扬尘质量在线监测系统

1.背景概述

近些年随我国经济*发展，人们的生活水平普遍得到提高，但环境空气质量问题也日益凸显，表现在污染排放源众多、污染物呈多样化、无组织排放情况较为普遍、排污地分散等方面。

为监测环境空气质量，4000余个环境空气质量站建成分布在全国各地，但现有空气站相对目标监测区域而言，具有数量少、覆盖面小、投资成本高的局限性，无法实现精细管理。

在政策与标准层面，2014年发布了《办公厅关于加强环境监管的通知》，2015年发布了《关于贯彻落实〈办公厅关于加强环境监管的通知〉进展情况的通报》，环保部于2017年发布了PM2.5网格化监测相关等四项技术指南，2018年发布了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》明确提出了要拓展环境空气质量监测网络。

网格化管理是一种新型的城市管理模式，指将目标区域进一步划分为数个尺寸较小的网格来监管，优势是属地管理、条块结合、分级负责、责任到人，做到管理下沉，不留死角。

随着技术创新，微型传感器和物联网技术的长足发展，一种新式的环境空气质量在线监测系统为环保监管的网格化提供了有力支撑，实现了环保监管的精细管理。

针对上述问题，西安聚能仪器有限公司*了环境空气质量（网格化）在线监测系统，利用物联网感知、数据无线通讯、数据库、地理信息系统、视频等先进技术，集数据采集、传输、多维数据展示与应用为一体，满足新形式下扬尘的环境监测、污染防治和科学决策需求，针对城市居民住宅区、工业园区、交通道路、商务办公区、工地、城市绿地等场合，实现扬尘监管全面信息化，为环保、城建、交通等监管部门联合执法提供数字化的监管手段，满足联合执法需求。

2. 方案设计思路

2.1系统架构

整体系统构架由监测仪和监管应用平台构成，监测仪安装在目标监测区域的各个现场，获取各监测点的污染物浓度信息，通过内置的无线传输模块实时上传监测数据至应用平台。由应用平台做各项监测数据的集中展示，并进行统计分析，为环保监管提供依据。

具体包括：

1) 依据监测地区现有污染规律及模式，参考当地理气象等综合因素，对目标区域采用污染面源监测和区域监测相结合的加密网格形式布设微型环境空气质量在线监测仪；

2) 依托微环境空气质量在线监测仪对区域内的监测因子的浓度以及噪声等进行24小时实时采集和处理，可同步显示与现场LED显示屏，并将数据通过无线传输至云平台；

3) 平台系统通过监测仪提供丰富的数据统计分析功能，包括站点排名、报表统计等；

4) 通过数据信息能够及时监测整体区域对周边环境产生的影响。当监测到污染**标或呈上升趋势时，能够对区域内的具体公司或污染源进行追踪与辨识，并及时处理。

2.2系统建设意义

Ø 环境网格化监管一体化：与环境网格化监管系统配合，实现环境质量、重点污染源、生态状况监测全覆盖，实现监测数据共享，使监测预警预报、信息化能力和**水平有显著提高。

Ø 为环境管理提供数据支撑：建立起完整的环境监测数据库档案，运用环境监测大数据模式，较终实现监测数据全面、完善。

Ø 为环境执法提供依据：通过**采样、自动监测、现场核查、移动终端传输等数据采集手段，准确提取环境违法证据，为环境执法提供依据。

Ø 为环境管理提供决策支持：运用大数据模式，挖掘数据，发挥好各个模块的预测预警功能，对环境质量进行预警预报

3.监测点（网格化）布设方案

3.1布点原则

监测点采用以下布点原则：

1、 代表性

具有较好的代表性，能客观反映一定空间范围内环境空气质量水平和变化规律，满足区域环境空气监测的需求，客观评价城市，区域环境空气状况，及污染源对环境空气质量的影响。

2、 可比性

同类型监测点位设置环境条件应尽可能一致，使各个监测点获取的数据具有可比性。

3、 科学性

环境空气质量网格化监测系统各网格应考虑城市自然地理、气象等综合环境因素，以及城市建设、工业布局、经济结构、人口分布等社会经济特点，在布局上应反映城市主要功能区和主要大气污染源的污染现状及变化趋势，满足大气污染防治精细化管理的需求。

4、 经济性

不同监测网格之间，有同类型的监测点位置重合时，应对重合的点位进行整合，避免点位的重复建设。当不同污染源区域网格之间空间布局有交叉时，采用计算等标污染负荷的方式，优选布设排放量较高的污染源。已经整合的监测点，应在不同的监测网格监测数据的分析和管理过程中都要有所体现。

5、 动态性

环境空气质量网格化监测网络应结合当地城乡建设规划、能源结构调整，区域空气质量变化等综合因素，确定重点评价区域，及时合理、科学有效的调整热点网格的点位布设，使确定的监测点能兼顾未来城乡空间格局变化趋势以及未来的监测需要。

监测点采用以下布点规范：

1、以城市主城区为监测区域，将监测区域均匀划分成若干监测网格，每个网格不**过2 km×2 km，在每个网格的交点上设置微型空气检测站。针对重点区域（如学校、体育场等居民活动水平较高区域）可按需求进行点位加密。环境监控点原则上应相对均匀分布，每个网格至少布设2个环境监控点。根据当地污染物扩散、迁移及转化规律，评估污染物分布状况，结合资源和经济的可行性，确定合理监测点位，使所在点位获得的数据具有代表性。

2、道路交通网格：在环境空气质量监控网格基础上，在监测区域内载重车辆流量大的过境公路、城市重要交通路口、重要交通枢纽（汽车站，公交站，火车站等）以及易拥堵路段设置微型空气检测站。对于道路交通监测点位，一般应设置于行车道的下风向一侧，根据车流量的大小、车道两侧的地形、建筑物的分布情况等确定布点位置，采样口距道路边缘距离不得**过20 m。

3、涉气企业网格：空气站依据排放源的强度和主要污染项目布设，监测点位应选在排放源的主导风向和*二主导风向（一般采用污染较重季节的主导风向）的上风向和下风向的厂区边界内，以捕捉到较大污染特征为原则进行设置。企业面积100 000 m2及以下的宜设置2个微型空气站，分别设置在主导风向的上风向和下风向；企业面积100 000 m2的宜设置4个微型空气站，分别设置在主导风向和*二主导风向的上风向和下风向

4、园区监测网格：将整个园区监测区域均匀划分成若干500米×500米监测网格，在每个网格的交线上设置微型空气检测站，兼顾园区内主要道路情况。在园区中心、园区上风向以及下风向、园区边界外200米，以及500米八个方向分别设置微型空气检测站。

3.2布点方案

3.2.1典型布点方案

微型环境空气质量在线监测仪监测点根据城市、气象等综合环境因素，以及国控监测站、工业布局、交通规划和人口分布等特点，建立环境空气质量监测网格化布局，能够客观反映监测点一定范围内环境空气质量水平和变化规律，结合各个监测点数据的比对，监测污染来源和对空气质量变化趋势进行回放。

3.2.2针对敏感点监测方案

以国控监测站位置中心，在国控监测站为中心10公里范围内，在周围搭建多个微型环境空气质量在线监测仪监测点，及时监测国控监测站周边环境的空气质量变化，有效预警并防控污染源造成影响。

3.2.3针对工业园监测方案

工业园区环境空气质量监测根据监测区域生产工艺特性产生的不同污染因子，例如：钢铁厂、玻璃厂、发电厂、水泥厂产生的颗粒物、氮氧化物等污染；生物制药厂、化工厂等产生的VOC等污染；在工厂厂界四周或生产设施周边有针对性地安装固定式微型环境空气质量在线监测仪作为固定监测点，同时有选择的在监测区域内布置移动式监测设备，进行巡游式监测，避免产生任何监测死角，实现对监测区域的*覆盖。

3.2.4针对生活源监测方案

通过在城市区域内，如：秸秆焚烧、干洗店、餐饮区、垃圾存放点等污染产生区布设微型环境空气质量在线监测仪，有效及时发现并防范空气污染现象，**居民处于良好空气质量的环境。

3.2.5针对传输通道监测方案

在大气传输通道沿线，均匀布置微型环境空气质量在线监测仪监测点，通数据采集和分析，识别监测地区污染物传播来源及走向。

4.产品介绍

4.1概述

TR-9300A型微型环境空气质量在线监测仪采用了光离子化检测原理测量气态污染物TVOC，系统集GPS定位、4G通讯、ModBus数据传输为一体的高性能传感采集设备，具有体积小巧、便于安装、反应灵敏可靠性高的特点，对目标区域的空气质量进行全天候不间断监测，为全面评价区域空气质量提供基础数据。

4.2产品功能特点

Ø 实时连续监测空气中污染物（TVOC），模块化设计，可扩展气象监测因子，适合大规模网格化布点；

Ø 根据标准气体对仪器进行校准，也可通过与标准空气站进行比对校准；

Ø 选用进口高精度传感器；

Ø 电路采用工业级嵌入式处理器，可适合严苛室外环境；

Ø 高精度ADC数据采集系统，能够监测ppb级别的污染物；

Ø 采用**命抗干扰采样动力系统，安静，高效；采样周期可调；

Ø 选用工业级数据传输模块。数据传输稳定可靠；

Ø 不仅可以实现远程数据传输，也可远程读取系统状态信息，并可以实现远程控制，实现远程修改仪器参数，诊断故障；

Ø 现场实时数据显示：终端仪表数据更新时间可调；

Ø 可选配各种参数IP摄像头,保证夜间和视距拍摄要求，可自动抓拍，也可供用户实时查看；

Ø 体积小：体积小巧重量轻，集成度高，安装维护方便；

Ø 抗干扰：采用*特的进样口设计，可有效过滤蚊虫、树叶、絮状物的干扰；

Ø 易维护：关键元件模块化，易于拆装维护。

Ø 精度高：采用光离子化法检测技术，有效**数据质量；

Ø 自动校正：设计了温度、湿度校正系统、以及针对外界典型环境的跨度校正；

Ø 干扰补偿：系统自动补偿不同污染物之间的交叉干扰；

Ø 配置灵活：模块化设计，所有监测因子可以根据需求自由配置；

Ø 数据传输：支持4G无线通讯网络，支持多中心数据传输和数据“断点续传”，配合平台的“数据补遗”，可保证数据有效传输率达98%以上。

Ø 数据储存：支持存储历史数据1年以上；

Ø 智能控制：支持远程校时、远程重启、远程配置、远程程序升级、GPS定位等功能

4.3关键技术指标

Ø 检测气体:TVOC

Ø 检测原理:光离子（PID）

Ø 检测方式:泵吸式

Ø 显示方式:带触控LCD屏

Ø 显示单位:ppm、mg/m3可切换

Ø 测量范围:0-20mg/m3（量程可定制）

Ø 分辨率:0.01mg/m3

Ø 精   度:≤±3%FS

Ø 响应时间:60秒

Ø 数据传输:4G或RS485

Ø 数据存储:按每分钟间隔，不少于1年

Ø 供电电压:AC（220±22）V，（50±1）Hz；太阳能供电可选

Ø 功   耗:<8W

Ø 支持4G无线通讯网络，支持多中心数据传输；

Ø 支持远程校时、远程重启、远程配置、远程程序升级等功能；

Ø 具有GPS定位功能；

Ø 支持双ModBus RS485通讯功能，可传输实时数据及报警信号至第三方平台；

5. 系统配置清单

6. 质量保证体系承诺

为了保设备质量特作出以下承诺：

1）严格按照合同及技术协议的要求，提供符合设计标准、质量合格的产品。

2）严格检查和控制原材料、元器件、配件和附件的质量。

3）保证所供设备加工工艺完善，检测手段完备，产品绝不带缺陷出厂。

4）对供货质量、设备性能、技术接口及服务等方面问题负全部责任。

5）愿意接受需方委派的监造人员来厂监督并为监造提供方便。

6）在安装和试运过程中，设备出现质量问题，本着先处理问题再分清责任，一切以满足工程进度需要为准则。

7）设备出厂前将按照国标或技术协议的约定进行严格的出厂试验，确保试验指标达到设计标准或技术协议的规定要求。

8）为所提供的设备在制造、运输、装卸过程中投保，一旦发生意外将按用户要求对所供设备尽快进行免费更换、修理，直到用户满意为准。

9）在开箱过程中入发现缺件及其它原因引起的零部件丢失，我方尽快免费补齐所缺零部件，在设备的安装调试过程中以及今后在设备使用中发现的质量问题，如属我方原因，我方将承担责任。

7. 售后服务承诺

1）免费提供培训资料、行业*讲课、人员培训和技术指导。

2）产品运抵试验现场，我公司免费派技术人员到现场进行调试安装、技术培训和技术指导，协助用户对设备进行**次被试品试验。

3）向用户郑重承诺：所提供的仪器设备整机保修一年，终身维护，质保期内实行无偿维修，使用中若设备出现故障，我方24小时内给予满意答复，特殊情况可在48小时内派技术人到现场负责售后服务，**过质保期的产品，我公司负责常年维修，并只收取成本费用。