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）