银川市环境监测站 宁夏银川 750001
摘要：文章综合目前我国环境空气质量自动监测工作需求和管理分析说明智能化在我国大气环境监测中的应用和发展趋势，为更好的将物联网技术应用在我国大气环境监测提供参考，为环境保护提供了新技术、新方法和新思路。
关键词：物联网；环境空气质量；自动监测站；智能化
1.空气质量管理需求
“新标准”实施对仪器、数据管理及相关技术人员素质将有更高质量控制要求，对设备准确性的要求越来越高，对数据有效率的保证越来越高，对故障响应的快速越来越高，从近几年多个站点运维技术经验来看，空调不能来电自启引发仪器报警，导致监测数据无效、采样总管内部出现冷凝现象(加热器坏或空调过低)，冷凝水进入仪器导致仪器损坏、站房漏水导致仪器损坏、监测站房跳闸断电导致损失监测数据、仪器自身故障等非人为因素，质控措施不到位等人为因素，严重影响质量控制的要求，必须未雨绸缪，避免不必要的维护成本。无论自维或代维，运维站点的水平考核暂无依据，自查或飞行检查存在一定局限，亟需出台相关评分规则融入管理体系中。
2.空气质量监测需求
监测站房对运行环境有硬性要求，为连续自动监测服务。监测站房的环境不能保证，监测数据的质量就无法保证。环境保护部《环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统安装验收技术规范》文件要求监测站房：站房温度(15~35)℃；相对湿度≤85%；大气压在(80-106)kPa；站房应有防水、防潮、隔热、保湿措施；站房供电系统应配有电源过压、过载保护装置、电源电压波动不趤过AC(220±22)V，频率波动不超过(50±1)Hz；站房应采用三相五线供电，入室处装有配电箱，配电箱内连续入室引线应分别装有三个单相15A空气开关作为三相电源的总开关，分相使用；空调应具有来电自启动功能，避免因空调停运导致监测仪器内部温度过高而报警；采样总管与屋顶法兰连接部分密封防水；加热器与采样总管的连接应牢固，加热温度一般控制在(30~50)℃。
监测数据要求方面，要符合《环境空气质量标准GB3095-2012》文件提到数据统计的有效性规定。
第一，应采取措施保证监测数据的准确性、连续性和完整性，确保全面、客观地反映监测结果。所有有效数据均应参加统计和评价，不得选择性地舍弃不利数据以及人为干预监测和评价结果。
第二，采用自动监测设备监测时，监测仪器应全年365天(闰年366天)连续运行。在监测仪器校准、停电和设备故障，以及其他不可抗拒的因素导致不能获得连续监测数据时，应采取有效措施及时恢复。
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第三，任何情况下，有效的污染物浓度数据均应符合最低要求，否则视为无效数据。
监测质控要求方面，做好仪器日常维护保养工作：包括检查各仪器的监测数据是否异常，仪器有无报警，数据传输是否正常，及时更换硅胶、滤膜和滤筒，排空零气发生器的空气压缩机储气瓶中的积水，检查PM10和PM2.5监测仪旁路的雨水分离器中有无积水，检查站房内的温度和湿度是否在允许范围内，采样装置有无出现冷凝水，定期清洗采样头、采样总管，更换零气发生器的活性碳和分子筛，定期清洗空调(每年一次)，添加雪种等。对监测仪每周进行一次通零，一次通跨，每季度做一次多点校准、精度检查，每年做一次校准仪的流量检查、臭氧质量传递工作，NO-NO2-NOx分析仪的钼转换效率，颗粒物监测仪的流量检查工作，当发现误差超过相关技术要求时即进行校准；对仪器的简单故障进行排除以及提出故障仪器的维修意见。对整套系统每年至少进行一次全面预防性检修，包括对管道、反应室的清洗，采样泵的润滑，检查仪器关键的零部件进行检查和更换等。
数采软件平台要求方面，全国1436个空气质量自动监测站统一安装中山大学研发的空气质量联网监测管理平台，已实现传输内容包括：分析仪器的监测数据(CO、NO/NO2/NOx、O3、SO2、PM10、PM2.5、气象六参数)、仪器状态信息监控(采样流量、机箱温度、反应室压力等)、仪器报警信息、质控报表、巡检报表等，可进行质控与计划编排、亦或网络化远程质控，支持主流的大气监测设备，支持多种通讯接口、多种统计显示功能、数据审核上报。软件平台集成质量控制的工作内容主要包括零点检查、跨度检查、精度检查和多点检查，都能自动归档。
3.建设内容
基于物联网技术的发展已成为当今社会科学发展的一大趋势，但应用于环境监测方面仍较薄弱，处于起步阶段，建设服务于环境空气质量监测站点的智能化站房，监测获取包括监测仪器运行状态、监测数据状况、采样总管的温湿度、站房的温湿度、三相电、水浸、烟雾、空调、门禁、视频安防、数据采集、数据质控、运维管理打分等，一体化云办公，减少一线人员的繁琐工作，是大气环境监测工作的一大亮点。
系通过站房全方位的智能化监测可以实现以下功能，可有效提高监测数据的质量，提高数据有效率。首先，智能调节空调，为监测仪器提供良好的运行环境：实时检测监测站房温湿度，智能开关、智能调节空调工作模式(制冷、除湿、制热等)，使监测站房温度严格控制在(15~35)℃；相对湿度控制在≤85%。并能控制双空调进行交替工作，延长空调使用寿命。其次，采样总管温湿度检测，及时发现采样总管的冷凝现象或加热器控制状况，防止冷凝水进入监测仪器，避免监测仪器损坏，影响监测数据质量。第三，监测仪器状态检测，提高监测数据有效率：若监测仪器发生报警、死机等异常情况时，及时通知管理人员处理，防止损失大量监测数据。第四，标气压力传感检测：了解标准气体使用状况，警示气体密闭性，及时通知管理人员更换或检查。第五，漏水、火情检测，避免设备损失：监测站房发生漏水、火警等险情时，短信提醒管理人员，可远程切断站房电源或分插电源，打开现场声光报警器。第六，站房断电通知，提高管理响应速度：站房异常断电，及时短信通知到站房管理人员处理，防止损失大量监测数据。第七，三相电检测，延长监测仪器寿命：实时检测站房电源稳压器三相电的电压、电流、频率的波动情况，若三相电出现不稳定时，及时短信通知管理人员处理。避免长期不稳定的供电导致缩短监测仪器的寿命。第八，安防检测：当有人进入站房时，及时通知管理人员，并记录事件以便后续翻查。第九，运维管理：平台年度质控任务编制，判断软件定时任务自动执行率和通过率，定时现场巡查项目进行拍照上传，避免人为作假，重要技术指标按评分标准，根据数据有效率、故障响应率、质控措施完成率等参与评定，促进智能化应用程度。第十，移动办公：随时随地查看空气站点的实时数据、仪器状态、视频监控、数据传输等信息，不拘束于现场办公。
4.结语
走进物联网时代，智能化时代，虽还面临着许多的困难，但是这是一个必然的发展趋势，近在咫尺。环境空气质量自动监测站智能化建设费用有着成本低、价值高的优势，可从综合示范站布局开始，逐步推向全国各个空气站，覆盖国控城市点、区域点、背景点、工业园点、景区点等环保领域，为大气污染防治工作做出贡献。
【参考文献】
[1]杨翠香．浅谈环境空气质量自动监测系统建设与管理．北京：环境与生活，2017(18)：87-88．
[2]李国刚，李旭文，温香彩．物联网技术发展与环境自动监控系统建设[J]．中国环境监测，2016(1)：79-81．
论文作者:段勇,魏佳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/20
标签：数据论文; 监测站论文; 仪器论文; 空气质量论文; 总管论文; 环境论文; 空调论文; 《建筑学研究前沿》2017年第32期论文;