某市大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统

一、项目背景某市长期以来形成的产业和能源结构问题，以及受地理和气体条件等因素的影响，多年来大气环境质量改善一直压力巨大，只有找到本地污染来源，综合地理、气象、环境衍生等众多条件，才能有效的对减排进行精准决策和快速应对，由此，环境管理部门需要寻找新的出路和解决方案，对城市大气环境质量进行实时的全网覆盖监测，以此实现“定向管控，限时治理，即时见效”的管控目的。二、系统概述大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统由感知层、平台层、应用层三部分组成。1. 感知层有价格低、易部署的微型站与国标方法的扬尘站、小型站等组合布点，构成监测网络全覆盖的感知体系。系统可监测常规项空气六参数（PM10/PM2.5/SO2/NO2/CO/O3）及VOC5,氯气、硫化氢、氨气等多种特征污染参数，并根据客户需要自由组合监测指标。2. 平台层通过无线传输方式接受监测收据，进行数据的存储和处理，并对监测数据进行比对，甄别异常数据，发现异常设备。3. 应用层利用大数据技术挖掘数据之间的联系，结合气象数据，地理信息数据，环境质量模型，实现各种环境业务及管理应用，为环境管理部门有效监管与污染减排效果评估提供支撑。三、建设内容某市大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统的监控网格主要包括城市环境空气质量监控网格、城市及周边重要的污染源监控网格、交通监控网络、超级空气站应急系统软件平台建设五部分。（一）市区环境质量监控网格1.环境质量监控网格根据不同的的监控区域（城市、郊区、农村、乡镇、城乡结合部等）的监测和管理要求，以1Km为标准网格间隔（可以根据环境和管理需求适当调整网格间隔）。对检测网格进行划分，在每个网格线交点放置1台微型空气质量监测仪，共计79套微型空气质量监测仪。2.敏感区域监控网格以某市区6个国控点为中心，对其周边一公里范围内的东、南、西、北4个方向，及2公里范围内的东北、东南、西北、西南4个方向分别进行污染情况监控。每个国控点周边架设8套微型空气质量监测仪（监测参数为PM2.5、PM10、SO2、NO2 CO/O3）,由于实际情况不同，实际布设点位有所变动，并且，由于有些国控站点距离较近，造成有些点位可能重复，综合上述情况，优化后敏感点网格点位，共计42个点位。3.传输区域监控网络取城市主区域中心，半径取城市主区域中心与周边区县交界最远距离，在网格中心的正北、正东、正南、正西、东北、东南、西北、西南方向安装微型空气质量监测仪：同时在该网格基础上，向外扩张4-5千米，在形成的监测网络上正北、正东、正南、正西、东北、东南、西北、西南方向安装微型空气质量监测仪（可根据环境监管需求增减监测点位）。根据某市实际情况，共布设15个点位。4. 扬尘监控网络在每个工地的区域内或出口布设一套便携式颗粒物监测仪（国标方法），在工地边界的东北、东南、西北、西南4个角分别布设一套微型颗粒物监测仪（用于趋势分析和预警）。目前某市主要在建工地项目有41个按照每个工地配一套β射线法颗粒物监测仪，4套微型颗粒物监测仪的方式进行布设，供需41套β射线法颗粒物监测仪，164套微型颗粒物监测仪。5. 企业监控网格某市市区内企业主要是一些陶瓷厂以及涉VOC排放企业，共需42套微型空气质量监测仪，44套微型VOC监测仪。6. 生活源监控网格针对某市内主要的22家机关事业单位食堂（就餐人数300人以上）进行监控，在油烟排放口下风向20米范围内，分别安装1套微型颗粒物监测仪，共需22套微型颗粒物监测仪，同时，针对某城区加油站点进行TVOC检测，共需布设12套微型VOC监测仪。（二）交通监控网络环境空气质量监控网格基础上，针对城市重要交通路口以及大型车辆较多的路段上安装黑烟车智能检测识别系统，自动识别冒黑烟的车辆，并将排放黑烟的车辆图片上传到相关管理部门，对黑烟车辆进行综合整治，根据某市车辆行驶状况，在7个设置交通监测点位，每个点位安装1套黑烟车智能监测识别系统，共需14套黑烟车智能检测识别系统。（三）重点污染源监控网格某市工业企业以钢厂为主，主要分布在城区边缘区域，但由于比较集中，并且规模较大，因此需要重点监管，现以市中心为原点，向东南西北四个方向延伸25Km，将位于此范围内22家重点污染企业进行点位布设，共需92套微型空气质量监测仪，22套微型VOC监测仪以及22套小型空气站。（四）超级站针对某市空气质量污染因子多而复杂的特点，在市区建设1个超级站，旨在精确分析该区域市内特征因子污染浓度，从颗粒物成分理化空间对空气污染来源进行解析，辅助前述从颗粒物地理空间来源解析的网络化监测数据，为当地空气质量分析提供更为科学和详实的数据，并配套建设超级站数据采集和分析软件平台，实现对数据实时分析和应用。仪器名称测量组分测量原理时间分辨率环境空气质量连续监测系统PM10、PM2.5、SO2、NOx、CO、O3紫外荧光，化学发光、气体滤光相关法、紫外光度法、β射线吸收法1hVOCs在线监测挥发性有机物组分{C2-C12}气相色谱≧30min大气重金属在线监测仪Pb、Cu、Cd、Hg、As、Zn、Ni、Ba、Fe、Ag、Se、Sb、Co、Mn、Tl、V、CaX射线荧光光谱技术1hOC/EC分析仪OC/EC热光法测量技术1h气体组分及气溶胶在线监测仪硫酸盐、硝酸盐、铵盐离子色谱技术1h浊度仪光散射技术光散射技术1min四、系统功能1.科学设点，全方位监测采用高密度网络点布设实测的方法，实现整个区域高时间分辨率，高空间分辨率和多参数的实时动态监测，对区域内污染源重点监控，科学评估区域内主要固定污染源、工业园区、道路交通、无组织排放源的污染排放情况及其对环境空气质量的影响。2.建立监测预警、指挥、执法四位一体的监管模式创新监管模式，实现监测与监管的协同联动，系统一旦发现异常数据，通过手机APP，微信等方式自动推送至责任单位及主管部门，实现定向管控，限时治理，即时见效的管理目标。3.大气污染防治决策文件（1） 综合环境质量分析模型，实现更精准的预报预警，增强重污染大气、环境突发事件快速反应和处置能力。（2） 结合颗粒物成分实时监测数据及动态源解析模型，掌握不同区域、不同行业的污染贡献，实现靶向治理。某市大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统 一、项目背景 某市长期以来形成的产业和能源结构问题，以及受地理和气体条件等因素的 影响，多年来大气环境质量改善 一 直压力巨大，只有找到本地污染来源，综合地 理、气象、环境衍生等众多条件，才能有效的对减排进行精准决策和快速应对，由此，环境管理部门需要寻找新的出路和解决方案，对城市大气环境质 量 进行实 时的全网覆盖监测，以此实现“定向管控，限时治理，即时见效”的管控目的。 二、系统概述 大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统由感知层、平台层、应用层三 部分组成。 1.感知层有价格低、易部署的微型站与国标方法的扬尘站、小型站等组合布 点，构成监测网络全覆盖的感知体系。系统可监测常规项空气六参数 (PM/PM ，/SO，/NO，/CO/O，) 及 VOC ，氯气、硫化氢、氨气等多种特征污染参数，并根据客户需要自由组合监测指标。 2.平台层通过无线传输方式接受监测收据，进行数据的存储和处理，并对监 测数据进行比对，甄别异常数据，，发现异常设备。 3.应用层利用大数据技术挖掘数据之间的联系，结合气象数据，地理信息数 据，环境质量模型，实现各种环境业务及管理应用，为环境管理部门有效监管与 污染减排效果评估提供支撑。 三、建设内容 某市大气污染防治网格化精准监控及决策支持系统的监控网格主要包括城 市环境空气质量监控网格、城市及周边重要的污染源监控网格、交通监控网络、超级空气站应急系统软件平台建设五部分。 (一)市区环境质量监控网格 1.环境质量监控网格 根据不同的的监控区域(城市、郊区、农村、乡镇、城乡结合部等)的监测 和管理要求，，以1Km为标准网格间隔(可以根据环境和管理需求适当调整网格 间隔)。对检测网格进行划分，在每个网格线交点放置1台微型空气质量监测仪，共计79套微型空气质量监测仪。 2.敏感区域监控网格 以某市区6个国控点为中心，对其周边一公里范围内的东、南、西、北4个方向，及2公里范围内的东北、东南、西北、西南4个方向分别进行污染情况 监控。每个国控点周边架设8套微型空气质量监测仪(监测参数为 PM2.5、PM10、SO2、NO2 CO/O3)，由于实际情况不同，实际布设点位有所变动，并且，由于有 些国控站点距离较近，造成有些点位可能重复，综合上述情况，优化后敏感点网 格点位，共计42个点位。 3.传输区域监控网络 取城市主区域中心，半径取城市主区域中心与周边区县交界最远距离，在网 格中心的正北、正东、正南、正西、东北、东南、西北、西南方向安装微型空气 质量监测仪：同时在该网格基础上，向外扩张4-5千米，在形成的监测网络上正 北、正东、正南、正西、东北、东南、西北、西南方向安装微型空气质量监测仪 (可根据环境监管需求增减监测点位)。根据某市实际情况，共布设15个点位。 4.扬尘监控网络 在每个工地的区域内或出口布设 一 套便携式颗粒物监测仪(国标方法)，在 工 地边界的东北、东南、西北、西南4个角分别布设一套微型颗粒物监测仪(用 于趋势分析和预警)。目前某市主要在建工地项目有41个按照每个工地配一套 射线法颗粒物监测仪，4套微型颗粒物监测仪的方式进行布设，供需41套β射线 法颗粒物监测仪，164套微型颗粒物监测仪。 5.企业监控网格 某市市区内企业主要是一些陶瓷厂以及涉 VOC 排放企业，共需42套微型空 气质量监测仪，44套微型 VOC监测仪。 6.生活源监控网格 针对某市内主要的22家机关事业单位食堂(就餐人数300人以上)进行监 控，在油烟排放口下风向20米范围内，分别安装1套微型颗粒物监测仪，共需 22套微型颗粒物监测仪，同时，针对某城区加油站点进行 TVOC 检测， 共需布设 12套微型 VOc 监测仪。 (二)交通监控网络 环境空气质量监控网格基础上，针对城市重要交通路口以及大型车辆较多的 路段上安装黑烟车智能检测识别系统，自动识别冒黑烟的车辆，并将排放黑烟的 车辆图片上传到相关管理部门，对黑烟车辆进行综合整治，根据某市车辆行驶状 况，在7个设置交通监测点位，每个点位安装1套黑烟车智能监测识别系统，共 需14套黑烟车智能检测识别系统。 (三)重点污染源监控网格 某市工业企业以钢厂为主，主要分布在城区边缘区域，但由于比较集中，并 且规模较大，因此需要重点监管，现以市中心为原点，向东南西北四个方向延伸 25Km， 将位于此范围内22家重点污染企业进行点位布设，共需92套微型空气 质量监测仪，22套微型 VOC 监测仪以及22套小型空气站。 (四)超级站 针对某市空气质量污染因子多而复杂的特点，在市区建设1个超级站，旨在 精确分析该区域市内特征因子污染浓度，从颗粒物成分理化空间对空气污染来源 进行解析，辅助前述从颗粒物地理空间来源解析的网络化监测数据，为当地空气 质量分析提供更为科学和详实的数据，并配套建设超级站数据采集和分析软件平 台，实现对数据实时分析和应用。 仪器名称 测量组分 测量原理 时间分辨率 环境空气质量连续监测系统 PM10、PM2.5、SO2、NOx、CO、03 紫外荧光，化学发光、气体滤光相关法、紫外光度法、β射线吸收法 1h VOCs在线监测 挥发性有机物组分{C2-C12} 气相色谱 ≥30min 大气重金属在线监测仪 Pb、Cu、Cd、Hg、As、Zn、Ni、Ba、Fe、Ag、Se、Sb、Co、Mn、TI、V、 X射线荧光光谱技术 1h Ca OC/EC 分析仪 OC/EC 热光法测量技术 1h 气体组分及气溶胶在线监测仪 硫酸盐、硝酸盐、铵盐 离子色谱技术 1h 浊度仪 光散射技术 光散射技术 1min 四、系统功能 1.科学设点，全方位监测 采用高密度网络点布设实测的方法，实现整个区域高时间分辨率，高空间分 辨率和多参数的实时动态监测，对区域内污染源重点监控，科学评估区域内主要 固定污染源、工业园区、道路交通、无组织排放源的污染排放情况及其对环境空 气质量的影响。 2.建立监测预警、指挥、执法四位一体的监管模式 创新监管模式，实现监测与监管的协同联动，系统一旦发现异常数据，通过 手机APP， 微信等方式自动推送至责任单位及主管部门，实现定向管控，限时治 理，即时见效的管理目标。 3.大气污染防治决策文件 (1)综合环境质量分析模型，实现更精准的预报预警，增强重污染大气、环境突发事件快速反应和处置能力。 (2)结合颗粒物成分实时监测数据及动态源解析模型，掌握不同区域、不 同行业的污染贡献，实现靶向治理。