大气自动监测技术探讨

来源:用户上传      作者:

　　【摘要】本文主要对大气自动监测系统建设过程中遇到的采样点布设、监测仪器的选择和污染物分析等技术问题进行探讨。随污染地区的面积，污染源的种类及规模、地形地势及气象条件的不同，大气污染的状况也不同。监测点的选定，同监测仪器的选择和污染物分析具有同等重要的地位，如果选择不当，会使所得数据价值不大，并会对以后多年的工作都有影响。
　　【关键词】环境;监测;大气自动监测
　　
　　一、大气自动监测系统采样点的分布
　　空气自动监测站点应建在所在区域内具有代表性、能够反映区域环境空气质量总体水平的地方。因此，经过科学测定选出来的监测站点采集的数据是可靠、准确的。
　　大气扩散风洞模拟试验可模拟春、夏、秋、冬自然气候，包括气温气压、风向、风速、湿度、地形地貌、建筑物、高山、大海、湖泊等，然后将污染源设置在实际地点，调节污染源排放浓度，进行排放，同时进行全面的测试，计算确定污染物最大落地地点，进行监测点的设置。也可以根据大气稳定度、地面风速、常年风向频率、太阳辐射强度、污染源高度等因子，代入大气扩散规律方程进行计算，依据计算结果进行布点。
　　二、大气自动监测系统的样品采集
　　大氣自动监测系统空气采样必须经过颗粒物过滤和发生干扰物质的分离，否则，就会损坏自动测试仪器和影响测试精度。空气在太阳光照时下，空气中的某些污染物质在不停地发生光化学反应，当空气被抽入光线较暗的采样管道中，有些光化学反应停止，而且向可逆方向进行。
　　三、大气自动监测系统所需要的测试仪器
　　自动监测无人操作，空气采样，分析测试组装在一起，数据通过电话线，或者电传和无线通讯送到监测中心主计算机。由于这些仪器用于大气自动监测，所以它和实验室仪器有所区别，实验室仪器的采样和分析均为手动，自动监测仪器采用的分析技术比实验室仪器在响应速度、选择性和灵敏度几个方面要更有特点，另外，因为自动监测仪器工作周期长，不需维护能连续工作几个月，需要很好的稳定性，而且不用化学试剂。
　　（一）测试响应速度
　　在实验室分析时间不很重要，采样时间和分析时间也可不一致，然而，自动监测仪器的分析响应时间一定要求瞬时完成，因为污染物浓度变化速度相当迅速，响应时间只要几秒钟。一种污染物浓度迅速降低，而另一种污染物浓度增加，决定于风向的相关性，自动监测仪器要跟上这种变化速度，如果响应时间较慢就会把有些特殊的数据丢失了，或者就不是实时数据。
　　（二）自动监测仪器的准确度
　　在实验室样品可分成几份，根据分析程序，经多点标准比较分析。在自动监测系统，特殊的重复测定是不可能的，因为空气中污染物在连续变化，数据的统计处理基于成功的测量。
　　（三）选择性和灵敏度
　　空气中污染物浓度一般很低，只有几个到几十个ppb。自动监测仪器设计要求既要消除干扰、又要准确灵敏。因为仪器的体积越小越能满足实时要求，但因进样小，所以方法灵敏度必须很高。
　　（四）自动监测仪器的校正
　　自动监测仪器必须经过校正，校正的频率决定于仪器本身的稳定程度。校正信号也被送到中心主计算机存贮起来，可作为测量信号的内标信号。
　　（五）大气自动监测系统数传通讯
　　大气自动监测系统数传通讯是进行数据传输，所以采几时分制（tdm），一般情况下用半双工通讯。
　　数据通信系统由数据传输和数据处理两大部份组成，其基本结构是终端设备，数据传输线路（无线、有线均可），通信控制设备和计算机数据处理设备，即数据通信系统的四大要素。
　　（六）大气自动监测数据处理和管理
　　大气自动监测数据处理系统必须有以下几个方面的功能，有效的数据和它们的相互关系，特定的采样次数和数据格式，数据的准确度和它们代表的意义，测量浓度的观察和数据的实时显示，也要有实时统计和对数据进行评价分析，数据的统计计算、校正和研究。中心主计算机要进行各自动监测子站传送来的测量数据的接收、处理和存贮，做出空气污染监测的分析报告和有害物质的浓度显示，对整个监测网进行功能控制，超过规定极限时自动报警，自动报告通讯线路的工作情况，向所属各自动监测子站的计算机发出指令，进行子站数据检索、校准仪器和判断监测仪器故障等。其控制系统备有时间程序，数据传递程序、存贮程序、拉制系统监测程序以及解析和显示程序、数据格式、绘图程序等。
　　系统采用通讯手段和计算机管理将所监测的实时数据及时报告生产调度和管理部门，使之了解厂区大气污染状况，以便采取措施控制污染。同时计算机还储存着污染信息，污染标准值，上级部门下达的重要环保治理、管理指令信息，各厂简单的生产状况以及能源消耗和污染状况，进行信息交换。
　　中心主计算机除了上述功能，还有最大污染水平，平均污染频率分布，并指明与哪些因素有关，供管理与研究单位做出长期环境治理规划，最终反馈控制污染。
　　大气自动监测系统软件，简称环境数据管理系统，主要由cobol等语言编制而成。该系统软件进行通讯、建立数据库、文件编辑、控制查询、校正、整理报表、分析频率分布、绘图、警报和数据存贮等。
　　（七）大气自动监测系统数据精度讨论
　　大气自动监测系统是一个综合性的技术系统，系统中环节多，所以每个环节的精度必须控制在一定的范围之内，使所取得的数据对环保工作有指导作用。
　　三、结语
　　大气自动监测系统大致可分为自动测试，无线、有线数传通讯和计算机处理、控制、管理三个部份。大气自动监测系统一般进行二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、总悬浮微粒、硫化氢、碳氢化合物、臭氧以及风向、风速、气温、气压、相对湿度、雨量、日照度等项目的连续自动监测和控制管理。本文主要阐述大气自动监测系统在建设过程中所遇到的技术问题进行了探讨。对其中的关键技术，如采样点的分布、样品采集、数据采集、传输通讯、数据处理、系统控制和管理等进行了论述。
　　参考文献：
　　[1]蒋楠冰.浅谈环境监测中大气采样技术[J].科技经济导刊，2018（22）.
　　[2]王爱珍.大气采样时间的确定[J].四川环境，1986（4）.
　　[3]马明.略论武钢青山地区大气采样布点[J].武钢技术，1989（1）.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-14969836.htm