大气环境监测的应用及布点方法

魏 静

（江苏省镇江环境监测中心，江苏 镇江 212000）

引言

随着社会各界对环境污染危害性的深入了解，人们的环保意识有了普遍提高，故而越来越关注环境保护与治理效果。在开展环境保护与治理工作之前，首先要通过高质量、高水准的大气环境监测，详细了解大气环境中的主要污染成分和环境污染程度，然后在此基础上制定针对性保护与治理措施，由此可见，大气环境监测成果会对环境保护与治理效果产生重大影响。经实践证明，大气环境监测成果准确性与监测布点合理性息息相关，因此亟需开展大气环境监测的应用及布点方法研究。

1 大气环境监测概述

大气环境监测是对大气中污染物的浓度和变化趋势进行监测，以进一步分析其对环境产生的影响，包括对空气质量、生态系统和人体健康造成的影响等。常见的监测污染物包括一氧化碳、臭氧、硫氧化物等。这些污染物是大气污染的主要指标，监测其浓度变化可以反映出大气环境的质量状况。一种常用的监测方法是在特定区域内设置监测点位，通过采样和分析来了解当地的大气环境状况。监测方法中通常涉及专业的监测设备和仪器，如气相色谱仪、质谱仪等。由于大气环境监测涉及的检测项目较多，同时还需要考虑多个影响因素，如气象条件、地形地貌等。因此，监测的复杂度较高，需要进行全面而细致的分析[1]。

2 大气环境监测的应用

2.1 监测移动排污源

移动排污源包括车辆、机械设备等。监测过程中应当选择适合的移动污染源监测专业设备，如移动式气体分析仪、颗粒物采样器等，确保监测的准确性和可靠性。对监测获得的大量数据进行整理、分析和解读，识别污染源排放特征和变化趋势，为进一步采取控制措施提供依据。将监测结果进行总结和归纳，编制科学系统的监测报告，包括监测方法、结果分析、建议措施等内容。监测报告可以为环境部门的执法工作提供重要信息和证据支持，帮助开展有效的环境执法行动[2]。

2.2 提升大气污染治理效果的对比分析方法

利用监测数据开展对比分析，以提高大气污染治理效果的方法重点总结如下：分析监测污染物种类和含量变化：通过对不同阶段的监测数据进行对比分析，找出污染物的变化趋势，并确定治理的重点和优先级。对比判断治理效果是否符合预期：将治理前后的监测数据进行对比，评估治理效果是否达到预期目标，根据结果调整治理方案，提高治理的针对性和有效性。核对生产和排污数据：对比监测数据和企业自身的生产和排污数据，发现超标或违规情况，并及时采取措施，关闭涉及企业并追究责任。及时整改超标情况：一旦监测到超标情况，立即联系排污企业，制定整改方案，确保污染源得到有效控制[3]。

3 大气环境监测布点方法

大气环境监测网络能够实时、连续地监测空气质量和污染物浓度，提供准确的监测数据，为环境管理、政策制定和应急响应提供科学依据。通过多个监测点的布设，可以获取不同地区的监测数据，进行对比与分析，了解污染物的传输和扩散规律，为制定大气污染治理措施提供参考。

3.1 网格布点法

网格布点法是一种常用的监测点位设置方法，通过将监测区域划分为网格，然后在每个网格中设置监测点位，以实现对整个区域的全面监测。网格参数的科学设定非常重要，应考虑污染源的分布情况、地理位置、风向风速等因素，以确保监测点的合理布置。根据实际情况，可以进行参数调整和优化。网格布点法通常会在整个监测区域内设置大量的监测点位，这样可以获得更多的数据样本，提高数据的准确性和可靠性。通过密集的监测点数据，可以分析污染物在时空上的分布和扩散趋势，有助于了解污染源的影响范围及其变化情况。网格布点法适用于污染物分布相对均匀的区域，或者污染源较为密集的地区，能够较好地反映整个区域的污染状况。设置大量的监测点位需要投入较多的人力、物力以及经济成本，因此在实际应用中需要综合考虑资源的可行性和效益。由于网格布点法主要是在固定位置设置监测点位，并不能直接反映局部高浓度污染情况，因此在某些特定情况下可能需要结合其他监测方法来获取更详细的信息。网格布点法可以为后续的污染监测工作提供客观可靠的数据支持，为制定治理策略和评估治理效果提供重要依据。

3.2 扇形布点法

扇形布点法适用于单个高架点源的监测，这种方法主要用于分析和评估单个污染源对周围环境的影响。以污染源为中心沿主导风向布设扇形监测范围，可以更好地反映污染物在空气中的传输和扩散情况。扇形弧度一般在45～90度之间，具体大小可根据实际情况和监测要求进行确定。在扇形范围内不同方向设置4～6个监测点，以覆盖整个扇形范围，确保数据采集的代表性和全面性。扇形布点法主要应用于判断污染源对周围环境的影响程度和范围，可以提供针对性的污染源控制策略和预警预测。由于扇形布点法适合主导风向稳定的区域，适用于单个高架点源监测。在存在多个污染源的情况下，可能需要结合其他监测方法来综合考虑。扇形布点法具有灵活度高、数据准确等优点，可以提供相对精确的污染监测数据。根据具体情况，可以调整扇形范围的大小和采样点的位置，以满足实际监测需求和安全要求。尽管扇形布点法具有一定优势，但其局限性在于无法满足大规模监测的需要。对于覆盖面积较大或污染源分布广泛的区域，可能需要结合其他布点方法来进行综合监测。

3.3 功能区布点法

功能区布点法是根据监测区域的功能分区来设置监测点的方法，通过考虑不同区域的功能特点，可以更好地反映不同功能区的环境质量和污染状况。每个功能区的人口密度和污染源分布可能存在差异，因此需要将功能区进一步细分，并针对不同的区域进行监测。在城市区域，由于功能复杂且相互渗透，简单的功能区划分可能无法准确反映实际情况，因此功能区布点法在这种情况下的应用效果不佳。在使用功能区布点法之前，需要进行详细的调查，了解各个功能区的人口分布和污染源的分布情况，以便确定合适的监测点位置。

根据具体情况，可以灵活地调整监测方案，选择具有代表性的监测点，以确保监测结果的准确性和可靠性。功能区布点法的主要目的是提高监测结果的准确性，通过充分考虑不同功能区的特点，可以更好地了解环境质量和污染状况。

3.4 同心圆布点法

同心圆布点法是一种常用的大气环境监测布点方法，它基于同心圆的思想，在特定区域内以一个中心点为起点，按照一定的半径范围划定不同层次的环形区域，并在每个环形区域内选择监测点进行布设。具体操作步骤如下：

（1）确定监测区域：根据需要监测的范围和目标确定监测区域的位置和范围。

（2）设定中心点：选择一个代表该区域大气环境的中心点，可以是某个地理位置或重点污染源的位置。

（3）划定同心圆：以中心点为起点，按照事先设定的半径范围划分出多个同心圆。

（4）布设监测点：在每个同心圆内选择合适数量的监测点，并确保监测点的布设密度合理均匀，能够充分反映该区域的大气环境状况。

（5）考虑外部因素：在确定监测点位置时，需要考虑外部因素的影响，如交通、地形等，合理选择位置以减少干扰因素。

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（6）考虑目标要素：根据具体的监测目标，选择合适的监测参数和监测方法，并确保监测点能够覆盖到这些目标要素。

同心圆布点法的优点是简单易行、布点均匀，能够较全面地反映大气环境状况。然而，在实际操作中，还需综合考虑其他因素，如经济性、可行性和实时性等，结合实际情况进行调整和优化。

4 大气环境监测案例分析

4.1 区域和时段概况

该案例分析基于一个包含9 000个网格单元的大气环境监测模型，用于计算不同地点的污染物浓度值。该模型可以评估空气质量，并提供详细的数据分析和可视化结果，以便对污染源进行监测和管理。通过这种方法，可以实时监测和评估不同地区的空气质量，为环境保护和决策提供有力支持。

4.2 合理设定监测站点

监测站点数量设定为21个。

4.3 科学设定情景

第1个情景：基于常见的空气质量指数，如二氧化硫、PM10和二氧化氮等污染物，我们可以将它们的浓度值进行组合，并开展综合评价。通过监测这些污染物的浓度，我们能够分析空气质量的整体状况，并根据评价结果采取相应的环境管理措施，以改善空气质量。

4.4 分析研究结果

使用合适的统计方法和数据处理技术对原始数据进行清洗、筛选和插值处理，以得到高质量的数据集。同时，利用数据可视化技术将数据以图表或地图等形式展示出来，以便更好地理解数据分布和趋势。通过计算监测数据的均值、百分位值等统计指标，可以对数据进行综合分析和评估。与其他数据集或标准进行对比，检测数据的准确性和一致性。将优化后的监测数据与国家相关标准进行对比，判断数据是否符合环境质量要求，以评估监测站点的布置是否合理。

5 优化大气环境监测布点方法的有效措施

5.1 大气监测布点与障碍物影响要点总结

大气监测布点位置应尽量远离障碍物，以避免对数据产生影响。障碍物如建筑物、树木等可能会阻挡空气流动和污染物扩散，导致监测数据不准确。因此，在选择监测点位时，应尽量选择远离障碍物的开阔场地，以确保监测数据的代表性和可靠性。障碍物的存在会改变风向和风速等气象条件，进而影响污染物的传输和分布，这可能导致监测数据的波动和不稳定性，降低监测数据的精准度和可比性。

5.2 开展环境监测关键及要点总结

要做好环境监测，首先需要了解当地环境状况，包括气象因素、污染源分布等，选择合适的监测点位，以确保能够全面、准确地监测到污染物的浓度和分布情况。考虑风向等因素，保证监测点能够代表周围区域的空气质量。了解监测区域的特点，包括地理、气候、污染源分布等情况，根据实际需求选择合适的监测设备，并确保设备的灵敏度、精度和适应性，提高监测数据的可靠性和准确性。合理设置监测设备的参数和工作模式，确保设备在正常工作范围内，并进行定期校准和维护，以获取更准确、可靠的监测数据。根据监测需求，灵活选择监测参数和采样频率，确保数据的代表性和一致性。根据监测目的和要求，进行系统性分析，确定合适的采样点位，以覆盖监测区域不同污染源和污染物的分布范围。同时，要考虑采样点位之间的距离和分布均匀性，以最大程度地提高监测数据的代表性和可比性。

6 布点原则

（1）监测区域范围要大于等于布点覆盖范围：为了能够全面了解监测区域内的大气环境状况，监测区域的范围应涵盖所有的布点位置，更大的范围可以提供更全面的数据支持。

（2）无风时布点在污染源处，有风时在下风口：无风时布点在污染源附近可以最直接地捕捉到污染物排放情况，而有风时则应选取在污染物传输路径上的下风口，以便更好地掌握污染物的扩散和影响范围。

（3）选择相对空旷位置，增加人口密集区域布点：为了更好地反映整体情况，应选择相对空旷的位置进行布点，避免受到局部因素的干扰。同时，在人口密集区域也应增加布点密度，以更好地了解人们所处环境的大气质量。

（4）布点具有代表性，可以反映整体情况：布点应该具备代表性，能够反映整个监测区域的大气环境状况。这需要考虑到地理条件、人口分布、产业结构等因素，使得布点能够较好地代表整个区域。

（5）布点位置的污染物浓度与周围一致，保证数据准确：为确保监测数据的准确性，布点位置的污染物浓度应与周围地区的浓度一致，这需要综合考虑污染源分布、风向风速等因素，并进行合理的计算和分析。

7 结语

由于我国化工领域的持续茁壮发展和汽车工业的日渐繁荣，促使我国环境问题不断加剧，故而迫切需要继续加大环境管理工作力度，并持续深入开展环境保护与治理工作。鉴于大气环境监测在环境保护与治理方面能够发挥不可替代的重要作用，因此上文详细分析了大气环境监测的应用及布点方法，并参考实际案例梳理了大气环境监测布点方法的优化措施，希望助力我国环保事业发展。