邓睦清

（梅州市大埔生态环境监测站，广东 梅州 514299）

大气污染的成因复杂，其主要污染源是工业废气和机动车尾气。随着城市化进程的逐步加快，城市人口密度不断增大，大气污染问题也愈发突出。因此，关注大气环境现状，聚焦大气监测技术，以高新科技为核心，解决典型大气污染问题，并推动产业结构转型，发展节能高效环保型产业，是应对大气污染严峻形势的关键，具有现实迫切性。

1 我国大气环境现状

大气污染问题是近年来的国际热点话题，其直接关系人类的生存环境与社会的可持续发展。《2021中国生态环境状况公报》显示，2021年，我国生态环境质量显著改善，主要体现在4个方面。一是空气更加清新。空气质量达标城市数量、优良天数比例持续上升，主要污染物浓度全面下降。339个地级及以上城市中，218个城市环境空气质量达标，占64.3%，同比上升3.5个百分点；优良天数比例为87.5%，同比上升0.5个百分点。细颗粒物（PM）、可吸入颗粒物（PM）、O、SO、NO和CO六项指标年均浓度同比首次全部下降，其中，PM为30 µg/m，同比下降9.1%，“十三五”规划实施以来，已实现“六连降”；O为137 µg/m，同比下降0.7%，PM和O浓度连续两年双下降。京津冀地区、长江三角洲地区、汾渭平原等重点区域空气质量改善明显。“十四五”时期，要加强PM与O协同控制监测，分类开展非甲烷总烃自动监测、PM与挥发性有机物（VOCs）组分监测。

大气污染会危害人体健康，引发温室效应，加剧全球变暖，严重影响地球生态。人类活动是造成大气污染的主要原因。工业废气与机动车尾气不仅含有NO、CO等有害气体，还含有细小颗粒物。如果污染物没有得到有效处理，就直接排入大气环境，可能引发酸雨、臭氧层破坏等问题，造成严重的生态危机。除此之外，自然环境因素引发的大气污染也不容小觑，如火山喷发、沙尘暴袭击、森林火灾等。为改善大气环境，必须利用好现代化大气监测技术，实时开展大气监测，坚持预防为主，防治结合，从源头着手开展减排治污，科学应对大气污染问题。

2 大气监测在城市环境治理中的应用价值

2.1 指导大气污染治理

加强大气质量在线监测，能为大气污染治理提供重要依据。当前，我国针对大气污染问题推出一系列的监测机制和治理举措，并以此为指导，推进环保工作的开展，以追求社会的可持续发展。大气监测可利用智能监测装置的动态采集、多元分析、实时报警功能，全面处置乱排乱放现象，推动大气污染的实时管控和高效治理。要结合大气环境的关键数据核查污染源，并通过试验检测确定污染程度，以确保大气污染治理有理有据，有导向、有重点，从而提高环境治理的针对性和实效性。大气监测可直观反映地区环境空气质量差异，探明区域大气污染的严峻程度及影响要素，实用效果显著。

2.2 提高执法监督力度

当前，大气监测技术发展非常迅速，在大数据、物联网、云平台等支撑下不断升级，其监测范围更广，监测精度更高，提高了执法监督的有效性、针对性和精准性。大气污染治理可以融入卫星定位技术，构建信息化大气监测的新格局。大气环境监测系统利用大气污染数据走势图，可以快速识别某一时间段某区域排污单位是否存在排放未达标废气的问题，并探明废气排放是否过量。同时，它可以采集海量且准确的数据信息，为大气污染治理提供诸多便利，并加大对排污单位的执法监督力度，其工作原理如图1所示。

图1 大气环境监测系统的工作原理

2.3 核查污染物排放

大气环境监测系统不仅可以监测周围的环境指标，明确大气污染问题，还能够直观显示污染物排放量，生成历史记录，用于对比核查。尤其是在24 h在线监测装置投入使用后，大气污染物排放核查效益明显提升。当前，部分企业基于投机心理会随意排放废气，而24 h在线监测技术的问世让废气随意排放行为无处遁形。该技术可快速查明污染物排放量是否合理，一旦发现污染物排放超标，第一时间自动上报监管部门并采取行动，实现了大气污染的早预防、早发现、早处理。

3 大气环境立体监测技术的创新应用

3.1 色谱监测

色谱监测是大气监测中的热门技术，其主要采用气相色谱和质谱联用技术进行大气有机污染物的监测，具有检测精度高、灵敏度高及快速响应的优势，但应用成本较高，可根据监测需求酌情选用。色谱监测主要利用色谱柱分离被测样品。在监测时，气体相当于流动相，固体相当于固定相，针对其分配系数差异，可将混合物汽化后通入色谱柱中，多次分配后，异质分离并按照顺序离开色谱柱。不同物质离开时产生的离子流信号存在差异，将其放大，即可形成气相色谱。

3.2 电化学监测

电化学监测具有较好的敏感性与选择性，在有毒气体监测中的优势显著。它主要利用电化学传感器与被测气体反应产生的电信号大小判断大气污染程度。一般来说，较小的气体分子可以通过细小毛管型开孔与传感器互动，穿过疏水屏障层，达到其电极表层并发生反应，产生电信号。电信号的大小与气体浓度直接相关，可根据其数值情况判断气体污染物浓度指标，为大气污染管控提供有效参考。

3.3 光学监测

光学监测具有良好的技术应用扩展性。目前，常见的光学监测技术有差分光学吸收光谱法、傅里叶红外光谱法。运用光学监测技术时，应先明确环境监测目标，从气候特征、光吸收程度等方面考察技术实用性，选定合理的光学监测方案。差分光学吸收光谱法主要对照气体吸收后的气溶胶光学厚度变化（分为随波长快速变化部分和缓慢变化部分），明确气体分子的特征和光吸收程度，进而开展光谱分析，计算被测气体指标参数。傅里叶红外光谱法要让样品路与参考路的光相互干扰，通过傅里叶变化将干涉图转化为红外光谱图，以探明气体成分。

3.4 遥感监测

遥感监测可实现大气污染物的智能量表采集、实时通信传输和综合监测评估，其支持多角度、全方位的大气监测，目前主要应用于大气成分分析、污染源识别、污染程度判断等。遥感平台主要包括卫星和无人机。当前，我国提高了对卫星遥感的重视度，取得一定的应用成效。卫星遥感可根据大气监测的多重需求，灵活调整气体指标，不仅可以系统、全面、实时地采集样本数据，还能够与不同类型的光谱仪器兼容，实现多光谱监测，具有良好的市场前景。大气环境监测平台构建过程可以利用遥感监测，前端采集装置可选用无人机搭载，通过飞行轨迹设定使其沿既定路线采集样本数据并监测区域大气污染情况。在5G通信支持下，数据被快速传输到大气环境监测平台，形成大气成分参数表，平台利用可视化技术进行图表展示、成像展示等。同时，平台还可通过特征分析快速识别污染源，判断大气污染现状，并采用不同颜色将气体浓度及分布情况直观展示出来，方便根据图像对应的大气污染分布区域和污染等级进行统筹防治。梅州市区域大气监测采用无人机遥感，可准确获取环境空气质量指数（），判断日空气质量等级。2021年9月，监测人员根据无人机回传的监测数据，精准判断出首要污染物为O，如表1所示，其污染持续时间长，危害大。按照大气监测结果，梅州市积极开展NO、VOCs等关键污染物排放管控，以有效减轻臭氧污染。

表1 2021年9月梅州市大气监测结果

4 大气监测技术创新应用的保障

4.1 让环境监测走市场化之路

传统的大气监测开展时，政府不仅要到场开展监测，还要负责污染治理管控，任务繁重、工作量大，很容易出现疏漏。因此，必须让环境监测走市场化之路，针对区域重点污染问题，构建高效、系统、精准的大气环境监测系统，将监测设备放置在污染现场，并将使用权下放，生产企业可以将其运用到生产监督及环境治理中。政府则负责远程监管，定期抽查，督促企业加强大气监测与污染治理，建立自我监督体系。二者相互协作，从而提高大气污染防治的整体实效。

4.2 合理应用新型技术，推进大气监测技术创新

传统或单一的监测技术很难满足复杂的大气监测需要。因此，要合理利用大数据、云计算等新型技术，不断对大气监测技术进行创新，增强污染源识别、污染物检测等的科学性、准确性和高效性。要基于大数据整合的思维，将人工智能与大气监测相结合，实现多种技术的灵活运用，优势互补，从而全面提升大气监测成效。

5 结语

研究表明，只有重视大气监测技术的创新研发与推广应用，才能提升大气监测质量；只有制定科学的大气污染防治策略，才能正本溯源，防微杜渐，推进我国绿色可持续发展。当前，我国大气监测技术的应用效果还不够理想，企业个体参与积极性欠佳。因此，必须重视宣传，加强引导，确保多主体的协同配合，做好大气监测技术的推广应用，以便更好地应对大气污染问题，切实改善生态环境。