环境大气检测中的布点方法与意义

胡鹏飞

摘要：随着经济的发展和人们生活水平的提高，石化燃料目前已经被普遍使用，但其燃烧产生的各种气体会污染大气环境。目前，大气环境问题日益严重，已威胁到我国经济的可持续发展和人们的生命安全，因此，做好大气环境监测工作，提高大气环境监测质量刻不容缓。文章针对环境大气检测中的布点方法与意义进行了具体的分析，以供广大同仁交流探讨。

关键词：大气监测;布点方法;意义

大气环境的好坏直接影响着人类及其它生物的生存和发展，保护人们赖以生存的环境已成为现今社会发展中的一项重要任务。对大气环境进行检测，主要是对大气中污染物的种类和浓度进行布点采样，观察和分析污染物的变化和影响，以适时采取必要的措施，防止污染物对大气造成本质上的破坏，对环境造成重大的影响。

一、大气环境监测的意义

（一）对人的意义

人作为社会活动主体最基本的权利是生存权，大城市的大气环境在无形中对人的身体产生极大的影响，恶劣的大气环境甚至威胁人的生命，因此，对大气环境进行日常监测是保证人的生存权的最基本的要求。

（二）对动植物的意义

动植物动过光合作用或呼吸作用来存活，在这个过程中与空气进行融合;空气中的污染物对周围环境，如土壤、水等的不良影响也会导致动植物受害，甚至导致动物大批死亡，植物大量枯萎。

（三） 对社会环境的意义

大气污染物通过对人、动植物的影响，最终会导致活动的承受体――社会环境不断恶化，大气监测最后是通过对社会环境的监测观察来实现，通过对社会环境中不同时空、不同种类污染物的浓度进行监测，最后有利于对污染浓度进行有效控制，保持社会的可持续发展。

二、环境大气监测中的布点采样原则

大气监测中采样点的布置原则主要有以下几个：

（一）布置大气监测采样点要以当地的人口密集程度和城市工业区的污染情况为基础。对于污染源集中、污染物排放较多、人口数量或流动量较大的区域，应该设置更多的采样点。

（二）要掌握区域风向和污染来源。采样点的设置要与特定地理空间内大气环境污染的变化规律相一致，从而更好地反映特定地理空间内的大气污染情况。例如在季风的上风向设置较少的采样点，而在季风的下风向要设置更多的采样点，以便清晰、直观地反映当地区域内大气环境的破坏情况。

（三）以大气环境的破坏程度为依据对采样点进行分层，将采样点分为低、中、高三个级别，对应不同污染程度和污染层次的监测地区。

（四）注意采样点的设置高度要符合监测目标的需求，例如要测试大气污染物对周围居民造成的影响，采样点的高度应该与人体高度相一致，处于1.5～2 m之间。

（五）要在地形开阔平坦的地区设置采样点，并控制四周建筑物与采样口水平线的夹角，最好将其控制在30°以内，以免影响大气环境中的空气流通。另外，要保障监测点的周围没有高大的建筑物、具有吸附功能的树木及其他的污染源。

三、环境大气监测的布点方法和意义

对于大气质量监测的布点，要综合考虑污染物的种类以及要达到的监测目的来进行实际的设置，尽量做到监测网络布置的优化。目前常用的监测网络有以下几种：

（一）功能区布点法

功能区布点法是在不同功能区域内进行先进行踩点，根据区域的功能，对其实际环境因素进行全面的分析讨论，将此区域的功能和此地区的人类活动因素结合在一起进行综合考虑而进行布点设置的一种方法。此方法属于一种常规性的布点方法，比较适用于大气环境监测的初级阶段，可以将区域功能布局和人类活动等多方面因素对大气环境的影响表现出来，便于对大气环境污染的各个影响因素进行研究。

（二）网格布点法

网格布点法是将监测采样点以坐标的形式进行将监测的区域进行网格化的划分，对其进行采样点的均匀布设的一种方法。对于网格的划分不仅要考虑污染的程度，还有将社会因素对环境污染的影响加以考虑，适合在污染源较多的区域采用此种方法进行布点。这种方法排除人为因素的影响，以一种直观的空间分布方式进行设置，受条件的约束较少，具有很强的随意性。

（三）扇形布点法

此方法适用于污染点较为孤立，且该地区的风向相对固定的情况。以固定的污染点为中心，风向为轴线，在主导风的下风向出划出监测范围，形成一个扇形监测区域。通常情况下，扇形的角度为45°～90°，不能超过90°。在扇形的内部划分若干条条弧线，在弧线上设置采样点，一般一条弧线上设置3～4个采样点。

（四）同心圆布点法

此种方法比较适合污染比较集中的区域使用。此方法确定圆心后按不同的半径进行同心圆的划分，同时按圆心画出射线，取交点为布点处。这种方法受风向影响较大，因此在使用此种方法时要充分考虑此区域的风向问题，以上风处少，下风处多为布点的基本原则。同心圆布点法对污染集中，污染浓度较大的地区有很大优势，可以防止重污染区被漏掉而影响采样的准确性。

从上述方法中可以得知，扇形布点法与同心圆布点法都需要密切注意地区的风向，根据风向找到污染最严重的地区，也可以保证不会漏掉污染严重的地区。

四、优化点位技术

由于优化点位技术方法众多，主要介绍以下几种。

（一）物元分析法

这种方法是以广东工业大学蔡文教授所创立的可拓学理论分析大气环境监测的布点问题。从所有污染物的监测值（如SO2、NOx、TSP等）中选出最大值和最小值，分别构成“最佳点A”和“最劣点B”及由均值构成“期望点C”。由C与A、B构成标准物元矩阵Rac、Rcb，A与B构成节域物元矩阵Rab，每个测点建立物元矩阵Ri。然后由Ri对Rac、Rcb及Rab建立关联函数Ka（Xij）、Kb（Xij），由其计算综合关联函数Ka（Xi）、Kb（Xi）。利用综合关联函数值并结合关联函数的意义画出点聚图，再由点聚图上的点选出最佳点。

（二）相关系数法

采用网格布点法的监测数据（设置网格数m，监测点n，上风向清洁点若干）。计算m与n之间的相关系数R。R越大，说明该网格越能代表污染物浓度的变化规律。再根据监测点污染物浓度、平均浓度求出变异系数CV和各点方差Si。综合分析R、CV和Si，就得到优选的点位。

（三）t检验法

同样以网格布点法的监测数据为基础，求出平均浓度，划分区域（如重污染区、中度污染区、轻污染区等）。根据评价标准（如监测方便程度、安全性、位置关系等）确定若干方案。再经过比较选出较优的方案。然后用t检验优选点位与总样本的差异是否显著。确定显著性水平后，由t分布表查出t分布表值。若优选点位t计算值t计算值 4.4最优指标法。这种方法是以TOPSIS法为基础创新出的方法，通过逼近最优水平对多目标系统进行决策和评价。建立原始监测数据矩阵X，确定最优指标值向量Y。通过对X的最优指标进行归一化处理，建立优化决策矩阵Z。利用Z计算监测点指标与最优水平的逼近程度。将依大小进行排序，再结合点位优化规则选出有代表性的优化点位。

五、结语：

总之，选择合适的环境大气监测布点方法能够提高环境大气监测的质量，从而为环境监测部门提供及时、细致的资料，使环境部门及时掌握本区域内大气污染的基本情况和污染物的变化规律、运动规律，从而制订出行之有效的大气环保措施，使大气保护工作更有实效。

参考文献：

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[2]牛艳.大气降尘监测的研究[J].科技传播，2017（02）.

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