一种工业区大气特征污染在线监控系统构建的方法与流程

本发明涉及工业区大气环境在线监测技术领域，具体指一种围绕工业区排放包括VOCs、无机气体和恶臭类物质等大气特征污染因子，构建在线监控系统的方法。

背景技术：

随着我国工业区的快速发展，在带来巨大经济效益的同时，产生大气污染问题成为各级部门的棘手工作。工业区排放的大气污染物产生的影响主要表现在：(1)恶臭或异味气体排放，直接影响周边环境，成为环保投诉热点；目前，空气的异味投诉占整个环保投诉的70％左右，部分区域厂群矛盾突出；(2)突发性污染事故易发，存在潜在环境安全；(3)部分特征因子为有毒有害物质，威胁人民健康；(4)工业区排放的VOCs是形成O₃和PM_2.5等二次污染的重要前体物，严重影响城市空气质量。

目前，工业区大气污染监测多以钢罐或气袋手工采样，实验室GC-MS分析为主，一年监测频次为1～2次。上述方法的采样代表性欠缺，无法有效表征工业区恶臭污染易变化的特征，仅能获得区域背景浓度。居民投诉或环境事故多为难以采集有效样品。

目前，已有大型工业区配置了相关污染在线监测仪，但是由于管理分散、应用缺乏，发挥的作用有限，其存在的主要问题有：①网络建设缺乏系统规划；②监测因子缺乏代表性；③监测质量和规范化不完善；④重建设而轻运行，导致仪器运转状态差，监测数据有效率低；⑤信息系统有待统一建立和管理。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术和管理方面存在的缺失和不足，提供一种工业区大气特征污染在线监控系统构建的方法。

本发明提出的工业区大气特征污染在线监控系统包括前端大气自动监测系统和信息管理系统二个部分。前端大气自动监测系统由固定站、移动车两种类型构成，完成对工业区大气污染参数的自动采集，向信息管理系统实时报送监测结果，并接收信息管理系统下发的控制指令完成相应的质量保证和质量控制任务。信息管理系统主要实现分散式监测数据的集成，通过数据库进行统一管理、信息展示和综合分析，并对外提供数据共享和信息发布服务。

本发明所述工业区恶臭污染在线监控系统构建方法包括如下步骤：

(1)选取监控点位

根据大气污染传输规律，从园区、边界和敏感点三个层面，选择重点区域，设点监控。在污染源排放量分析、风险源识别和评估的基础上，根据排放量、毒性和风险程度等，确定需要重点监控的工业区内部区域；根据盛行风向和周边人口集中区分布，确定重点输送断面即监控边界；根据环评敏感区筛选、信访和投诉资料统计，确定工业区周边敏感点位。

主要点位尤其是园区站和边界站。通过园区监控，了解污染动态变化特征，与边界点污染超标情况和变化规律进行结合，借助模型，实现污染来源解析、预报预警和风险评估的目标。通过监测网的有效监控，为处理周边居民投诉、突发性污染事故预警及源追踪等环境管理工作提供技术依据；也为摸清工业区排放对环境质量的影响和产业园区环境综合整治的效果评估，提供技术支撑。

(2)确定监控因子

筛选指标主要包括排放量、污染物浓度、检出频次、风险程度和毒性、嗅阈值、标准受控、投诉热点等。

筛选方法包括①调查获取工业区排放源原辅料信息、环境评价资料，获取排放信息；②在污染源、边界点和居民区开展采样分析，识别污染物种类、浓度等特征；③深度分析污染物风险、毒性和异味等特征，确定不同工业区监测污染因子。

(3)筛选污染物监测仪器

针对市场上已有的工业区排放的VOCs、无机气体和恶臭物质等特征污染物的在线监测仪，如传感器技术、色谱技术、光学技术、质谱技术等，通过标准气体比对测试和在工业区监测点30天以上的长时间运行测试，根据相关计量认证规程和现场数据情况，优选适用的监测技术。针对VOCs等难监测污染物，各方法间优势互补，可联合使用。

(4)搭建信息管理系统

在以上自动监测系统的基础上，通过数据传输和系统集成，将仪器状态参数，大气监测数据，污染源数据的统一上传和图表可视化展示，实现监控报警、报表生成、数据审核、仪器反控和溯源分析等业务化功能。

如上所述，本发明提出了从园区、边界和敏感点三个层面，在大气特征污染分析基础上，筛选优控污染物，集成色谱、传感器、质谱和光学技术等自动监测仪器，优势互补，对工业区大气特征污染进行实时管控，构建先进的大气污染预警监测系统，实现大气污染从人防到技防的模式转换，建立新型环境管理模式。

附图说明

图1为本发明一种工业区大气特征污染在线监控系统构建的方法工作流程框图；

图2为本发明实施例选取监控点位方法图；

图3为本发明实施例确定监控因子方法图；

图4为本发明实施例信息管理系统组成示意框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步的描述

本发明一种工业区大气特征污染在线监控系统构建的方法步骤(如附图1所示)：

(1)选取监控点位

监控点位包括园区站、边界站和敏感点站，具体点位选取方法(如附图2所示)：

所述园区站是指在园区内部污染物排放量较大、异味严重、环境风险较大的区域设置1-2个点位，主要用于监控污染源排放特征。

所述边界站是指在工业区上风向边界断面上选取1个点位，在下风向边界断面上根据人口分布密度设置若干点位，具体点位数量可根据需求选择，上风向点位用于观测工业区特征因子背景浓度，下风向用于评估工业区的区域影响和浓度特征。

所述敏感点站指的是在园区盛行风向下风向投诉较为明显\居民区密集的区域和大气扩散模型预测的敏感区域设置若干点位，具体点位数量可根据需求选择，敏感点可用于评估工业区对居民生活的影响，还可用于研究工业区VOCs光化学污染特征。

(2)确定监控因子

所述监控因子包括VOCs(烷烃、烯烃、芳香烃、卤代烃和含氧有机物等)、无机气体(无机酸、CO和O₃等)和恶臭气体(硫化氢、氨等)。

确定监控因子的方法(如附图3所示)，根据污染源已有环评资料、原辅料信息和排放量信息，结合采样分析得到的特征污染物浓度和组分特征；深度分析各因子的浓度、嗅阈值、检出频次、毒性、环境风险和投诉热点信息，综合考虑排名情况，确定需要进行在线监控的因子。

(3)筛选污染物监测仪器

所述监测仪器包括各种市售传感器、电子鼻、在线色谱、在线质谱和光学仪器等。

不同类型或不同厂家的监测仪器通过标准气体比对测试和在工业区监测点30天以上的长时间运行测试，从定性程度、定量程度、应用和维护3个层面，确定具体指标，根据具体情况赋予权重，进行量化处理，筛选适用的监测技术。

所述定性程度，具体指标主要包括同步监测物种数量，分析技术受干扰度，量值溯源可行性，测量直接性和物种间分离度。

所述定量程度，具体指标主要包括时间分辨率，检出限，量程范围广，准确度，精密度，稳定性，重复性和响应时间。

所述应用和维护，具体指标主要包括数据存储量、操作便捷程度、仪器状态参数可输出程度、远程操控能力，运维维护量、部件价格水平等。

针对VOCs和复杂恶臭污染物，各方法间优势互补，可联合使用。

(4)建立大气自动监测系统

所述大气自动监测系统包括固定站和移动车两种类型。

固定站和移动车均由采样系统、污染物监测仪器、气象监测仪、辅助设施等构成。

所述采样系统包括采样头、采样总管、采样泵和采样支管；主要用于将室外的样品空气进行实时采集。

所述监测仪器为筛选的污染物监测仪器。

所述气象监测仪为市售测量室外风速、风向、温度、压力和湿度的仪器。

所述辅助设施包括仪器机架、氢气发生器、零气发生器、校准仪、载气和标气钢瓶、温度调节器和稳压电源等。

(5)搭建信息管理系统

所述信息管理系统包括数据采集仪、传输网络、服务器和用户终端组成。

数据采集仪主要包括工业高性能能计算机和数据采集软件，主要用于将监测仪分析的数据现场进行保存和传输。

传输网络包括基于TCP/IP协议的通用无线分组业务(GPRS)、非对称数字用户环路(ADSL)、码多分址(CDMA)等，以及基于非TCP/IP协议的公共电话交换网(PSTN)、短消息数据通讯等，结合各地技术条件的差异，确定以一种或几种并存的数据传输方式完成自动监控系统数据传输。

服务器是指连接大气监测系统和用户的交互连接点，用于数据传输、数据储存，数据监控和统计分析，包括PC服务器、刀片服务器等。

用户终端指的是可与服务器数据产生交互连接的电子终端产品，包括电脑和手机等。

信息管理系统至少包括的功能模块有数据查询、数据导出、统计分析、监控报警、数据审核、运维管理等。

本发明提出的一种工业区大气特征污染在线监控系统构建的方法，实现了从工业点源排放监控到整个园区特征污染监控的跨越式发展，特别是针对化工园区无组织排放难以监管的现状，实现了大气特征污染无组织排放、工业区边界和厂界的在线监管；实现了大气污染从人防到技防的模式转换，从技术角度实现了大气污染监管的跨越式发展，建立新型环境管理模式。