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空气环境监测分析范文

发布时间:2023-10-11 15:55:21

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空气环境监测分析

篇1

中图分类号X8 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)85-0096-02

随着我国经济不断发展,人们对环境质量也越来越关注,环境监测作为质量控制重要方法,对其监测的全程序进行质量控制,能保证大气监测数据准确性与完整性,为环境大气质量控制提供可靠的参考依据,让大气污染能得到及时治理与控制,确保人们生活空气的安全性。

1 环境大气监测实施全程序控制的意义

环境大气监测的质量控制所指的是整个监测工作实施全面质量管理,主要涉及样点分布、样品储存、测定与数据处理审核等所有活动,运用质量控制能让监测全过程符合大气监测质量规范有关要求,让监测数据可准确反映大气污染物组分与程度。质量控制的工作目的为监测数据的精密性、完整性、代表性与准确性等,其中,完整性所指的是监测资料总量对预期要求程度的满足性;代表性所指的是含代表性的地点与时间,严格依照相关规定采样,让监测数据可真实反映样品实际状况;精密性所指多次反复测定某样品分散程度,准确性所指的是大气监测数据和真实状况间相匹配度。对大气监测实施全程序的质量控制,可确保监测数据的可靠准确性,是实验室科学管理的重要方法,能极大增强数据质量,让环境监测更可靠,加强监测人员对质量管理的重视程度,实施全程序的质量控制,还能及时发现质量体系当中的不适应项,便于体系调整,确保质量体系充分有效完善,满足环境质量控制的目标要求。

2 环境大气监测全程序的质量控制措施

2.1 常见采样指标与测定方法

我国目前所要求大气常规监测项目有SO2、总悬浮颗粒物TSP、氮氧化物NOx与硫酸盐化的速率等,常见代表监测指标为前三种。大气采样方法包含直接与富集采样法,当所测指标在环境大气中有较高浓度时,或者监测方法具有较强灵敏性,可采取直接采样方法,像注射器、塑料袋与采气管等采样,检测结果能反映大气瞬时浓度;所测指标在大气中浓度较低时,运用直接采样的方法是不能达到监测目的的,采用富集采样的方法是可行的,这种方法主要是运用一定方式,把所要测指标浓缩,让浓度能满足符合监测仪器的灵敏度需求,像滤料阻留法与溶液吸收法等。对于SO2浓度监测,通常采取溶液吸收法进行采样,并应用空气采样器来采样,测定的时候,可应用四氯汞盐进行吸收,且用副玫瑰苯胺的分光光度法来测定;TSP通常使用滤料阻留法进行测定,按照某速度对大气抽取,将悬浮颗粒物TSP留于称重滤膜表面,对应用前后的TSP重量进行计算,并根据采样器流量与时间计算抽取空气体积,以得出TSP浓度;氮氧化物与SO2采样法相同,也是溶液吸收法,不过吸收管所接入为CrO3-石英的氧化管,其方法是盐酸奈乙二胺的分光光度测定法。

2.2 样前准备

在采样之前,需要对采样装置进行检查,检查装置性能准确度,查看仪器运转正常与否;乳胶管有无老化,发现老化要及时更换;并对仪器装置给予校准,确保流量准确与装置控制的灵敏度高,采样时,系统会有漏气现象,给采样带来误差,校准之后,应该对采样装置的系统气密性给予检查。并准备好实验室,实验室所需要的仪器要通过有关技术监督局进行校验。对大气采样产生影响的不仅装置与实验室本身,还包括环境状况,采样时,要注意气候情况,其温湿度不宜太高,不然水汽会在采样装置的内管壁上出现凝结,所测指标能溶于水时,如SO2与氮氧化物的监测,在监测的时候,尽量选择温湿度恰当时间采样,24h连续监测的时候,要确保监测四周的环境温湿度在恰当范围中。

2.3 采样过程与样品运输贮存质量控制

环境大气监测时,需要监测现场进行勘查,对监测点分布与采样时段选择的恰当性进行判断,依照环境监测要求,对采样技术规范进行详细编制,依照规范获取最佳的点位数与点位,保证样品数据的真实性、代表性与可比性,采样时,尽量躲开污染源,依照规定程序进行准确仪器操作,对于采样记录要尽量准确详细,采集实验样品要及时封存。多数情况下,采样管与滤膜是直接由实验室运送往监测点,样品采集完成后,并送回实验室实施下一步分析,整个过程,采样方法、器具、保存与运输等均要依照相关规范来实施,保证采集样品有代表性与真实完整性,以满足实验分析要求,在分析前,确保样品不会出现物理化学性质,运输过程中,要注意样管放置直立,防止倾斜或软物体的隔离,滤膜要完整封存于洁净袋当中,需要时,用不锈钢的镊子进行夹取,防止滤膜应用时受污染。样品采集无法及时分析监测的,要将样品贮存于22℃之下的环境里,像冰箱中,确保样品完整性与稳定性。

2.4 实验室分析与数据处理

实验室质量控制可分成实验室内部与实验过程的质量控制,内部控制对于环境监测来说是非常重要的,直接关系着样品监测分析以及数据处理的结果,经过特异质量控制图与其他方式分析应用,对监测质量进行控制。在实验室过程质量的控制中,需要做好基础工作,保证实验室安静清洁,全部仪器要检测校验,高精度的仪器室,应对全部设备实施定期校验及维护,保证仪器设备正常运行,对于监测人员来说,专业理论技术要掌握,持证上岗,非专业人员不得实施监测工作,保证监测人员的工作质量,确保实验数据有效真实。要保证监测数据能真实反映实际状况,就要重视数据处理质量的管理方法,可制定数据质量的管理责任制,并贯彻执行。数据处理质量涉及实验数据分析管理与报告审核程序的规范,当监测数据记录与删改时,应依照相关规定,经相关人员进行复核,并由负责人签字,一旦发现可疑数据,应组织人员查证分析,及时纠正。

3 结论

随着社会经济进步,生活水平提高,环境资源利用扩大,生态环境面临严峻考验,环境污染问题备受关注,强化环境大气的监测工作势在必行,对环境大气监测实施全程序严密质量控制,可有效确保监测数据准确完整,并对质量体系起到监控作用,让各监测工作进入规范管理中。

参考文献

篇2

中图分类号: X83 文献标识码:A文章编号:

近年来,我国政府始终高度重视大气环境治理工作,监测标准更加明确,监测仪器更加准确,监测手段更加多样,监测结果更加科学。但是,由于空气污染源的多样性和复杂性,空气质量评价等级往往与公众的实际感受有所偏差,无法全面、客观和科学的反映出空气质量的好坏程度。所以,学习了解发达国家或地区的相关工作的特点和优点,对于我国空气质量监测与评价体系的完善具有重要意义。

本文对包括美国、英国、中国香港等发达国家及地区在环境空气监测与评价工作方面的进展进行梳理,从中总结出各国及地区的先进经验和科学方法,并与我国现有方法和制度进行比较,提出一些改进建议,为我国空气质量监测和评价工作提供有益参考。

1.中国香港

1987年香港依据国际标准制订了适用于全香港的空气质量标准,列出7种需要控制的空气污染物。该标准以科学方法分析空气中的污染物浓度与市民健康受空气污染影响的相互关系。

1.1 空气监测现状

香港环境保护署在全港设立了14个固定监测站,分别为11个一般监测站和3个路边监测站。一般监测站主要装设于4至6层高大厦,代表了市民大部份时间所接触的空气污染情况,较有参考价值。

除了一般监测站外,还设置3个路边监测站,分别位于铜锣湾、旺角及中环交通繁忙的道路旁边,用于制定市区内繁忙路旁的空气污染指数,会比一般空气污染指数为高。对那些经常在车辆繁忙的街道上连续停留数小时的市民来说,路边空气污染指数则较为重要。

香港这种分类安排,既能兼顾到广大市民的不同需求,又能掌握城市总体空气质量状况和道路汽车尾气污染情况。

1.2 空气质量评价体系

香港环保署采用的空气污染指数(API指数),是将可吸入颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、臭氧和二氧化氮等5种污染物浓度转化为0至500的数字来表征环境质量状况。空气污染指数分级详见表1。

表1. 香港的空气污染指数分级

空气污染指数 空气污染水平 对健康的影响

0至25 轻微 预料没有影响

26至50 中等 预料没有影响

51至100 偏高 预料不会有急性的健康影响,但如果长时间在这空气污染水平中,可能引致慢性不良影响。

101至200 甚高 患有心脏或呼吸系统毛病者的健康情况可能轻微转坏,而一般人或会稍感不适。

201至500 严重 患有心脏或呼吸系统毛病者的健康情况可能会明显地受影响,而一般人普遍会有不适的情况(例如眼睛不适、气喘、咳嗽、痰多、喉痛等征状)。

香港还通过统计各测点不同污染物的达标情况来表征全市环境空气质量的变化。其中1小时、8小时和24小时浓度限值为短期空气质量标准,3个月和1年浓度限值为长期。

1.3 小结

纵观香港地区环境空气监测的相关规范与评价体系,可以总结出以下几个优点:

1、针对人口密集的城市特点,香港监测站点分布更为合理和人性化。让不同区域的市民都能准确及时地了解自身所处的空气质量状况,做好自身预防措施。

2、香港的环境空气质量监测标准所涉及的指标更为全面,标准的限值更为细致。不同时段的标准,对于监测数据的综合分析提供的更为详尽的依据。

3、香港的环境空气质量评价体系更为关注环境空气质量对人体健康的影响,详尽地列出了不同污染物达到高浓度时对健康构成的影响。这对于市民了解不同污染物的危害有警示作用。

2.美国

2.1 空气监测现状

自1970年《清洁空气法案》颁布生效以来,美国逐步整合各州资源建立起国家空气监测系统。全美大约4000个空气监测点位,分为:州和地方、国家和特定目的等三类监测站。后来新增了光化学评估监测站用于监测臭氧化学前体物质。目前,全美监测站规模和分布范围取决于州和地方空气污染控制部门的需要。有的着重于污染物高浓度和人口高密度地区,有些根据部门需要服务于特定研究。

2.2 空气质量评价体系

最新修订的美国《清洁空气法案》制定两类空气质量标准:初级标准设定限值以保护公众健康,包括敏感人群,如哮喘病人、老人。小孩等;次级标准设定限值保护公众福利,包括减轻能见度降低以及对动物、植物、农作物和建筑的损害等。

美国采用空气质量指数(AQI)评价每日空气质量,依据臭氧、颗粒物、一氧化碳、二氧化硫和二氧化氮5种主要空气污染物,告诉公众空气清洁或污染状况以及可能对健康造成的影响。AQI被划分为6个类别,详见表2。

表2.美国空气质量指数AQI等级划分

AQI 健康关注水平 标注颜色

0~50 好 绿

51~100 中等 黄

101~150 对敏感人群不健康 橙

151~200 不健康 红

201~300 极不健康 紫

301~500 危险 粟

AQI计算公式如下:

式中,为 污染物的指数值;为污染物的浓度值;为所在浓度区间的临界值高值;为所在浓度区间的临界值低值;为与对应的AQI;为与对应的AQI。AQI的值为根据各项污染物浓度计算的分指数的最大值。

2.3 小结

通过上述美国环境空气监测评价体系的相关资料,优点如下:

1、美国的四类环境监测站的侧重点不同,针对性强。美国充分考虑了其国土面积广阔,但人口分布极不均匀的特点。

2、特定目的监测站并非固定站点,而是可改变和调整优先次序的流动站点,这是受环境和资源限制的固定监测网络的有益补充。

3、美国的环境空气质量监测标准分级针对不同人群而设定。这样既兼顾到特殊铭感人群的生存状况,又适用于普通公众。

3.英国

3.1 空气监测现状

当前英国共有超过400个国家控制的空气质量监测点位,共同组成自动监测网络和手工监测网络。与自动监测给出的即时浓度不同,手工监测点位只监测特定采样周期(典型为一天或一月)的平均浓度。其中,城乡自动网络监测点位在英国的分布情况见下表(截至2007年),运行概况见表3。

表3. 英国空气监测网络运行概况

篇3

中图分类号:X8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)05-0218-02

蒙阴县是山东省临沂市下辖县,位于山东省中南部,泰沂山脉腹地,因位于蒙山之阴而得名。蒙阴县是纯山区,地势南北高,中间低,由西向东逐渐倾斜。山地丘陵占总面积的94%,属暖温带季风大陆性气候。

2015年4月14日至5月2日,蒙阴县环境监测站分别在与新泰市、沂源县交界的常路镇西岭村、高都镇上五庄村、野店镇苏家沟村、岱崮镇井旺庄村4个点位,进行了连续19天环境空气采样监测。通过对交界处获得的19日监测数据与县城区2处空气自动监测点位在线数据进行同步对比,进行了定性定量分析,摸清了周边市县对蒙阴县空气质量的影响程度,又通过对空气自动站日平均小时浓度变化的分析,摸清了影响我县城区环境空气质量的主要因素。

一、蒙阴县地理、气象条件

(一)蒙阴县地理条件

蒙阴县城区以新城路向东西两侧布局,处于两山(北山、会泉峪山)之间谷地,东侧到巨山呈隆起地带,西侧以205国道横穿城区西部,不利于大气污染物扩散;路网呈“232”分布,东西两向主要干线以205国道、335省道(兖石路)为主,城区中心以云蒙路、新城路、南环路为主,其中东西向205国道车流量最多,城东兖石路较密集,成为机动车尾气排放集中路线。

蒙阴县西北方向主要有新泰市、莱芜市、淄博市3市县,在西北风为主导风向的情况下,从莱芜市、钢城区、新泰市按西北呈一条线对蒙阴县形成“喇叭口”由大变小的气流通道,极易造成空气污染物异地飘移,对蒙阴城区空气质量产生极大影响。

蒙阴县东北方向有沂源县、北侧有淄博市博山区,淄博市南侧有泰山-鲁山山脉,起到一定的空气气流阻断作用。

蒙阴西南方向有平邑县、正南向有费县,有蒙山山脉阻断;东侧有沂南县、沂水县2县,东南侧有临沂市6区。在东南风作为主导风向时,易受到临沂市6区空气污染物异地飘移,对蒙阴城区空气质量产生较大影响。

(二)蒙阴县气象条件

我县主导风向以东南风(3月-10月)、西北风(11月-次年2月)为主。同时,也受到大环境的气候、风速、气压、温度等因素影响。

二、蒙阴县城区环境空气质量外源影响

(一)监测点位周边环境

岱崮镇井旺庄村点位、常路镇西岭村点位、高都镇上五庄村点位、野店镇苏家沟村点位等4点位主要位于蒙阴县与泰安市、淄博市2市交界处,布点选址较为理想,可在不受周边突发性环境影响的前提下,对我县边界处对各项大气污染物进行连续监测,保障了数据的科学性和分析的质量。

(二)监测数据分析

1、对监测数据比对分析得知,SO2、NO2、PM10、AQI四项指标在这段时间内浓度变化趋势相似,说明城区北方本底值与大环境空气质量较贴合,受外界污染影响较小。城区西北方向在自身污染企业较多、本底值较大的基础上,因靠近新泰市重污染区,受外来污染因素影响较大。城区两自动监测站处于兖石路、云蒙路两侧,周边燃煤锅炉、餐饮油烟等较多,SO2、NO2两项指标有较独立的趋势。

PM10方面,常路、高都2点位大多高于城区PM10的具体数值,SO2方面,常路点位SO2浓度与城区非常接近,相差很小,除因内源污染外,受靠近的汶南工业企业污染影响较大。NO2方面,常路点位NO2浓度略高于城区,因处于交通要道,机动车尾气排放所致。

从各项监测数据上分析,可初步得出以下结论:

1、蒙阴城区SO2、NO2两项指标趋势较为独立。主要原因为该两种污染物空气输送扩散速度相对较低,应以内源污染为主。其中,SO2主要成因以工业采暖燃煤锅炉、餐饮油烟及大灶燃煤为主;NO2以机动车尾气排放为主。

2、蒙阴城区PM10、PM2.5因风向频率变化因素及污染物输送扩散距离远、速度快等特性,在不排除城区建筑工地扬尘、道路扬尘、垃圾焚烧、光化学二次转变等综合性内源原因基础上,从常路点位、高都点位PM10浓度高于城区 46.6%、17.8%来看,应受常路、高都、新泰方向污染外来影响较大。

三、蒙阴县城区空气质量内源影响

(一)城区2空气自动监测站点位污染物日均值同比评价

蒙阴县环境监测站对4月份城区监测站、开发区2处空气自动监测站SO2、NO2、PM10、PM2.5日均值进行同比评价,分析数据如下:

1、二氧化硫(SO2):开发区日均值浓度0.044(mg/m3),监测站日均值浓度0.027(mg/m3),开发区日均值浓度高出监测站63%。主要原因是:目前,开发区企业正常生产燃煤锅炉较多,而城区除部分馒头房正常营业外,采暖锅炉及洗浴、茶浴炉等小锅炉基本全部停产。

2、 二氧化氮(NO2):开发区日均值浓度0.041(mg/m3),监测站日均值浓度0.033(mg/m3),开发区日均值浓度高出监测站24.2%。主要原因是开发区兖石路,各类机动车行驶相比监测站云蒙路,存在量多、尾气排放量大等现状;而云蒙路前期通过县交警大队实行限行,起到一定改善作用。

3、可吸入颗粒物(PM10):开发区日均值浓度0.112(mg/m3),监测站日均值浓度0.102(mg/m3),开发区日均值浓度高出监测站9.8%。主要原因是通过前期城区洒水降尘,监测站点位PM10比较开发区点位起到一定抑尘作用。

4、细微颗粒物(PM2.5):2处点位浓度相等,符合PM2.5污染物传送距离远、传送速度快的特性。

(二)城区2自动监测站4月份各项污染物日均小时浓度变化趋势情况

根据对两监测站在线数据分析,两点位四种污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5的浓度变化趋势是相同的。

SO2方面:从凌晨0点-5点,SO2出现较高位的稳定区域,说明有部分企业晚上生产,出现偷排现象;从凌晨5点-上午11点,属于开发区企业、城区馒头房及餐饮行业繁忙阶段,燃煤导致SO2出现高峰值;从19点-23点,SO2出现较高波动,应主要为餐饮业燃煤造成。NO2方面:从凌晨0点-9点,NO2出现每天的最高位区域,说明晚上2处点位机动车处于高峰行驶,导致出现全天最高峰;从中午12点-16点,NO2出现每天的第二高峰,但无明显规律,说明机动车运输较无规律。从17点-23点,NO2出现每天的第三高峰,说明机动车晚上开始出现规律性拥挤高峰。

从图表可以看出,NO2日变化规律基本与SO2基本相同,但NO2污染物浓度变化范围较大,污染峰值持续时间较长;NO2污染最重出现在上午 0~10点左右;上午8时前后及21点前后污染最重;污染最轻的时段为14~16点。

PM10方面:2监测点位PM10趋势大部分重合,部分时间阶段有变化,监测站较开发区平均浓度较低;从凌晨0点-10点,PM10出现每天的高位区域,主要是晚间机动车行驶带动道路扬尘,中午道路扬尘及建筑扬尘造成;从中午11点-19点PM10较稳定,应为城区洒水降尘起到一定作用。

PM2.5方面:按照正常比例,PM2.5≈PM10×60-70%; 2监测点位PM2.5趋势基本重合,符合该污染物传送距离远、速度快的特性;从凌晨0点-10点,PM2.5处于每天的高位区域,主要是晚间机动车行驶带动道路扬尘,中午道路扬尘及建筑扬尘造成。

从图表可以看出,PM10、PM2.5日内变化规律为早晨6~10时污染物浓度最高、污染最重; 11点后逐渐减轻;16时左右浓度最低、污染最轻;18时后又逐渐加重。

综上所述,蒙阴县城区环境空气质量虽然受到一些外来因素的影响,但主要原因是内源造成的,首要污染物是颗粒物。

四、对策建议

(一)工业企业污染治理

按照市大气办关于工业污染治理的相关要求,实施“三个一批”,即限期治理一批、停产治理一批、关停拆除搬迁一批。严格行业环境准入,城区内一律停止审批新上燃煤项目;未批先建项目一律停止建设,严控新增污染物排放的新上项目、新增产能;其他新上项目环保设施必须严格落实“三同时”制度。

(二)城区扬尘治理

所有施工工地必须严格落实“六个100%”(施工现场围挡率、进出道路硬化率、工地物料篷盖率、场地洒水清扫保洁率、密闭运输率、出入车辆清洗率达到100%),视频监控设施联网贯通且正常运行。

(三)机动车尾气治理

加快黄标车淘汰步伐,严格实行环保标志管理,全面落实机动车先环检、再安检措施,尾气不达标的一律不予办理注册、登记、年检手续。

(四)全面整治燃煤小锅炉

禁燃区内10吨/小时及以下燃煤小锅炉限期拆除,或限期改用电、气锅炉;开展城区供暖小锅炉集中整治,不能集中供热的,限期改用电、气锅炉;落实高污染燃料禁燃措施,在禁燃区内,严禁新建燃用高污染燃料项目;已建成的使用高污染燃料的项目,一律拆除或限期改用电、气锅炉。

(五)餐饮油烟治理

严格油烟排放管控。外环线内宾馆、饭店、食堂等餐饮业油烟排放单位,必须安装油烟净化设施和专用烟气排放管道;规范露天烧烤,对烧烤摊点进行总量控制,城区范围内严禁新增烧烤摊点。

(六)加大宣传力度

加强社会宣传,充分调动群众支持、参与大气污染防治工作的积极性,为做好大气污染防治工作营造良好氛围。

参考文献

[1] 空气和废气监测分析方法编委会.空气和废气监测分析方法.第四版.北京:中国环境科学出版社,2003.

篇4

采样人员: 刘康赵孝伟张海燕采样日期: 2011年7月29日―8月4日

采样仪器:TH110B KB-120F仪器编号:22708149 605218

项目名称

采样时间 样品编号 监测项目分析结果 单位:(mg/m3)

SO2 NO2 TSP

2011.7.29

10:00-11:00 I-1-1 0.025 0.007 0.820

2011.7.29

16:30-17:30 I-1-2 0.013 0.007 0.796

2011.8.4

22:05-23:05 I-1-3 0.034 0.007 0.333

2011.8.2

10:30-11:30 IV-1-1 0.005 0.007 0.163

2011.8.2

16:30-17:30 IV-1-2 0.005 0.007 0.143

2011.8.3

21:30-22:30 IV-1-3 0.043 0.007 0.306

2011.7.27

10:30-11:30 V-1-1 0.005 0.007

2011.7.27

16:30-17:30 V-1-2 0.005 0.007

2011.7.27

21:30-22:30 V-1-3 0.013 0.007

2011.8.1

10:30-11:30 VI-1-1 0.017 0.007 0.122

2011.8.1

16:30-17:30 VI-1-2 0.016 0.007 0.061

2011.8.1

21:30-22:30 VI-1-3 0.027 0.007 0.080

备注

分析人:审核人:签发人:

奎屯市环境保护监测站

空气分析结果报告单

共 3 页第 1 页

报告编号:

委托(受测)单位名称:奎屯市园林局

采样人员: 刘康赵孝伟张海燕采样日期: 2011年7月29日―8月4日

采样仪器:TH110B KB-120F仪器编号:22708149 605218

2011.8.3

10:30-11:30 II-1-1 0.048 0.007 0.286

2011.8.3

16:30-17:30 II-1-2 0.009 0.007 2.471

2011.8.3

21:30-22:30 II-1-3 0.066 0.007 0.420

2011.8.4

10:30-11:30 III-1-1 0.024 0.007 0.182

2011.8.3

16:30-17:30 III-1-2 0.015 0.007 0.592

2011.8.2

21:30-22:30 III-1-3 0.073 0.007 0.680

2011.7.29

10:30-11:30 III-2-1 0.056 0.016 0.225

2011.7.29

16:30-17:30 III-2-2 0.052 0.007 0.208

2011.7.25

21:30-22:30 III-2-3 0.117 0.010 1.060

2011.7.28

10:30-11:30 II-2-1 0.011 0.007 0.140

2011.7.28

16:30-17:30 II-2-2 0.005 0.007

2011.7.28

21:30-22:30 II-2-3 0.011 0.007 0.333

2011.7.28

10:30-11:30 II-3-1 0.016 0.007

2011.7.28

16:30-17:30 II-3-2 0.008 0.007

2011.7.28

21:30-22:30 II-3-3 0.045 0.007 0.163

备注

分析人:审核人:签发人:

附表空气质量监测项目分析依据

序号 检测项目 检测标准(方法)名称及编号(含年号) 分析人员

1# 二氧化硫 环境空气 二氧化硫的测定

甲醛吸收―副玫瑰苯胺分光光度 GB/T15262-1994 雷 珊

2# 二氧化氮 环境空气 二氧化氮的测定

Saltzman法 GB/T15435-1995 丁 琼

篇5

实时准确的环境监测数据是开展环境管理和科学研究活动的基础,全国环境监测总站以及各地环境监测中心已积累了大量的环境监测数据资源,包括国控、省控、市控等地表水、饮用水监测数据,大气质量和酸雨监测数据,功能区和道路噪声监测数据[1]。这些数据资源是环境管理、应急决策和生态文明建设的重要支撑数据,如何利用现代化信息技术,对这些数据资源进行科学的管理、挖掘分析和可视化表达,充分发挥它们在环境管理、环境应急决策中的作用,促进环境友好型社会,是各地环境保护的必然要求。与此同时,基于这些数据资源,结合GIS技术,通过一种灵活可定制的手段自动适应国家环保部、省、市对生态文明城市、生态省、生态城市环境质量评价分析的需求,提供环境监测数据的科学管理、高效查询、自适应与多维评价、监测数据空间化等功能,实现“一套数据、多种应用”,减轻各地环境监测中心数据统计分析人员的负担,实现科学、高效和直观形象的环境质量评价分析,为环境管理和保护决策提供辅助支撑。

 

GIS以其强大的数据处理、分析计算功能,在环境领域得到了广泛的应用[2]。21世纪以来,国家环保部组织开发了国家环境监测信息系统(NESMIS)。随着GIS技术在环境领域的广泛结合使用,在监测数据审核分析与评价系统开发上也取得较大的发展[3]。目前环境监测信息化建设方面仍存在的主要问题有:①环境监测数据的审核及分析应用仍过多依赖工作人员的经验,监测数据分析系统的开发与应用仍较缺乏[4];②难以满足不同时空尺度的环境质量评价和成果的定制化展示;③难以灵活满足不同评价标准、评价部门对环境质量评价的需要;④监测数据和评价分析结果无法实时展现在GIS地图上等[3]。针对这些问题,为实现环境监测数据科学、高效、直观形象的环境质量评价分析,笔者开发设计了一种灵活的、可适应不同环境保护主管部门、不同评价标准和评价时空尺度的环境监测信息管理与分析系统。

 

1环境监测数据模型分析

 

环境监测的对象通常包括污染源和环境质量状况两方面。环境监测包括水环境、大气环境、噪声环境3大类型,水环境又分地表水、饮用水、近岸海域;大气环境又分空气质量、大气降水质量;噪声环境又分区域、功能区、交通道路。地表水数据包括:河流地表水、湖库地表水、近海海域地表水监测数据,以及水期代码、水域功能类别、湖库类型、中国海区代码、重点海域代码、近岸海域水质标准分类、近岸海域水质标准限值等辅助数据。空气环境数据包括:大气监测点基本信息、大气质量监测数据、大气降水监测数据,以及行政区域代码、监测点级别类型、空气环境质量标准分类、空气监测项目标准限值、空气污染指数计算参数、空气污染指数分类、酸雨强度分级等辅助数据。噪声环境数据包括:噪声监测点基本情况、区域定期监测噪声、道路交通噪声、功能区噪声监测数据,以及噪声测点类型、噪声功能区类型、噪声声源类型等辅助数据等[5]。

 

环境监测数据库通常包含4个部分:共用的数据库表(系统运行,水环境、空气环境、噪声环境质量评价时都需要的数据库表)、水环境监测与评价数据库表、空气环境监测与评价数据库表以及噪声环境监测与评价数据库表。共用数据库主要存放系统运行所需要的基础字典表,以及水、空气、噪声环境质量评价时都需要的公共数据库表。地表水监测与质量评价数据库表主要由地表水水质监测原始表、地表水水质监测字典表及取值说明、地表水水质评价表和近海海域水质监测原始表、字典表及取值说明、评价数据库表构成。空气质量监测与评价数据库表主要由空气质量监测原始表、空气质量评价字典表及取值、空气质量评价表构成。噪声质量监测与评价数据库表主要由噪声环境监测原始数据表、噪声环境字典表及取值、噪声环境质量评价表构成。环境监测数据库构成见图1。

 

2环境监测数据管理与评价业务流程

 

环境监测数据管理与综合分析系统业务流程总体上分为以下4个阶段(图2):

 

(1)数据导入管理阶段。该阶段系统管理员分配好系统

 

操作的用户和权限后,数据管理员从已有的国家系统(或环境自动监测数据库)中导入环境监测数据。

 

(2)评价分析模板定制阶段。该阶段环境质量统计分析人员利用系统进行水环境质量、空气环境质量、噪声环境质量评价分析模板的定制,主要定制参与评价的环境指标、评价标准等。

 

(3)环境质量评价分析阶段。该阶段环境质量评价分析人员利用系统进行按月、季、年或任意时间的站位、区域等层次的水环境、空气环境、噪声环境质量评价和变化趋势分析。

 

(4)评价结果可视化输出阶段。评价结束后,通过表格、统计图表或地理空间图层,对评价结果进行可视化表达。基于环境监测数据和评价结果,根据隐含的监测点空间位置信息,利用GIS技术,对环境监测点及其评价分析结果进行空间化处理,动态生成空间图层,从而实现环境质量监测和评价分析结果的可视化。

 

3环境监测数据管理与评价分析系统设计

 

3.1系统开发的核心业务分析

 

系统开发的核心业务是对地表水环境质量、饮用水环境质量、空气环境质量、噪声环境

 

质量等进行评价分析。

 

3.1.1地表水分析评价。能够按月、季度、水期、年或任意期范围进行监测因子质量评价、站位水质评价、市控以上站位水质评价、水系水质评价、湖库水质评价、近岸海域监测因子水质评价、近岸海域站位水质评价、近岸海域功能区水质评价;可生成全市地表水水质类别分布图、地表水功能达标状况分布图、近岸海域水质状况图,能开展污染因子及综合污染指数趋势分析。具体需求评价因素较多,不一一赘述。如站位水质评价因素包括站位水质类别、水质达标率、水质达标否、达III类标准率、达III类标准否、综合污染指数、主要污染指标及最大超标倍数等。

 

3.1.2饮用水水质评价。能够按月、季度、水期、年或任意期范围进行单个饮用水站位水质评价、水源地100%达标站位数及比例、污染因子及综合污染指数趋势分析等,除计算地表水通用因子外,还要计算饮用水专用指标。具体需求评价因素较多,不一一赘述。如单个饮用水站位水质评价因素包括28项指标达标率、16项指标达标率、超标项目和频次、项次达标率、均值超标因子、水质类别等。

 

3.1.3大气环境质量评价。能够按月、季度、年及任意时间进行评价;评价指标主要是二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、降尘,具体为能进行测点/区域空气质量评价、测点/区域空气日报、测点/区域降水质量评价,能生成全市降水酸雨强度分布图,能进行污染因子及综合污染指数趋势分析。

 

3.1.4噪声质量评价。能够对功能区、区域和交通噪声进行评价;能开展功能区噪声质量评价、区域噪声质量评价,交通噪声质量评价;可生成市区区域噪声声级分布图、交通噪声声级分布图。

 

3.2系统逻辑结构

 

系统以实用性、稳定安全性、灵活扩展性、易操作性为设计原则。系统的总体架构纵向上下至上依次为基础设施层、数据资源层、功能层和用户层。环境监测数据管理与评价分析系统逻辑结构见图3。

 

3.3系统功能体系

 

为了实现系统总体目标,系统包括5大功能体系模块:系统定制模块、数据导入管理模块、环境质量评价模块、环境质量时空特征分析模块和统计输出模块。系统功能体系见图4。

 

4宁波市环境监测数据管理与评价分析系统的实现

 

基于上述的分析设计,以宁波环境监测数据管理与分析为例,实现了宁波市环境监测数据管理与评价分析系统。该系统基于C/S结构,在.NET环境下,采用C#开发语言,ArcEngine地理信息组件编程实现,后台数据库采用SQL Server。运行环境:Windows 2003 Server或Windows 2000 professional/XP等操作系统,ArcGIS Engine Developer Kit等GIS软件,SQL Server 2000或SQL Server 2005数据库系统及.Net Framwork2.0。

 

宁波市环境监测数据管理与评价分析系统实现了环境质量评价分析定制、基于表格的评价分析结果定制、多年变化分析以及评价分析结果GIS表达。主要分为以下7种功能。

 

(1)基础功能。包括系统登录、用户管理、切换年份、修改密码、评价模板管理(增加、删除、编辑模板)、地表水站位评价模板、样式管理功能,如图5。

 

(2)数据管理功能。包括监测数据导入、近岸海域数据导入、饮用水数据导入、数据编辑、监测数据浏览功能。

 

(3)水环境质量评价分析功能。包括饮用水质量评价分析(图6)、地表水环境评价、湖库水环境评价、近岸水域水质评价分析功能。饮用水、地表水、湖库水环境评价主要实现了监测数据统计计算、水质评价功能,水质评价是指根据评价模板及其他参数能完成饮用水、地表水、湖库水数据评价及评价结果查看功能,能实现评价结果的导出、打印功能。如图7所示,近岸海域水质评价功能主要完成监测数据统计计算、近岸海域数据的评价及评价结果查看功能;并可根据提供多年数据的比较分析进行地表水、湖库水水质变化分析功能,系统提供了表格、折线图、柱状图等多种分析方式。其他部分的变化分析功能与此相同。

 

(4)大气环境质量评价分析功能。该模块实现了监测数据统计计算、空气质量评价、大气降水评价、空气质量变化分析功能,上述功能均能完成数据评价及评价结果查看功能,如图8所示。质量变化分析分析内容丰富,其中空气质量变化分析包括空气质量日报、空气质量日报综合统计、测站空气质量日报统计、监测因子浓度、监测因子百分位浓度值、综合污染指数、空气污染指数、大气降水内容。

 

(5)声环境质量评价分析功能。该模块实现了监测数据统计计算、功能区噪声和区域噪声及交通噪声质量评价功能。功能区噪声主要分析功能区噪声的监测数据,分析出噪声数据、昼夜等效声级图及功能区噪声趋势;区域噪声主要分析区域噪声数据及区域噪声趋势;交通噪声主要分析交通噪声数据及交通噪声趋势。

 

(6)GIS地图功能。如图9所示,地图操作主界面主要分为3部分:地图显示区域、图层控制区域和地图工具条区域。也可实现图层符号设置、注记设置和图层属性表查看等图层控制操作,可实现地图保存、地图缩放、移动、视图、信息查看、增加图层、图片输出打印等地图基本操作。

 

(7)环境质量专题图功能。环境质量专题图主要是利用GIS的地图展现方式,将环境的日常监测数据以及分析汇总数据进行专题展示,从而让用户对监测数据和分析结果有更加直观的认识,便于领导进行宏观决策。环境质量专题图主要分为水环境质量专题图、空气环境质量专题图和噪声环境质量专题图3大部分。

 

5结语

 

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