关于大气污染溯源监测的探索和思考

GXF360 2019-11-10

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已有的常规空气质量监测手段为紫外荧光法、化学发光法、红外吸收法、紫外吸收法、锥形振荡微天平法分别测量SO2、NO、CO、O3、PM10 及PM2.5 的质量自动监测综合站，综合站占地大、建设及运行费用高，不能适应当前的发展形势。需探索新的大气污染溯源监测手段，对大气污染防治重点区域、重点街镇、重点功能区、区域边界等开展专项溯源监测，及时找到并发现污染源、尽快做到“靶向治理”。

1 溯源监测种类

本文所讨论的溯源监测种类有：单颗粒质谱在线源解析、高密度网格监测、3D 激光雷达、移动式空气质量监测站及车载颗粒物监测五种监测种类。

2 溯源监测原理

2.1 单颗粒质谱在线源解析

采用空气动力学透镜作为颗粒物接口，通过双光束测径原理进行单颗粒气溶胶粒径测量及计数，利用飞行时间质谱原理进行化学成分鉴定；通过自适应共振神经网络算法进行颗粒物分类。

单颗粒质谱分析可以根据颗粒物质谱特征进行化学组成表征、根据颗粒物的空气动力学直径对颗粒物进行分类。分别分析在检测范围内，不同颗粒粒径范围的数浓度随时间变化。根据其变化趋势可以准确反映出某一时间内发生的特殊变化。根据颗粒物的分类及时间变化，判断其可能的来源。根据不同颗粒物随时间的演变趋势，以推断可能的形成机理。

2.2 高密度网格监测

大气污染防治网格化监测系统由监测单元、质控单元和数据处理分析单元组成。监测单元应包含多台微型空气监测站。具体设备类型可为微型六参数（PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO 和O3）微型颗粒物监测站或微型TVOC 监测站。质控单元包括大气环境模拟舱和质控设备，质控设备可根据具体质控需求配备。

将苹果白兰地酒样稀释5倍，分别取5 mL稀释后样品加入50 μL 3-辛醇内标，漩涡混匀，装入15 mL顶空瓶中，样品由TriPlus RSH Autosampler-SPME系统自动处理进样，萃取头：50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取头。萃取条件：60 ℃吸附40 min，保温5 min。

根据区域内污染源分布情况，使用微型空气质量传感器技术对大气污染防治重点区域或管理部门要求区域进行加密监测；结合地理信息，可对现场空气质量监测站点上传的分钟级的海量监测数据进行可视化展示，生动形象地展示出空气质量的实时变化趋势和污染分布情况；确定重点污染区域，为雷达监测、移动监测车、质谱溯源等工作提供数据支撑，并为重点区域大气污染精细化管理提供合理建议。

2.3 3D 激光雷达

气溶胶激光雷达，主要包括激光发射单元、光学接收单元、信号接收和数据采集处理四部分构成。激光器发射532 nm 波长的线偏振光，经过扩束准直后进入大气，激光被传输路径上的云或气溶胶所散射，球形粒子的后向散射光将不改变激光的偏振方向，而非球形粒子的后向散射光将改变激光的偏振方向而形成与原激光偏振方向垂直的分量。来自球形和非球形粒子的后向散射回波信号由接收望远镜接收并通过分光棱镜将两个不同偏振方向的光分开，分辨传递到两个探测器，信号经过采集、处理后得到大气气溶胶的信息。

在儿童矮身材诊治方面常见的不规范情况包括：只要存在矮身材（甚至只是身高偏矮），不做全面检查就用rhGH治疗。病因诊断不明确，盲目用rh－GH起不到治疗作用，如鞍区肿瘤、肾小管酸中毒等。治疗剂量过小没有有效发挥促生长作用；疗程过短，没有起到改善成年终身高的作用。

水平扫描：360°连续平面扫描，半径5 公里范围平面气溶胶探测，实时2/3 维GIS 系统支持。可应用于非球形粒子（卷云、沙尘、烟尘等）与球形粒子消光系数的探测区分；对城市的空气质量进行水平绘图，实现对颗粒物污染的监测及染源分布状况的判定；判定城市内部扬尘和外来飘尘的粒子属性以及分布状况。

例2：...there was laughter fromunheard jokes,and lighted cig-arettesmade unintelligible circles inside.

走航监测：将垂直雷达设备置于检测车上沿特定路线进行走航监测。可以快速定位本地源，说清站点数据异常变化，站点数据异常快速溯源；典型污染过程分析，监督已知源动态捕捉污染源消散过程，污染物高空迁移扩散，保障本地空气质量。

行之有效的家园互动是我园一直在追求的目标，亲子绘乐课堂为实践这一目标开辟了崭新的途径。2006年，我园开始探索绘乐整合园本课程，该课程曾荣获浙江省精品课程，我园被命名为绘乐整合特色学校。2013年至今，我园于区图书馆携手，面向全区的学龄前儿童与家长，共同打造“亲子绘乐讲堂”公益活动，达到增进亲子间的交流，亲子共同成长的目的，备受好评。目前，我园开始思考将亲子绘乐课堂拓展为园本课程的子课程，为此，特作此次问卷分析。

2.4 移动式空气质量监测站

移动式空气质量监测站为采用标准方法或其他可溯源到国家标准方法的小型化、可直接移动且可直接用于室外空气质量监测的装置。监测车内的设备安装、运行、调试均符合国标，CO监测仪采用红外吸收法，O3 监测仪为紫外分光光度法、NOx 监测仪采用化学发光法、SO2 监测仪采用脉冲紫外荧光法，PM10 为β 射线法，PM2.5 采用β 射线和光色散相结合的方法。

采用了业界最为先进的气象传感器技术，集成了主要的气象参数测量，包括大气温度，大气湿度，大气压力，风向，风速，降雨量以及扩展的光辐射和紫外线指数的测量。其特点是精度高，功耗低，响应时间快，串口输出。

2.5 移动式空气质量监测站

是一款基于激光散射法原理的工业级粉尘传感器，适用于工地扬尘、道路扬尘、环保的在线粉尘浓度检测；若置于车上，则放置在出租车顶灯，从车内取电。它能够自动除尘、自动除湿、自动湿度校准、自动监测传感器是否失效并报警，维护量小。采用激光散射原理：当激光照射到通过检测位置的颗粒物时会产生微弱的光散射，在特定方向上的光散射波形与颗粒直径有关，通过不同粒径的波形分类统计及换算公式可以得到不同粒径的实时颗粒物数量浓度，按照标定方法得到跟官方单位统一的质量浓度。

3 溯源监测过程中的质量保障

3.1 单颗粒质谱在线源解析

由于单颗粒气溶胶质谱仪所监测的颗粒物粒径在2.5 微米以下，在重污染天气过程中极易造成进样口堵塞，通过经常清洗进样口的小孔片来减少这种情况对数据造成的影响；仪器经过长时间运行后，进样口压力与原来校准压力相差太大，造成测径系统对粒径测量的偏差，通过用PSL 小球做粒径校准，用采集软件加载数据作标曲后来纠正数据偏差；仪器每天运行时应进行谱图（质量）检验，偏差大于±0.5 个质量数时应进行校正。

3.2 高密度网格监测

微站安装一般选择在电线杆或者路灯杆，周围无明显遮挡物，以此减少遮挡物对微站数据的影响。云端系统自动与周边国控站进行数据比对，然后自动对传感器进行校准，保证传感器监测数据的有效性。定期对微站进行相应维护，减少仪器误差。

3.3 3D 激光雷达

确保雷达安装点位周围五公里范围内无明显遮挡物，减少遮挡物保证激光扫描数据完整性。雷达安装点位处于警戒范围内，无关人员均无法靠近，减少人为干扰，保证雷达能正常工作及获取激光扫描数据。雷达开始扫描后对实时扫描结果进行查看，确认数据实时上传后方可离开。通过接收激光信号，系统自动进行无效数据剔除，然后上传云端并进行渲染，软件查看数据时会对数据进行再次分析，剔除无效数据，呈现当时扫描真实数据结果。

全球常规与非常规石油可采资源量约为9000亿吨，天然气可采资源量约为3800万亿立方米，按现有水平可消费数百年。石油时代的结束不会因为耗尽石油，而是被比石油更优质的能源取代。

3.4 移动式空气质量监测站

监测设备安装按照标准执行，规范操作确保接收数据的准确性。监测设备开启后对每个设备进行校准，校准所用气体均为带有证书的标准气体，剔除背景值对数据的影响，校准需要进行2 天，校准完成后开始监测，监测结果与附近国控站进行比对分析，减少仪器本身带来的误差。每3 个月进行至少一次对每台监测仪器的精密度审核，对于SO2、NO2、O3 和CO 监测仪器，精密度审核采用向每台分析仪通入一定体积分数的标气，将仪器读数与标气实际体积分数比较，来确定仪器的精密度。于PM10、PM2.5 监测仪器，准确度审核可采用标准滤膜检测，或与经典的重量法比对方式进行。

3.5 车载颗粒物监测

车辆到达后首先检查了规格和线路是否符合安装要求，登陆调试专用平台，查看走航监测设备是否上传正常数据。大气网格化自动监测平台实时监控每个网格点颗粒物传感器的四个子传感器，同时利用算法自动将数值明显与其他三个子传感器不同的一个子传感器剔除，用剩余三个子传感器的均值作为整个设备的输出数据，防止故障传感器数据影响测量结果，实现了监测设备的快速远程自动化修复。通过个体校准、组网驯化校准、适应性校准、传递校准等手段对传感器设备进行全生命周期的数据质控和校准，保证整套系统的数据准确、有效和可靠。