道路扬尘在线监测系统

扬尘是PM10、PM2.5等大气颗粒物的重要来源之一。其深层次原因是我国快速工业化、城镇化过程中所积累环境问题的显现，高耗能、高排放、重污染、产能过剩、布局不合理、能源消耗过大和以煤为主的能源结构持续强化，城市机动车保有量的快速增长、污染排放量大幅增加、污染控制力度不够，主要污染物排放总量远远超过环境容量等多种原因。为进一步强化扬尘污染综合整治，加强社会监督，山东省生态环境厅组织开发了“扬尘随手拍”系统，并于12月1日上线运行。“扬尘随手拍”系统将依靠群众监督力量，进一步拓宽问题发现渠道，为监管部门快速、解决群众身边突出扬尘污染问题，提供有效路径，切实形成全社会共治共享的良好氛围。在日常生活中，群众如果发现了施工工地（建筑、市政、水利、公路、拆迁工地等）、道路、渣土车运输、工业企业料场堆场、港口码头、露天矿山、垃圾填埋场、建筑垃圾消纳场等方面的扬尘污染问题，可对问题进行拍照或录制视频，并进入相关微信公众号，进行问题反映。合理有效的监管扬尘污染，不仅仅接受市民的监督投诉就行，还需要建设配套的扬尘监测系统，帮助治理监控扬尘污染。政府及相关部门要求对其环境数据进行在线远程监测，例如：温湿度、PM2.5、PM10、噪声、风速、风向等监测要素信息。为此，建大仁科推出一款扬尘监测系统，利用现代科学技术对扬尘的排放程度进行客观、科学、准确的量化和评价，是建筑工地，城市管理，大型工厂企业扬尘排放浓度监测的选择，也是环保，建设，城市管理，交通，市政等相关部门对大气污染悬浮颗粒物排放源头控制评价的重要依据。建大仁科扬尘监测系统由扬尘监测站、传输系统、监控软件云平台及喷淋系统（雾炮）组成，利用物联网感知、数据无线通讯、数据库和地理信息系统等技术，集要素采集、数据传输、统计分析与多维数据展示为一体，实时监控监测点要素，通过GPRS/4G无线方式将环境监测要素上传至云平台。该系统充分考虑扬尘监控系统实际需要和信息技术发展趋势，根据监测点现场的特点，设计选用功能适合现场情况，符合扬尘监控要求的系统管理方案，具有实时数据图表展示、数据超限报警以及对数据记录、查询、统计、报表输出等多种功能。该系统还可与各种污染处理装置联动，以达到自动控制的目的。 扬尘监测系统优势（1）扬尘监测站能够采集空气温湿度、噪声、PM2.5PM10、TSP、风速风向、大气压力、SO2、NO2、CO、O3等环境要素的实时数据，并通过通讯模块将所有的数据上传，主要被用在各类在建工地中进行环境监测。（2）通过GPRS/4G进行数据上传，现场无需布线，仅通过一张小小的手机流量卡通过GPRS天线实现数据对接企业和政府平台，十分方便。（3）扬尘监测云平台采用物联网、云计算等技术开发，基于B/S结构开发，通过电脑网页、手机APP等多种终端登录后，可对扬尘监测站进行远程管理，如设置各参数的限值，开启电话、短信、邮件等报警方式。当平台接收的实时数据超过限值时，系统将以平台设定的报警方式给管理人员发送报警信息。（4）扬尘监测站支持通过手机APP远程编写LED屏幕标头，勾选需要显示的环境要素，设置LED屏切屏时间等。（5）扬尘监测站通过继电器输出连接现场的二级继电器，默认控制雾炮，同时也可控制吊塔喷淋及工程洗车机等设备。如通过手机APP远程设置各要素的报警值，雾炮等降尘设备的最小和最长工作时间等；若环境中的颗粒物浓度超限了，系统将自动联动开启雾炮、塔喷等降尘设备，到设定的时长后自动关闭。（6）建大仁科扬尘监测系统可免费对接政府扬尘监管系统，实现数据共享，远程监测现场扬尘的实时排放情况。

扬尘是由于地面上的尘土在风力、人为带动及其他带动条件下而进入大气的开放性污染源，是环境空气中总悬浮颗粒物的重要组成部分，也是雾霾形成的主要原因之一。城市扬尘源具有开放性、空间多源性、广泛性、排放随机性等特征。当前城市区域扬尘来源分为一次扬尘和二次扬尘。一次扬尘是在处理散状物料时，由于诱导空气的流动，将粉尘从处理物料中带出而污染局部地带。二次扬尘是由于流动空气及设备部件转动生成的气流，把沉落的粉尘再次扬起而导致的。城市扬尘种类　　工地扬尘主要成分粒径分布排放特点影响程度矽尘、水泥厂、木屑粉尘、石膏粉尘、岩棉泡沫尘等粒径10um的颗粒物约占65%；粒径1um的颗粒物约占95%面源排放25%~40%市区施工工地对城市环境空气质量影响较大 　　　　交通扬尘主要成分粒径分布排放特点影响程度块、沙土、垃圾、废物、生物碎屑、路面老化破损、尾气排放、机动车刹车片、轮胎磨损等粒径10um的颗粒物约占47%；粒径1um的颗粒物约占95%线源排放25%~35%；主干交通车流、人流量大，对城市环境空气质量影响较大。 　　工业粉尘、烟尘主要成分粒径分布排放特点影响程度金属粉尘、木材粉尘，水泥粉尘、生物粉尘、金属融粒，木油煤不完全燃烧产生的烟尘等粒径分布范围广，机械加工和粉碎产生的粉尘粒径较大，不完全燃烧产生的烟尘和冶金产生的金属融粒粒径较小。室内排放为主，封闭性较好，烟尘主要通过点源对外排放15%~30%一般离市区比较远，封闭性较好，对城市环境空气质量影响较小。 城市扬尘监控现状　　当前城市扬尘在线监测手段可进行颗粒物浓度、噪声、视频、温湿压、风等多重参数综合监测，但由于城市扬尘排放具有无组织排放、排放源类型复杂、易扩散及存在偷排、漏排现象等特点，导致城市扬尘监控仍面临以下问题：　　监控难：工地多、无组织，扬尘布点监控难，监测人力少；　　分析难：局地以及外源传输的一次、二次粗、细颗粒物混杂，扬尘监控网络未建立，数据积累不足，监测数据简单堆积，需要逐一甄别，效率低；近地面点式监测，难以说清楚区域内扬尘的来源、分布和变化趋势；　　追责难：收集证据难，且未建立明确的评价指标、体系以及依法追责制度，难以实现追责和有效管理。 “地空一体化”扬尘在线监控系统 　　中科光电“地空一体化”扬尘在线监控系统由扬尘噪声在线监控系统和颗粒物扫描激光雷达两大部分组成。　　扬尘噪声在线监控系统　　扬尘噪声在线监控系统智能化地集成了颗粒物、噪声、云台摄像机、风速风向传感器，温湿度传感器等监测设备，可全面布设在区域内各主要建筑工地、道路、码头、混凝土搅拌站、重点工业工矿企业等颗粒物污染排放源附近，实时获得tsp、pm10、pm2.5、噪声、视频、温度、湿度、风速风向等近地面数据；　　颗粒物扫描激光雷达　　颗粒物扫描激光雷达不断扫描，通过监测区域内的消光系数，退偏振度、边界层高度、能见度等信息，获得区域立体空间内扬尘分布，沉降情况，还可以识别粗细粒子，判断是二次源还是一次源，了解区域间扬尘的输送，从而实现对整个城市区域内扬尘来源、现状、发展变化趋势的掌握。　　应用“地空一体化”扬尘在线监测系统，微观上可进行浓度数据和视频实时查看、报警抓拍；宏观上可实现对城市区域空间内的扬尘污染作全天候监控，为巡查人员监控取证、行政干预、应急响应、纠纷处置，为管理部门确定扬尘来源、了解扬尘减排治理措施的效果，为政府制定政策规划、空气质量改善行动计划，为各部门信息联网共享、协同管理提供了技术支撑和依据。 “地空一体化”扬尘在线监控系统 “地空一体化”扬尘在线监控系统平台　　“地空一体化”扬尘在线监控系统平台包括实时监测、工地管理、设备管理、历史查询、统计分析、视频观看、报警处理、评价方法等多项功能，同时，系统平台将颗粒物扫描激光雷达的垂直监测、垂直扫描、水平扫描、一定仰角（如45°）探测、走航观测等探测模式进行高度集成，实现了区域内扬尘分布、来源、变化趋势的全方位立体化监测。高效、精细的实时监控，为政府监察部门的多维取证、依法追责提供有效数据支撑。登录页面实时监测——近地面数据实时监测——水平遥感污染源监测实时监测——走航道路交通监测历史查询设备管理“地空一体化”扬尘在线监控系统系统优势　　基于物联网思维的智能联动技术，云台摄像机除了预置位抓拍之外，还可以根据颗粒物和噪声报警信息，风速风向信息、智能判断方向进行抓拍，更加准确获取污染源头的位置信息，满足实时性与精细化监管的需求。　　近地面监测和立体监测的集成创新。多要素多手段综合监测，不仅有量化数据，视频图像取证，还有区域立体空间的颗粒物分布现状、发展变化趋势分析，微观和宏观结合，证据丰富有力，结论一目了然，突破无组织排放监控的技术难题。　　基于大数据挖掘、分析的环保云应用平台。可以实现海量扬尘监测数据、环境空气监测站数据的多角度统计分析和比较，满足大数据的价值挖掘和应用，实现监测系统的云端运营、大数据的云端分析，为政府、企业提供环境治理的技术咨询，同时手机app的应用能让公众随时掌握所在地的颗粒物、噪声等环境指标。　　核心设备采用行业标杆公司顶级产品，成熟稳定可靠，使用寿命长。该产品内置了加热器控制湿度水平，不仅保护电子和光学系统，还可以排除湿度对测量结果的影响，测量更加准确；　　海量数据的高速存储，本地数据存储容量大于等于1t，通讯接口具备可扩展。　　停电后可长期保存系统设置参数，电源恢复后可自动启动，进入工作状态。　　“地空一体化”扬尘在线监控系统实现了建筑工地扬尘污染在线监测、管理一体化，提升了科学管理的效率和能力。该系统对掌握建筑工地扬尘污染现状的真实状况，以及采取控尘措施的效果具有权威性。该系统可用定量化、可视化的数据反映扬尘污染治理的水平，是建设智慧环保的有效手段。

“扬尘是一种十分复杂的尘源，目前国内外尚没有对扬尘统一的定义。”当前，扬尘的治理和监管已成为城市空气质量改善的重要工作领域。但我国扬尘监测跟不上治理需求，存在监测指标、监管系统和监控机制等方面的短板。　　当前，扬尘的治理和监管已成为城市空气质量改善的重要工作领域。但据悉，目前监测设备、指标设定还跟不上治理需求 单侧点监管系统也存在不少缺陷 在监管方式上，没有安装在线扬尘监测设备的施工场地，工地施工人员与环境监管人员“躲猫猫”，依靠执法人员人工巡查，很难抓住现行。　　工地与环境监管“躲猫猫”　　工地多，监管人力有限不能全覆盖　　在没有安装扬尘监测系统的工地，常发生施工人员与环境监管执法人员“躲猫咪”现象，严重影响了扬尘污染监管。　　据介绍，上海环保局环境监察总队日前在暗访检查工地过程中，发现浦东新区原世博园区有一个施工工地，在平整道路时，露天作业 也没有设置洒水池等有效防护措施，进出渣土车辆驶过，尘土飞扬，路过工地的人们纷纷掩鼻而过，扬尘污染严重。　　同日，在上海徐汇区龙华寺附近的一建筑工地，也发现在开挖地面时没有任何防护，大门有一个冲洗水池，水比较浅，起不到冲洗的作用，渣土车辆进出大门，掀起一股气浪，尘土满天飞扬。　　或许是工地管理人员发现了暗访执法人员，当第二天再到工地时，工地环境发生了一些改观，虽有扬尘污染的痕迹，但并不严重。　　当环境监察人员进入工地查询时，工地管理人员却矢口否认昨天有扬尘污染情况发生，工地保持宁静，停止施工，也不见车辆进出。由于没有安装监控系统，没有抓个现行，环境监察部门无法处理，工地逃过处罚。　　据了解，目前上海市很多地区对扬尘的监控，主要依靠环境执法人员去工地现场巡检，因人力有限，不仅难以全覆盖，也缺乏时效性。　　据上海市环保部门人士介绍，工地扬尘在时间上具有偶发性、在地点上具有不固定性，要达到控制污染源的效果，采取全面、有效的监控手段极为重要。　　扬尘单测点监管系统有天然“缺陷”　　监测结果不全面、真实性差、难通用　　据了解，扬尘污染是上海大气污染治理的一大顽症。根据上海市大气细颗粒物来源解析最新结果，扬尘已成为仅次于移动源、工业生产和燃煤的第四大污染源。　　近年来，上海开始实施工地扬尘在线监测试点工作，取得了一定成效，比如“泥头车”现象显着减少、施工企业的扬尘控制意识有所加强等。但相关人士坦言，这种监管也暴露出许多问题。　　首先，现有系统难以保证监测结果的全面性。相关环保人士透露，目前所采用的扬尘监测系统在每个施工工地(不论面积多大)仅设置一个测点，由于工地面积范围较大，且城市区域风向等气象参数多变，扬尘发生的位置不可能仅仅局限在一处，因此，单点监测既无法判断扬尘产生的位置，也无法确定扬尘落点的位置。　　其次，现有系统难以反映监测数据的真实性。现有系统采集的数据一般都经由自有平台进行修正后再显示在终端上，数据的准确性受修正方法的影响，导致显示数据与真实值始终存在较大误差。　　另外，现有系统难以实现数据传输的通用性。不同企业生产的扬尘在线监测系统使用各自的通信协议，虽然能满足设备到各自监控平台的数据传输，但彼此之间的数据传输标准不统一，互相之间无法形成有效的信息共享，也增加了环保部门的监管难度，不利于形成标准化、规范化的扬尘监管体系。　　业内人士认为，单测点监管系统有天生缺陷，不能很好地起到监管威慑作用，已不适应目前扬尘整治工作新要求，更何况只安装在试点工地。　　扬尘监测跟不上治理需求　　大部分是事后监测，技术不太成熟、设备不足　　“扬尘是一种十分复杂的尘源，目前国内外尚没有对扬尘统一的定义。”CTI华测检测认证集团环境事业部华北区经理文唤成说。　　在环保领域，《防治城市扬尘污染技术规范》(HJ/T393-2007)指出，扬尘是地表松散颗粒物质在自然力或人力作用下进入到环境空气中形成的一定粒径范围的空气颗粒物，主要分为土壤扬尘、施工扬尘、道路扬尘和堆场扬尘。　　文唤成介绍说，通过对颗粒物监测，可以为大气污染防治以及污染源解析提供数据支撑。目前，国内对扬尘的手工监测结果大部分是以小时均值、日均值等形式体现，不能全面反映瞬时污染或者实时污染。特别是一些瞬时高污染，手工监测容易受采样时空的限制而未采到代表性的样品，属于事后监测。　　目前反映扬尘的环境监测指标有：总悬浮颗粒物、PM10、PM2.5、降尘等，针对这些指标，其中有些监测技术不太成熟、缺乏专业设备，影响检测结果的准确性。　　比如《防治城市扬尘污染技术规范》(HJ/T393-2007)中的道路积尘负荷指标，是衡量道路扬尘排放的重要指标，需要用到带收集装置的真空吸尘器、封闭的摇床等设备，生产厂家很少，市场上很难采购到，给道路扬尘监测带来困难。　　文唤成说，CTI华测检测作为第三方监测机构，对扬尘监测有所涉足，但企业主动委托监测需求量不多。　　他认为，应重视扬尘监测，加强立法以及标准和技术指南的制定工作，同时要加大监测技术研发力度，推动扬尘污染防治。