环境空气自动监测系统
(二)中心站结构及运行方式
系统的控制中心设有小型计算机或PC微型 计算机,以及相应的外围设备如Clit、打印机 绘图仪及数据通信接口、调制解调,有线电话 或无线电台等通信设备.其结构如图1பைடு நூலகம்2所 示.
安徽光机所“城市空 气质量连续自动监测 系统”通过验收
我国第一套拥有自主知识产权的城市空气质量 连续自动监测系统,日前通过了国家环境保护总 局“重点城市空气质量设备”的验收,以中国环 境监测总站站长万本太为组长的专家组,分别在 桂林、北海对中科院安徽光机所承担的“长光程 差分吸收光谱仪、PM10监测仪及监测站和中心站 监测软件等系统”进行了评审。专家组认真听取 了中科院安徽光机所副所长刘文清作的该项目工 作报告和桂林市环境监测中心站及北海市环境监 测中心站的用户报告,审查了有关技术文档,在 现场检查了设备运转情况,就设备运转情况进行 了质询。经过认真讨论,验收组一致认为,这是 我国第一套拥有自主知识产权的城市空气质量连 续自动监测系统。
3、监测方法 1 ) 自 动 监 测 : 执 行 国 家 环 境 保 护 总 局 、 EPA ( USA)和EU认可的仪器分析方法,并按照国家环境保 护总局批准的水质自动监测技术规范进行。 2)常规监测:执行地表水环境质量标准(GB38382002,表4、表5和表6)中规定的标准分析方法。
表1 自动监测方式测定项目
长光程差分吸收光谱仪”是中国科学院知识创新工程 中第一批启动的创新方向性项目中的子课题,项目的 目标是为我国社会可持续发展和生态环境的改善提供 知识基础和技术源泉。该项目于2000年启动,原计划 2002年底完成。经过中科院安徽光机所科技人员的努 力攻关,仅用一年半的时间就研制出了该系统,并通 过了国家环保局的“重点城市空气质量设备采购及安 装”的招标,在2001年6月5日参加了全国47个重点城 市空气质量预报系统。
空气质量连续自动监测系统
一、空气质量连续自动监测系统的特点 空气污染随时间、空间而变化,并受气象、季 节、地形、地物等因素的强烈影响。因此为了及 时掌握某一区域空气质量的现状,就必须在该区 域内设置若干个固定监测点.进行同时地、定期 地或连续地监测,也就是必须在一个区域内组成 一个对环境空气进行采样和测定酌完整的网络, 通常称之为空气质量监测系统(简称AQMS).
中科院安徽光机所研制的长光程差分吸收光谱仪、 PM10监测仪及监测站和中心站监测软件等系统达到 了重点城市空气质量监测设备规定的各项指标,性能 指标符合我国目前空气质量自动监测的技术要求,可 以用于我国城市环境空气质量监测。该系统自去年6 月初安装在桂林、北海环境监测中心站并开始进行常 规监测以来,半年多的运行结果表明:该设备具有安 装简单、使用方便、测试快捷、结果可信、运行稳定、 故障率低、经济实用、维护费用低等优点。
④ 仪器要易于维修,尽量减少维修保养的 频次; ,
⑤ 仪器运行须符合国家安全规定.
(二)空气质量连续监测仪器的选型
目前,世界各国建立的所选用AQMS空气质量 连续监测仪器是多种多样的,尽管各国的环境保护 部门推荐了标准方法及参考方法,但即使在同一 国家也未作到完全统一。
空气质量连续监测仪器的发展,经历了从以化 学分析原理为基础的湿法到以物理光学原理为基础 的干法的过程,作为长期连续自动运行的仪器,无 论从准确度、可靠性,维修频次等方面考虑,都是 干法较优越,从技术发展的趋势来看,也将是以简 单的干法取代复杂的湿法.就是干法目前也已经历 了两代到三代的技术更新,而且同一类型的仪器也 有许多厂家的不同商品.所选择的仪器不必强行统 一为一种商品,但所选用的仪器必须与国家规定的 标准分析方法等效.并通过严格的一致性测试及性 能参数的测定。经有关部门审核获准后方可采用.
⑧ 系统是长期连续工作的,全年不间断运行,不 但可以获得大量监测数据.而且可以捕捉到该地 区空气污染出现最严重的地点及最严重的日、时、 分,可以得到确切的区域污染变化规律.
④ 系统是一个监测仪器一数据通信一计算机组 成的网络,可迅速收集和处理监测数据。提供各 种形式的报表、图形及检索各存贮的数据、文件, 为环境科学及环境管理人员直接使用,不仅及时 提供区域污染现状、污染变化规律,而且可供开 展污染预测预报,污染影响评价等研究工作使用。
三、系统监测数据的采集、传输及处理
空气质量连续自动监测系统通常由监测子 站一数据通信一计算机控制中心等部分组 成.其组成结构及运行方式如下:
(一)监测子站结构及运行方式
监测子站设有空气采样系统、各种污染物 的连续监测仪器及校准仪器、子站专用微 处理机及数据通信接口、调制解调器、有 线电话或无线电台等通信设备.其结构如 图1-l所示.
“长光程差分吸收光谱仪”是城市空气质量监测子站设 备中的核心技术和关键设备,它主要是利用大气中的 痕量污染气体成分对紫外及可见光波段的吸收特征来 确定气体分子的种类和获取它的浓度,利用差分吸收 光谱技术消除大气和系统光源的扰动,可实现SO2、 NOx、O3、苯、醛等十多种污染气体组分的在线实时 自动监测,通过旋转扫描可以对大范围城区的空气质 量进行监测,还可以进行机载、星载对流层、平流层 大气监测。
表3 监测频次 重点断面(点 位) 国控 省控 河流 湖泊、 水库 水源地 12次/ 年 12次/ 年 6 次 /年 6 次 /年 市控断 面 4 次 /年 4 次 /年 根据需要 确定
特殊断面
12次/年
该系统具有监测项目多,操作维护方便,维护费用 低,易于升级等诸多优点。据了解,长光程差分吸 收光谱仪城市空气质量连续自动监测系统(简称 DOAS),是20年前开始在德国发展起来的一种高灵 敏遥测技术,近几年趋于成熟,因为具备在无人值 守情况下能够对空气中多种成分同时连续自动运行 的功能,被国际上认为是城市空气质量监测技术水 平最为先进的设备。目前,该系统的研究生产主要 集中在德国、法国、美国等国家。
地表水监测技术路线
1、技术路线 地表水监测采用以流域为单元,优化断面为基础 ,连续自动监测分析技术为先导;以手工采样、实 验室分析技术为主体;以移动式现场快速应急监测 技术为辅助手段的自动监测、常规监测与应急监测 相结合的监测技术路线。
2、项目与频次 1)监测项目 自动监测和常规监测项目分别按表1和表2执行。自 动监测项目根据水质自动监测站配备的仪器确定,自 动监测站的基本配置应保证必测项目所需的监测仪器 。 2)监测频次 自动监测既可实时在线监测,也可根据实际需要自 行设定各项目的监测频次。 常规监测的频次见表3。
我国现有的城市空气质量自动监测网的建设,都是 靠巨额外汇投入来完成的,中科院安徽光机所研制 的长光程差分吸收光谱仪等高档环境监测设备成功 投入国家47个重点城市空气质量预报系统的运行, 标志着我国环境监测技术和设备取得了重大突破, 结束了我国空气质量自动监测设备长期受制于人的 局面,对推动我国环境民族高技术产业都有重要的 现实意义。
系统是在严格的质量控制下运行的.各子站对 监测仪器具有自动校准和自动修正功能,因而所获 得的监测数据是准确可靠的,并具有可比性和可追 踪性。
一个成功的连续自动监测系统可以获得显著的环 境效益,系统中上述特点能否体现,取决于该系统能 否给出可靠的、准确的、可比的监测数据。因此系 统的主要技术关键是监测仪器长期连续运行的可靠 性及获得大量监测数据的准确性.
河 流
湖 泊 水 库
饮 用 水 源 地
水 温 、 化学需氧量、 pH 、 溶 总磷、铜、锌、 解氧、高 氟化物、硒、 锰酸盐指 砷、镉、铬 数、电导 (六价)、氰 率、生化 化物、阴离子 需氧量、 表面活性剂、 氨氮、汞、 硫化物、粪大 肠菌群(共13 铅、挥发 水 温 、 化学需氧量、 项) 酚、石油 pH 、 溶 铜、锌、氟化 类(共 11 解氧、高 物、硒、砷、 项) 锰酸盐指 镉、铬(六 数、电导 价)、氰化物、 率、生化 阴离子表面活 需氧量、 性剂、硫化物、 水 温 、 粪大肠菌群、 硫酸盐、总氮、 氨氮、汞、 pH 、 总 微囊藻毒素 生化需氧量、 铅、挥发 磷、高锰 氯化物、铁、 (共13项) 酚、石油 LR 酸盐指数、 类、总氮、 锰、硝酸盐氮、 溶解氧、 铜、锌、硒、 总磷、叶 氟化物、 砷、镉、铬 绿素a、 挥发酚、 (六价)、铅、 透 明 度
空气质量连续自动监测系统具有如下特点。
① 系统是由若干个监测子站组成的监测网络, 各个子站设有基本上相同的监测项目及监测仪器. 如果子站布点经较好的优化设计,则可对较大区域 空气污染状况获得较好的空间分辨率。
② 系统是实时监测的,通常为每小时、每5min 或更短的时间由中心计算机向各个站轮询收集一次 监测数据,可迅速的掌握该区域空气污染的实时现 状,具有较好的时间分辨率。
项目分类
必测项目
项目名称
pH、水温、电导率、浊度、溶解氧、 高锰酸盐指数、氨氮 化学需氧量、TOC(干法)、UV吸 收值、总磷、总氮、氰化物、氟化 物、酚、硝酸盐、氯离子、砷、汞、 水位、流量等
选测项目
表2 地表水体常规监测项目
水 体
必测项目
选测项目
特定项目 三氯甲烷、四氯化碳、三溴甲烷、二氯甲 烷、 1 , 2- 二氯乙烷、环氧氯丙烷、氯乙 烯、1,1二氯乙烯、1,2二氯乙烯、三氯 乙烯、四氯乙烯、氯丁二烯、六氯丁二烯、 苯乙烯、甲醛、乙醛、丙烯醛、三氯乙醛、 苯、甲苯、乙苯、二甲苯、异丙苯、氯苯、 邻二氯苯、对二氯苯、三氯苯、四氯苯、 六氯苯、硝基苯、二硝基苯、 2 , 4- 二硝 基甲苯、2,4,6-三硝基甲苯、硝基氯苯、 2, 4-二硝基氯苯、 2, 4-二氯酚、 2,4, 6-三氯酚、五氯酚、苯胺、联苯胺、丙烯 同上 酰胺、丙烯睛、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯 二甲酸二乙酯、水合阱、四乙基铅、吡啶、 松节油、苦味酸、丁基黄原酸、活性氯、 DDT、林丹、环氧七氯、对硫磷、甲基对 硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏、敌百虫、 内吸磷、百菌清、甲萘威、溴氰菊酯、阿 同上 特拉津、苯并( a )芘、甲基汞、多氯联 苯、微囊藻毒素 -LR、黄磷、钼、钴、铍、 硼、锑、镍、钡、钒、钛、铊(共80项)