空气质量网格化监测系统

一、概述  

空气质量网格化监测系统是根据十三五及各地大气污染监测治理政策生产的新型空气质量在线多参数监测系统，严格按照国家标准对四气（CO、SO2、NO2、O3）、两尘（PM2.5、PM10）、气象五参（温度、湿度、风速、风向、气压）、可选配TVOC，H2S，NH3等多项参数监测，并将数据通过大数据分析平台可视化地展现出来，实现远程监测，远程警示，污染源严格防治的目标。  

二、解决方案  

2.1系统构成  

本监测系统方案由以下5个部分构成：供电系统、电控箱、监测设备、配套组件、大数据平台。  

供电系统：太阳能 锂电池（满足日常所需，但阴雨环境多持续21天）、市电  

电控箱：变送模块、温度补偿、抗交叉干扰系数等  

监测设备：四气两尘、气象五参、TVOC（另拓展其他气体）  

配套配件：立杆、外壳、可选配显示屏，摄像球机  

大数据平台：由安帕尔15年研发至今更新第三代的数据分析平台  

2.2适用环境  

空气质量网格化监测系统城市环境监测、市政环境监测、移动环境监测、企业化工园区、交通污染环境监测、居民区/学校/医院空气质量环境监测，公园/森林环境监测。  

2.3功能特点  

1.采样方式：扩散式/泵吸式  

2.通讯方式：4G/以太网接口  

3.内置大容量SD卡，存储两年数据  

4.实现各类参数采集、数据处理、数据上传功能  

5.采用进口高灵敏度传感器，响应速度快，分辨率高，线性好，检测下限达到ppb级，高温条件下稳定运行。  

6.具备设备状态指示功能，可直观辨别设备工作状态。  

7.具备太阳能 锂电池 市电的供电系统  

8.设备可自动报告传感器运行状态、系统电源状态、锂电池状态等  

9.可通过远程终端对设备进行远程校准和程序升级  

10.支持断点续传功能，避免网络环境问题造成的数据丢失。  

11.维护成本低，备件价格低、更换简单，无工具拆卸，方便点位迁移  

三、技术参数

三、点位布设原则  

为实现对漳州市大气污染防治精细化监测需求，可根据XX的地理环境和气候条件，对XX整个行政区域划分为不同的网格，分别对其进行布点监测。  

3.1点位布设原则  

1.代表性  

具有较好的代表性，能客观反映一定空间范围内的环境空气质量水平和变化规划，客观评价城市、区域环境空气状况，污染源对环境空气质量影响，满足为公众提供环境空气状况健康指引的需求。  

2.可比性  

同类型监测点设置条件尽可能一致，使各个监测点获取的数据具有可比性。  

3.整体性  

环境空气质量评价城市点应考虑城市自然地理、气象等综合环境因素，以及工业布局、人口分布等社会经济特点，在布局上应反映城市主要功能区和主要大气污染源的空气质量现状及变化趋势，从整体出发合理布局，监测点之间相互协调。  

4.前瞻性  

应结合城乡建设规划考虑监测点的布设，使确定的监测点能兼顾未来城乡空间格局变化趋势。  

5.稳定性  

监测点位置一经确定，原则上不应变更，以保证检测资料的连续性和可比性。  

3.2布点布设要求  

1.现场环境调查?  

确定采样点布设之前，应进行详细的调查研究，其内容包括：  

1)对本地区大气污染源进行调查,初步分析出各块地域的污染源概况；  

2)了解本地区常年主导风向，大致估计出污染物的可能扩散概况；  

3)利用现场调研与人群随机调查，初步判断污染物的影响程度；  

4)利用已有的监测资料推断分析应设点的数量和方位。  

2.点位布设方法  

1)功能区布点法  

一个城市或一个区域可以按其功能分为工业区、居民区、交通稠密区、商业繁华区、文化区、清洁区、对照区等各功能区的采样点数目的设置不要求平均，通常在污染集中的工业区、人口密集的居民区、交通稠密区应多设采样点，同时应在对照区或清洁区设置1～2个对照点。  

2)几何图形布点法  

目前常用以下3种布设方法：  

A.网格布点法：这种布点法是将监测区域地面划分成若干均匀网状方格，采样点设在两条直线的交点处或方格中心。每个方格为正方形，可从地图上均匀描绘，方格实地面积视所测区域大小、污染源强度、人口分布、监测目的和监测力量而定，一般是1～9平方公里布一个点。若主导风向明确，下风向设点应多一些，一般约占采样点总数的60%。这种布点方法适用于有多个污染源，且污染源分布比较均匀的情况。  

B.同心圆布点法：此种布点方法主要用于多个污染源构成的污染群，或污染集中的地区。布点是以污染源为中心画出同心圆，半径视具体情况而定，再从同心圆画45°夹角的射线若干，放射线与同心圆圆周的交点即是采样点。  

C.扇形布点法：此种方法适用于主导风向明显的地区，或孤立的高架点源。以点源为顶点，主导风向为轴线，在下风向地面上划出一个扇形区域作为布点范围。扇形角度一般为45°～90°。采样点设在距点源不同距离的若干弧线上，相邻两点与顶点连线的夹角一般取10°～20°。  

以上几种采样布点方法,可以单独使用,也可以综合使用,目的就是要求有代表性地反映污染物浓度,为大气监测提供可靠的样品.  

3.点位布设要求  

监测点位布设要求主要根据区域的污染源资料、气象资料和地理条件等因素，了解空气污染物排放源的特征、大小和分布，污染物的性质和排放规律，影响污染物迁移、扩散的环境条件（地形、地物等）及气象因素，通过开展环境空气质量状况调查的方式然后根据检测目的科学地选择监测点。  

根据不同监测目的分为监测网格和质控网格，其中前者以监测所布设区域的空气质量状况、污染特征和变化趋势为目的而布设。后者以为监测网格中各点位微型空气监测站提供校准数据为目的而布设。  

1)环境空气质量监控网格  

结合不同监控区域人口规模、建成区情况以及地形、气象等自然因素综合考虑确定环境质量网格点位的布设。点位应尽量分布均匀，并能够覆盖整个监控区域，同时要考虑监控区域建筑、交通等分布及规划清理，增强可操作性。通过咨询相关专家意见，并结合已有试点城市的应用情况和经验，网格边长不超过2千米。  

2)污染源区域监控网格  

根据不同污染源的排放特征，结合监控区域建筑分布、地形、气象等因素对道路交通网络、工地扬尘网格、涉气企业网格和工业园区网格分别进行点位布设的指导规范。其中工地扬尘网格、涉气企业网格和工业园区网格中占地面积差别较大，因此进一步对布点数量进行了规范。  

A.道路交通网格  

对道路交通污染源的监控考虑以典型排放区域或路段为监控目标，城市重要交通路口、重要交通枢纽（汽车站、公交站、火车站等）以及易拥堵路段的具有车流量大或车辆易减速行驶等特点，道路扬尘、机动车尾气排放显著，充分考虑气象条件对污染物的扩散影响，点位设置于下风向一侧；综合考虑道路源的影响范围及项目实施过程中实地安装经验，要求点位安装位置距离道路边缘要有一定的距离，一般为15-25米。  

B.工地扬尘网格  

对工地扬尘污染源的监控主要是针对目前正在施工的工地。其点位设置应根据施工工地的大小和工期长短而定，一般而言，占地面积为1万平方及其以下的建筑工地应至少设置一个监测点，当工地面积增加时，可酌情增加监测点，增加的原则一般为每1万平方米增设1个监测点。当施工工地只有1个监测点时，应设置在车辆的主出入口，设置多个的，宜选择主要的施工车辆出入口。点位设置应置于工地施工区围栏安全范围内，且可直接监控工地现场主要施工活动的区域。当工地工期太短时，酌情考虑。  

C.工业园区网格  

工业园区作为企业污染源集中区域，同时具有污染源类型多和占地面积大的特点，因此可参照环境空气质量监控网格的基本原则，采用分网格监控的方式，同时由于内部污染源聚集多且类型复杂的特点，为了能够实现污染源排查的精确定位，应进一步加密网格，网格边长可考虑500-1000米，具体视工业园区大小和污染程度决定。同时工业园区的集中污染排放势必会对周边环境有影响，监测范围也可适当放大，因此对工业园区要增加边界布点，以监控园区对周边的扩散情况。  

D.生活源网格  

生活源主要包括家庭、住宿业、餐饮业、医院、大型学校、公园、景点等燃煤锅炉、取暖设备、城市垃圾堆放、焚烧等污染源，具有较为分散的特点，只是个别较为集中。因此可参照环境空气质量监控网格的基本原则，采用分网格监控方式，结合监控区域的实际情况，可考虑对大型商住社区、餐饮业集中区、大型学校或学校集中区等集中区域适当的增加点位。  

3)梯度占点位  

梯度站布设应考虑当地垂直方向从地面到高空的污染分布特征而布设，一般地面污染浓度变化较大，海拔越高相对变化小，因此采用近地加密布设原则。  

4)网格质控点位  

网格质控点位的目的是为周边的微型空气监测站提供校准依据，因此其选点主要考虑可以代表周边整体的环境背景浓度。因此首先作为质控点位应满足《环境空气质量监测点位布设技术规范（试行）》中附录A的相关要求，其次应尽可能照顾到周边的微型空气监测站。其中具体质控的范围则决定与周边环境污染物浓度单位距离内变化情况，周边污染物浓度分布越平均则质控范围越大，周边污染物浓度变化梯度越大则质控范围越小，一般不应超过5千米。  3.3点位管理  

大气污染防治网格化监测点位的管理基本遵照采购单位作为管理单位，或采购单位制定管理单位的方式，由管理单位负责点位后期的增加、变更和撤销的审批。其中管理单位可以是行政管理部门或企事业单位。  

四、大数据分析平台  

4.1可视化显示  

结合地理信息，可对上传的分钟级、海量监测数据进行可视化处理，同时兼容国家站的数据展示，生动形象地展示出空气质量的实时数据变化趋势和污染分布情况。  

4.2污染事件监控报警  

可根据用户当地空气质量值和污染特征报警规则，利用事件捕获技术分析每个点位的报警事件，同时向客户实时推送报警消息。平台自动将各污染源监控报警信息，通过短信、邮件等方式，实时推送到相关管理人员，根据警报级别在平台上启动相应的处置流程，指挥现场工作人员前往并进行处理，后将处理结果上传到管理平台，从而对污染源实现闭环管理。  

4.3污染区域分析  

通过计算一段时间内各区域污染超标的累积概率，能够得到经常发生污染的区域，即为超标重点区域，也可能为潜在污染源，管理者需对此类区域重点监管。  

4.4基础统计分析  

提供单点或多点历史数据对比分析、区域污染现状分析、多点空气质量排序等基础数据分析功能。简单明了直奔主题的功能设计，使用户从繁杂的数据整理工作中解脱出来，解决用户关切的实际问题。  

4.5移动管理  

APAQ除通过WEB浏览器使用外，还针对手机、平板等终端提供了移动便携的查询统计功能