面對(duì)我國(guó)空氣污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，越來(lái)越多的環(huán)保相關(guān)部門(mén)開(kāi)始利用高科技的網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)治理大氣污染。什么是網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)你真的了解嗎？

　　空氣污染數(shù)值時(shí)時(shí)牽動(dòng)著人們的目光，干凈的水、潔凈的空氣成為生活品的一部分。從盼溫飽到盼環(huán)保、從求生存到求生態(tài)，民眾對(duì)綠色發(fā)展的呼聲越來(lái)越高。

　　面對(duì)我國(guó)空氣污染的嚴(yán)峻形勢(shì)，越來(lái)越多的環(huán)保相關(guān)部門(mén)開(kāi)始利用高科技的網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)治理大氣污染。

　　目前，市場(chǎng)上的網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)也有很多產(chǎn)品和解決方案，但是，并不是所有的網(wǎng)格化系統(tǒng)都能發(fā)揮好“精準(zhǔn)治霾好幫手”的作用，一套真正意義上的網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)需要具備很多必備因素。

　　單一參數(shù)的網(wǎng)格化，不是真正的網(wǎng)格化

　　在大氣污染防治工作中，部分區(qū)域?qū)⒅析埠头丽簿劢褂赑M2.5的監(jiān)測(cè)和管控。事實(shí)上，由于我國(guó)地域廣闊、四季明顯、各地工業(yè)產(chǎn)業(yè)差異大，不同地區(qū)不同季節(jié)的污染存在很大差別，僅監(jiān)測(cè)PM2.5是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足需要的。以2016年為例，全國(guó)、京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角首要污染物分布見(jiàn)圖1。

　　圖1 2016年我國(guó)首要污染物分布

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：環(huán)保部公開(kāi)數(shù)據(jù)

　　從圖1可以看出，雖然PM2.5、PM10仍為我國(guó)大部分地區(qū)的首要污染物，但是全國(guó)大部分區(qū)域的6-9月份，以及長(zhǎng)三角、珠三角地區(qū)，O3的污染也很?chē)?yán)重。而且，即使我們關(guān)注霧霾，關(guān)注PM2.5污染，只監(jiān)測(cè)PM2.5也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

　　這主要是因?yàn)橐话闱闆r下，PM2.5的形成有三種方式：

　　1、直接排出的一次粒子。主要產(chǎn)生于化石燃料(主要是石油和煤炭)和生物質(zhì)燃料的燃燒，但在一些地區(qū)某些工業(yè)過(guò)程也能產(chǎn)生大量的一次PM2.5。

　　2、在高溫狀態(tài)下以氣態(tài)形式排出，在稀釋和冷卻過(guò)程中凝結(jié)成固態(tài)的一次可凝結(jié)粒子(尾氣排放)。

　　3、由氣態(tài)前體污染物通過(guò)大氣化學(xué)反應(yīng)而生成的二次粒子。在大多數(shù)地區(qū)，硫和氮為所觀察到的二次PM2.5的主要組分，而二次有機(jī)氣溶膠在一些地區(qū)也可能是重要的組成部分。

　　因此，要想網(wǎng)格化監(jiān)控系統(tǒng)能準(zhǔn)確反映當(dāng)?shù)厥滓廴疚锏膩?lái)源，能一年四季都發(fā)揮作用，不僅要監(jiān)測(cè)顆粒物的濃度，還需要監(jiān)測(cè)氣態(tài)污染物SO2、NOx、CO、O3，甚至特征污染物TVOC、H2S、NH3、HCL等參數(shù)的變化情況，并且連同環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象條件進(jìn)行協(xié)同分析才能快速鎖源。

　　無(wú)法保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的網(wǎng)格化，不是真正的網(wǎng)格化

　　對(duì)于快速鎖源，除了數(shù)據(jù)的全面性之外，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就是另外一個(gè)關(guān)鍵因素了。

　　以顆粒物傳感器為例，目前，市場(chǎng)上PM2.5傳感器采用的是光散射原理，這種傳感器實(shí)質(zhì)上就是粒子計(jì)數(shù)器，能夠計(jì)量出空氣中小于等于2.5微米粒子的總個(gè)數(shù)，然后再與粒子平均密度相乘就轉(zhuǎn)化為了質(zhì)量濃度。

　　但在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)楦鞣N因素影響，往往會(huì)出現(xiàn)很大誤差。

　　1、與國(guó)標(biāo)法中規(guī)定的貝塔射線(xiàn)法和微量振蕩天平法相比，PM2.5光散射傳感器對(duì)于粒子的測(cè)量粒徑有上限和下限，低于測(cè)量粒徑下限和高于測(cè)量粒徑上限的粒子，往往存在檢測(cè)不出來(lái)的問(wèn)題。

　　2、隨著污染成分、時(shí)段、季節(jié)、地區(qū)的不同以及天氣環(huán)境的變化，粒子的平均密度也在動(dòng)態(tài)地發(fā)生變化，因此，粒子平均密度也會(huì)存在誤差。

　　3、顆粒物在環(huán)境濕度超過(guò)80%后，會(huì)出現(xiàn)明顯的吸濕增長(zhǎng)現(xiàn)象，從而帶來(lái)較大的測(cè)量誤差。

　　4、霧氣的影響也不可忽略。霧氣是以液態(tài)粒子的形式出現(xiàn)，因此對(duì)測(cè)量帶來(lái)的誤差影響往往成倍數(shù)關(guān)系。

　　5、校準(zhǔn)問(wèn)題。受到室外環(huán)境臟空氣的影響，光散射光學(xué)視窗往往會(huì)變臟，測(cè)量值會(huì)逐漸衰減。

　　真正的網(wǎng)格化需建立完善的質(zhì)控體系

　　要想提高傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性，一套成熟的校準(zhǔn)體系是必須的。目前，將傳感器技術(shù)與國(guó)標(biāo)法組合使用是一種普遍被接受的理念，但是不同廠商的做法也有所差異。

　　本文以“大數(shù)據(jù)融合聯(lián)動(dòng)修正”技術(shù)為基礎(chǔ)而建立的三級(jí)修正、四級(jí)校準(zhǔn)體系為例，介紹校準(zhǔn)體系在提高氣體傳感器應(yīng)用過(guò)程中數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性的作用。三級(jí)修正指的是廠內(nèi)基礎(chǔ)性校準(zhǔn)、環(huán)境自適應(yīng)修正、全生命周期漂移修正，通過(guò)三級(jí)修正體系的傳感器設(shè)備，可以極大提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，達(dá)到對(duì)傳感器本身的篩選、研判、數(shù)據(jù)基因變量修正的作用，提升每套傳感器設(shè)備數(shù)據(jù)與準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的相關(guān)性。

　　四級(jí)校準(zhǔn)系統(tǒng)保證了傳感器在出廠前后全生命周期的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

　　第一級(jí)校準(zhǔn)是標(biāo)物校準(zhǔn)，使用標(biāo)準(zhǔn)氣體對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，達(dá)到微型站基本的品質(zhì)保證。

　　第二級(jí)是環(huán)境校準(zhǔn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)艙模擬不同環(huán)境狀況及污染特征，建立傳感器算法模型，形成微型站獨(dú)有基因變量。

　　第三級(jí)是監(jiān)督校準(zhǔn)，在儀器應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法儀器組合布點(diǎn)應(yīng)用，實(shí)時(shí)監(jiān)督數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)漂移后自動(dòng)校準(zhǔn)。第四級(jí)是周期性校準(zhǔn)，采用裝有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法儀器的移動(dòng)校準(zhǔn)車(chē)對(duì)已經(jīng)安裝的網(wǎng)格化儀器進(jìn)行定期質(zhì)控和校準(zhǔn)，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)長(zhǎng)期準(zhǔn)確性。

　　綜上，只有通過(guò)全面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與完善的校準(zhǔn)體系，才能保證網(wǎng)格化監(jiān)控體系全面、準(zhǔn)確的反應(yīng)大氣污染情況，并保證數(shù)據(jù)的真實(shí)、全面、有效。此對(duì)大氣污染防治實(shí)施精細(xì)化管理具有重要意義。