文/钱永康1 王韦华2 刘阳1
摘 要:环境污染,特别是大气污染,直接威胁人类生命健康安全,是制约我国绿色、可持续发展的重要问题。为保证大气环境污染监测工作的顺利开展,从大气环境污染监测内容出发,结合某民用航空机场大气环境污染监测,分析监测流程。在此基础上,提出一系列环境保护措施,以期为大气环境监测及环境保护工作的开展提供理论支持。
关键词:大气环境;污染监测;环境保护
大气是人类赖以生存的基本环境要素之一,其质量直接关系到人类的生存与发展。然而,近年来,由于工业废气排放、交通运输尾气、能源消耗等人类活动的影响,大气环境污染问题愈发突出。为保护人民健康安全,构建准确率高的环境监测体系迫在眉睫。专业大气环境监测的开展,通常会涉及采样方法、检测设备以及数据处理等多项内容,但在实际检测工作中,存在监测流程落实不到位,设备配置不足以及技术应用落后等多方面的挑战,阻碍监测工作顺利开展,因此,应加快监测体系构建、优化监测技术,以有效改善大气环境质量。
1大气环境监测内容
1.1悬浮颗粒物
颗粒直径<10um的颗粒物被称为悬浮颗粒物,这类物质长期漂浮于空气中,会污染大气,且直径较小的颗粒会直接被人体吸入,其中直径<5um的颗粒物一旦进入人体内,会对肺功能造成影响。悬浮颗粒物监测是大气环境监测中的重要内容,通过环境监测仪收集并分析悬浮颗粒物组成、浓度、分布位置等基础信息,相关工作人员可准确掌握相关数据,进而合理制定后期的环境保护策略[1]。
1.2 气态污染物
二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机物等气态污染物是监测重点。二氧化硫主要源于含硫物质燃烧。物质燃烧过程中出现的硫酸盐、硫化氢等,扩散到空气中会出现严重的污染问题。在大气监测过程中,主要采用pH值检验法,酸雨pH值达到3,说明酸雨情况严重,需要及时检测区域内硫化物含量并进行控制,以免出现大范围酸雨[2]。除此之外,以分光光度计依据物质对特定波长光吸收特性,测量光强度变化可计算二氧化硫、氮氧化物浓度。一氧化碳监测常用非分散红外吸收法,利用一氧化碳对特定波长红外光吸收原理测定浓度。挥发性有机物种类繁杂,常采用气相色谱 - 质谱联用仪,将不同成分分离并定性定量分析,全面掌握其在大气中的浓度分布。
1.3 挥发性有机化合物
挥发性有机化合物主要指一些卤代烃、烃类,其中包含有机酮、酯、胺、醇等,这些物质均可以参与大气光化学反应。目前,空气中挥发性有机化合物主要源自有机化工、石油化工、包装印刷、表面涂装、塑料及医药行业[3]。甲烷作为最简单的烷烃,是重要的温室气体,同时也是 VOCs 的重要组成部分,对于此类排放源,相色谱 - 质谱联用技术是一种极为有效的监测手段。傅里叶变换红外光谱技术可实现实时在线监测,能够快速检测到燃油挥发产生的各类 VOCs,如烷烃、烯烃等。
2大气环境污染监测流程
以某民用航空机场为例,分析大气环境污染监测流程。
2.1监测方案制定
2.1.1确定监测目标
鉴于机场运行特点,首要目标是监测飞机起降、地面保障车辆及辅助设备运行产生的污染物,如氮氧化物、颗粒物、碳氢化合物等,评估其对机场及周边空气质量影响,为污染防控与机场环境管理提供依据。
2.1.2选定监测点位
在机场跑道两端、停机坪周边、航站楼附近及周边敏感区域如居民区、学校等地设置监测点。跑道两端监测点侧重飞机起降瞬间排放污染物浓度;停机坪周边监测点关注飞机怠速、滑行及地面保障设备作业时污染物排放;航站楼附近监测点考量旅客活动区域空气质量;周边敏感区域监测点评估机场污染对周边环境影响范围与程度。
2.1.3明确监测项目与频次
监测项目涵盖氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、颗粒物(PM2.5、PM10)、挥发性有机物等。依据机场运行规律与环保要求,对重点污染物高频次监测,如氮氧化物、颗粒物每小时监测一次;对挥发性有机物等相对稳定污染物,每日或每周监测特定时段浓度。
2.2监测设备部署
地面监测设备:在各监测点位安装专业大气环境监测设备。采用化学发光法氮氧化物分析仪测定氮氧化物浓度,利用紫外荧光法二氧化硫分析仪检测二氧化硫浓度,一氧化碳监测选用非分散红外吸收法监测仪。颗粒物监测则配备 β 射线吸收法或振荡天平法颗粒物监测仪。这些设备具备高精度、稳定性强特点,能实时准确采集污染物浓度
数据。
移动监测设备:利用移动监测车定期沿机场周边道路巡回监测。车上搭载便携式气相色谱 - 质谱联用仪,可快速分析挥发性有机物成分与浓度;配备的多参数空气质量监测仪,同步监测氮氧化物、一氧化碳、颗粒物等污染物,弥补固定监测点位不足,掌握机场周边大气污染动态变化。
2.3数据采集
表1 机场大气污染物浓度限值
污染物项目 | 平均时间 | 浓度限制 | |
一级 | 二级 | ||
悬浮颗粒物 | 年平均 | 80 | 200 |
24h平均 | 120 | 300 | |
二氧化硫/μg·m-3 | 年平均 | 20 | 60 |
24h平均 | 50 | 150 | |
1h平均 | 150 | 500 | |
氮氧化物/μg·m-3 | 年平均 | 50 | 50 |
24h平均 | 100 | 100 | |
1h平均 | 250 | 250 | |
一氧化碳/μg·m-2 | 24h平均 | 4 | 4 |
1h平均 | 10 | 10 |
地面监测设备按设定时间间隔自动采集数据,每分钟获取一次实时监测数据,经内部数据处理系统计算污染物平均浓度、峰值浓度等参数,确保数据准确性与连续性。而后通过有线或无线传输方式,将监测数据实时传输至机场环境监测中心。机场大气污染物浓度限值为标准,见表1。
3环境保护措施
3.1科学应用监测数据
当前社会提升环境治理效能关键环节之一就是加强数据监测。具体来说,首先,可以依托地面监测设备与移动监测车实时采集的数据,构建机场大气环境实时监测平台。工作人员可通过该平台随时查看各监测点位污染物浓度变化情况,当某污染物浓度接近或超过预警阈值时,系统自动发出警报,提醒相关部门及时采取应对措施。其次,可运用数据分析技术,结合风向、风速等气象数据以及不同监测点位污染物浓度变化特征,对超标污染物进行溯源。
此外,根据长期监测数据反映出的污染物浓度变化规律、季节特征以及新出现的污染问题,适时调整监测方案[4]。最后,在实施各项大气环境保护策略后,可通过对比策略实施前后监测数据,评估治理措施的效果。例如,在优化飞机起降程序一段时间后,对比氮氧化物等污染物浓度变化情况,若浓度明显下降,说明该措施有效;反之,则需进一步分析原因,调整治理策略。
3.2完善废气排放标准
在大气环境保护工作中,需做好污染物治理工作,应从完善废气排放标准入手。一方面,生态环境部门应加紧对大气污染物的研究,掌握各类污染源特征,明确和细化排放限值,以有效约束排放主体行为,保证排放的可执行性与科学性。另一方面,监测技术人员应深入行业一线开展调查研究,实现对数据的合理评估,调整执行情况,科学管理行业废气排放,改善大气环境质量[5]。
3.3加强大气环境保护宣传
大气环境保护是一项难度高、投入大的长期性工程。为保证大气环境保护工作的顺利开展,在社会形成节能环保的良好氛围,应鼓励更多社会成员参与大气环境保护。因此,应加强环保宣传,改变大众对环境保护的认知偏差。首先,相关部门工作人员在开展环境保护宣传工作时,可利用互联网平台,创新宣传方式,拓宽宣传范围,为工作开展奠定坚实的基础。其次,在环境保护宣传工作中,应提高宣传的针对性,将重点放在污染源传播源头责任上,使大众了解大气污染防治政策,为优化大气环境、改善环境质量提供帮助。再次,在社区环境保护宣传工作中,主要应通过发放宣传资料、举办讲座、普及大气环境保护知识等方式,定期更新大气污染防治科普知识。最后,应制定大气污染举报奖励机制。例如,为社会公众打造网络平台或热线电话,使其能够及时向环保部门举报污染现象,在核查准确后,环保部门应给予举报人物质奖励,以此鼓励和支持社会公众积极参与大气保护监督工作。
3.4区域合理布局
以案例机场大气环境监测为例,在机场建设和运营管理过程中,管理人员需要全面掌握当地地形、气候条件,根据当地主导风向确定机场内的跑道方向,以减少机场内飞机起飞或降落时污染物在机场周边区域的聚集。同时,应合理设置航站楼与停机坪,有效缩短飞机滑行距离,最大限度地降低燃油消耗与排放。最后,应在机场周围设置充足的绿化隔离带和大气污染物吸附植物,有效降低飞机污染物对周边居民正常生活的影响。
3.5大力发展清洁能源
太阳能是一种清洁能源,且取之不尽、用之不竭。为减少大气污染,国家和地方政府鼓励和支持太阳能等清洁能源的使用,不仅能够满足人们日常生活所需,还能有效降低传统化石能源发电造成的污染物排放,为区域经济发展提供绿色动力。
3.6创新大气污染监测技术
在大面积大气污染监测工作中,应引入卫星遥感技术,以快速获取大范围污染数据,掌握污染高值区与污染传输路径,为大气污染防控提供宏观的数据支持。同时,该技术能清晰展示沙尘起源、影响范围,更好地帮助生态环境部门做好应对准备。在大气污染监测技术创新应用中,还可建立网格化空气质量检测站点,见图1,以实现对城市区域内空气质量的精细化监测。通过多个监测点设置,环保部门能够实时监测空气中各类污染物浓度,并精准测定污染源头,进而采取针对性的治理措施。
图1 空气质量检测站点
4结语
大气环境监测是环境监测工作中的重要组成部分,关系到生态系统的稳定运行。因此,应严格落实大气环境污染监测工作,为环境保护方案的制定提供科学依据,进而有效优化空气环境,推动社会绿色可持续发展。
参考文献
[1]范绍春.浅谈环境保护工作中污染源自动监测系统的应用[J].皮革制作与环保科技,2024(24):71-73.
[2]张悦,王陈高男,王炎松.武当山华阳岩和隐仙岩热湿环境特征及其病害关联性研究[J].西安建筑科技大学学报,2024(6):808-818.
[3]张伟豪,衷楠,万薇.基于亚洲主要国家和城市环境空气质量监测网络的经验分享[J].世界环境,2024(6):76-81.
[4]房建.大气环境中挥发性有机物废气的环境监测及治理技术研究[J].皮革制作与环保科技,2023(24):59-61.
[5]任洪兵,杜崇,杜关记.基于遥感生态指数的阿什河流域生态环境质量动态监测[J].甘肃水利水电技术,2023(12):27-32.
(作者单位:1江苏省南京环境监测中心;2南京海关动植物与食品检测中心)