探讨大气环境监测布点方法及优化措施

杨滨瑜

四川省攀枝花生态环境监测中心站 四川 攀枝花 617000

在以往粗放型经济发展模式之下，虽然带来了经济成果，却也对大气环境带来了严重的污染，如光化学烟雾、雾霾等污染问题的存在，已经严重的破坏了大气环境平衡性，甚至威胁到了人们的健康[1]。所以，当前对大气环境进行监测有着积极的意义。通过有效的大气环境监测，既可以了解当前存在的大气污染问题，掌握大气污染的发展趋势，还可以为大气环境质量监管与预防等工作的开展提供科学的依据[2]。但是，在大气环境监测工作开展期间，采样点的布设方法直接影响着数据采集的质量，所以当前必须合理布设采样点，真正的将大气环境情况反映出来，保证数据的可靠性，为后续大气环境监测及治理工作的开展提供科学的依据。

1 大气环境监测布点原则

1.1 代表性原则

若是在对大气环境进行监测的时候，有着各种各样无效的布点，那么监测工作所获得的大量数据都无法呈现出当地范围内的具体情况，同样会致使监测工作耗费的人力资源、物力资源出现严重的损失[3]。对于大气环境监测方面的各项工作而言，监测点位的设计需要体现出明显的代表性[4]。在监测点位处在上风向的时候，就能够适当缩减监测点的设置，而若是处在下风向时，就能够按照污染监测的级别做好点位的增加。

1.2 合理性原则

在对大气环境进行监测的环节中，监测点位的设立应该按照当地的具体情况，确保监测工作的实施满足相关标准与要求。而在对广大民众极易受到大气污染带来的影响进行分析的时候，就应该对采集高度做好科学的确定[5]。一般情况下，高度需要维持在1.5米到2米左右，以此来保障点位设计有着较高的科学性。

1.3 全面性原则

首先就应该了解监测点处在不一样污染地区有着怎样的布设特点，同时对污染物的实际排放总量或者是人口十分密集的场所做好准确的分析，寻找到此处区域内具有的特征，保障监测点位的设计体现出较高的全面性[6]。只有如此，才能够更好的对监测点位进行设计，达成预期的效果和目标。

2 大气环境监测布点方法分析

2.1 根据功能区进行布点

在以往对大气环境实施监测的时候，往往是根据功能区完成布点工作的。在对城市开展建设的环节中，能够把诸多区域科学划分成工业、商业、休闲等类型。联系各个区域本身的功能可知，工业区较为注重生产方面的工作，会排放出大量的污染物，所以需要对监测点进行有效的布控，确保布点的安排有着较高的合理性。同时，还应该对工业区所覆盖的范围进行全面的监测，了解其大气污染情况，第一时间看出污染问题，并制定出切实可行的措施，做好相应的应急处理，防止城市的自然环境和生态环境受到严重污染。事实上，大气污染物的实际扩散情况或者是扩散指数也有着明显的差异，应该联系污染物的类型对各个布点做好科学的调整[7]。所以，在进行布点以前，需要根据功能区的划分，对大气污染情况作出准确的分析，并意识到污染因素的具体状况，对采样点的方位或者是数量进行确定。此种布点方式可以更加合理的对各个区域的污染程度实施科学的预测，让大气污染监测工作的经济性获得明显的提升。但对于农村地区或者是偏远山区来说，由于其并未具备任何的功能划分，所以不能对此种布点方式进行应用，若是盲目的采用这一方式，必定会导致监测结果出现不合理的问题。

2.2 划分网格单元布点

借助对网格单元进行合理的划分，完成监测点的设计和布置工作，判断污染物的主要扩散方向。此种方式是如今最为常用的一种布点手段，能够把整个监测区域更加科学的划分成诸多大小不等的网格。联系当地的地质条件、污染程度、人口分布情况等信息，就能够明确网格单元的规模。单元中心与交点位置能够设置成独立的监测点，呈现出污染物的具体分布方位。对于污染分布非常均匀或者是有着较高污染的地方来说，此种方式可以将其完整的呈现出来[8]。然而，在对布点进行监测以前，工作人员一定要明确整片区域内，工业产业的实际发展趋势和受到污染的程度，如此就能够更加科学的对网格单元进行划分，判断污染物的主要扩散方位。知晓不一样区域范围内，污染会是否会随着时间的不断推移出现某种程度的改变，可以为污染物的监控工作或者是治理工作提供大量的依据。但是，对于污染程度较高的区域来说，此种方式无法完整体现出污染区的实际浓度。

2.3 通过扇形弧度布点

能够通过扇形弧线做好相应的布点工作，在距离污染源所处具体位置的不一样距离的大量弧线上，能够借助采样点布设的方式，达成预期的效果和目标。弧线需要设置在相同的扇形区域内，把点源当做一个顶点，让主导方向变成主要的轴线，在污染源下风向的方位设置一定范围的扇形区。根据相关规定，扇形角应该维持45度，在特殊的情况下，能够将其提高到60度，但一定不能高于90度。所有弧线都应该设置三到四个采样点，彼此相邻的采样点和其他点源连线之间的夹角应该维持在10度到20度左右[9]。此种方法通常被运用在单个的高架点源上，对其进行严格的监测，也能够在上风向的位置上，设立一定的对照点。除此之外，还需要污染源具备属于自己的主导风向，如此才可以获得良好的布点效果，确保最终的监测数据有着较高的合理性。但对于大面积的污染源来说，就不能应用此种布点方式。

2.4 圆周采样布点

对于整个监测范围内，有着严重大气污染情况，同时非常集中的基础上，相关人员就能够对圆周采样布点方式进行充分的应用。比如，对于污染源较为严重的地区，人们应该通过圆周与放射线相交的位置做好监测点的布设。对于不一样的圆周，所设计的监测点总量和具体方位等等都有着明显的差异，应该联系污染源的具体分布状况或者是相关的主导风险，完成科学的布设工作。所有圆周区域都可以代表着独立的污染区，而每一个圆周都具备一样的圆心，但其半径却存在着明显的差异，其间能够组合成同心圆。按照主导风向，需要完成放射线的合理排放与布置，明确污染源的主要分布地区。在对此种布点方式进行应用的时候，下风向的监测点一定要远远超出上风向。在整片区域内，所有污染源都体现出平均分布状态的时候，则能够对此种布点方式进行应用，以便于达成预期的效果和目标，增强大气环境的监测效果。

3 大气环境监测布点方法的优化措施

3.1 优化布设技术

当前针对大气环境监测布点方法的优化上，对于布点技术路线的优化，主要涉及到两个方面的内容，其一是优化点位，其二是预测布点。从采样点优化的角度分析来看，需要在常规点位布设的基础上，运用相应的技术和方法来保证确定的点位可以实现对目标区域的全面覆盖。在通常情况下，对于点位的优化，可以采用特征分析法、相关系数法、物元分析法，这样可以确保采样点布设的合理性。

其一，特征分析法。在大气环境监测采样点布设方面，为了保证采样点布设的科学性、可行性，可以采用此种方法来选择最佳的点位。在具体实施的过程中，相关人员对于此方法的运用上，需要按照大气污染程度来对各个监测点进行分类，这样就可以在不同类型中选择出具有代表性的采样点，并在此基础上，运用原始监测数据（n个样本，m个变量）来构建联系度关系矩阵，即Y=XA（X为编码矩阵，A为变量权矩阵）。这样经过一系列的计算之后，便可以求出所需的矩阵Y，相应技术人员就可以在此基础上来绘制出联系度折线图，随后可以按照这个折线图对联系度的大小进行分类整理，从中选择出最佳的点位。

其二，相关系数法。针对当前大气环境监测工作的布点问题，对于采样点的布设上，可以利用网格布点法获取数据，并以此为依据来设置网格数据，将其定为m，监测点定为n，相关人员就可以在此基础上m与n之间的相关系数R进行计算。若是计算出来的R值越大，这就意味着网络能够代表污染物浓度的实际变化规律。所以，当前相关技术人员便可以结合监测点污染物浓度、平均浓度来求出变异系数，CV和各点方差Si。然后对这些数据进行综合性的分析，这样就可以选择出最佳的采样点。

其三，物元分析法。目前，在大气环境监测工作开展期间，此种方法则是由蔡文教授创立的可拓学理论，对大气环境监测的布点问题进行分析。在具体分析的时候，需要从所有污染物的监测值中筛选出最大值和最小值，如SO2、NOx、TSP等，然后分别构成“最佳点A”和“最劣点B”，并由各种污染物的监测值的均值来构成“期望点C”。随后由C与A、B构成标准物元矩阵Rac、Rcb，A与B构成节域物元矩阵Rab，每个测点都需要建立物元矩阵Ri。最后由Ri对Rac、Rcb及Rab建立关联函数Ka（Xij）、Kb（Xij），由其计算综合关联函数Ka（Xi）、Kb（Xi）。相关人员利用综合关联函数值，并结合关联函数的意义，画出点聚图，并在上面挑选出最佳的点位。

3.2 优化布设方法

在大气环境监测布点工作开展上，对于采样点布设方法的优化上，当前需要相关人员在前期所收集的资料的基础上，立足目标区域的空间、大气监测时间等信息，对大气环境污染物的具体特征及规律进行综合性的分析，随后结合原来的大气监测数据特点及规律对采样点的布设情况进行调整及优化，这样最终的效果便可以实现以最少的点位实现对目标区域的全面覆盖。最后，相关人员需要结合目标区域的气象、地理信息等，建立相符的数据分析模式，对采样点进行精准化布设。

3.3 优化布设流程

在大气环境监测采样点的布设上，需要相关人员按照布设流程来执行。在具体操作上，相关的技术人员一是要结合大气质量监测布点的目标，制定科学的大气环境监测项目及范围，并对评价范围及标准进行细分。二是需要对目标区域的环境情况进行调查和分析，了解目标区域大气污染中的污染物，以及本区域的产业结构及资源分布情况。三是结合实际情况来选择合适的监测分布方法。比如，在应用网格布点法的时候，相应技术人员需要对目标区域的大气质量情况来设置相应的网络区域，并在相对应的人口密度较小的位置适当的扩大设置范围，并在此基础上建立起大气污染物扩散模式，通过网络的形式来对大气污染物的浓度、分布特点及规律进行模拟。四是相关人员需要对监测点位分布数量进行优化，分析目标区域数据，调查目标区域实际环境情况，计算出最少的监测点数量，在此基础上构建数据库，这样就可以实现对目标区域的空气质量进行科学的评估，以及持续性的优化处理。

3.4 要规避污染源

目前，在大气环境监测布点工作开展期间，环境部门相应的技术人员需要做好污染源的规避工作，尤其是在采样点的布设上，必须规避污染源。这么做的原因主要是由于污染源附近的空气质量太差，对于大气环境监测工作的开展缺乏支撑力，这就意味着此处的空气质量数据缺乏代表性，所以在布点的时候需要远离污染源。然而，大气是处于运动状态的，所以这就意味着大气中的污染物含量也处于不断的变化之中。若是在污染源布设采样点，对空气质量进行监测，那么所获取的数据自然缺乏科学依据，同时相应人员也不可以将其作为分析大气环境污染情况的依据。可见，从这个层面来看，当前在采样点布设的时候，规避污染源十分的关键，这样既可以确保选择的布点，还可以确保目标区域内大气环境监测数据的真实性、准确性。

3.5 要规避障碍物

目前，障碍物的存在必然会在一定程度上影响大气污染的情况以及扩散趋势，所以相关工作人员对目标区域进行采样点布设的时候，就要提前对目标区域内的障碍物进行深入的了解。在采样点布设之前，相关人员则需要明确目标区域内每一个障碍点对环境监测工作的影响，这样就可以在对采样点进行布设的时候，对这些障碍点进行有效的规避，从而确保采样点提供的数据具备真实性、客观性。但是，在此项工作开展期间，环境部门的相关技术人员如果能够提前对障碍物在污染源扩散速率及范围方面所起到的作用，那么就可以在目标区域的城市功能分区上，合理的利用这一点，合理的利用障碍物的有效性来实现对大气环境污染的调整，从而合理的改善人们的生活环境质量。

4 结束语

总而言之，面对当前严峻的环境污染形势，开展大气环境监测工作十分的有必要。而大气环境监测工作的开展，采样点的布设与整个监测工作的开展效果有着直接的影响，选择合适的采样点，可以获取准确的大气监测质量数据，为相关部门提供科学详细的资料，这样既可以使得相关部门掌握目标区域的大气污染实际情况，还可以了解大气污染的变化及发展趋势，从而制定出行之有效的保护措施。因此，现阶段对大气环境监测工作的开展上，则需要结合实际情况来选择采样点，并针对监测布点方法的缺陷采取针对性的优化措施，从而实现对大气中污染物的全面监控与观察，及时的掌握大气环境污染的变化趋势，以此来采取针对性的预防和解决措施，保证大气环境的质量。