大氣環境監測布點的有效方法

2024年3月28日發(作者：關于竹的詩句)

大氣環境監測布點的有效方法

涂春林　　龍巖市長汀環境監測站

【摘　要】

大氣環境監測是大氣環境治理的基礎，環境監測工作的質量直接影響治理效果。因此在推進大氣環境治

理過程中要能科學布點，有效監測。本文運用調查法、文獻法、實驗法等對大氣環境監測布點原則、要

求以及有效方法展開分析論述，重點就如何科學布點提出幾點建議，希望能為相關工作帶來些許幫助。

【關鍵詞】

大氣環境監測；監測點布設；原則；要求；方法

【

ＤＯＩ

】10.12316/.1674-0831.2021.09.078

我國十四個五年規劃提出，要持續推進環保工程，

加快生態文明建設，有效解決生態環境問題，改善人與

自然的關系。在生態文明建設工作中，大氣環境治理是

重要內容，而要想做好大氣環境治理，就必須科學開展

大氣環境監測工作。下面結合實際，主要就大氣環境監

測中的布點問題做具體分析。

一、大氣環境監測點布設原則

為保證大氣環境監測結果的真實性、全面性，在進

行布點時要嚴格遵循各項原則，按照相關要求規范布

點，從而保證最終的監測結果能客觀反映出監測區域的

大氣環境質量。具體來說，在開展大氣環境監測布點工

作時，應當遵循可比性、代表性、整體性以及目的性、

層次性與前瞻性、穩定性等原則。在布設點位時，要使

監測數據能進行空間上的對比，對同類型的監測點，布

設時要將其置于相似或相同條件下，從而使最終的監測

結果更為準確與合理。在布點時，要從監測區域內大氣

環境污染物濃度、空間分布等需求出發，確保最終的監

測結果有一定的代表性。除此之外，開展大氣環境監測

布點工作時，要對監測區域以及整個城市的環境狀況、

自然地理條件以及人口分布、工業布局、氣象特征、

功能區劃分、大氣污染來源等各因素做綜合分析。從全

局、整體的角度出發，有機協調、統籌兼顧，確保最終

監測結果全面、真實、精準、合理。布點時要按照具體

的監測目的與目標進行，并且在監測點的位置確定后就

不應隨意變更，要保證環境空氣質量監測數據時間上的

連續性與空間上的可比性。

二、大氣環境監測點布設要求

在進行大氣環境監測點布設時，要保證各監測點能

滿足不同的監測要求。具體如，如果大氣環境監測工作

主要是針對已建成的城區開展，那么監測點要布設在城

區內，點與點之間的位置關系、距離關系要合理，監測

點在空間分布上不能出現不均衡的情況。利用模擬法對

城市建成區各污染物濃度的總體平均值進行計算時，該

數值要能代表城市建成區所有網格的污染物濃度計算得

到的總體平均值，且同一時期內，兩者的相對誤差不能

超過10%。

對于環境空氣質量評價區域點、背景點，在布設時

要嚴格控制點與主要大氣污染源以及建成區之間的距

離，兩者不能相距過近。在布點時，要將監測點選擇受

人為活動影響小的清潔地區，并且在一個局部地區內，

區域點與背景點應當是位于該區域的高處，從而保證逆

溫層以及大氣污染物不會對監測精度產生過大影響，要

保證監測結果的真實性、準確性。

對于污染監控點，在布設時要在污染物濃度較高的

區域進行布置，并且在布設時對污染物傳輸、氣象影響

等進行考慮，盡可能將污染監控點布設在主導風向下風

向。在工業園區布設監測點時，監測點的位置應確定在

主導風向、第二主導風向下風向，點位于工業園區的邊

界。為獲得最為精準的監測技術，在布點時還應當對園

區內排放強度最大的項目和污染源的最大落地濃度做綜

合考慮。

在確定路邊交通點的位置時，主要是對行車道的風

向進行考慮。一般來說，行車道下風向一側是最佳的布

點位置。在主要考慮風向的基礎上還需要對行車道的地

形、車流量、兩側建筑分布情況等做綜合分析與考慮。

三、大氣環境監測點布設方法

當前常用于大氣環境監測點布設的方法分別有：

1.B-P人工神經網絡法。該種方法主要是通過模仿人

大腦功能更以及結構對相關數據進行處理，最終得到最

佳的布點位置。這一布點方式較為先進，計算速度也相

對較快，且最終確定出的點位會具有一定的代表性，最

終監測質量也能得到有效保證。

2.物元分析法。這種布點方法主要是通過對監測數

據的排序處理來得到期望點，依據期望點建立矩陣獲得

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點聚圖，最后選擇出最佳的監測點位置。物元分析法的

優點是，能對多指標之間的相互作用問題進行解決，但

是在進行前期排序以及矩陣處理時，所用數據必須要精

確、完整，如此才能保證最終布點的科學性與合理性。

3.相關系數法。所謂相關系數法，指的是分析各監

測點得到的監測數據的相關系數，在這一過程中設置預

知。對兩個監測點位數據間的相關性進行分析，若兩個

點位數據之間的相關性較高，可將兩點合并，從而讓布

點得到優化。這一布點方式的特點是便于操作，有利于

減少布點工作量，但易受到污染物濃度的影響，在污染

物濃度較大的情況下，布點效果可能不會十分理想。

4.聚類分析法。應用聚類分析法確定大氣環境監測

點的位置時，是先確定出一組分析對象，再按照各對象

之間的相似性對其進行劃分，劃分結束后，同類對象數

據會有較高的相似度，不同類數據對象之間的相似度較

低。根據劃分結果合理確定監測點的位置就能為后期的

監測工作打下良好基礎。這一布點方式最大的優點是計

算難度低，便于操作，有較高的實用性。

5.多目標規范化。在大氣環境監測點布設工作中，

多目標規劃法是指在一定約束條件下盡可能實現每一個

目標的最優化。在監測時，使用最少的點位獲得相對全

面、客觀且真實精準的大氣環境信息。多目標規范化布

點方法對數據的完整性有較高要求。

四、空氣質量監測點布設方案

1.構建綜合評價濃度

在進行大氣環境監測點布設時，主要是以監測區域

內污染物的空間分布特征為依據進行。但眾所周知，大

氣環境中污染物構成相對復雜，且污染物濃度以及各類

污染物的空間分布均有不穩定性。因此在布點時一定要

綜合考慮各種現實的因素，結合監測區域內多種污染物

分布特征來對測區的大氣環境質量情況進行分析，對大

氣污染物空間分布變化趨勢進行預測，在此基礎上科學

選擇監測點，從而保證監測結果真實、準確、客觀且全

面。其次，在布設監測點時，還應當對國家相關規范、

文件進行分析與參考，在基礎上構建綜合評價濃度，以

便布點工作能更科學、有效的開展。在構建綜合評價

濃度時，主要是采用以下方法：應用概率論中Jordan公

式，結合 CALPUFF 模擬結果，建立每個網格的綜合評

價濃度，對每個網格中多種污染物的綜合影響做出準確

分析與反映，為布點工作提供有效參考。

2.選擇布點方案

在選擇、確定布點方案時，也需綜合考慮多種因

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素，多各種情況以及結果做出預測，在此基礎上選擇最

為科學合理的監測點布設方案，為后期的大氣環境監測

以及治理工作打好基礎。以誠實點布設方案的選擇為例

進行說明（具體流程如下圖所示）：在選擇城市點的布

設方案時，首先是要依據網格綜合濃度與對應區域均值

的相對誤差得到備選網格，在核心區域中確定出備選網

格的具體位置，在綜合考慮監測區域用地性質、空間內

點位均勻性以及網格濃度等各因素的基礎上初步確定出

監測點位置以及方案。在這一階段，要保證每個功能組

團中的城市監測點數量不少于1；每一類濃度區域中城市

監測點數量不少于1；當每個功能組團某種污染濃度的點

位類型占絕對優勢時，要首選該類點位；要保證最終選

擇出的城市監測點能準確監測到城市大氣污染物濃度變

化情況，能對城市大氣環境質量做出一定反映。

圖1 城市點布點流程與方案選擇

五、結語

綜上所述，在大氣環境監測業務中，監測點布設是

一項十分重要的工作。開展布點工作時，要能結合國家

相關規范與標準，根據監測區域實際的地形地勢、建筑

密度、功能區劃分、污染物來源以及氣候特征等各因素

科學分析，合理布設，從而保證監測點布設的有效性。

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