量體積小巧、面積超小、功耗低微的毫米波信息感應器及裝備，實時感知環境數據，利用NB–IOT與物聯網嵌入式系統、AI等技術手段，集成毫米波收發機、高精度ADC、超寬帶PLL、任意波形發生器、數字信號處理和無線級聯等模塊，促使工業園區環境治理系統自適應、自我學習、自助決策，完成對環境數據的自動化分析處理和轉換，挖掘數據規律和趨勢，從而為工業園區環境治理提供參考性反饋[9]。

3.2 環境管理

未來，環保智能技術在工業園區環境治理方面，將被廣泛應用于處理水體、土壤、大氣、固廢污染、垃圾分類、噪聲、放射源等多維度管理過程中，通過智能監測、智能預警、智能調度、智能處理和智能優化等完成環境管理工作，同時涉及環境質量自動化監測、污染源監測等多個層面。可見，環保智能技術的應用范圍在廣度上的發展趨勢，不僅能夠為工業園區環境治理提供自動化管理支持，還可以通過智能化監測、治理和決策，搭建工業園區環境治理平臺，為園區的環境治理提供環保數據分析和風險預警，在大幅度減少資源和人力成本浪費的同時，快速應對工業園區環境變化和環境管制要求。

3.3 應急處理

在深度上，面對突發惡性事件，環保智能技術能夠通過提升應用過程中的準確性、時效性，迅速建立應急指揮系統，精準獲取污染源信息和周邊環境參數，判斷污染源類型、濃度及范圍，自動化評估污染危害，確定應急處理方案，確保工業園區環境治理水平的穩定性。在發展智慧化環境治理體系過程中，提高監測技術、數據處理技術的準確度，可從根本上提升工業園區智慧化環境治理體系對生態環境的感知能力，而強大的數據處理系統、有效的環境信息安全管理系統，不僅能保障應急指揮系統平穩運行，還能高質量處理應急環境突發事件[10]。

結語

綜上所述，基于環保智能技術，工業園區需在基礎園區基礎環境布設具有環境監控能力的監測點，布設過程中，應當結合工業園區主導風向嵌入NB–IOT與物聯網嵌入式系統，根據園區排污特征因子布設移動監測站、點，同時根據園區現場情況架設環保智能管理系統，以層層遞進的形式完成污染源監控信息系統、煙塵VOC視頻監控系統、危險廢物全生命周期監控系統、生態環境管理系統、環境應急管理系統等子模塊的架構，持續提升園區的環境治理能力。未來，工業園區需要對環保智能技術的應用情況進行質量評估，全面掌握園區環境情況，從技術運行規范與監管等方面著手，借助環保智能技術，快速響應園區內異常環境治理問題，精準判斷污染源頭，利用精確、可靠的環境治理數據提升工業園區環境管理質量，最大限度提升園區環境治理水平，杜絕園區不同類型環境違法行為。

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作者簡介

毛曉紅（1981—），女，漢族，四川仁壽人，本科，高級工程師，研究方向為環保管家及園區環保智慧化監管。