城市环境空气质量自动监测优化布点分析

城市环境空气质量监测水平的提高需要对布点进行优化。本文从布点确立的步骤及原则出发，详细描述了确定监测点数量的方法。在明确布点基本优化方法后，详细介绍其中功能区建立法、数理统计法、模拟法、建立审查制度法4种方法的具体内容，为有空气质量自动监测布点优化需求的企业提供理论支持。

空气质量好坏是影响环境污染程度的重要一环，环境污染会严重影响人民生活水平。因此，加强空气质量监测、协调环境与经济发展之间的关系具有重要的意义。优化布点位置能够有效提升空气质量监测的水平，从而得到更精准的信息，以达到环境治理的目的。

1 布点确立的步骤及原则

1.1 布点确立步骤

城市环境空气自动监测的布点确立共分为3步：

（1）确立好需要监测的目标，以此划分出对应的监测范围

（2）基于城市以往所采集到的数据来确立监测点的数量及类型，以及每个监测点所监测的范围

（3）根据实际情况设计出监测方案，对监测点进行系统管理。

1.2 布点确立的原则

布点的确立遵循6点原则：

（1）在监测过程中，考察周围设施便利程度，用电情况，注意考虑经济成本，实现经济成本最优化

（2）所选监测点数要有代表性，能够反映出实际污染浓度的具体情况

（3）设置的监测点要能完全体现出城市的空气质量水平

（4）监测点的设置要具有前瞻性，结合城市未来规划进行布点，以此提升后续城市规划效率

（5）在布点时，要根据能够接收到连续数据的原则进行设置

（6）监测布点要有针对性，能满足具体地区环境治理的要求。

2 监测点数量的确定方法

根据城市污染现状、经济情况、工厂分布情况、同时结合地形天气等因素来确定监测点的数量。城市监测点数量通常受到成本及人员数量、密度的影响，由此在进行确认时，要根据实际的监测数据、污染的分布情况，以及人员分布区域和密度等来具体进行。目前监测点数量确认使用最广的方法为定性法，根据监测区域性质来进行监测点数量及位置的计算，除此之外，还有一种定量方法，定量法是运用理论建模方式来设置出标准化条件以完成监测点数量确认的，这种方式不受任何气候和环境等问题的影响，因此该方法可以作为监测点数量确认的理论参考。在国际上一般通过污染分布范围和人口数量来确定监测点数量，例如：美国通过对空中悬浮颗粒进行分析，根据人口分布地区来设立监测点数量。这种方式既能精确确认出监测点的数量，又能控制经济成本。另外，一些国家采取对地区污染程度进行分级的方式来计算监测点数量。

3 布点优化方法

2018年全国空气质量情况相较2017年有所提高，但部分城市污染严重，其中有4.1%的城市空气质量能达到国家一级标准；72.1%城市的空气质量能达到国家二级标准；低于空气质量三级标准的城市占2.3%[1]。以昆明为例，昆明2018年达到二级空气质量标准，其中87d等级为优；279d为良，相较2017年而言，优级天气增加了32d，优化布点能够更好地实现空气质量监测。布点优化的基本方法为以下3点：

（1）在保证不同区域高低浓度均匀分布的情况下设置监测点位，用以反映该区域内空气质量情况、变化规律及污染水平

（2）设置监测点位置还要考虑到产业结构、污染程度及人口密度等因素，根据所需监测点的重要程度进行等级划分，以确保监测点能够完全覆盖到所有的生产、生活区域

（3）根据每个城市的功能区域的不同，设置不同数量的监测点，其中特别需要注意的是人口住宅密集区及工业密集区要提高设置量，设置后对污染物及污染源进行密切监测，及时获取监测信息，以确保空气质量问题不会对人民日常生活造成影响，在进行正常监测的基础上还要兼顾每个城市自身对于空气质量监测的要求。基于布点确立的基本原则除了通过基本优化方法进行布点优化外，还可通过功能区建立、数理统计、模拟等方法来具体实现布点优化。这里需要注意的是，在进行布点时需要确保监测位置足够真实，能够具体的反映在一定范围内的空气质量现状及后续的变化趋势。

3.1 功能区建立法

功能区建立法是指按照不同城市进行区域划分，设置具体的监测点位，一般情况下每个城市只需要设置3～4个点位即可。建立的具体方法就是根据城市功能的不同划分成3～4个区域，例如：居民住宅区、工业区、商业区等，在此基础上进行具体的布点工作。这里需要注意的是，不同的城市，在空气污染上的情况都有所不同，受风力、空气湿度、气候、地形等具体情况的影响，同一污染物也会导致不同污染程度的现象，进而导致整个区域的空气质量监测所得数据存在较大的差异，造成一定程度的误差，由此需要不断地根据制约条件进行细节处的调整优化以得到精确的所需监测结果。

3.2 数理统计法

数理化统计法是在统计学的基础上进一步拓展所得出的统计方法，通过对一定时间段范围内的地理空间进行实时监测，辅以空气污染分布情况来进行具体分析，在分析的基础上创造两者相互关联性,再利用统计学的相关原理计算得出满足所需要的监测点个数以及分布的状态和位置。在实际监测取样过程中，监测点的数据会受到地域、地形、天气气候等情况的影响，因此，实施此种方法最好在掌握上述影响条件的具体数据后再进行，且此种方法只适合在同一地域内进行，不宜跨地域进行测量。

3.3 模拟法

在精确掌握不同时期整个区域内的人口密度、污染物性质、空气污染浓度、工业分布及污染变化规律等数据后，就可以进行模型模拟法。模型模拟法是指按照所需的测试数据分别对模型设置条件和模式，以此来得出具体空气监测的数据。由于空气污染程度、分布具体情况、分布规律、地形及气候条件等的具体情况都制约着监测结果，影响监测结果的精确度。因此，在实际应用中，模拟模型的确立需要大量且全面的数据作为支持，按照测试数据来对监测仪器的条件设置做出相应调整，提高监测精确度，以此得到高精准度的空气质量模拟模型来进行空气质量预测。根据空气质量预测情况可以对该地区污染程度进行详细划分，并确定污染物和污染途径，进一步指导该地区后续环保工作的重点注意事项，也可以基于此对造成污染情况的具体企业做出惩罚。

3.4 建立审查制度

建立严格的审查制度可以分为4步：

（1）加强基础设施建设，提高监测数据的准确程度

（2）在此基础上，确立科学有效的审查制度，确立制度详细内容，包括企业基础审查标准及未达标的惩处条例

（3）采用科学有效的手段对收集到的各项数据进行仔细审查，可以对审查内容进行列项处理，按照项目进行逐条检查，以确定企业排污情况是否符合标准及根据具体项目数据对企业排污情况进行总结，指导企业后续排污工作

（4）在收集到企业排污情况具体数据后，按照审核标准对未达到标准的企业进行收费，对于不积极配合的企业可以制订相应措施和惩罚条款，并加大审查的力度，审查过程中一旦发现问题，可以按照条例进行惩罚处理。

4 结论

想要实现空气质量监测的布点优化，首先需要掌握布点确立的原则及步骤，接下来是了解监测点确定的具体方法，在此基础上通过功能区建立法、数理统计法、模拟法以及建立审查制度来具体实现布点的优化，以此提高空气质量的监测水平。

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