大气环境监测系统（共12篇）
大气环境监测系统 篇1
摘要：大气环境监测系统主要用于监测环境污染状况及其发展趋势,实现大气环境信息的获取、分析和管理。基于此,综述我国在该领域的研究成果并展望其发展方向。20世纪70年代末,是我国大气环境监测系统的初始阶段,主要是形成大气监测系统的基本理论与方法;80年代到90年代初,是我国的大气环境监测系统的规范化系统化形成时期,这个期间明确大气环境监测的功能和结构,同时是我国大气监测环境信息系统与信息系统技术开始融合的阶段;90年代至今,是我国环境信息系统的迅猛发展阶段,信息技术行业的迅猛发展为其开发提供了丰富的方法和手段,基于3S技术和物联网技术的大气监测系统占据了主流地位。随着信息技术的进一步普遍应用,我国的环境信息系统必将走向网络化和智能化,同时将会更加贴合实际,成为我国大气环境管理的重要支柱。
关键词：大气环境监测系统,发展历程,问题,展望
自20世纪80年代初期以来,随着人们对环境质量重视度的提高与信息技术的不断成熟,环境监测信息系统逐渐成熟起来。全球各个区域开始陆续建立各种环境检测信息系统,为环境规划、开发、管理和决策提供基础的数据,是环境紧急情况及时预测与应答的前提,保障了人体健康、社会稳定和生态平衡。大气环境监测信息系统以环境管理服务为目的,以现代计算机软件与硬件为工具,实现对环境大气污染状况及其变化趋势进行分析的系统。大气环境监测信息系统主要是对大气中某些特征性的污染物浓度变化数据进行监测,从而实现大气环境状况的实时模拟与控制。我国的大气环境检测信息系统经过30多年的研究与实践,不断将新技术应用于系统实践中,已经形成了较为成熟的运行模式。
1 我国大气环境监测信息系统的发展历程
我国大气环境监测工作相对于一些发达国家起步较晚,但发达国家污染问题起源较早,在20世纪三四十年代美英日等国的一些城市先后发生过大规模的有害气体中毒的严重事故。60年代初,仍只在个别城市设立简易的单个指标的监测点或取样点。到60年代末和70年代初,这些国家先后成立了环境保护厅或环境对策委员会。在70年代,不少国家的空气监测网和连续自动空气监测站都有较大的发展[1]。同时中国开始步入工业化社会,环境问题日益突出。到了20世纪70年代末,我国在3a间建立了大概20个大气监测站[2],使我国的大气监测系统初具规模。同时我国参与WHO主持的GEMS,我国参加全球大气监测系统的有北京、上海、沈阳等5个城市[3]。
从70年代到80年代我国与国外大气监测工作的比较,可以看出当时我国的大气环境监测信息系统单机间断采样和手工分析,随着各类大气监测仪器和技术的发展,大气质量监测进入新的阶段,从间断的手工分析向大气污染自动连续监测系统发展。1985年全国大气环境地面自动监测系统审定会决定在北京、上海和天津等市环建立大气环境地面自动监测系统[4]。青岛市在1984年与中美合资的宁加公司进行合作[5]。唐山市由于为地震后重建,其系统采用集中分散式微机控制无线电传输网络,子站系统和一次仪表能够连续运行[6]。
20世纪80年代到90年代初我国主要进行由单机间断采样和手工分析向完整的大气污染自动连续地面监测系统发展。进入90年代后,新的信息技术不断涌现,掀起了信息技术革命的新浪潮。其中,与环境信息系统发展有关的一些动向包括通信技术和互联网的迅猛发展,计算机系统结构由封闭集中向开放分散的转变,3S技术等。大气环境检测信息系统设计的开发路线紧密依赖于最新的信息技术的发展,尤其是软件技术的发展。我国气象部门开始从2000年构建大气监测自动化系统,是由气象卫星、多普勒雷达、地面自动气象站组成的三层监测网络[7],为全国各地的大气环监测信息系统的远程化发展提供了条件。
在这些技术发展的背景下,大气环境检测信息系统开始从地面监测向与空间信息系统结合的方向发展,从手动化向自动化发展,由微观调控向宏观调控发展。大气环境信息系统从地面监测开始向与3S相结合的方向发展。太原市从1983年到1997年进行了2次技术改造,由无线数传方式改为有线传输[8]。北京市首先在系统中应用Arc View GIS,以此实现系统的数据管理、数据查询、空间分析、趋势分析和制图制表等功能[9]。同时,一些新的物理技术逐渐应用到信息系统中去,如DO AS大气环境质量监测系统[10]、基于Intranet的分布式可控监测技术[11]、用于大气污染监测的红外图象处理系统[12]等。
21世纪初至今,我国的大气环境监测随着信息系统技术的发展与创新,也得到了进一步的发展。主要的发展方向是3S技术与大气环境信息系统的进一步结合,同时开始由有线通信连接转变为无线通信连接,软件操作系统平台与监测技术进一步进行技术提升,系统的应用更加系统化与精细化。此外,还可以发现大气环境监测信息系统的应用更加广泛,除了国家、省级和部分发达城市外,一些局部具体的信息系统也开始进行开展。例如,对一些重点污染源实行实时的监控:结合GPS的矿区大气环境质量监测[13];市级县级的结合GIS的大气环境检测信息系统开始建立并且投入运行:重庆綦江县结合GIS的大气环境监测信息系统的开发[14]。
2 目前的主要研究热点
2.1 结合GIS技术的大气环境监测信息系统的优化与建立
总体而言,我国的GIS技术在环境方面的应用起步较晚,一直到1987年底,中国国家计委和中科院才建立了资源与环境信息系统国家重点实验室。这标志着我国GIS技术在环境方面的研究和应用的开始[15]。目前在大气环境监测中已经应用较为广泛,如天津市环境监测地理信息系统充分利用GIS的强大功能,增强了监测工作的可视化、准确性和时效性。天津市的大气环境检测信息系统使用的是HJGIS结构,可充分发挥2种结构的长处[16]。中国市场上较流行GIS软件ARC/INFO、GENAMPA、SYSTEM9等,可直接嫁接到系统中,对其进行组装从而完成GIS的环境监测信息系统的建立,这些缩短了研制周期,提高了运行效率[17]。
2.2 遥感技术在大气环境监测系统中的应用
遥感技术具有监测范围广、速度快、成本低以及便于进行长期的动态监测等优势,还能发现有时用常规方法难以揭示的污染源及其扩散的状态。这种技术不但可以实时、快速、动态地监测大范围的大气环境变化和大气环境污染,也可以实时、快速跟踪和监测突发性大气环境污染事件的发生发展,以便及时制定处理措施,减少大气污染造成的损失[18]。因此,遥感监测作为大气环境管理和大气污染控制的重要手段之一,正发挥着不可替代的作用。大气环境遥感监测作为遥感技术应用中较为重要的内容之一,在业务上不同于常规气象要素的监测。而大气环境遥感则是监测大气中的痕量气体成分和气溶胶等的三维分布。大气环境遥感监测技术按其工作方式可分为被动式遥感监测和主动式遥感监测,主要可以实现区域的大气环境质量监测。
2.3 基于物联网技术的大气环境监测系统研究
物联网(Internet of Things)就是将能够被独立寻址的普通物理对象以互联网、传统电信网等为信息承载体实现互联互通的网络。物联网3个重要的技术包括传感器技术、嵌入式系统技术、云计算[19]。随着现代无线通信的高速发展,为满足大气环境监测系统要求,利用Zigbee技术和网络通信技术实现对大气环境信息实时监测的方案应运而生。系统一般是由节点(传感器)、移动网络、服务器与客户端五部分组成的,实现了大气环境监测的智能化、高效化和网络化[20]。其中主要的技术是节点的设计,移动的网络目前主要有3G网、4G网。目前针对这一研究主要的方向为节点的设计、系统各个部分之间的衔接、服务器的技术的提升、客户端的人性化和智能化设计。
3 我国大气环境监测信息系统发展遇到的问题
目前,我国的大气环境监测信息系统已经日趋完善,我国已经基本实现了大部分城市大气环境监测信息系统的建设。大气环境监测信息系统随着人们对大气环境质量要求的进一步提升,其建设强度与范围逐渐增加,但目前存在以下一些问题。
①各地区环境管理应用软件开发建设缺乏统一管理和技术规范,系统建设各自独立,形成数据孤岛,缺乏信息共享机制。同时,环保各业务部门基本上都根据本部或某一特定业务编制了相应的软件。但是,由于各相应软件的工作平台、开发工具、后台数据库的不同,使得各软件系统彼此之间的数据共享性很差。
②部分地区大气环境监测信息系统建设持续资金投入比例失调,只注重系统前期建设投入,缺乏对系统建成后的设备更新和应用能力建设、人员培训等方面的持续投入,使得系统建设的效益与作用不能充分发挥出来。
③我国的大气环境监测信息系统目前已经基本达到了先进水平,但由于信息公开及需求分析环节的一些局限性,使得一些大气质量监测的指标数据不能切实反应真实值,使其有效性降低。
4 我国大气环境监测信息系统的展望
从我国的大气环境检测信息系统的发展历史可以发现,其是从局部化向整体化发展的。发展过程中信息系统技术的发展与创新是其建设的创新来源,而社会对大气环境掌控的需求是其开发的不竭动力。大气环境监测信息系统也随着信息技术的发展,逐渐走向自动化、统一化,同时逐渐提高了及时性、准确度。3S技术基本运用成熟,成为常用的技术手段,随着3S技术的进一步推广,大气环境监测信息系统可实现即时定位、实时反映,为环境质量评价与环境管理决策提供数据支持。同时,基于物联网的大气环境监测系统的建设将会更加普遍,可保证信息传递的及时性,同时便于用户了解大气环境信息。因此,我国大气环境监测系统的建设将密切跟踪信息技术发展的潮流,将建立成一个开放式、分布式、组件化、模拟化的系统,使环境信息能够跨地区、跨行业自由流通,并将集成地理信息系统、遥感技术、全球定位系统技术,迅速准确地获取自然灾害和环境信息,及时、全面地掌握我国大气环境状况及其发展趋势,为我国的大气环境的治理及环境规划提供支持,为社会提供全方位的环境信息服务,促进我国的可持续发展建设。
大气环境监测系统 篇2
xx年，我委根据XX市人民政府《关于进一步加强和完善中心城区城市管理工作的意见》（成府发〔xx〕41号）和XX市人民政府目督办、XX市城市管理工作领导小组办公室《关于下达xx年全市城市管理工作目标的通知》（成城管办发〔xx〕5号）等文件要求，将大气环境综合整治工作纳入专项目标管理，精心组织，狠抓落实，较好地完成了各项既定的目标任务，为改善城市环境作出了应有的贡献。现将有关工作总结如下。
一、明职责，确保领导到位
为确保大气环境综合整治工作落到实处，收到实效，市交委成立了由分管委领导任组长，委监察室、法规处、公路处、交管处、建管处、设施处、执法总队等部门负责人为成员的大气环境综合整治工作领导小组，每月召开一次专题会议，督查工作进度，解决具体问题，为该项工作提供了坚实的领导保障。同时，印发了《关于分解下达XX市xx大气和水环境综合整治工作专项目标的通知》（成交发〔xx〕236号），结合有关处室职能明确了各自分工，确定委行政执法总队牵头组织实施交通扬尘整治工作，委公路处牵头组织实施外籍车辆的环保标志核发工作，委交管处牵头组织实施机动车维修企业汽车尾气排放达标工作，构建起了时时有人抓、事事有人管的工作格局。
二、严管理，确保措施到位
（一）分类抓好交通扬尘治理。一是认真抓好汽车客运站扬尘治理。各汽车客运站、各公交公司和道路运输企业都制定了严格的防尘降尘制度，实行分片包干，专人负责；增加了防尘、降尘设施，在餐厅烟筒安装了防尘网，对车站内的待班区、应班区及站前广场等重点地区的地面进行了硬化，减少了扬尘源；定期清洗和擦拭地面、车辆、公交车站台、站亭（含遮雨棚）等，垃圾做到日产日清；客运站禁止脏车进站应班和发班。市交委交管处不定期对汽车客运站扬尘治理进行明查暗访，做到发现一处，查办一处，给旅客创造了一个站容整洁卫生、车辆洁净舒适的候车、乘车环境。二是认真抓好公路施工现场扬尘治理。市交委下发了《关于公路施工现场扬尘治理的通知》，提出了公路施工现场扬尘治理的具体要求和做法，同时每周定期或不定期的对一、二圈层区（市）县交通在建项目进行检查，对个别扬尘污染源通过洒水、清扫、掩埋、固化、覆盖等方式进行了治理。xx年，共派出人员212人次，车辆75台次，洒水车14台次，清理路边堆积物12处。三是认真抓好临时停车场扬尘治理。下发了《关于加强临时性停车场扬尘治理工作的函》，对申办备案的临时停车场要求其对场地和进出口地面予以硬化，经现场查看确认合格后再办理备案。对未经市交委备案的临时性停车场，商请工商和物价管理部门取消其营业执照,取缔其收费许可。把五城区和高新区共1616家在市交委进行了备案登记的临时停车场纳入监督检查范围，消除了监管盲区。
（二）严格核发外籍车辆环保标志。一是广泛宣传。由市交委牵头，会同市环保局、市公安交管局，召集省、市多家新闻媒体，就外地藉车核发临时环保标志工作召开了新闻发布会；在《华西都市报》、《成都商报》头版刊登了《高污染外地藉汽车实施限制通行的通告》，在市交委网站对《通告》全文进行了网上发布，并分别在成温邛、成灌、成彭高速公路各收费站进行了张贴和宣传；印刷50万份《外地藉车（高污染车）限行措施指南》，在7条高速公路收费站及21个环保标志申领点进行了发放宣传。二是分步推进。6月1日，我市成温邛、成灌、成彭3条高速公路成都站首先开始外地籍车临时环保标志核发工作；6月15日，省交通厅所辖的成渝、成雅、成南、成绵4条高速公路成都收费站也先后跟进，正式开始外地籍车临时环保标志核发工作。三是强化监管。7月上旬，我委分别在7条高速公路成都收费站前安装了领取临时环保标志指示牌，提示外地车辆主动至收费站领取临时环保标志。同时，坚持每月对7条高速公路成都收费站临时环保标志发放数量进行统计，及时补给，保证发放工作正常运行。
（三）督促机动车维修企业做好汽车尾气排放达标工作。一是分宣传、清理、整治和巩固四个阶段有序推动该项工作，做到层层深入，各有侧重。二是指导各维修业户建立了废油回收、废水排放等管理制度，完善了废油分离、回收设施（废油池、废油回收桶），并与有资质的废油回收企业签订合同，要求保留废油回收凭证备查，以确保废水达标排放。三是召开了XX市汽车维修行业石油类污染专项治理现场会，通过交流经验，以点带面，切实搞好污染防治试点。四是将有无沉淀池、尾气抽排放设备、绿化是否符合要求等作为质量信誉考核的标准之一，对企业进行严格考评，以评促改。
三、重落实，确保效果到位
（一）交通扬尘治理强力推进。市交委执法总队全年共出动执法人 员3100余人次，执法车辆200余次，扬尘抛洒车137辆，检查扬尘污染源36处，发放整改通知书25份。
一、二圈层区（市）县交通部门共投入执法人员12531人次，出动执法车22 97余台次，查处违法货运车辆10800辆，处罚扬尘污染车辆2053辆；投入洒水车2804台次，清扫交通场所5372173万平方米，清理公路两边灰带1037km。
（二）外籍车辆环保标志核发工作进展顺利。7条高速公路外地籍车临时环保标志核发工作稳步推进，预计全年将发放外地籍车临时环保标志44万张。
（三）机动车维修企业汽车尾气排放达标工作初见成效。目前，95％的一、二类维修企业都按照要求添置了相对应的尾气检测设备以及污水处理设施，为广大市民提供了尾气检测的便利条件，保证了维修车辆尾气以及厂区污水的达标排放。对营运车辆二级维护以上作业，出具合格证的维修企业达100％。60％的大型企业不仅添置了尾气分析设备，还在厂区车间里增加了绿化措施，修缮了沉淀池，安放了尾气抽排放设备，将每一台进厂维修的车辆排放的废气都集中收集，过滤净化后才排放，对提高城市空气质量产生了积极影响。
xx年，我委在大气环境综合整治方面做了一些工作，取得了一定成绩，但与市委、市政府的要求相比，与人民群众的愿望相比，还存在较大差距。主要表现在：
1、对有扬尘污染但未经市交委备案的临时停车场的查处缺乏法律依据，对违规行为不能实施行政处罚，仅靠说服式的管理，力度不够。
2、我市今年春天、秋天气候干燥，夏天雨水较多且气温高，冬季又呈现出“小雨天天不断，晴天比较少见”的特有现象，各汽车客运站和公交公司、公交场站都没有自动化除尘设备，仅靠人工降尘任务重，难度大，要达到彻底降尘、科技治尘还有一定难度。
3、公路施工业主对扬尘治理的重要性和紧迫性认识不够，缺乏主动性和积极性。对工地扬尘检查仅靠目测，缺乏科学性，亟需加大科技治尘的投入。
4、进出主城区的干线公路上搭接的农村公路、非机动车道道口较多，有些道口未硬化路面，下雨时车辆将泥土带入干线公路，导致天晴时扬尘。需硬化道口较多，资金缺口大，任务重。
xx年是深入开展大气环境综合整治的重点年，我委将按照市委、市政府的安排部署，进一步增强工作的紧迫性、主动性和创新性，采取切实有效的措施，推动大气环境综合整治工作在交通系统广泛、深入、持久地开展下去。具体将抓好以下几项工作：
1、进一步加强全市超限超载车辆治理，巩固和扩大治理成果。
2、继续与公安配合，加大对外挂货运车辆的查处。
3、进一步做好公路工程项目的扬尘治理，将公路工程项目纳入合同管理，在合同中约定防止扬尘污染的措施和费用，实行项目业主负责制。
4、积极配合出台《机动车停车场管理办法》，依法对造成环境污染的停车场进行严厉打击。
5、加大扬尘治理资金投入，确保扬尘治理目标任务全面完成。
6、继续加强部门联动，积极配合市扬尘办做好各项工作，形成齐抓共管的良好态势。
大气环境监测布点方法研究 篇3
关键词：大气；环境监测；布点
大气环境监测主要是针对大气中的污染物的监测，对其种类和浓度进行观察和分析，实时掌握各种污染物的动态变化已经它们对环境的影响。大气环境监测对象主要是分子状的污染物，如：一氧化碳、臭氧、碳氢化合物以及硫、氮氧化物等污染物，还包括飘尘、悬浮微粒等颗粒状的污染物。对这两种状态的污染物在大气环境中进行布点、采样、观察和分析等一系列质量监测工作。监测项目通常根据地区实际的区域特点，气候特点、污染源的分布情况来进行规定。其中对大气污染物中的氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和悬浮颗粒物加降尘的监测是国家规定的大气监测项目，另外可根据地方特点和污染源特征增加对碳氢化合物、二氧化氮、铅等污染物的监测项目。
一、大气环境监测的意义
1.对人的意义。人作为社会活动主体最基本的权利是生存权，大城市的大气环境在无形中对人的身体产生极大的影响，恶劣的大气环境甚至威胁人的生命，因此，对大气环境进行日常监测是保证人的生存权的最基本的要求。
2.对动植物的意义。动植物动过光合作用或呼吸作用来存活，在这个过程中与空气进行融合；空气中的污染物对周围环境，如土壤、水等的不良影响也会导致动植物受害，甚至导致动物大批死亡，植物大量枯萎。
3.对社会环境的意义。大气污染物通过对人、动植物的影响，最终会导致活动的承受体――社會环境不断恶化，大气监测最后是通过对社会环境的监测观察来实现，通过对社会环境中不同时空、不同种类污染物的浓度进行监测，最后有利于对污染浓度进行有效控制，保持社会的可持续发展。
二、大气环境监测布点点位选取的原则
1.代表性原则。代表性是指当前所选取的点位要能够真实有效的代表点位所代表区域的真实情况，对于该区域主要污染物浓度进行重点监测，并能够对未来发展趋势做出有效的判断。
2.一致性原则。一致性是指当前布点监测的大气污染物种类和浓度能够与周围保持一致。无论从监测地形，还是监测地气候环境来看，保持一致性是对监测数据进行合理性分析和判断的基础和前提。
3.经济性原则。经济性是指在保证大气环境监测数据有效科学合理的基础上，对监测点位加以科学分配，争取做到在污染物严重地区多布点，在工业化程度不高，如农村地区进行少量布点，将有效的资源尽可能用到重点区域。
4.科学性原则。根据污染物的不同，布设大气环境监测布点的时，结合实际需要采取不同的方法，如果监测对人体有较大危害的气体污染物时，监测点位的高度尽量控制在1.5米到2.0米之间，或者选取一个适当的参考值1.7米；如监测对植物有重大影响的大气污染物时，监测点位高度应该尽量与植物的中心叶面保持一致。
三、常规监测布点法
1.功能区布点法。该方法主要用于区域性常规监测。将监测区域按功能分区，如分成居住区、商业区、工业区、混合区等。然后在不同的功能区内，按照污染程度及人力、物力的分配能力，设置数量不等的采样点。通常在大气污染扩散点上采样，能够更好地反映大气环境污染的程度。
2.网格布点法。这种方法是将监测区域均分成一定大小的网格，采样点设在网格中心或网格的角点上。网格的大小由污染程度、监测能力、人口分布密度等因素决定。一般污染源数量比较多、分布又较均匀的区域较适合采用这种方法。主要优点是受人为主观因素影响较小，能较直观地反映出污染物的空间分布状况。
3.同心圆布点法。有多个污染源且分布相对集中的区域可采用此法。以污染群中心为圆心，画出若干同心圆，再以圆心为起点作出若干射线，将圆周与射线的交点作为采样点。通常下风向可设置较多的采样点。
4.扇形布点法。适用于孤立的高架点源（如高烟囱）且主导风向比较明确的区域。以污染点源为起点，主导风向为轴线，在下风向画出以点源为圆心的扇形区域。扇形圆心角一般在45ц90°，且不得超过90°。采样点布设在扇形区域内，先画出半径不等的若干弧线，每条弧线上设置3ц4个采样点，并且同一条弧线上相邻的采样点，以点源为顶点作出的连线夹角应在10ц20°。为提高监测的可靠性，应同时在上风向设置对照点。
四、优化点位技术
1.物元分析法。这种方法是以广东工业大学蔡文教授所创立的可拓学理论分析大气环境监测的布点问题。从所有污染物的监测值（如SO2、NOx、TSP等）中选出最大值和最小值，分别构成“最佳点A”和“最劣点B”及由均值构成“期望点C”。由C与A、B构成标准物元矩阵Rac、Rcb，A与B构成节域物元矩阵Rab，每个测点建立物元矩阵Ri。然后由Ri对Rac、Rcb及Rab建立关联函数Ka（Xij）、Kb（Xij），由其计算综合关联函数Ka（Xi）、Kb（Xi）。利用综合关联函数值并结合关联函数的意义画出点聚图，再由点聚图上的点选出最佳点。
2.相关系数法。采用网格布点法的监测数据（设置网格数m，监测点n，上风向清洁点若干）。计算m与n之间的相关系数R。R越大，说明该网格越能代表污染物浓度的变化规律。再根据监测点污染物浓度、平均浓度求出变异系数CV和各点方差Si。综合分析R、CV和Si，就得到优选的点位。
3.t检验法。同样以网格布点法的监测数据为基础，求出平均浓度，划分区域（如重污染区、中度污染区、轻污染区等）。根据评价标准（如监测方便程度、安全性、位置关系等）确定若干方案。再经过比较选出较优的方案。然后用t检验优选点位与总样本的差异是否显著。确定显著性水平后，由t分布表查出t分布表值。若优选点位t计算值t计算值 4.4最优指标法。这种方法是以TOPSIS法为基础创新出的方法，通过逼近最优水平对多目标系统进行决策和评价。建立原始监测数据矩阵X，确定最优指标值向量Y。通过对X的最优指标进行归一化处理，建立优化决策矩阵Z。利用Z计算监测点指标与最优水平的逼近程度。将依大小进行排序，再结合点位优化规则选出有代表性的优化点位。
4.特征分析法。此法是将监测点位按照污染程度归类或聚类，并在每一类中选出代表性的点位。利用原始监测数据（n个样本，m个变量）建立联系度关系矩阵Y=XA（X为编码矩阵，A为变量权矩阵），将联系度最大的问题转化为求解矩阵X□XT（XT为转秩矩阵）的最大特征值λ和特征向量A。经过计算求出矩阵Y并绘制联系度折线图，根据图将联系度大小聚类，然后就可优选点位了。
五、结语
随着社会文明的进步，人类对生活质量的要求不断提高，环保意识也逐渐增强。对大气环境质量进行有效的监测，可以使大气中的污染物得到实施的监控和观察，对其变化和发展的趋势及时掌握，便于采取必要的措施进行预防和解决。
参考文献：
[1]匡跃辉.环境污染热点问题初探[J].中国人口·资源与环境.2011，10：43-45.
[2]国家环保局.空气和废气监测分析方法.1版.北京：中国环境科学出版社，2010.
大气环境监测系统 篇4
近年来,由于大气颗粒物污染的日趋严重,其检测技术得到了国内外学者的普遍重视。目前,常用的颗粒物质量浓度的测定方法是光散射法。国外对于光散射颗粒物质量浓度测量法的研究开展得比较早,现今技术也比较成熟,商业化的产品也比较多[1],其中以美国SKC和TSI公司的商品最多。我国对光散射浓度测量方面的研究起步较晚,直到上世纪70年代才开始,与欧美等发达国家相比,技术上还存在一些不足[1]。
经过近四十年的发展,我国也逐渐有一些产品商业化,如PC.3A激光可吸入粉尘测试仪和PC.3A激光可吸入粉尘连续测试仪等[2]。但这些产品以及国内环境研究工作者对大气颗粒物的研究也主要集中在PM2.5以上的颗粒物,而对人体健康危害更大的细小颗粒(PM2.5以下)研究较少,因此设计并制作细小颗粒物实时监测和预警系统具有十分重要的科学研究价值。
本文设计的大气颗粒物自动监测预警系统,通过Easy ARM1138嵌入式系统对大气颗粒进行实时采集,并对数据进行处理,可检测粒径范围为0.1μm-10μm,而且,系统可应用于细小颗粒物的检测。整个系统简单、使用灵活、操作方便。系统设备具有现场应急监测和自动遥测预警的双重功能,且监测和采集速度快,可靠性高,具有很好的经济价值。
1 光散射法
光散射法是通过测量颗粒物受光照射后所发出的散射光信号的大小来测量颗粒物的质量浓度。它由于测量速度快、高灵敏度、重复性好、可测粒子尺寸宽及适于在线非接触测量等优点而被广泛应用。利用光散射原理测量颗粒物质量浓度的方法也有两种:光度计法(群颗粒散射法)和粒子计数法(单粒子光散射法)。本文利用光度计法测量颗粒物质量浓度,该方法是利用Mie散射理论及颗粒物的各参量来反演颗粒物质量浓度的,它的原理是颗粒物质量浓度与光度计接收到的散射光通量成线性关系[1]。
根据Mie散射理论,当一束强度为I0的自然光入射到一个各向同性的球形微粒时,其散射光强为:
式中,I(θ)为散射光强度,I0为入射光强度,λ为入射光波长,i1、i2为散射光的两个强度函数,i1=S1(m,θ,a),i2=S2(m,θ,a),分别对应于散射光强度的两个垂直的偏振分量,其中a为粒子的尺度系数,S1、S2光的振幅函数,m=m1+im2为粒子对周围介质的复折射率Θ[3]。由Mie理论可知,散射光强度与颗粒物粒径、入射光波长相关。即在温度和湿度较稳定的洁净环境下,当光照射在空气中悬浮的颗粒物上时,产生散射光。在颗粒物性质一定的条件下,颗粒物的散射光强度与其质量浓度成正比[4]。通过测量散射光强度,应用质量浓度转换系数K值,可求得颗粒物质量浓度。
2 系统的实现
2.1 系统的硬件设计
该颗粒物监测预警系统的主要大气颗粒物信号采集模块、Easy ARM1138控制单元、GPRS无线通信模块以及一些外围设备构成,监测系统的构成如图1所示。系统主要实现光电传感器的数据采集,完成A/D采样、大气颗粒物的浓度计算以及数据的存储及显示,如果颗粒物浓度连续超标,要进行语音报警,同时对污染情况进行分析,并根据实际污染情况或污染趋势以文本的形式向工作人员发送预警信息,这大大提高了系统的便携性和数据的实时性。
(1)信号采集模块
信号采集模块主要由二极管激光器、光电传感器及信号调理部分组成。本文选用波长为785nm,功率为100mw的半导体二极管作为光源,相对于氦氖激光器而言,该类激光器光敏区光强均匀性好,粒子信号离散度相对较小,大大提高了不同粒径颗粒的分辨率[5]。
光电传感器主要由光电二极管构成,它将入射的散射光转化为相应强度的光电流。当大气通道中不存在颗粒物时,激光器发射的激光将全被大气通道底部的光陷阱吸收,光电传感器无信号输入;当空气中存在颗粒物时,颗粒物会随着空气以一定的速率通过光敏区,入射激光照射到颗粒物上会产生相应散射光,光电传感器接收到散射光后,能够感应颗粒物的散射光并输出相应的电信号,电脉冲信号的峰值与散射光亮成一定的比例,即在散射光强度稳定的情况下,悬浮微粒的粒径不同,其散射光强度随之不同,电脉冲峰值也不同。
光电二极管完成光电转换后,此时的光电流较小,对于一个微米量级的颗粒,产生的电脉冲信号一般为产μA量级[1],因此需要对信号进行调理,首先需要利用匹配低噪声的精密运算放大器将微弱的电流信号转化成电压信号,然后进行线性放大及阻抗匹配。信号调理部分主要由电流电压转换电路,电压跟随电路,二级放大电路和积分电路构成。信号调理电路如图2所示。
(2)Easy ARM1138控制单元
Easy ARM1138微控制器是围绕ARM CortexTM-M3处理器内核来设计的,系统使用的是LM3S1138的最小系统。Cortex-M3处理器是专门为那些对成本和功耗非常敏感但同时对性能要求又相当高的应用而设计的,是广大片上系统的理想解决方案。由于该处理器集成一个10位的ADC模块,支持8个输入通道,以及一个内部温度传感器[6]。因此无需使用A/D采样芯片,Easy ARM1138完全可以满足系统的要求,从而减少了系统的外围设备。
(3)外围设备
温湿度传感器使用SHT11,该温湿度传感器将温度感测、湿度感测、信号变换、A/D转换和加热器等功能集成到一个芯片上,测量精确度高。实时时钟采用SD2405时钟芯片,精度高,实时性好,该芯片使用标准的I2C协议,便于ARM处理。对于信号的快速采集,从读写速度、时序控制等方面考虑,采用SRAM芯片CAT24C256作为数据存储器,它是一个256Kb的串行CMOS E2PROM,支持标准(100k Hz)和快速(400k Hz)的I2C协议,主要用来存储实时的大气颗粒物浓度数据以及浓度超标时的报警参数。数据显示使用WLA56可控制彩色TFT液晶显示屏,主要用来显示颗粒物浓度,温、湿度信息等数据。报警模块由语音芯片ISD4003构成,ISD4003的单片录放时间4至8分钟,音质好,广泛用于便携式电子产品中,它在系统中主要实现浓度超标时的语音报警功能。
(4)GPRS无线通信模块
系统的无线通信由GPRS模块构成,当被测大气中的颗粒物浓度连续超标时,系统通过RS232将数据传送给GPRS模块,GPRS模块把污染信息传送给工作人员。GPRS模块选用ZWG-03A设备,该设备是基于GSM网络的一款智能短信设备,通过串口通信,给设备上电后,接上PC的串口电缆,向设备发送命令即可进行配置。协议简单,操作简单而可靠。
(5)电源模块
系统电源部分都采用三端稳压管实现。为整个系统提供±12v、±5v、3.3v和3v的电压,确保电路的正常稳定工作。由于系统中,既有数字电路又有模拟电路,为了避免数字电路产生的噪声会影响模拟电路,使模拟电路的小信号指标变差,这两部分单独供电,使得模拟地和数字地分开。在做PCB板时,在电源处单点共地。
2.2 系统的软件设计
软件部分主要实现光电传感器的数据采集,完成A/D采样、大气颗粒物的浓度计算以及数据的存储及显示,如果颗粒物浓度连续超标,要进行语音报警,同时对污染情况进行分析,最后以文本的形式向工作人员发送预警信息。由于电路系统的背景噪声相对较大,例如放大电路的温漂、电路中存在的不确定噪声等,因此,系统在LM3S1138进行A/D采样后,通过软件设定阈值和采样取平均值的方法,对数据进行处理,以达到低通滤波的效果,从而使得系统的背景噪声大大地减小。系统的软件流程如图3所示。
3 测试结果与分析
文中采用TSI公司的Dust TrakⅡ作为标定用的测量仪对系统的K值进行标定。标定后,分别将TSI与本文的监测系统置于测量环境中的同一测点,同一高度,同一方向,同时测量颗粒物的质量浓度。由于空气中颗粒物分布的不均匀,气泵的流量也不同,两台仪器的测量结果不可能是完全一致的。对测量的数据进行比较,结果如图4所示。
图4(a)是软件没有对数据进行处理时,两仪器颗粒物浓度的测量结果,从中可以看出,本系统与Dust TrakⅡ的结果相差比较大,线性度不是很好,这可能是由于系统在稳定性及精度上仍存在一定的不足。主要原因有以下几方面:一是光电传感器输出功率不是特别稳定;二是温湿度的干扰;最后也是最主要的原因是由于电路系统的背景噪声较大。为了降低系统的背景噪声,除了信号调理部分的电压跟随与积分电路以外,在软件部分又对信号进行了处理,如对A/D采样结果进行加权平均,并设定阈值,对采样结果进行一定的软件滤波,通过这样的改进后,测得的结果如图4(b)所示,从图中可以看出数据集中在斜率为45°的直线上,显然,通过改进,系统的线性度有了较大的提高。
4 结束语
随着自动化及信息技术的迅速发展,监测系统已逐步向高质量、多功能、集成化、自动化、系统化、智能化的方向发展[7]。本文利用光散射法设计并建立了适用于细微颗粒物的大气颗粒物监测预警系统。实践证明,该系统不仅能满足恶劣环境检测的要求,而且具有测量准确、实时性强、成本低等优点,可在对环境质量要求很高或是环境大气监测领域推广使用,对改善城市生态环境,创造良好的投资环境起到促进作用。
参考文献
[1]王莹.提高光度计法可吸入颗粒物质量浓度测量系统的精度研究[D].南京:南京理工大学,2007:5-6,17.
[2]许玉凤,卞保民.基于光度计法的粉尘质量浓度测量系统的研究与开发[D].南京:南京理工大学,2007:34-35.
[3]SY Du,DW Kang,XE Lei,et al.Numerical study on adjusting andcontrolling effect of forest cover on PM10 and O3[J].AtmosphericEnvironment,2007(41):797-808.
[4]胡澄,邹丽新.基于MIE散射理论的粉尘浓度测量研究[D].苏州:苏州大学,2007:9-10.
[5]易磊隽,张溢.尘埃粒子计数器的国产化研究与开发[D].四川:四川大学,2006:9-10,39.
[6]LM3S1138微控制器数据手册[Z].广州周立功单片机发展有限公司,2008:20-24.
大气环境教学方案 篇5
运用图表说明大气受热过程
（1）标准解读
本条以及后两条“标准”关注的对象是自然环境组成要素之一——大气。本条“标准”旨在认识导致大气运动的基本原理，为后面学习大气环流、天气系统以及全球气候变化打下理论基础。
本条“标准”虽然简短，但它要求的内容是比较多的。从有关大气各条“标准”综合来看，可以从以下几方面把握本条“标准”。
第一，作为自然环境组成要素，“标准”中的“大气”是指低层大气，其高度不超过对流层顶。
第二，了解大气受热，需要明确大气的热量，即导致大气运动的能量。太阳辐射是大气根本的热源，下垫面辐射（包括陆面和海面）是大气直接的热源。
第三，大气受热过程，实际上是太阳辐射、地面辐射和大气辐射之间相互转化的过程。其中，大气温室效应及其作用是需要重点阐述的基本原理。
第四，学习大气受热过程，是为理解大气运动打基础，所以，大气热力环流是需要阐述的另一个基本原理。大气热力环流是大气不均匀受热的结果。大气不均匀受热主要是由太阳辐射的纬度差异和下垫面性质差异引起的。大气不均匀受热是大气运动的主要原因，大气热力环流则是理解许多大气运动类型的理论基础。小到城市热岛环流，大到全球性大气环流，都可以用大气热力环流的原理来解释。
第五，学习和说明大气受热过程，需要借用一些原理示意图，如大气温室效应示意图、大气热力环流形成示意图等。
（2）教学重点
1、大气各垂直分层特点及与人类的关系；
2、大气对太阳辐射的削弱作用；
3、太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射四种辐射之间的关系；
4、大气的温室效应。
（3）教学目标
1、搜集资料说一说大气各垂直分层有哪些事物和现象，概括对流层大气与人类的关系。
2、列表比较大气对太阳辐射的削弱作用，并用所学解释实际事例。
3、画出简图说明大气的受热过程，解释大气受热的直接原因。能用简图推导月球表面昼夜温差大的原因。
4、结合温室大棚的实例，分析说明大气是怎样具有保温作用的。尝试写一段文字，表达温室大棚的原理在农业、建筑、人体保健等方面的应用。
（4）教学方法
比较分析法、读图分析法、启发式教学法
二、教学过程
【引入新课】我们学习了地球的宇宙环境之后，知道了地球是宇宙中的一颗既普通又特殊的行星。说地球普通，因为地球具有和其他行星一样的特性，都是物质的和运动的；说地球特殊，则是因为地球是太阳系中唯一有生命物质存在的天体。地球上具有生命物质，其中一个非常重要的原因就是地球有可供生物呼吸的大气。今天我们共同探讨大气环境的一些最基本的特征。
地球的周围包围着的大气是厚厚的，从地面向上，可延伸数千千米的高空。那么，这么高的大气层在垂直方向上有什么变化特点呢？
一、大气的垂直分布(板书)
大气的组成成分在垂直方向上是有差异的，进而使得大气的温度、密度和大气运动状况等物理性质在垂直方向上有差异，特别是气温的差异决定空气的垂直运动状况。所以气温的垂直分布是划分大气各层的主要依据，也是大气各层最基本的特征。大气在垂直方向上可以划分为对流层、平流层和高层大气。
【提问】请学生读图2—23大气的垂直分层示意图，并思考以下问题：1、“对流层、平流层的气温随高度变化情况有何不同？”
【总结】(1)对流层大气温度随高度增加而递减；
(2)平流层大气温度随高度增加而增加；
(3)高层大气温度随高度增加先是降低，一定高度后又上升很快。
【承转】气温在垂直方向上有这样的变化特点，即各层大气具体有些什么现象和事物，下面我们一一来了解一下。
(学生自由发言，教师点拨)
【提问】2、“为什么说对流层与人类关系最为密切？
【学生发言，教师总结】因为人类就生活在对流层的底部，可以说是“人类之家”。天气现象复杂多变。近地面的水汽和固体杂质通过对流运动向上空输送，在上升过程中随着气温的降低，容易成云致雨。与人们生活和生产活动紧密相关的各种天气现象(云、雨、雾、雪等)都发生在对流层。因此对流层与人类的关系最为密切。
平流层与人类的关系也很密切。如臭氧是“地球生命的保护伞”，而臭氧主要集中在平流层，臭氧大量吸收太阳紫外线，保护地球上的生物免受过多紫外线的伤害，可以说平流层是人类生存环境的天然屏障。
【提问】同学们再看图2—23平流层中有架大型飞机，那么为什么飞机是在平流层中飞行呢？
(学生回答，教师总结)该层水汽含量极少，天气晴朗，能见度好，大气平稳，有利于高空飞行。现在人们乘坐的大型飞机多是在平流层中飞行。
【补充】(承转)平流层顶以上的大气，气压很低，空气密度很少，被划为“高层大气”层。
根据人造卫星的探测资料，在~3000公里的高空，地球大气的密度已经与星际空间的密度非常接近，这个高度可以大致地看作是地球大气的上界。
【承转】太阳辐射是地球上的能量源泉，大气中发生的一切现象和过程，都与太阳辐射能及其转化密切相关。太阳辐射需要穿过厚厚的大气才能到达地面，这样太阳辐射在地球表面和大气之间进行着一系列的能量转换，从而形成地球表面复杂的大气热力状况，维持着地球表面的热量平衡。
(一)大气对太阳辐射的削弱作用(板书)
我们已知太阳不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射巨大的能量。太阳辐射能在各种波长范围是有变化的。
【提问】请同学们对照课本的表中内容阅读图1.7，太阳辐射的主要波长范围是多少？主要分成哪几个部分？太阳辐射能是怎样分布的？
【总结】从图中可以看出太阳辐射的.主要波长范围是0.15~4微米。其中，人眼能看见的光线，波长在0.4~0.76微米之间，因此这个范围称为可见光区，太阳辐射总能量的50%集中在这个波长范围，所以太阳辐射能主要集中在可见光区。人们把太阳辐射称为短波辐射。波长小于0.4微米的紫外线区占太阳辐射总能量的7%，波长大于0.76微米的红外线区占太阳辐射总能量的43%，这两部分人们用肉眼都无法看见。
【提问】太阳辐射各种波长的光是怎样被削弱的？有哪些削弱作用？各有什么特点？
【承转】太阳辐射到达地面要穿过厚厚的大气，大气对太阳辐射有吸收、反射和散射作用，从而削弱了到达地面的太阳辐射。
【提问】平流层中的臭氧吸收太阳辐射的哪部分？
【点评】平流层中的臭氧吸收太阳紫外线。可见，大气对太阳辐射的吸收是有选择的。
1.大气对太阳辐射的吸收具有选择性(板书)
平流层臭氧主要吸收紫外线。对流层大气中的水汽和二氧化碳等，主要吸收太阳辐射中波长较长的红外线。大气对太阳辐射中能量最强的可见光线却吸收得很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上来。由此可见，大气直接吸收的太阳辐射能量是很少的。
【承转】大气中的云层和尘埃，具有反光镜的作用，把投射在其上的太阳辐射的一部分，又反射回宇宙空间，从而减少了到达地面的太阳辐射。接下来我们了解一下大气的反射作用。
2.大气对太阳辐射的反射作用(板书)
大气对太阳辐射的反射是没有选择性的，所以反射光呈白色。云层的反射作用最为显著。云层越厚，云量越多，反射愈强。所以夏季天空多云时，白天的气温不会太高，就是这个道理。此外，大气中的杂质颗粒越大，反射能力越强，颗粒越小，反射能力越差。
【提问】为什么晴朗的天空呈蔚蓝色？为什么阳光未直接进教室，教室却是明亮的？
【点评】以上这两种现象都是大气的散射作用造成的，因此我们再来学习大气对太阳辐射的散射作用。
3.大气对太阳辐射的散射作用(板书)
当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃时，太阳辐射的一部分能量，便以这些质点为中心向四面八方散射开来。散射可以改变太阳辐射的方向，使一部分太阳辐射不能到达地面。这种散射是有选择性的，波长越短，散射能力越强。在可见光部分蓝紫色光波长最短，散射能力最强，所以在晴朗的天空，特别是雨过天晴时，天空呈蔚蓝色。另一种情况是散射作用的质点是颗粒较大的尘埃、雾粒、小水滴等时，它们的散射无选择性，各种波长同样被散射，使天空呈白色。所以，日出前的黎明，日落后的黄昏，以及阴天，在树阴下，在房间里，凡是阳光不能直接照射的地方，仍是明亮的，这些都是大气的散射作用的缘故。
综上所述，太阳辐射通过地球大气层时，大气削弱的主要是红外线、紫外线区和可见光的短波部分，而可见光的绝大部分能够透过大气射到地面。可见光集中了太阳辐射一半的能量，所以太阳辐射给予地球表面巨大的能量，是发生在地理环境里各种现象和过程的最重要的能量源泉。
（二）地面辐射和大气辐射(板书)
【提问】对流层大气的主要的直接热源是什么？为什么说地面辐射是长波辐射？
对流层中的水汽和二氧化碳对太阳短波辐射吸收差，但对地面长波辐射吸收能力很强，因而使近地面大气增温。近地面大气又以辐射、对流等方式，把热量传给高一层大气，使大气保存了地面所放出热量的绝大部分(75%~95%)。因此，对流层大气的主要的直接热源是地面。
大气吸收地面辐射增温的同时，也向外辐射热量，大气辐射也主要集中在红外线区，所以大气辐射也是长波辐射。大气辐射热一部分向上射向宇宙空间，大部分向下射向地面，其方向与地面辐射正好相反，故称为大气逆辐射。大气逆辐射又把热量还给地面，这就在一定程度上补偿了地面辐射损失的热量，对地面起到了保温作用，使地面温度变化比较缓和。天空有云，特别是浓密的低云，大气逆辐射更强，多云的夜晚通常比晴朗的夜晚暖和些。所以，在晚秋或寒冬，霜冻多出现在晴朗的夜晚。
板书下图讲解：
综上所述，地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上，使地面增温；大气对地面长波辐射却是隔热层，把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面。人们把大气的这种作用，称为大气温室效应。
【承转】我们学习了大气的热力作用，实际上主要体现在太阳辐射、地面辐射、大气辐射、大气逆辐射这四种辐射之间的关系，下面我们再来看这四种辐射的关系。
画出简图，重述大气的热力作用，掌握本课重点内容。
大气的温室效应，我们应重点弄清太阳辐射与地面辐射、大气辐射等之间的关系。如图1，这种关系主要表现在以下两方面：一方面是大气对地面长波辐射的吸收能力很强，从而将地面放出的热量保存在大气中，二是大气逆辐射将大部分热量返还给地面，在一定程度上弥补了地面辐射损失的热量，正是这种关系，才使得大气对地面具有保温作用，我们可以借助于上述简图分析说明大气保温效应的三个物理过程：(1)太阳辐射到达地面后，地面吸收太阳辐射而增温；(2)地面增温后产生地面长波辐射，大气又强烈吸收地面辐射而增温；(3)大气增温后又产生大气长波辐射，一小部分射向宇宙空间而散失，剩余的绝大部分射向地面，我们称之为“大气逆辐射”(如图1)。大气逆辐射在很大程度上弥补了地面辐射所损失的能量，从而起到了对地面的保温作用。
【点评】从大气对地面的保温作用这一过程中，我们不难得出这样的结论：(1)地面辐射是近地面大气(对流层)的主要的直接的热量，而地面辐射的主要能量是太阳辐射，所以说，(2)太阳辐射是地球上(地面和大气)的根本能量。(3)对地面直接起保温作用的是大气逆辐射。它们之间的关系如图2。
【承转】同学们，上一单元的学习我们已知太阳直射点在地表作回归运动，使太阳辐射能在地球表面分配不均匀。纬度不同的地方，太阳高度角不同。相比较而言，太阳直射的地方，单位面积获得的太阳辐射能最多。那为什么会是这样？请同学们读图2—26“不同太阳高度辐射强度变化示意图”。
（三）影响地面辐射的主要因素(板书)
1、纬度因素：
地球表面不同纬度地区，由于太阳直射点的南北移动，太阳高度角有差异，会对地表获得的太阳辐射有影响。因为太阳高度角越大的地区，太阳辐射经过大气的路程越短，被大气削弱得越少，最后到达地面的太阳辐射就越多，反之越少。这是太阳辐射由低纬向两极递减的原因之一。
【总结】太阳高度角不同，①等量太阳辐射在地面的散布面积不同
②经过大气的路程长短不同，被削弱程度不同。地面得到的太阳辐射不同，地面辐射也就不同。
2、下垫面因素：
【提问】读图2—27“不同性质地面的反射率图”，什么样的下垫面反射率最高？反射的多少跟地面得到的多少、地面辐射的多少有什么关系？
【总结】反射的越多，地面得到的越少，地面辐射的越少，大气得到的就越少。
3、其他因素：（略）
【活动】读课本阅读内容，思考温室效应是怎样形成的？说说温室大棚的原理在农业、建筑、人体保健等方面的应用。
“大气环境”专题复习 篇6
大气环境命题的形式多以等值线图为背景，考查大气的运动；以天气预报的数值图和天气系统图为背景，考查天气变化过程和常见的天气系统；或者以天气形势图与区域图相结合，综合考查大气运动和天气现象；以图表或以气候、环境等热点为背景材料的形式考查大气成分变化、天气现象和气候类型及其成因等；或者经人类对气候资源的利用方式及灾害性天气现象等现实生活实例为背景考查相关知识；近年来，有从重点考查地带性规律逐渐转向重点考查非地带性因素对气候特点形成的影响的趋势，但气候类型的判读、分布及影响因素始终是高考的热点。
二、核心突破
考点一 大气的热力作用
1．大气的热力作用包括大气对太阳辐射的削弱作用和大气对地面的温室效应，它们是一个连贯的能量转换过程，在复习时，一定要结合实例来理解掌握。例如：反射作用——在夏季，多云的白天气温不会太高；吸收——臭氧层因吸收太阳紫外线而升温；大气逆辐射——有云的夜晚比晴朗的夜晚温暖。
2．三种辐射最强时间不同：太阳辐射在地方时12点最强，地面辐射在地方时13点最强，大气辐射在地方时14点钟最强，温度越高辐射越强。
3．白天三种辐射同时存在，夜晚只有大气（逆）辐射和地面辐射。
例1 2010年4月冰岛火山大爆发，大气中长期滞留的火山灰会影响当地乃至全球气温，如1991年菲律宾皮纳图博火山喷发产生的火山灰使当年全球平均气温下降0.5℃，导致气温下降的主要原因是（ ）
A．地表气压升高
B．地表气压降低
C．地表获得的太阳辐射减少
D．地表空气获得的地面辐射增多
解析 火山灰的存在增加了固体颗粒对太阳辐射的削弱作用，从而导致气温降低。
答案 C
考点二 热力环流
近地面空气，膨胀上升，在高空聚积，空气密度增大，形成高气压，等压面凸向高处][高空空气冷却收缩下沉，上空的空气密度减小，形成低气压，等压面凸向低处][空气的收缩下沉使近地面空气密度增大，形成高气压，等压面凸向高处][近地面空气上升向外流出，使近地面空气密度减小，形成低气压，等压面凸向低处][高空空气扩
散方向][近地面空气扩散方向][受热][冷却][等压面]
1．热力环流的本质内涵。热力环流的本质是所考察的两地点有温差，理论上两地点之间有温差就可以形成热力环流，温差大小不同会导致热力环流强弱不同。
2．热力环流的应用尺度。对热力环流的应用考察一般着眼于山谷风，城市风，海陆风等，近年来倾向于考察林地与坡地，湖泊（水库）与湖泊（水库）周边等，这一原理的应用本质上就是看考察地点之间有没有热力性质差异，且热力环流原理的应用时空尺度可大可小，大的比如季风环流，小的比如海陆风。
3．热岛效应强弱的影响因素。城市热岛效应的强弱取决于城市中心与郊区的温差大小，有利于温差变大的因素热岛效应就会增强，反之就会减弱。具体来说：一般城市热岛效应冬季大于夏季；无风天气下大于有风天气下；连续晴朗天气下大于连续阴雨天气下；城市中心有湖泊或城市绿化规划合理（或绿地等植被覆盖率高）大于城市中心没有湖泊或城市绿化规划不合理（或绿地等植被覆盖率低）。
市区与郊区之间的热力环流
例2 热岛温度为城区与郊区气温之差，其值高低反映了热岛强度的大小。从下图中可得到的正确信息是，某市热岛强度（ ）
A．夏季大于冬季
B．午后大于夜晚
C．冬、夏季的差异在日出前后最小
D．冬、夏季的差异在午后最小
解析 从图中可以看出：夏季小于冬季；午后小于夜晚；冬、夏季的差异在日出前后最大；冬、夏季的差异在午后最小。
答案 D
1．气压带和风带的有效记忆方法：近地面气压带和风带总是相间分布，高低压相间分布，风带的具体风向用偏转规律画出。
2．信风与干燥的关系：信风在从副热带高气压带吹向赤道低气压带的过程中，由于是从较高纬度吹向较低纬度，气温升高，水汽不易凝结，在其影响下气候一般比较干燥。但是如果信风在经过暖流洋面增温增湿后，在迎风坡也能形成大量降水，例如马达加斯加岛东部等地。
3．气压带和风带构成全球大气环流的核心意义：促进了高低纬度间、海陆间的热量和水汽交换，调整全球的水份和热量分布，直接控制各地气候类型的形成。
4．气压带和风带的移动规律：气压带和风带的移动规律与阳光直射点的季节移动严格一致，即12月22号到次年6月22号一直向北移，6月22号到当年12月22号一直向南移动。
例3 下图为“气压带风带移动示意图”。读图完成以下两题：
甲图所示季节各纬度带气流运动的说法正确的是（ ）
A．0～10°N盛行下沉气流
B．10°N～20°N 盛行东南风
C．20°N ～30°N 盛行西北风
D．30°N～40°N 盛行西南风
甲、乙两图反映的时间与季节正确的是（ ）
A．甲表示 3 月份、春季
B．乙表示 7 月份、夏季
C．甲表示 9 月份、秋季
D．乙表示 1 月份、冬季
解析 1．图中纬度为北半球，气压带南移，说明北半球为冬季，故30°N～40°N盛行西南风。2．甲表示1月份、冬季；乙表示7 月份、夏季。
答案 D B
考点四 气压中心与季风环流
1．气压中心的形成与位置：地表差异导致的热力差异是气压中心形成的根本原因，复习时要能进行知识迁移，在复习北半球冬夏季节气压中心时要注意与区域地理的位置结合。
2．南亚季风与东亚季风成因差异：海陆热力性质差异是形成季风的重要原因，但不是唯一的原因。南亚和我国西南地区的西南季风就是由气压带和风带季节移动和热力差异叠加形成的，不能完全分开，但气压带和风带季节移动为主要原因。
3．冬夏季风强弱差异比较：东亚地区冬季西北风强于夏季东南风，南亚夏季风强于冬季冬北风；东亚冬季西北风强于南亚冬季东北风，南亚夏季风势力具有突然增强的特点，东亚夏季风则逐渐增强。
考点五 天气系统判读
1．锋的判读与天气
（1）根据符号判断冷锋、暖锋
图1中的符号表示冷锋，它由一条基线加上小三角形组成（往往两个为一组），而且基线的位置表示锋线的位置，小三角形的方向指示锋前，即图中A处为锋前，B处为锋后；图2中的符号表示暖锋，它由基线加上小半圆组成（往往两个为一组），而且基线的位置表示锋线的位置，小半圆的方向指示锋前，即图中C处为锋前，D处为锋后。
（2）根据天气图判断冷锋、暖锋
在图3和图4中，根据锋面坡度、冷气团移动的方向、雨线倾斜方向、雨区的位置、云系形状和高度等特征可以判断出冷锋和暖锋。
图4中的冷气团被迫后退，在锋面下部形成了一个局部的环流，这是暖锋独有的特征；由于锋面两侧的温度和气压差异较大，形成的大风使雨线倾斜，从图中可以看出雨线都向锋前方向倾斜，因此图3的锋前为暖气团判定它为冷锋，图4的锋前为冷气团判断它为暖锋。
图3中雨区的位置主要在锋后，据冷锋的降水主要在锋后可判断其为冷锋；图4中雨区的位置在锋前，根据暖锋的降水在锋前，可判断它为暖锋。
（3）根据天气过程来判断冷锋、暖锋
[天气过程&冷 锋&暖 锋&过境前&单一暖气团控制，温暖晴朗&单一冷气团控制，低温晴朗&过境时&暖气团被冷气团抬升，常出现阴天、下雨、刮风、降温等天气现象&暖气团沿冷气团徐徐爬升，冷却凝结产生连续性降雨&过境后&冷气团替代了暖气团的位置，气压升高，气温和湿度骤降，天气晴朗&暖气团占据了冷气团的位置，气温上升，气压下降，天气转晴&]
2．低压、高压判读与天气
[&低压（气旋）&高压（反气旋）&气流方 向&垂直
方向&上 升&下 沉&水平
方向&北半球—逆时针辐合
南半球—顺时针辐合&北半球—顺时针辐散
南半球—逆时针辐散&
天气&中 心&云层增厚，形成阴雨天气&天气晴朗&对我
国的
影响&夏秋季节，影响我国东南沿海地区的台风就是热带气旋强烈发展的一种形式&夏季：长江流域的炎热干燥的伏旱天气—西太平洋副热带高压脊
冬季：寒冷干燥的天气—蒙古高压&]
3．锋面气旋的判断与分析
（1）锋面位置的判读：锋面往往与低压槽重合，因为水平气流在低压槽中辐合上升，冷暖气团在此相遇；而高压脊中水平气流辐散，冷暖气流不可能在此相遇，不可能形成锋面。
北半球锋面气旋天气状况
（2）锋面类型的判读
①找槽线:图中PM、PN为两条槽线；
②定半球:图中气旋是一个按逆时针方向流动的漩涡，即是北半球；
③定冷暖气流：判断出是北半球后，则从偏北方吹来的冷气流（冷气团），从则从偏南方吹来的暖气流（暖气团）；
④定旋转方向（知冷暖气流谁主动向谁移动）；
⑤结合旋转方向判出锋面类型：从图中可知A是冷气团主动向东南运动，即PM为冷锋，则PN为暖锋。
例4 下图是“中纬度某地天气系统剖面示意图”，分析完成（1）~（2）题。
（1）观测发现，该天气系统过境时的夜晚气温较高，主要原因是（ ）
A．有降水，大气中水的相态变化会放出热量
B．云量增多，大气对太阳辐射的吸收增多
C．云量增多，大气的逆辐射增强
D．云量增多，地面长波辐射增强
（2）图中天气系统一般出现在下列哪种气压状况图中（单位：hPa）（ ）
解析 （1）该天气系统为冷锋，过境时为阴雨天气，云层增加，夜晚大气的逆辐射增强，气温较高。（2）锋面存在于低压槽中，A为高压脊，B为低压槽，C为高压，D为平行的等压线图。
答案 （1）C （2）B
一般情况下，空气的密度与气温，空气中的水汽含量呈负相关。下图示意北半球中纬某区域的地形和8时气温状况剖面， 高空自西向东的气流速度约20千米/时。据此完成1～2题：
1．此时，甲、乙、丙三地的大气垂直状况相比较（ ）
A．甲地比乙地稳定B．乙地对流最旺盛
C．乙地比丙地稳定D．丙地最稳定
2．正午前后（ ）
A．甲地气温上升最快
B．乙地可能出现强对流天气
C．丙地刮起东北风
D．甲地出现强劲的偏南风
下图为某日中国东部一条经线附近地区的天气状况示意图，读图回答第3题：
3．该日最可能出现在（ ）
A．1月 B．4月 C．7月 D．10月
下面四幅天气图反映了一次寒潮的天气过程。结合图文材料，回答4~5题：
4．按照此次寒潮天气发生的过程，四幅天气图由先到后的排序应为（ ）
A. a→c→b→d B. b→c→d→a
C. c→b→d→a D. d→a→c→b
5．据图6的四幅天气图判断，下列城市的天气状况接近实际的是（ ）
A．a—武汉地区晴朗温暖
B．b—天津地区大风降温
C．c—北京地区雷雨交加
D．d—杭州地区阴雨连绵
【参考答案】
大气环境监测质量控制研究 篇7
关键词：大气环境监测,质量控制
环境监测质量控制是环境监测质量管理中的一个重要环节, 同时也是在采样、分析、数据处理和综合评价全过程中为消除影响质量的各种因素而制定的控制程序。质量控制的根本目的是控制误差并使之在允许的范围内。与其他环境监测相比, 大气环境监测条件更为复杂多变, 受人为因素和周边环境的影响更大, 其与时间和空间的相关性更强, 所以大气环境监测的质量控制难度更高。基于此, 本文对大气环境监测质量控制现状及其措施进行了分析和探讨。
1 大气环境监测质量控制现状
1.1 质量控制体系尚待完善
完善的质量控制体系是环境监测质量保证的基础, 目前环境监测机构基本上都设立了质量监测管理组织, 也配备了相应的人员, 但其职能仍较为单一, 主要基于实验室内的质量控制, 对质量控制的系统研究存在不足。其次, 质量控制基于一些主要环节, 缺乏全过程全系统的控制和管理, 如在计量认证和实验室建设方面还较薄弱。再次, 还存在经费方面的问题, 对自动监测系统的监控维护也不够。
1.2 质量控制手段不够丰富
目前, 大气环境监测质量控制存在几个薄弱环节:一是质控手段单一, 质控模式仍以数据比对、平行样与密码样测试、加标回收等做法为主, 欠缺系统评估与评价方式;二是针对新型监测技术, 如空气在线自动监测系统, 还未形成完善的质控体系, 维护与控制的标准与要求不够明确;三是实验室外的质量控制没有形成例行制度。
1.3 现场监测管理仍应加强
现场监测质量控制是基础, 然而恰恰易被人忽视。首先, 大气环境监测布点、采样是非常重要环节, 但在实际工作中可能因为地理位置、环境方面的困难, 监测人员就以“避重就轻”的态度来布点取样。其次, 大气环境监测受时间因素影响较大, 监测人员也会因为与正常工作时间有冲突, 而只在自己正常工作时间内取样。再次, 测试仪器、方法使用不合理, 如烟气测试时受烟道负压影响, 导致二氧化硫、氮氧化物等测试结果偏低等。
1.4 监测人员素质还需提高
人员素质对监测质量影响较大, 目前这方面的问题较为突出。一是业务培训机制不完善, 现有培训多属临时、多部门性质的, 环境监测机构中接受过正规、完整的质量管理培训的人员较少, 导致很多人员操作方法不规范、对技术标准的理解不到位、实际操作与理论脱节。二是监测人员更新缓慢, 学历较高、年纪较轻的人才短缺, 影响到对新技术、新理论的接受与应用。
2 大气环境监测质量控制措施
2.1 建立健全监测质量管理体系
环境监测机构应按照《实验室和检查机构资质认定管理办法》、《试验室资质认定评审准则》等文件的规定, 建立并健全环境监测质量管理体系。完善组织管理机构, 明确职责和职能, 制定并完善管理制度, 保障人员配备及物质供应。定期开展内部审核与评价工作, 及时纠正并预防不符合质量管理体系的行为。每年至少举办一次管理评审活动, 对质量管理体系进行全面的检查、审核与评价, 为质量体系的改进与完善提供依据。就大气环境监测质量控制方面, 质量管理体系应贯穿于布点、采样到报告审核、综合评价的全过程之中, 并按照严格的标准建立一套完善的规章制度和质量控制手册。质控部门在做好化验室内质控活动的同时, 尤应重视组织参与能力验证、协作定值等外部的质控活动, 以发现和解决实验室内存在的质控缺陷, 促进化验室监测水平不断提高。
随着空气自动监测系统应用增多, 对于该类系统的质量控制也应引起足够的重视。自动监测系统质控核心是要建立并完善定期校准、标定和启动预防性维护程序的制度, 通过对所获得的监测数据的校正及有效性判断, 以加强对整个监测系统性能的审核与评价。质量管理制度应明确气体标准传递与跟踪物质的质量控制, 重点是标准物质量值准确度的质控程序, 以保证气体标准物质量值的可追踪性。监测仪器的质控程序必须与国际公认的标准方法或参考方法等效, 并定期接受零点与跨度校准, 其测量范围与各项指标均应符合国标规定。
2.2 规范监测实验室质量管理
实验室的质量管理是环境监测质量控制中的关键一环。主要包括:一是规范实验室环境管理。实验室应合理布局, 避免交叉干扰。设备配置应齐全, 尤其是有毒有污染的试验, 应在专用通风设备内进行, 避免对工作人员的身体健康造成伤害。药品、试剂、器皿应设置专门的储藏空间。对检测环境有特殊要求的试验, 应建立环境条件档案。二是规范实验仪器设备管理。所有强制检定或自行校准的仪器设备都应贴上格式统一的标签, 并建立仪器设备档案, 由专人负责检定和管理。三是规范实验操作, 采用标准化的分析方法及考核验证方法。实验室内部控制要进行准确度、精密度的考核。如考核精密度至少需8个标准。每个标准至少测7次, 每次至少做2个平行样, 再根据测定结果计算各组的标准偏差。准确度通过标准样和实测样品考核, 并用加标样浓度回收率表示。并以质控图判断重复样品的变异情况。四是进行实验室间的质控。
2.3 加强监测队伍素质建设
人员素质是保证监测质量的决定性因素, 必须加强监测队伍的素质建设。通过岗位练兵、技能训练、脱产再教育等形式提高业务素质;通过职业道德教育和责任心培养, 提高服务意识和责任感。在日常工作中, 对监测人员高标准、严要求, 鼓励钻研和创新, 使之不断提高业务能力和监测分析水平。
3 结语
尽管人们的环境意识已有很大提高, 但环境继续恶化确是不争的事实。环境监测是环境保护的“哨兵”, 提高环境监测的质控水平是对环境保护工作的最大支持和帮助。由于大气环境监测质量的影响因素非常复杂, 为了保证监测数据的准确、精密、完整、可比和有代表性, 需要不断提高质控能力。
参考文献
[1]芦胜华.如何做好大气环境监测的质量保证[J].江西化工, 2011 (4) :108-109
农区大气环境监测采样要求 篇8
1 采样前准备
采样前布点前要进行现场调查和资料收集, 主要有污染源调查、工矿企业大气污染源调查、调查区域自然及社会经济状况、调查区域农业生产情况、气象资料、大气污染对农业生产的危害, 包括污染现状和污染历史资料、其他情况及资料。
采样前准备好所需器具、设备及所需附属物品等。
2 采样点的布设
根据当地主导风向, 确立以可能对基地大气造成污染的污染源下风向为监测重点, 同时兼顾基地内部可能的污染。
监测点的设置方法:基地布局相对集中, 面积较小, 设3个点;基地布局比较分散, 面积较大, 可适当增加点数;对于空旷地带和边远地区, 监测点可适当减少。
具体要求有:采样装置要避免局部污染源的影响, 距装置5~15m的范围内不应有炉灶、烟囱、饮食店等污染源, 要避开交通干线, 大气监测点设置在主导风向45°~90°夹角内, 各监测点间距一般不超过5km;监测点位置一经确定不能轻易变动, 以保证数据的连续性和可比性;监测点应选择远离林木、建筑物及公路的开阔地带;各监测点之间的设置条件相对一致, 使各测点所获的数据有可比性;采样高度基本与植物的高度相同, 总悬浮物的采样口应与基础面有l.5m的相对高度, 以减少扬尘的影响;用2台以上采样器进行平行样品采集时, 2者应保持一定距离, 以防相互干扰, 小流量采样器之间的距离以lm左右为宜, 大、中流量采样器间的距离应保持2~4m;采集总悬浮微粒或飘尘时, 采样头应配有合适的入口;手工采样法采集颗粒物时, 采样头上必须装有专用切割器;进行恒温24h的连续采样时, 二氧化硫、氮氧化物的仪器入口应设置成倒挂漏斗状入口;进气导管应采用聚四氟乙烯塑料管并自上而下接到吸收管 (瓶) 进气口或氧化管上, 中间不可弯曲打结, 以免积水, 导管弯曲半径不得小于5cm;进气入口到吸收瓶间的导管应尽量短, 不得超过0.5m;导管吸收瓶间用内插外套法连接, 不得用乳胶管直接连接。
3 环境空气采集
到达采样地点后, 安装好采样装置。其架设高度应在要求范围内。采样口距地面1.5m。仪器架设好后, 试启动采样器2~3次, 检查气密性, 观察仪器是否正常。吸收管与仪器之间的连接是否正确, 调节时钟与手表对准, 确保时间无误。按时开机、关机。采样过程中应经常检查采样流量及时调节流量偏差对采用直流供电的采样器应经常检查电池电压, 保证采样流量稳定。用滤膜采样时, 安放滤膜前应用清洁布擦去采样夹和滤膜支持网表面的尘土, 毛面朝上, 用镊子将滤膜夹入采样夹内, 严禁用手直接接触滤膜。用螺丝圈定和密封滤膜时拧力要适当, 以不漏气为准。采样后取滤膜时, 应小心将滤膜毛面朝内对折, 将折叠好的滤膜放在表面光滑的纸袋或塑料袋中, 并贮于盒内, 要特别注意有无滤膜屑留在采样夹内, 如有应取出与滤膜一起称重。取采样后的滤膜时, 应注意滤膜是否出现物理性损伤及采样过程中是否有孔漏气现象, 一经发现, 此样品滤膜作废。用于采集氟化物的滤膜或石灰滤纸在运输、保存过程中要隔绝空气。用吸收器采气时, 温度过低、过高对结果均有影响、温度过低时吸收率下降;过高时样品不稳定, 故在冬、夏季采样吸收管应置于适当的恒温装置内, 一般使温度保持在15℃~25℃为宜。氮氧化物在采集时要避光, 二氧化硫采集温度在23℃~29℃为宜, 避免阳光直接照射。
采样记录填写要与工作程序同步, 完成一项填写一项, 不得超前或后补。填写记录要准确、详实, 内容包括:样品名称、采样地点, 样品编号、采样日期、采样开始与结束时间、采样流量、采样时的温度和大气压、风向、风速、采样仪器、吸收液情况说明、采样人签名等。
4 样品输送与交接、保存
4.1 样品运输与保存
二氧化硫、氮氧化物样品采集后, 迅速将吸收液转移至10m L比色管中, 避光, 冷藏保存。详细核对编号, 检查比色管的编号是否与采样瓶, 采样记录上的编号相对应, 样品应当天运回实验室, 进行测定, 在样品保存和运输过程中, 谨防洒漏与混淆。
采集TSP和氟化物样品的滤膜, 每张 (氟化物两张) 装在1个小纸袋或塑料袋中, 每9个小塑料袋装入1个密封盒中 (9张膜一般为1个测点3d所采的样) , 密封保存。勿折, 勿揉搓。运回实验室后, 放在空干燥器中保存。
4.2 样品的交接
大气环境监测的分析与思考 篇9
1 大气环境监测的现状
1.1 政府监测工作为主, 民间监测工作为辅
传统的大气环境污染物监测工作的主要工作是由政府部门下设的环境监测部门执行。政府部门下设的大气环境污染监测工作的工作目的是完成政府的社会服务职能, 为社会提供详实的大气环境报告, 同时为环境稽查相关部门提供参考, 以确定环境稽查工作的工作方向。
而民间大气污染监测工作是近年来因为环境经济的日益发达而兴起的一种民间自发的监测工作。最初执行大气污染监测工作的是不少畜牧养殖农场, 农场为了展示自身的畜牧养殖环境的优势, 对自身农场进行较为详细的大气环境监测。同时, 很多养生度假地也开始为了吸引游客前来度假养生而进行本地的小范围大气环境监测工作。
1.2 民间监测工作主要来自数据宣传理念
对于大气污染的民间监测工作驱动力大都来自养生地或者食品原产地等对于环境的评估需要。目前, 部分饮品企业的水源地和奶源地都已经开通了在线监测实时数据公开系统, 这些系统的意义是显示这些企业的食材来源的环境优势。真正用于科研意义上的检测工作在民间并没有展开。
1.3 污染物分布特性造成了监测结果的差距
因为大气污染物, 特别是颗粒污染物在大气中以气溶胶形式存在, 多以, 很多污染物表现出了很强的区域性。距离很近的两个观测点观测到的大气颗粒物污染的污染值可能差距较大。这也让民众对于大气污染监测结果的不信任感, 这种不信任感使得大气污染监测大数据的市场受到了压缩。
2 大气环境监测的问题
2.1 监测网点密度不够
目前, 因为大气环境监测监测系统的布置与气象站的布置基本重合的, 目前, 气象部门的气象站的布局, 一般按照每乡镇择地布局。所以, 大气环境监测的监测点布局也基本保持着每乡镇布局1~2点的方式进行。这种监测密度下, 难以实现对于气溶胶系统移动的精确监测。
而民营企业对于大气环境监测的布局点主要在其生产园区内布置, 布置方式为单点或者多点, 甚至部分企业选用了基于SCM系统的数字化监测系统, 而非基于质谱仪和色谱仪的物理监测系统。这些监测点的监测数据置信度不高, 难以实现科学严谨的监测。
同时, 有效监测大气中层和高层污染情况的空飘气球监测法, 因为其成本较高, 设备难以复用, 目前的使用密度也难以达到大气质量大数据的具体要求。甚至不少监测承包单位会选择数据造假的方式降低监测成本。
2.2 没有形成统一的监测体系
目前, 即便是政府下设的大气环境监测机构, 也是直接对当地政府相关部门负责, 目前没有一个统观全国的大气污染监控管理部门对于大气污染进行统一部署和数据整理。全部数据均上报到国家气象局的大数据中与气象数据同步汇总。从系统实质上, 大气污染数据与气象数据有着本质的区别, 目前我国需要一个单独部门对于大气污染的监测负责, 这个部门可以是一个政府部门, 也可以是一个企业。但是目前尚没有成立这样一个全国统一的独立的部门的时间表和议程。
2.3 数据科研目的性不强
近年来, 民间要求整合一个大气质量监测系统的呼声逐渐增强, 不少高校的专家学者也发表论文及著作, 提出统一的具有科研价值的数据大气数据监测系统的工作已经刻不容缓。但是, 目前来说形成该大数据整合的投资来源无从获得, 且项目为纯公益项目, 无法为投资人提供足够的投资回报率。所以, 目前的大气污染数据来自不同的部门, 在气象部门汇总, 然后通过气象信息发布通道面向全国发布。这些数据对于大气治理科研工作的指导价值不强。这一状态值制约我国大气治理研究的一个主要瓶颈。
2.4 篡改数据的事件有所发生
首先, 对于企业测量数据来讲, 其目的是展示当地大气成分的良好状态, 所以, 在大气环境发生恶化时, 部分企业会对企业监测数据进行修改。甚至部分生成公开其食材原产地大气污染状况的企业, 并没有真实部署监测系统, 而是采用纯粹伪数据的方式进行“监测”。同时, 在政府相关部门中, 也存在不负责任的个别员工不按流程操作的情况, 这种情况可能造成政府相关部门的部分监测结果不准确。所以, 目前我国的大气污染监测数据在民间的关注度居高不下, 但是置信度一直打不到令人满意的结果。
3 大气环境监测的对策
3.1 提高监测人员责任心
监测人员的责任心对于监测数据的准确性和客观性有着直接的关系。不管是政府相关部门的监测网点工作人员还是环境依赖企业的环境监测人员, 都应该保持高度的责任心和使命感, 努力提供准确详实的大气环境监测数据。
3.2 实现在线实时监测
大气环境监测的实时监测并不是采用基于监测芯片的纯电磁监测, 而是通过远程读表技术实现数据的自动读出。通过在线实时监测系统, 民众可以得到更加准确客观的大气环境监测数据, 企业也会对大气环境保护工作更加重视。只有企业对于大气环境保护工作重视了, 才会充分发挥企业之间的相互监督效应, 让环境依赖企业主动监督环境污染企业, 使得部分污染企业无处遁形。
3.3 建立健全独立的信息发布体系
大气污染指数通过气象网站和天气预报面向公众发布的现状来自气象部门对于各地大气环境监测部门的管辖权。此举使得监测部门和稽查部门分属两个部门管辖, 其业务传递和执行过程中存在较明显的隔阂。所以, 建议国家进行机构调整时, 充分考虑到环境监测和环境稽查部门的业务相关性, 而并不是仅仅考察大气环境监测和气象监测的技术相似性。将大气环境监测、土壤环境监测、水环境监测等环境污染监测部门在各自的技术职能部门中划分出来, 统一归环境稽查部门管辖, 这一方式可以使得包括大气环境监测工作在内的所有环境监测工作渠道更加畅通。
3.4 构建专业检测体系或者独立部门
包括大气环境监测部门在内的环境监测部门应该首先受到全国统一的内部调度和业绩考察, 而不是分属于各个地市的相关政府部门管辖。基于政府及企业对于环境监测的长期硬性需求, 该部门可以进行企业化改制, 从而实现更加独立的监测环境。同时也为加大监测点密度的融资创造条件。该企业可以面向重点的环境依赖企业提供全面的专业的环境监测服务, 同时承接国家的环境监测任务, 从而得到运营的基本业务收入。
结语
近年来, 随着PM2.5的监测工作高调推行, 我国的大气环境监测工作逐渐走到前台。但是, 基于历史原因, 我过的大气环境监测工作仍然存在一系列的问题, 这些问题可以在不久的将来通过国家的体制改革逐渐的得到改观。
摘要：本文通过要素分析的方式, 研究了大气环境监测工作的现状和存在问题, 并提出了相关问题的对策。本文认为, 大气环境监测工作当中存在的问题, 一部分来自其技术和管理的问题, 但是根本来自管理体制的问题。相信在不久的将来, 通过体制改革的方式, 大气环境监测与其他环境监测一起, 会得到较为深化的改革, 使得我国大气环境监测大数据的客观性和真实性都得到提高。
关键词：大气环境监测,现状,问题,对策
参考文献
[1]杨健华.提高大气环境监测质量的措施探讨.[J].科技创新与应用, 2014 (01) :128.
[2]王花平.关于加强大气环境监测的研究.[J].资源节约与环保, 2014 (01) :75.
大气环境污染物监测探究 篇10
1 大气环境污染物监测的相关概念以及重要意义
1.1 大气环境污染物监测的相关概念
大气污染是指大气中有害物质的数量、浓度和存留时间在大气环境所允许的范围之上, 空气的稀释、扩散能力被弱化, 恶化大气质量, 直接或间接地影响了人类和生态环境。大气污染物是指在自然和认为过程中所产生的污染大气环境的物质, 主要是指工农业生产、人们日常生活出行等人为性的活动所造成的污染物。大气污染物主要有点、线、面、体四种来源:大气污染源的点主要是废气排放, 如烟囱等;线主要是道路交通工具等所排放的大气污染源, 如机动车、火车、轮船和飞机等;面主要是一定区域内在近地面随意排放的废气污染物;体主要是由焦炉炉体和工厂天窗等造成的污染物。这些原因造成的污染物排放总量超过了大气环境的饱和度和大气自身的净化能力, 主要的大气污染物有PM2.5为主的悬浮颗粒物、CO、SO2等。
1.2 大气环境污染物监测的重要意义
人们被包围在大气环境中, 大气环境的质量好坏直接关系着人们的生产和生活活动, 因此, 非常有必要对大气环境质量进行密切关注。在周期内连续实时地动态化地监测大气环境的污染物, 再分析监测的数据和结果编写大气环境质量报告。这样, 不仅为大气污染预警提供了有效的依据, 也为更加深入地研究分析大气环境质量提供了科学的参考, 也使工作人员能够有效预测大气环境的变化规律和发展趋势。同时, 环保部门也能有针对性、方向性地制定和颁发相关的环境法律法规。
2 大气环境污染物监测的基本原则和方法
2.1 大气环境污染物监测布点的基本原则
为了使获得的大气环境监测效果更佳, 在对大气污染物进行监测时应遵循以下原则:
2.1.1 要在不同层次和浓度的区域中设置采样点, 考虑污染的程度, 设置高、中、低浓度区域的污染物。
2.1.2布点是应该根据方向来设置, 当采样点为主导风向而且污染源较多时, 要选择在污染源下风向的区域设置采样点进行监测。
2.1.3要根据实际情况设置采样点, 当污染物浓度不高, 人口密度小时, 可以适当地减少采样点, 反之则可以增加。
2.1.4 采样点附近尽量不要有其他物体和其他污染源, 如果有其他建筑, 附近建筑物与采样口水平线所成夹角应不大于30°。另外, 采样点在教堂密集区域的话, 人行道边缘与采样点的距离应该保持1.5m以上。
2.2 大气环境污染物监测采样点布点的方法
大气环境污染物监测布点的方法主要有:扇形法、同心圆法、功能区法和网格法。采样点区域有明显的主导风向和污染源时应选择扇形法, 以主导风向为扇形的轴线, 点源为扇形的顶点;当污染源比较多而且比较集中时, 应该使用同心圆法, 而且同心圆的半径应根据污染源的随外扩散能力的降低而有所差异;具有显著城市功能分区的一二线城市应使用功能区法, 主要城市分区是居住区、商业区和工业区等。
3 大气环境污染物采样监测和分析
3.1 大气环境污染物采样监测的方法
在进行大气污染源监测时, 要加强对信息技术的运用, 并不断创新。主要是加强电化学免疫传感器。利用传感器的高度的灵敏度进行监测, 并加以分析。还有在线监测方法, 主要是利用无线传感器网络的环境监测系统, 通过电话网、移动电话等。
3.2 大气环境污染物监测样品分析和数据统计样品分析
以参考实际参数为基础进行样品分析, 并建立专门的档案, 然后根据样品中不同污染物的成分和所占比例分析不同程度的大气污染对大气环境造成的不利影响。最后整合处理监测数据, 构建样品监测数据库, 评估整体的监测情况。
4 结语
大气环境与人们的生产生活密切相关, 随着工业废气的大量排放和交通问题等, 大气环境污染监测工作形势将更加严峻。因此, 我们要不断寻求新的方案和措施重点监测大气环境污染, 适时地掌握污染动态, 分析、研究监测数据, 预测污染变化趋势, 以便寻找有效的预防手段, 改善大气环境。
摘要：随着不断发展的社会经济和日益频繁且不断扩大的人类的生产活动, 大气环境的污染在工业发展加快的同时也日趋严重, 工业废弃的大量排放很大程度地改变了大气环境的成分和分布比例。为了使大气环境不再恶化, 必须要加强对大气环境中的污染物进行监测。本文从大气环境污染物监测的相关概念、意义、以及采样点布点的原则、方法以及数据分析等相关方面进行探究, 希望可以有效地减轻并控制大气环境中的污染物的污染, 改善大气环境质量。
关键词：大气环境,污染物,监测探究
参考文献
[1]卿光华.浅析大气环境污染物质的监测[J].低碳世界, 2015, (6) :7-8.
[2]刘敏.提高大气环境污染物监测质量的措施探讨[J].中文信息, 2014, (11) :286.
大气环境监测系统 篇11
关键词：大气污染；环境监测；环保意识；环境污染；环境保护 文献标识码：A
中图分类号：X831 文章编号：1009-2374（2015）19-0098-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.048
近年来，我国的经济发展取得了瞩目的成就，但是另一个不能忽略的事实是，我国也是世界上大气污染非常严重的国家之一，特别是最近频频出现的酸雨及雾霾天气更是为我国的经济发展敲响了警钟。在今年两会之中，《大气污染防治法》的修订更是说明解决大气污染问题刻不容缓。而要想解决大气污染问题，就必须对空气中的主要污染物进行实时、准确的监测，并根据当地的实际情况制订相应的标准及对策。
1 我国大气污染的现状
经济的快速发展必然以大量的能源消耗为基础，而由于我国是一个煤炭资源丰富而化石燃料人均存储量相对较少的国家，从而使得我国的能源结构中，煤炭所占比重较高。在较长时期内，煤炭仍会在我国的能源结构中占据主要地位。煤炭及化石燃料的大量排放，使得我国的大气污染问题日趋严重，这也决定了我国的大气污染是以煤烟型污染为主。在我国南方地区，二氧化硫的大量排放使得该地区的酸雨天气频频出现，而在华北地区部分城市，有资料显示，其可吸入污染物年均浓度超过国家三级标准。并且随着汽车的普及，汽车尾气的排放量急剧增加，氮氧化物、一氧化碳等污染物也将会相应增加。因此，对可吸入颗粒物、二氧化硫及氮氧化物这三种
大气主要污染物的监测成为我国大气监测的重点。
2 大气中首要污染物的监测
2.1 对大气中可吸入颗粒物的监测
颗粒状物质的产生多与人类活动有关系，如化石燃料燃烧产生和排放的烟尘、建筑场所施工过程中的产生的粉尘等。空气中有大量的颗粒状物质，而在这些物质中有一部分直径小于10微米，可以被人吸入呼吸道深部，这就是可吸入颗粒物，这类颗粒状物质对人体危害较大。可吸入颗粒物成分复杂，由多种有毒有害物质组成，并且极容易在彼此的催化作用下发生反应，从而产生更大的毒性。在对大气中的颗粒物进行检测时，要对空气中总悬浮颗粒物进行测定，分析可吸入颗粒物的浓度，并对其化学成分进行相应的分析检测，同时还要对降尘量进行检测。
2.2 对大气中二氧化硫等硫化物的监测
在工业快速发展的今天，煤炭和石油燃烧加上硫矿石冶炼等工业活动过程会产生及排放大量含硫污染物。而在这些污染物中，对大气污染最为严重，分布最为广泛的是二氧化硫。因此，在对硫化物进行监测时，主要测定其中的二氧化硫排放浓度。在监测中，利用二氧化硫的化学特性，采用“盐酸副玫瑰苯胺分光光度法”、“紫外荧光法”、“定位电解法”等方法对其进行监测。
2.3 对大气中氮氧化物的监测
氮氧化物污染主要来自汽车尾气的排放，除此之外，生产化肥时产生的废气以及石化燃料高温燃烧时产生的废气都会产生和排放大量的氮氧化物。在氮氧化物中，最具危害性的是一氧化氮和二氧化氮，在监测中，主要采用氮氧化物分析仪，利用盐酸萘乙二胺分光光度法等方法，对氮氧化物的成分及比例进行测定。
3 大气污染问题的解决对策
3.1 完善监测体系，合理开展污染源治理
在治理大气污染问题时，要进行污染源的调查，并加大对大气污染物的监测范围，从而对污染物进行准确监测，为污染治理提供科学依据。利用建立的监测站，改进现有的大气监测技术，对当地的环境质量及空气状况的变化趋势进行实时监测，确定当地的污染源，从而有针对性地进行监督监测。建立并完善基于无线传感器技术的网络环境监测系统，从而可以对于重点污染区域及人工难以及时测量的地区进行全面监测，综合分析污染物的分布与迁移规律。在此基础上，对重工业企业所在地可以设置永久性监测点位和采样监测平台。相关部门要根据监测结果并结合当地实际情况，建立合理的大气排放标准。
3.2 促进工业产业结构升级，加快对新能源的开发利用
目前我国的工业企业大多依旧采用传统的粗放式生产，煤炭燃料使用广、能耗高、污染大。要想从根本上解决大气污染问题，必须促进产业结构的转型升级，采用集约式发展，降低能源消耗，提高资源利用率。另外，加大对其他清洁能源的开采和利用渠道，并不断探索对太阳能、风能、地热能等新兴能源的利用，完善我国的能源结构。推广新能源汽车，发挥科学技术在环境保护方面的促进作用。
3.3 采取防治措施，控制污染物的产生和排放
对污染物的治理应从源头和控制排放两方面进行控制：首先，要设立合理标准，要求对煤炭燃料进行洗煤及脱硫等预处理；其次，改革生产工艺，对燃煤技术进行改善，改进燃烧设备，提高燃烧效率，减少空气污染物的排放量，并且要求工业企业在燃煤设备上加装除尘装置，通过冷凝技术、回收处理技术等消除废气中的部分污染物，在汽车上也装置相应的尾气净化装置，以减少进入大气中的污染物数量。
3.4 完善对大气污染的监督管理机制
国家要加大对环境保护的财政投入力度，完善大气污染治理的相关法律条令，加大对环境污染企业的处罚力度，给予新能源及环保企业相关的政策优惠。相关部门要对不达标的重污染企业进行相应的关停及整改措施，合理规划工业区的布局安排，减少污染物的无组织排放。同时，联合城市管理部门，对城市的露天施工场所的粉尘及车辆污染物的排放进行监管和整治。发挥媒体及群众的监督作用，共同对污染企业及污染源头进行监督控制。
4 结语
环境问题，特别是大气污染问题是事关国计民生的重要问题。整治大气污染，需要国家和每一位公民的共同努力。只有转变经济发展方式，合理控制污染物的排放，对污染物的排放进行净化处理，完善对大气污染物的监测体系，提高环保意识，切实有效地落实污染物排放的监管机制，在经济发展中，注重资源的利用及环境的保护，才能促进经济和环境的协调、可持续发展。
参考文献
[1] 冯晓玲.大气污染问题的环境监测及对策研究[J].现代商贸工业，2012，8（88）.
[2] 魏金龙.试述大气污染问题的环境监测及对策[J].资源节约与环保，2013，6（31）.
[3] 刘明慧，王永飞.关于大气污染问题的环境检测及对策研究[J].现代商业，2013，9（14）.
[4] 王小平，赵娜.工业绿色转型中环保服务业发展研究[J].行业发展，2015，1（367）.
[5] 陈原.环保局环境监测系统的实施及改进措施分析
[J].资源节约与环保，2015，1（88）.
大气环境监测的数字化测量 篇12
1、数字化监测概述
在虚拟仪器应用基础上, 数字化测量建立起来, 结合SQLsenrer7.0及数据库技术等的应用, 形成了网络技术和虚拟仪器的有机集合, 构成环境监测远程操作系统。该系统包含服务器和客户端两个功能模块, 如图1所示:
数据服务器的功能主要是为数据的上传和交换提供足够的存储空间, 客户可以直接通过网络平台对数据服务器进行访问, 客户在发出提取数据的请求以后, 网络服务器根据数据分析结果提供网络连接功能, 采样服务器的功能主要是采集信息, 包含数字化的分析、处理和记录等, 然后将数字信息存储于数据库, 还具有手动输入参数的功能。
客户端模块在数字化监测系统中具有重要的作用, 是对服务器模块中的各种数据的查询和处理, 为研究环境监测提供数据。此外客户端模块还具有研究的功能, 针对不同客户的要求, 进行监测研究, 从而得到客户需要的结果。客户端模块主要包含数据查询、数据接收和数据处理几部分, 这些子模块结合在一起, 构成数字化监测的资源。
在整个过程中, 控制模块发挥着桥梁和纽带作用, 能够方便的为用户提供查询的途径。数据服务器可以根据用户提出的请求, 对请求的格式进行组织, 向服务器模块提出请求, 并对结果进行监控, 进而反馈给客户。客户端模块中的数据处理子模块能够根据服务器模块中的数据处理模块提出的数据处理要求, 通过数值、图形等形式将处理的结果展示给客户。由于在对大气环境进行监测是, 大气环境具有不稳定性, 因此要求监测具有实时性的特点, 这也是环境监测的重点, 应该成为环境监测学者所关注的重点问题。
2、大气环境监测及监测对象
在我国, 大气环境监测工作的起步比较晚, 但是受重视的程度非常高, 主要是因为政府对这方面的工作非常重视, 也制定了相关的法律法规来规范大气环境监测工作, 也使大气环境监测的方法得到了规范。同时, 环境监测质量抱枕该体系以及监测工作人员的专业技术也再不断的提高, 进一步促进了监测质量的提升, 为高水平的环境监测预警体系的建设提供了基础。
对于大气环境监测对象来说, 主要是针对二氧化硫、颗粒状物质以及氮氧化物等, 空气的质量受这些物质的影响非常大, 这些物质与其它一些物质很容易发生化学反应, 极易对环境造成二次污染。一般来说, 空气中的颗粒状物质构成成分非常复杂, 而且具有多边形、不稳定性及危害性。所以, 对大气中的颗粒状物质进行监测时, 主要针对可吸入颗粒物的浓度、总悬浮颗粒物进行测定及监测, 同时, 对颗粒的化学成分、降尘量及粒度分布等也要进行监测。对大气中的二氧化硫进行监测时, 采取的主要方法有电导法、火焰光度法、针试剂分光度法、四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法、紫外荧光法等。对于大气污染来说, 除了二氧化硫及颗粒物污染意外, 氮氧化物也是主要的污染来源之一。尽管对氮氧化物的监测在目前来说还不是很关注, 但是随着我国经济的发展和城市化进程的加快, 城市车辆数目的增加和工业化进程的加快, 氮氧化物在空气中的含量也越来越高, 对其进行监测必然会成为大气环境监测的主要工作内容。
3、大气环境监测质量控制措施
对大气环境监测质量的控制, 主要通过对配套监测设施进行科学的管理和技术控制来实现, 从而保证监测数据的准确性和可靠性。进行环境监测质量控制时, 要从每一个环节入手, 包含采样、分析及处理环节, 做到认真细致。在采样环节, 要注意对采样点的布置, 采样点必须要具有代表性, 只有这样才能反映出该地区的一般污染浓度水平;其次, 对采样流量要在监测前进行统一的校准, 降低由于流量误差引起的监测误差, 使监测的可靠性和准确性得到提高;第三, 对采样时间也要严格进行控制, 在样品传递过程中, 每一个工作人员都要明确自己的责任与义务, 保证完整的交接样品。
进行实验室分析时, 首先要做好基础的工作, 从实验室环节加强对监测质量的控制, 可以通过严密的实验室间及实验室内控制得到准确的数据, 防止出现人为因素造成的误差;在对二氧化硫及氮氧化物进行分析的过程中, 要严格控制标准曲线的计算因子及线性规律;对试剂空白进行测定以及样品进行控制时, 要保证所测样本的浓度和原来的标准曲线浓度之间的误差不超过规定范围。
在监测过程中, 要保证质量监控和标样的一致性, 不管是从标样的使用和分析误差的要求上, 对环境进行分析是, 化探分析的一套监控制度都是可以参考的, 一定程度上也提高了环境监测的质量, 也可以对环境分析方法的准确程度进行验证。
结束语
经过本文的研究可以发现, 环境监测质量的控制对环境监测及保护具有重要的意义, 因此在实际工作中要注重对监测方法的选择, 监测人员要严格按照操作规程进行操作, 将误差降低到最小范围, 保证测试结果的准确性, 能够真实的反映出大气环境的状态, 从而提供给决策者可靠的依据。
摘要：本文对数字化监测系统进行简单的分析, 阐述了数字化测量技术在大气环境监测领域的应用。大气环境质量监测主要是针对空气中的二氧化硫、颗粒状物质及氮氧化物等进行监测。目前, 对大气环境监测工作提出了更高的要求, 规范了监测方法, 对环境监测质量保证体系及环境检测人员也同样提出了高要求。文章主要针对大气环境监测质量的提高提出了一些建议。
关键词：大气环境监测,数字化测量,质量控制
参考文献
[1]芦胜华.如何做好大气环境监测的质量保证[J].江西化工, 2011 (4) .
[2]王秀梅, 张淑红.大气环境监测的应用及布点方法[J].北方环境, 2011 (7) .
[3]曹国东.遥感技术在大气环境监测中的应用[J].内蒙古科技与经济, 2010 (7) .
[4]聂永.大气环境监测的数字化测量[J].科技与企业, 2013 (13) .