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四氣兩塵空氣站能同時(shí)監(jiān)測(cè)多種氣態(tài)污染物嗎?
作為城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分,“四氣兩塵" 空氣站(即監(jiān)測(cè)二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧這 “四氣",以及 PM2.5、PM10 這 “兩塵" 的標(biāo)準(zhǔn)化監(jiān)測(cè)站點(diǎn)),其核心功能之一便是同時(shí)捕捉多種氣態(tài)污染物的濃度變化。在大氣污染復(fù)合型特征日益明顯的當(dāng)下,能否同步監(jiān)測(cè)多類氣態(tài)污染物,直接關(guān)系到對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量的全面研判與污染溯源。事實(shí)上,通過模塊化硬件設(shè)計(jì)與多技術(shù)協(xié)同,四氣兩塵空氣站不僅能同時(shí)監(jiān)測(cè)多種氣態(tài)污染物,還能保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性與同步性,為空氣質(zhì)量管控提供關(guān)鍵支撐。
“四氣" 核心指標(biāo)覆蓋主流氣態(tài)污染物,硬件配置實(shí)現(xiàn)同步采集
四氣兩塵空氣站的 “四氣" 監(jiān)測(cè)指標(biāo),本身就是針對(duì)大氣中最常見、影響廣的氣態(tài)污染物設(shè)定:二氧化硫(SO?)主要來自燃煤排放,二氧化氮(NO?)多源于機(jī)動(dòng)車尾氣與工業(yè)排放,一氧化碳(CO)是燃料不燃燒的產(chǎn)物,臭氧(O?)則是揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)與氮氧化物(NO?)在光照下反應(yīng)生成的二次污染物。為實(shí)現(xiàn)對(duì)這四種氣態(tài)污染物的同步監(jiān)測(cè),空氣站采用 “多模塊并行采集" 的硬件架構(gòu) —— 每個(gè)氣態(tài)污染物對(duì)應(yīng)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)模塊,如二氧化硫模塊采用紫外熒光法,二氧化氮模塊采用化學(xué)發(fā)光法,一氧化碳模塊采用非分散紅外吸收法,臭氧模塊采用紫外吸收法,各模塊通過統(tǒng)一的采樣總管抽取大氣樣本,再分別進(jìn)行針對(duì)性檢測(cè)。這種設(shè)計(jì)既避免了不同污染物檢測(cè)過程中的相互干擾,又能保證所有氣態(tài)污染物數(shù)據(jù)在同一時(shí)間維度下采集,例如每 5 分鐘同步生成一組 “四氣" 濃度數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)的時(shí)間一致性,為分析污染物間的關(guān)聯(lián)關(guān)系(如 NO?與 O?的轉(zhuǎn)化規(guī)律)提供基礎(chǔ)。
擴(kuò)展模塊支持更多氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè),滿足差異化需求
除了標(biāo)配的 “四氣",四氣兩塵空氣站還具備靈活的擴(kuò)展能力,可根據(jù)區(qū)域污染特征增加其他氣態(tài)污染物的監(jiān)測(cè)模塊,實(shí)現(xiàn) “多 + N" 的監(jiān)測(cè)模式。例如,在化工園區(qū)周邊的空氣站,會(huì)額外加裝揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)監(jiān)測(cè)模塊(采用光離子化檢測(cè)或氣相色譜法),同步監(jiān)測(cè)苯、甲苯、二甲苯等特征污染物;在垃圾焚燒廠附近,會(huì)增加氯化氫(HCl)、氟化氫(HF)等酸性氣體監(jiān)測(cè)模塊(采用離子色譜法);在鋼鐵工業(yè)區(qū),則可能補(bǔ)充硫化氫(H?S)監(jiān)測(cè)模塊(采用電化學(xué)法)。這些擴(kuò)展模塊與原有 “四氣" 模塊共享采樣系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集平臺(tái),僅需在硬件上增加對(duì)應(yīng)檢測(cè)單元,軟件上升級(jí)數(shù)據(jù)處理算法,即可實(shí)現(xiàn)多種氣態(tài)污染物的同步監(jiān)測(cè)。以廣東某化工園區(qū)的四氣兩塵空氣站為例,其在標(biāo)配 “四氣" 基礎(chǔ)上,擴(kuò)展了 11 種 VOCs 與 2 種酸性氣體的監(jiān)測(cè)功能,可同時(shí)輸出 17 組氣態(tài)污染物數(shù)據(jù),為園區(qū)精準(zhǔn)管控工業(yè)排放提供了全面數(shù)據(jù)支撐。
技術(shù)協(xié)同保障多污染物監(jiān)測(cè)精度,避免相互干擾
同時(shí)監(jiān)測(cè)多種氣態(tài)污染物,最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是避免不同污染物在檢測(cè)過程中相互干擾。四氣兩塵空氣站通過三重技術(shù)手段解決這一問題:首先,采樣總管采用惰性材料(如聚四氟乙烯)制作,內(nèi)壁光滑且不與污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng),防止氣態(tài)污染物在傳輸過程中被吸附或轉(zhuǎn)化;其次,各監(jiān)測(cè)模塊前均配備專屬預(yù)處理裝置,如二氧化硫模塊前加裝除氮氧化物過濾器,臭氧模塊前加裝除顆粒物過濾器,確保進(jìn)入檢測(cè)單元的氣體僅含目標(biāo)污染物;最后,數(shù)據(jù)采集平臺(tái)會(huì)對(duì)各模塊的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行 “交叉驗(yàn)證",例如通過一氧化碳濃度數(shù)據(jù)反推燃料燃燒強(qiáng)度,判斷二氧化硫、二氧化氮的排放是否符合邏輯,若某一污染物數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常波動(dòng),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)排查是否存在干擾(如臭氧模塊受強(qiáng)光影響),并進(jìn)行數(shù)據(jù)修正。這種 “物理隔離 + 預(yù)處理 + 數(shù)據(jù)驗(yàn)證" 的協(xié)同機(jī)制,確保了多種氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性 —— 根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求,四氣兩塵空氣站氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)的相對(duì)誤差需控制在 ±5% 以內(nèi),實(shí)際運(yùn)行中多數(shù)站點(diǎn)能達(dá)到 ±3% 的精度水平。
同步數(shù)據(jù)支撐污染溯源與協(xié)同治理,體現(xiàn)監(jiān)測(cè)價(jià)值
四氣兩塵空氣站同時(shí)監(jiān)測(cè)多種氣態(tài)污染物的核心價(jià)值,在于為污染溯源與協(xié)同治理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。例如,當(dāng)空氣站同時(shí)監(jiān)測(cè)到二氧化硫與一氧化碳濃度同步上升時(shí),可初步判斷污染來源于燃煤排放(如周邊電廠或鍋爐);若二氧化氮與 VOCs 濃度同時(shí)升高,且伴隨臭氧濃度上升,則提示可能存在機(jī)動(dòng)車尾氣與工業(yè) VOCs 排放疊加導(dǎo)致的臭氧污染。這些同步數(shù)據(jù)能幫助環(huán)保部門快速鎖定污染源類型,制定針對(duì)性治理措施。2024 年北京某區(qū)域出現(xiàn)臭氧污染時(shí),當(dāng)?shù)厮臍鈨蓧m空氣站同步監(jiān)測(cè)到二氧化氮(NO?)濃度為 65μg/m3、VOCs 濃度為 0.12mg/m3、臭氧(O?)濃度為 180μg/m3,通過三者的濃度關(guān)聯(lián)分析,環(huán)保部門迅速定位到周邊兩家未達(dá)標(biāo)排放的涂裝企業(yè),及時(shí)要求其整改,有效降低了區(qū)域臭氧濃度。
綜上,四氣兩塵空氣站不僅能同時(shí)監(jiān)測(cè) “四氣" 這四種主流氣態(tài)污染物,還可通過擴(kuò)展模塊覆蓋更多特征氣態(tài)污染物,且通過技術(shù)協(xié)同保障了監(jiān)測(cè)精度。這種多污染物同步監(jiān)測(cè)能力,使其成為破解復(fù)合型大氣污染、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治理的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,為區(qū)域空氣質(zhì)量持續(xù)改善提供了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支撐。