网格化

●国内许多地方对大气网格化监控做了有益尝试，但是还存在覆盖范围和监测要素不全、信息化水平不高、监测与监管结合不紧密、监测数据质量有待提高等问题，难以满足大气污染治理需求。●传感器方法微型站设备成本较低、用电方便（可利用太阳能供电）、易于安装，能满足当前市场需求，可实现广泛布点。但是，微型化设备采用传感器监测方法，其数据易发生漂移，造成数据不准确。因此，推动采用国标监测方法的小型化设备与微型站设备进行组合布点，数据统一联动校准，就显得尤为重要。◆本报记者张杰 通讯员马江红当前，我国多地区面临大气环境质量改善巨大压力。对此，业内人士表示，只有精确找到本地污染物排放来源，结合地理、气象、环境衍生等众多原因综合分析，才能实现大气污染治理精准决策和快速应对。“国内许多地方对大气网格化监控做了有益尝试，但是还存在覆盖范围和监测要素不全、信息化水平不高、监测与监管结合不紧密、监测数据质量有待提高等问题，难以满足大气污染治理需求。”在近日召开的大气污染防治网格化精准监控及管理支持系统技术交流会上，不少行业专家这样表示。参会代表普遍认为，应建设区域网格全覆盖，在线实时提供精准数据，具有完善的数据校正和质控体系，能够客观真实反映污染现状，以及综合分析污染原因的网格化监控体系。当前网格化监控仍存在局限性人工监管方式和视频网格化监控，很难提供精准监测数据；传统空气自动监测站占地面积比较大，成本及后期运营费用较高中国环境科学研究院副研究员高健表示，目前各地网格监控取得了很大进步，下一步需在精细化方面做出突破。据了解，很多区域采用人工监管方式，即每个区域都设一个“网格长”进行管理。比如兰州、天津等地按照属地管理、分级负责，条块结合、无缝对接的原则，构建责任到位、监管到位、落实到位、督导到位的常态化管理体系。以区县、街道、乡镇、社区（村）为单位，分级划定大气污染防治管理网格，构建全民参与的大气污染防治网格化管理体系。“这种办法使相关人员的责任更加明确，聚集更多的人参与大气污染防治，有良好效果。但人力成本高，缺少精准的分析数据，并且对突发性污染事件很难做出快速响应和提前预判。”高健认为。另外，有的地方采用视频网格化监控，以了解、掌握本区域大气污染现状、污染物来源等信息，具有直观、清晰特点。但也缺乏精准监测数据作为支撑，并且由于受光照、雨雾、摄像头低分辨率等因素的影响，只能对污染浓度较大的可见性污染源进行监控。此外，还有地方采取常规空气自动监测站加密的方式进行监控，对大气污染防治起到了一定的支撑作用。“但传统的空气自动监测站的站房用地面积比较大，加上其成本及后期运营费用较高，因此很难进行大面积、精密化布点， 并且‘说不清污染来源’的问题仍然存在。”与会的监测人员表示。记者了解到，还有国内部分区域布设上千个单一的颗粒物监测网格，可以对PM2.5进行实时监测，掌握大气中颗粒物的实时变化趋势。对此，业内人士认为，这种方法对SO2、NOx等某些特征污染物排放监控不到位，无法提供全面的污染数据。市场需要怎样的网格化监控系统？能够在线、实时提供精准监测数据，实现区域网格全覆盖，监测设备需严格质控，并需要充分的运营保障与会代表普遍认为，目前大气监控需要寻找新的出路和解决方案，突破技术瓶颈，实现精准监控，以满足大气污染治防治需求。“由于大气污染具有涉及区域范围较大、区域之间污染物传输量大、污染源种类多、污染因子相对复杂等特点，环境监管难度非常大。地方政府需要一套实时、在线监测系统进行实时监控，克服人工、视频等网格监管存在的数据支撑不足等问题。”提供在线监测数据，需要监测仪器，而传统的空气监测站存在成本较高、占地面积大等不足。据某监测站人员介绍，传感器方法微型站设备成本较低、用电方便（可利用太阳能供电）、易于安装，能满足当前市场需求，可实现广泛布点。但是，微型化设备采用传感器监测方法，其数据易发生漂移，造成数据不准确。“因此，推动采用国标监测方法的小型化设备与微型站设备进行组合布点，数据统一联动校准，就显得尤为重要。”“以上两种监测设备组合布点，可以提供准确数据，但必须对不同监测区域（比如重点工业企业、道路交通、建筑工地和区域边界等）进行不同搭配布点，并对区域环境进行细密网格布点，实现区域网格全覆盖，才能保证数据完整、科学。”相关监测人员表示。与会代表普遍强调，网格化监控系统不但要能提供精准数据，并且需要能够长期稳定提供。“由于有的监测设备可能受到干扰气体影响或因为环境差异造成数据偏差，因此建立健全完善、严谨、规范的环境质量校准体系是非常关键的。”“由于网格化监控区域大、点位相对较多，后期的质控运营显得尤为重要。一方面需要进行仪器运营，另一方面还需要进行数据综合分析。没有足够的人员、技术支撑，很难能满足运营的需要。”业内人士认为。网格化精准监控系统有哪些优势？空气质量微型站和小型站搭配，体积小巧、便于安装，可以实现大面积应用；将城市全部区域细分为无数网格监控区域，实现实时预警和靶向治理河北先河环保科技股份有限公司副总裁范朝在技术交流会上进行了技术分享。 他介绍说，结合传感器技术、云计算、大数据的综合应用，公司推出了空气质量微型站和空气质量小型站，可以露天使用，体积小巧、便于安装，可以实现大面积应用。在提供PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3等6项参数数据的基础上，可扩展对VOCs、氯气、硫化氢、氨气等多种特征污染物进行监测。这一系统目前在多地得到推广应用。如何实现监控网格全覆盖？范朝解释说，基于其科研团队分析，根据城市面积，公司将需要监控城市的全部区域细分为无数网格监控区域，布设覆盖整个区域的监测仪器设备，实时评估空气质量动态变化。并结合常规监测、立体监测、移动监测，达到真正意义的“区域网格全覆盖”。先河环保的技术人员介绍说，公司的网格化监控系统除了布设大面积常规网格，还针对特殊污染区域设有专门的加密网格。比如针对未纳入总量减排体系的烟粉尘、VOCs、氨等大气污染物排放，以及重点污染源，城市环境管理中料场、料堆无棚化，露天烧烤、秸秆焚烧，建筑工地、道路扬尘，城中村、棚户区、城乡接合部原煤散烧，工业园区无组织排放污染等进行整体的监控布点。据介绍，由于传感器方法的微型站成本较低，在先河环保的网格化监控系统得到大面积使用。为了保证微型站数据准确，在一定范围内安装采用国标法小型化监测设备进行配套，对数据比对、校准，并利用大数据平台进行分析解析，判断整体数据的准确性。“由于国标法监测设备使用的监测方法符合国家相关规定，其校准的数据可作为政府相关部门的执法依据。”技术人员表示。“把污染源纳入监测网络中，系统一旦发现污染源异常排放行为，会将异常报警信息自动通过电脑web端、手机APP端或微信平台，传送到相关责任单位，并且清晰标注污染源所在地理位置及污染物排放时间，监管部门可快速锁定污染源采取处理措施，并对处理效果进行实时监控” 范朝说。与会的环保部门工作人员表示，基于大数据应用系统的网格化精准监控，打通了在线监控与政府监管之间的通道。通过网格化监控系统，不仅能实时监控区域内主要污染物动态变化，快速捕捉污染源的异常排放行为并实时预警，而且通过数据分析，可甄别区域污染的主要来源，对其实现靶向治理。如何保证长期稳定提供精准数据？推出 “全生命周期质控管理”、“三级修正”和“四级校准”系统，解决气体干扰或环境差异造成微型站数据不准等问题；并提供充分的运营管理保障对这套网格化监控系统，与会人员普遍关心的是稳定性问题，能否长期稳定提供精准数据？对此，公司技术人员表示，由于微型站产品数据容易受到环境干扰，他们推出了“全生命周期质控管理”、“三级修正”和“四级校准”系统。通过三级数据修正，解决气体干扰或环境差异造成数据不准问题；通过全生命周期质控管理、四级校准质控，解决零点漂移、温度漂移、时间漂移等问题。通过采用组合布点方式，运用大数据平台进行数据质控，甄别设备异常，并与传递校准结合，实现系统智能校准。通过严格、科学的质控体系，保证系统数据准确性。范朝介绍说，一套严格的运营管理制度规范也非常关键。尤其针对微型站设备，在安装后需定期进行传递校准。为此，公司投入专项资金成立网格化监控数据中心，及时查看和管理每一个数据质量、每一个设备状态，为数据准确性及运营管理的及时、有效性提供有力支撑。另外，公司还设立产品比对、质控实验室，人员、车辆等保证充分，备品备件充足；专业的科学家团队，用于定期对数据进行深入解析、挖掘、分析，为政府环境保护工作提供支撑。高健认为，这种创新的网格化监控系统，结合传统方法、标准方法等多种方法，对目前的监测体系是很好的补充。有些参会人员则表示，希望相关企业能够控制设备投资和运行成本，让用户能够支付得起相应费用，以便系统发挥应有作用。

p style=" text-align: center " 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/df2b928d-d476-4c41-b68f-32e26794121e.jpg" title=" 640.jpg" / /p p style=" text-align: left " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312,SimKai " 先河环保公司网格化监测系统安装的监测仪器，包括颗粒物微型监测仪、小型六参数(PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO、O3)空气质量监测仪、小型颗粒物监测仪和微型五参数(PM10或PM2.5、SO2、NO2、CO、O3)空气质量监测仪。监测仪产品已形成系列化，可根据不同监测站的需要以及客户需求灵活选择、组合。 /span /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312,SimKai " 图为安装在石家庄市银湖城1标段1号~5号住宅工程项目建筑工地的小型颗粒物监测仪。 /span /p p 　　日益复杂的大气污染治理正在对传统的 a title=" " target=" _self" href=" http://www.instrument.com.cn/application/SampleFilter-S02005-T000-1-1-1.html" strong 污染源监测 /strong /a 提出挑战。而对此，一些地方政府正在试点购买环保企业提供的网格化监测服务，为其环境监管提供数据和技术支持。 /p p 　　记者近日在河北省石家庄市参观了大气污染防治网格化监控预警及决策支持系统(以下简称“网格化监测系统”)的监测平台。随着操作人员点击鼠标，大屏幕上显示出，石家庄市内各空气质量国控监测点位各项污染物考核数据及其周边各微型监测站的监测数据，以及历史数据趋势评估等。 /p p 　　石家庄市市委书记孙瑞彬指出，网格化监测系统的建设和运行，为石家庄市大气污染防治提供了有力的科技支撑，促进治理大气污染由凭经验、凭感觉、粗放式向网格化、实时化、精准化转变，可以减少工作盲目性，有效提升治理雾霾的工作效率和能力。 /p p 　　他同时强调，监测企业要在完善系统硬件建设的同时，尽快研究建立一套能够充分发挥其作用的运行机制，做到精益求精，确保监测数据收集、传输和分析精准、可靠、科学。 /p p 　 strong 　传统监测遇到啥挑战? /strong /p p 　　无组织排放没有进行在线监测，很难获得准确的城市污染物排放总量数据 国控点监测系统监测点位数量有限 人工网格化监管人力、物力有限 /p p 　　专家指出，目前国内的污染源在线监测仅局限于部分工业污染源有组织排放。对于工地扬尘、机动车尾气、部分工业生产和餐饮等无组织排放的污染物，没有进行在线监测，再加上缺乏完整的动态污染源排放清单，很难获得准确的城市污染物排放总量数据。 /p p 　　业内人士也指出，当前实施的空气质量国控点监测系统，监测定位数量有限，难以为改善区域空气质量提供足够的数据支撑和治理依据。 /p p 　　国务院办公厅曾颁发《关于加强环境监管执法的通知》，要求各市、县政府将本行政区域划分为若干环境监管网格，明确监管责任人，落实监管方案。目前，使用人工监管方式对城市环境进行网格化管理，在大气污染防治方面，取得了显著成效，但是人力、物力有限，并且时效性和对突发污染事件的反应、判别存在不足。 /p p 　　专家建议，对城市空气环境质量状况及其污染物来源进行全网络覆盖实时监测，以弥补人工监管不足，加强环境网格化监管。据相关技术人员介绍，网格化监测系统则更具针对性、系统性。整套系统由感知层、平台层和应用层3部分组成。其中，感知层由大密度布设的微型监测站组成，监测站监测的数据通过无线网络传送到平台层，进行数据处理和自动修正。 /p p 　　在应用层，可实时显示各监测点位和整个区域的空气质量状况，以及污染物浓度水平，并提供异常报警、区域空气质量变化趋势等多种服务业务。 /p p 　 strong 　监测点为何如此密集? /strong /p p 　　在国控点位周边分别布设8个微型监测站 对城区重点污染源企业、工业集聚区、建筑工地、城区环路等区域进行大密度布设监测站 /p p 　　据介绍，石家庄市网格化监测系统建设分两期进行，由河北先河环保科技股份有限公司(以下简称“先河环保公司”)承揽。目前，一期已建设完成，建设了200多个点位的监测站。 /p p 　　先河环保公司市场部副部长王春迎介绍说，与政府的合作方式大概有两种，一种是，由政府负责系统设备投资，企业负责安装和运营。另一种方式是，企业负责系统设备投资和运营，设备所有权归先河环保公司，政府购买监测服务。关于服务费用，要根据监测站点位多少、服务范围，以及后续咨询服务来确定。 /p p 　　“为了准确查找污染源、实时掌握整个区域大气质量变化情况，网格化监测系统在市内各空气质量国控点、重点区域、重点工业企业、道路交通、建筑工地等点位周边进行大密度网格化布设微型监测站，争取将监控的触角延伸到每一个污染源。”王春迎告诉记者。 /p p 　　记者近日实地考查了石家庄市银湖城1标段建筑工地、地铁1号线长城桥站建设工地、靶场小吃街和世纪公园空气质量国控点周边的微型监测站点。其中，银湖城1标段建筑工地、地铁1号线长城桥站建设工地分别在工地东西南北4个方向，各安放一个微型监测仪。 /p p 　　世纪公园空气质量国控点周边布设了8个微型监测站，用于监测影响城市空气质量的主要污染源。王春迎表示，对国控点位周边污染物来源进行实时监测，结合气象数据，判别影响国控点环境质量的原因。由于PM2.5及O3的形成机理复杂多变，需要结合多种参数分析判别污染物的来源方向和污染物类型。所以，对于国控点周边点位进行大密度布设监测站，以便获得更多监测数据。 /p p 　　王春迎介绍说，由于城区周边较大的排放源也对空气质量产生影响，需要对整个城区的重点污染源企业、工业集聚区、建筑工地、城区环路和主干道、交通路口等区域进行大密度布设监测站，实时掌握污染物排放水平并进行有效控制。 /p p 　　同时，考虑到大气的污染传输，在各区、县之间的大气污染输入、输出通道上建立边界站，用于大气污染传输扩散研究，判断大气污染输送来源 并按照“城市1公里、乡镇2公里”的布点方式进行补充布点，实现整个区域的网格化布点监控。 /p p 　　中国环境科学研究院副院长柴发合表示，网格化监测系统，可以帮助实现实时全网覆盖监测，由此有助于形成新的环境监管格局。 /p p 　　 strong 大数据支持风险预测 /strong /p p 　　反映整个区域的空气质量动态变化 发现污染源异常排放行为，进行报警 实现更精准环境预报 为政府制定长期减排政策措施提供依据 /p p 　　“网格化监测系统除了能够实时显示监测数据外，通过利用大数据技术挖掘各类环境数据之间的关系，并结合气象数据、地理信息数据，还可提供空气环境质量监管、风险预测、污染治理和环境治理评估等多项服务。”先河环保公司研究中心副主任尚永昌介绍说。 /p p 　　尚永昌表示，网格化监测系统，在微观上，可实时监测污染源(如工地、工厂等)污染物的排放情况及其对周边区域的扩散影响 在宏观上，可反映出整个区域的空气质量的动态变化。“根据动态变化，可快速找到区域中某一时刻的超标点位，及时发现偷排偷放等异常事件。”他说。 /p p 　　王春迎告诉记者，有一次系统显示，石家庄某建筑工地点位监测站的PM10数据异常偏高，经环保部门排查发现，工地正在进行局部拆迁，而未采取任何防护措施，导致数据异常偏高。。 /p p 　　王春迎表示，网格化监测系统还可分析、甄别影响区域内空气质量的主要因素，对影响空气质量的主要污染源(如工地、工厂、锅炉等)进行靶向性治理，提高环境监管及治理的有效性。 /p p 　　“系统一旦发现污染源异常排放行为，会将异常报警信息自动通过电脑web端、手机APP端或微信平台，传送到相关责任单位，监管部门可快速锁定污染源并采取处理措施，并对处理效果进行实时监控。”她说。 /p p 　　据了解，这套监测系统，还可综合反映企业生产对环境的影响，政府可以据此对企业生产进行综合调控，错峰生产，以减少污染物集中排放对环境容量的影响和冲击。 /p p 　　尚永昌强调，由于小型颗粒物监测仪和小型五参数空气质量监测仪是使用国标方法进行监测，其监测数据可以作为政府相关部门的执法依据。 /p p 　　王春迎介绍说，随着监测数据的逐步积累，专业技术人员可利用专业的大数据分析工具，实现更精准的环境预警预报，为政府应对重污染天气提供决策支持。并可对大气污染排放及治理效果进行评价，评估各污染源对大气污染的贡献率，为政府制定调整产业结构、优化能源结构等长期减排政策措施提供科学依据。 /p

p style=" text-align: right " 　　 i ——北京伟瑞迪科技有限公司、国信聚远科技服务(北京)有限公司和山东山宇环境科技公司联合推出大气环境立体化网格监管系统 /i /p p 　　为切实推进生态环境攻坚专项行动，打好重点区域大气污染综合治理攻坚战，强化督查已经成为新的环境执法长效机制。环境治污，监测先行。在推进环境管理从污染防治向环境质量管理转变、努力满足人民群众对生态环境质量更高期待和要求的新形势下，致力于国内城市精准治污的高效网格化环境监管系统应运而生。因其精准、科学，能有效提升治理区域大气污染的工作效率，能为环境监管提供数据和技术支持等优势，成为城市环境监测的新主流，也备受一些地方政府的喜爱。 /p p 　　目前，主流网格化环境监管系统的解决方案是将某个城市以乡镇、社区(村)为单元，分级划定大气污染防治管理网格，大范围、高密度的布点，建设基于传感器技术的空气质量监测“微站”，做到城市区域网格全覆盖，实时监测每个网格内主要污染物的动态变化和趋势，客观真实反映污染现状，快速捕捉污染异常排放行为并自动报警，形成一张空气监测的“天网”。 /p p 　　除此之外，网格化环境监管系统可同步将“微站”和现有的空气质量标准站点结合起来，进行监测数据叠加、对比分析和校准，从而获取全城市高密度、高频度的空气污染物浓度监测数据，运用基于GIS的后台数据分析系统，进行监测数据的筛查校准、统计分析和动态图绘制，实现城市区域大气污染物浓度的时空动态变化趋势分析，对污染源起到最大程度的监管作用，为环境执法和决策提供直接依据。 /p p 　　然而，现有网格化环境监管系统仅能提供近地面的“微站”监测数据，无法获取不同高度层的污染变化趋势，只能依靠污染物扩散趋势进而去判断、追溯污染来源 “微站”监测数据准确度相对较低，在监测数据质量控制上大都采用监控平台与标准的常规大气自动监测站数据进行比对和基因算法校准的方式。总之，现有网格化监管系统还有不少亟须提升、完善的地方。 /p p 　　针对现有网格化监管系统之不足，北京伟瑞迪科技有限公司、国信聚远科技服务(北京)有限公司和山东山宇环境科技公司强强联合，综合利用“微站”技术、傅里叶变换红外光谱技术和激光雷达探测技术，以提升网格化环境监管系统效能为中心，开放融合，集众所长，集成天地一体化立体监测、精准溯源、靶向管控及科学评估等最先进的物联网理念和技术，既将“精准”放在对污染源的精准把控上，又追求对数据的监测精准上，鼎力推出城市大气环境立体化网格监管系统，可实现对城市空气VOCs等有害气体、细颗粒物、臭氧的立体化、网格化、全方位、全过程监控。 /p p 　　该系统根据城市无组织排放源的分布特点，在城区、商业餐饮、工地、环路和主干道、工业园区、工矿企业边界等敏感区域，构建以傅里叶变换红外光谱技术和激光雷达探测技术为网格中心，以“微站”为网格高密度监测点的立体化、网格化、全方位实时监测网络。 /p p 　　平台包括网格监测、空气质量监控预警、污染溯源、趋势分析、应急响应、决策支持等功能模块 拥有在线监测、执法监督、精细管理、精准溯源、统计应用、在线指挥功能，成为集众所长、多项融合、开放包容的的环保大数据平台。通过物联网技术手段，实现生态环境攻坚的精准施策和靶向管控。具备以下特点： /p p 　　1、“立体式”协同监测网络和专业性的数据校准体系。充分考虑城市产业结构和排污强度，针对不同地区不同排污特点，通过科学合理的“组合布点”适当细化网格，“微站”与“边界站”相结合，组成“立体式”协同监测网络和专业性的数据校准体系。 /p p 　　2、地面污染源监测无死角，智能高效的溯源解析。除网格化监测数据之外，系统还可收集气象数据、重点污染源在线监测数据、空气质量标准化监测站点数据，根据浓度水平和变化数据，为精准治理提供依据，为治理考核提供技术支撑。消除监管盲区，提升环境监管效能。 /p p 　　3、多种污染物实时快速分析，三维空间数据精准展示：可同时监测多种污染气体，时间分辨率精确到1min。采用遥感傅里叶变换红外光谱技术，远距离对气体多组份混合排放物进行实时监测、连续自动快速分析，可获得地面或高空大区域三维空间数据。可测定大气中污染物的总携载量、污染源排放量、烟羽的动态分布、大气扩散参数及进行定量研究点源、监测优化选点等，实现环境监测数据模型化、精细化、准确化。 /p p 　　4、监测与监管的协同联动，便捷、综合化的监管。系统发现异常排放，可自动报警并将报警信息发送至相关责任单位，实现监测与监管协同联动。污染物数据可通过监控中心、手机APP等管理平台实时查看，科学分析，实时捕捉和快速锁定主要污染排放来源。 /p p 　　5、基于空气质量监测数据，进行定量化、精细化分析。建立气体污染快速决策与评估体系，分析城区的污染来源及贡献，并提出不同的污染减排建议，对产生的环境影响进行评估，弄清大气重污染的成因和来源，为城区及时了解污染现状及污染物来源提供技术支撑，同时为城市大气污染防治提供科学有效的综合解决方案。 /p p 　　 i strong 关于伟瑞迪 /strong /i ：北京伟瑞迪科技有限公司是以国家重点高等院校研究技术成果为基础成立的创新型高科技企业，致力于提供智慧环保、环境监测、污染防控、安全管理等系统解决方案和专业的技术应用服务。先后推出工业园区气体污染在线立体防控系统、城市空气质量实时多尺度智能分析决策系统、LDAR综合管理系统和噪声扬尘在线监测系统等，可真正实现工业园区和城市污染源的实时精细网格化管理，快速有效提升区域空气质量。 /p p 　　 i strong 关于国信聚远 /strong /i ：国信聚远科技服务(北京)有限公司是我国环境光学领域高科技创新企业，构建了基于傅里叶变换红外光谱、紫外差分吸收光谱和激光雷达等为核心的多种技术平台，可提供区域环境监测、化工园区环境监测、安全预警应急监测、污染源在线监测和区域无组织排放实时监测等多种技术设备与解决方案。 /p