朱学智

碧水蓝天环保集团有限公司

远程自动监测系统在大气污染中的应用分析

朱学智

碧水蓝天环保集团有限公司

本文通过分析远程自动监测系统在大气污染中的应用现状，提出了远程自动监测系统在大气污染中应用中的缺少核心技术问题与校准系统存在的问题，并分析了远程自动监测系统中的数据传输与数据处理功能在大气污染中的应用，旨在为程自动监测系统在大气污染中的应用提供有效参考。

自动监测系统；大气污染；数据；技术

1 前言

随着我国工业的快速发展，大气污染越来越严重，大气被高度污染后严重危害人类的健康，影响人类的居住环境，为了控制大气污染监测系统应运而生。在信息技术高度发展的今天，远程自动监测系统在大气污染中的应用越来越广泛，但是我国的远程自动监测系统大多是进口国外先进的设备或者技术，因不符合我国大气污染的实际情况在应用中存在诸多问题。

2 远程自动监测系统在大气污染中的应用现状

在1972年我国第一次环境保护工作会议后北京、深圳、广东、上海、青岛等工业比较发达的城市开始研制大气自动监测系统，并在政府的大力扶持下逐渐建立大气自动监测系统站点。随着计算机技术、多媒体技术、传感器技术等的快速发展，大气自动监测系统也得到快速发展，从开始研制到如今我国大气自动监测系统历经了从无到有、从起步阶段到发展成熟阶段。在1972-1999年之间我国的大气远程自动监控系统主要靠手工采样和实验室分析的监测手段对大气环境进行监测。这些监测手段不仅监测速度慢、对监测人员的专业素质要求高还不能实时掌握大气污染的程度以及污染源的变化，并不能起到显著的效果。1999年以后我国再次召开环境保护的会议将大气远程自动监测系统作为今后工作的重点提上议程，自此之后各大城市加大大气远程自动监测系统的研制，各大、中城市逐渐建立大气远程自动监测系统。截止到目前，我国已经很多大城市已经利用大气远程自动监测系统成立了大气环境质量监测日报、预报工作，而且随着监测系统研制力度的加强在线检测系统在各大城市陆续被建立。但是由于我国在这方面起步较晚，技术研制尚不成熟，各大城市建立的在线监测系统的关键仪器、设备主要来自西方国家先进技术的引入，我国只能研制一些不怎么关键的小配件。因为我国各大城市的大气远程监测系统主要来自国外，建立后的系统并符合我国的大气环境特点，也不能充分发挥监测系统的作用，在大气污染的应用中存在很多问题。这些问题的存在不利于我国对大气污染的控制，也给我国治理大气污染增加了难度。

3 远程自动监测系统在大气污染中应用存在的问题

3.1 缺少核心技术问题

我国大气远程自动监测系统的相关技术与美国、德国、英国、法国等国家相比比较落后，其原因主要是我国技术研制起步比较晚，缺乏系统研制专家，导致我国大气远程自动监测系统的核心技术发展缓慢。此外我国地质地貌复杂、国土广阔，监测系统的数据输送、无线网络信号输送、电磁波信号输送、通信信号输送等输送技术极容易受山川、大河、高原、盆地、森林等外界自然因素的影响，容易导致输送数据中断、丢失、乱码等诸多问题，这些问题给我国大气远程自动监测系统核心技术的研制增加较大难度，以至于我国到目前仍靠进口维持各大城市监测系统的正常运行。研制大气远程自动监测系统的核心技术的关键是研制稳定性较高的通信系统，如果攻克了这一难题缺少系统核心技术的难题就会轻松许多。

3.2 校准系统存在的问题

我国远程自动监测系统在大气污染中应用存在的校准问题主要有采样系统缺少校准功能，钢瓶减压阀造型有缺陷，在校准过程中积聚在减压阀和连接管路中的气体难以排出。我国的大气远程自动监测系统的功能与结构基本相同，其运用的监测原理也基本相同，大气采样和校准的系统通路是分开的，这导致系统对其它仪器校准时并不能同时对采样系统进行校准，如此一来样品气体就不能在采样系统中进行校准，采样系统对样品气体浓度的影响就不能被监测出来，影响样品检测结果的准确性。针对这种问题的解决办法是将系统校准系统通路与采样总管的废气排气口直接对接，关闭采样系统，如此虽然避免了采样系统对样品气体浓度的稀释提高了监测数据的准确性，但是这种办法因不能有效控制进入校准系统通路的气体可能会损害系统仪器设备。也可用多支采样总管替换单支采样总管，这种方法不仅可以提高检测结果的准确性还不会对设备造成影响，是目前比较有效的一种优化措施。钢瓶减压阀造型缺陷主要是其会对校准气体产生一定程度的吸附作用，这导致校准气体通过钢瓶减压阀的时间延长，不仅影响系统监测样品气体的时间还会严重影响系统监测样品气体的准确度。在校准过程中积聚在减压阀和连接管路中的气体难以排出，主要是因为系统的校准仪与减压阀之间存在一段通路，这段通路中容易积存会一些不会流动的气体，这些气体会严重样品气体监测结果的准确性，严重的话还会污染气体使监测结果失效。

3.3 缺乏深层次分析数据的功能

目前我国大气远程自动监测还不具有归因污染源的功能，缺乏对检测样品气体信息的深层次分析。受研制方法和研制技术的限制，我国大气监测系统尚不能分析出大气细粒子、烃类碳氢化合物和二氧化氮等光化学污染物和低能见度三者之间的关系，也就不能分析出汽车尾气和工业污染引起的大气污染和低能见度之间的关系。因此我国大气远程自动监测系统缺乏系统归因样品气体污染源的功能，缺乏对样品气体深层次分析的功能，这导致我国无法及时查清大气污染的根源，也就不能及时控制污染源对大气环境的污染。针对这些问题我国应加大研究深层次分析数据的核心技术，加大力度研究低能见度远程自动监测技术路径的研究，加大对国外进口核心技术的研究，加大国家对该系统研究支持的力度，提高国家当局对远程自动监控系统在大气污染中应用存在问题的重视，加快改进优化的步伐。

4 远程自动监测系统在大气污染中应用实践

4.1 大气远程自动监测系统数据传输的应用

我国通常所说的数传通讯实际上是数据传输完成的过程，我国大气远程自动监控系统中的数据传输一般采用时分制半双工传输方式，这种输送数据的技术原理是综合二进制码和时分制，以脉冲串的形式将采集大气样品所含有的信息在系统各仪器设备中进行交换和传输，在传输过程中所有脉冲又会根据样品气体信息情况利用二进制码技术对其进行编码。这种技术在传数据输过程中的递减、叠加杂波和畸变等很少，所以大气样品经过远程自动监测系统时其信息传输过程并不会对系统监测结果的准确性造成太大影响。但是远程自动监测系统在传输样品数据时，需要特别注意的是必须确保其与数传通讯的误码率相吻合，且信号进行转换时误差一般应控制在0.0001内。远程自动监测系统在监测大气污染时需要存储海量信息，这就要求系统计算机必须具备多种性能良好的功能，确保系统在进行大气污染监测时可以正常进行。

4.2 大气远程自动监测系统数据处理的应用

大气远程自动监测系统的样品采集系统可实时对大气环境中的气体进行采集并实时处理，可确保其监测数据的有效性。系统各环节处理的数据相互关联可将样品气体所含有的信息分层次输送出来，它的校准系统可对样品采集系统通路中传输过来的气体进行校准，这提高了监测结果的准确性。它可实时显示样品气体的浓度，解释各种数据所代表的意义，可同时进行多次样品采样并同时对这些样品进行分析，可实时采集不同地区大气环境中的气体，可实时对其进行数据分析、处理并实时统计。大气自动监测系统中心的计算机具有接收、存贮和处理各系统子站监测数据的功能，可实时提供大气环境污染监测分析报告表格，表格中会显示大气环境中各种有害气体的浓度，因此远程自动监测系统对大气污染数据的处理主要靠系统中心的计算机实现，它对大气污染的在线监测实质上是系统中心计算机对大气污染数据的在线采集与处理。此外，该系统还具有报警系统，一旦发现大气环境中某项或者某几项有害气体浓度超标会自动发出信号报警。

5 结束语

虽然远程自动监控系统在大气污染中已经得到广泛应用，我国各大城市也相续建立大气远程自动监测系统。但是由于我国对该系统的研制起步比较晚，导致我国缺少该系统的核心技术，核心设备也主要靠从西方国家进口。进口设备不适应我国环境，不能充分发挥远程自动监控系统的监控作用。此外该系统的采集样品系统中缺少校准功能，不能有效监测出采样系统对样品的影响。钢瓶减压阀对校准气体具有吸附作用会影响监测结果的准确性，进行校准时若校准系统与采集系统之间的死气不能及时排除也会影响监测结果的准确性。远程自动监控系统主要靠采集数据、传输数据和处理数据的功能实现对大气污染的在线监控，采集数据主要靠采集系统从大气环境中实时采集气体，传输数据靠数传通讯技术实现，处理数据的功能主要靠系统中心的计算机实现。

[1] 曹兰,沈建荣.蓝藻自动监测系统在太湖无锡水域的应用与思考[J].能源环境保护,2013(2).

[2] 曹兰,沈建荣.蓝藻自动监测系统在太湖无锡水域的应用与思考[J].环境研究与监测,2012(2).

[3] 王联,严定平.污水自动监测系统在企业中的应用[J].石油化工环境保护,2004(2).