大气环境监测布点的有效方法

2024年3月28日发(作者：关于竹的诗句)

大气环境监测布点的有效方法

涂春林　　龙岩市长汀环境监测站

【摘　要】

大气环境监测是大气环境治理的基础，环境监测工作的质量直接影响治理效果。因此在推进大气环境治

理过程中要能科学布点，有效监测。本文运用调查法、文献法、实验法等对大气环境监测布点原则、要

求以及有效方法展开分析论述，重点就如何科学布点提出几点建议，希望能为相关工作带来些许帮助。

【关键词】

大气环境监测；监测点布设；原则；要求；方法

【

ＤＯＩ

】10.12316/.1674-0831.2021.09.078

我国十四个五年规划提出，要持续推进环保工程，

加快生态文明建设，有效解决生态环境问题，改善人与

自然的关系。在生态文明建设工作中，大气环境治理是

重要内容，而要想做好大气环境治理，就必须科学开展

大气环境监测工作。下面结合实际，主要就大气环境监

测中的布点问题做具体分析。

一、大气环境监测点布设原则

为保证大气环境监测结果的真实性、全面性，在进

行布点时要严格遵循各项原则，按照相关要求规范布

点，从而保证最终的监测结果能客观反映出监测区域的

大气环境质量。具体来说，在开展大气环境监测布点工

作时，应当遵循可比性、代表性、整体性以及目的性、

层次性与前瞻性、稳定性等原则。在布设点位时，要使

监测数据能进行空间上的对比，对同类型的监测点，布

设时要将其置于相似或相同条件下，从而使最终的监测

结果更为准确与合理。在布点时，要从监测区域内大气

环境污染物浓度、空间分布等需求出发，确保最终的监

测结果有一定的代表性。除此之外，开展大气环境监测

布点工作时，要对监测区域以及整个城市的环境状况、

自然地理条件以及人口分布、工业布局、气象特征、

功能区划分、大气污染来源等各因素做综合分析。从全

局、整体的角度出发，有机协调、统筹兼顾，确保最终

监测结果全面、真实、精准、合理。布点时要按照具体

的监测目的与目标进行，并且在监测点的位置确定后就

不应随意变更，要保证环境空气质量监测数据时间上的

连续性与空间上的可比性。

二、大气环境监测点布设要求

在进行大气环境监测点布设时，要保证各监测点能

满足不同的监测要求。具体如，如果大气环境监测工作

主要是针对已建成的城区开展，那么监测点要布设在城

区内，点与点之间的位置关系、距离关系要合理，监测

点在空间分布上不能出现不均衡的情况。利用模拟法对

城市建成区各污染物浓度的总体平均值进行计算时，该

数值要能代表城市建成区所有网格的污染物浓度计算得

到的总体平均值，且同一时期内，两者的相对误差不能

超过10%。

对于环境空气质量评价区域点、背景点，在布设时

要严格控制点与主要大气污染源以及建成区之间的距

离，两者不能相距过近。在布点时，要将监测点选择受

人为活动影响小的清洁地区，并且在一个局部地区内，

区域点与背景点应当是位于该区域的高处，从而保证逆

温层以及大气污染物不会对监测精度产生过大影响，要

保证监测结果的真实性、准确性。

对于污染监控点，在布设时要在污染物浓度较高的

区域进行布置，并且在布设时对污染物传输、气象影响

等进行考虑，尽可能将污染监控点布设在主导风向下风

向。在工业园区布设监测点时，监测点的位置应确定在

主导风向、第二主导风向下风向，点位于工业园区的边

界。为获得最为精准的监测技术，在布点时还应当对园

区内排放强度最大的项目和污染源的最大落地浓度做综

合考虑。

在确定路边交通点的位置时，主要是对行车道的风

向进行考虑。一般来说，行车道下风向一侧是最佳的布

点位置。在主要考虑风向的基础上还需要对行车道的地

形、车流量、两侧建筑分布情况等做综合分析与考虑。

三、大气环境监测点布设方法

当前常用于大气环境监测点布设的方法分别有：

1.B-P人工神经网络法。该种方法主要是通过模仿人

大脑功能更以及结构对相关数据进行处理，最终得到最

佳的布点位置。这一布点方式较为先进，计算速度也相

对较快，且最终确定出的点位会具有一定的代表性，最

终监测质量也能得到有效保证。

2.物元分析法。这种布点方法主要是通过对监测数

据的排序处理来得到期望点，依据期望点建立矩阵获得

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点聚图，最后选择出最佳的监测点位置。物元分析法的

优点是，能对多指标之间的相互作用问题进行解决，但

是在进行前期排序以及矩阵处理时，所用数据必须要精

确、完整，如此才能保证最终布点的科学性与合理性。

3.相关系数法。所谓相关系数法，指的是分析各监

测点得到的监测数据的相关系数，在这一过程中设置预

知。对两个监测点位数据间的相关性进行分析，若两个

点位数据之间的相关性较高，可将两点合并，从而让布

点得到优化。这一布点方式的特点是便于操作，有利于

减少布点工作量，但易受到污染物浓度的影响，在污染

物浓度较大的情况下，布点效果可能不会十分理想。

4.聚类分析法。应用聚类分析法确定大气环境监测

点的位置时，是先确定出一组分析对象，再按照各对象

之间的相似性对其进行划分，划分结束后，同类对象数

据会有较高的相似度，不同类数据对象之间的相似度较

低。根据划分结果合理确定监测点的位置就能为后期的

监测工作打下良好基础。这一布点方式最大的优点是计

算难度低，便于操作，有较高的实用性。

5.多目标规范化。在大气环境监测点布设工作中，

多目标规划法是指在一定约束条件下尽可能实现每一个

目标的最优化。在监测时，使用最少的点位获得相对全

面、客观且真实精准的大气环境信息。多目标规范化布

点方法对数据的完整性有较高要求。

四、空气质量监测点布设方案

1.构建综合评价浓度

在进行大气环境监测点布设时，主要是以监测区域

内污染物的空间分布特征为依据进行。但众所周知，大

气环境中污染物构成相对复杂，且污染物浓度以及各类

污染物的空间分布均有不稳定性。因此在布点时一定要

综合考虑各种现实的因素，结合监测区域内多种污染物

分布特征来对测区的大气环境质量情况进行分析，对大

气污染物空间分布变化趋势进行预测，在此基础上科学

选择监测点，从而保证监测结果真实、准确、客观且全

面。其次，在布设监测点时，还应当对国家相关规范、

文件进行分析与参考，在基础上构建综合评价浓度，以

便布点工作能更科学、有效的开展。在构建综合评价

浓度时，主要是采用以下方法：应用概率论中Jordan公

式，结合 CALPUFF 模拟结果，建立每个网格的综合评

价浓度，对每个网格中多种污染物的综合影响做出准确

分析与反映，为布点工作提供有效参考。

2.选择布点方案

在选择、确定布点方案时，也需综合考虑多种因

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素，多各种情况以及结果做出预测，在此基础上选择最

为科学合理的监测点布设方案，为后期的大气环境监测

以及治理工作打好基础。以诚实点布设方案的选择为例

进行说明（具体流程如下图所示）：在选择城市点的布

设方案时，首先是要依据网格综合浓度与对应区域均值

的相对误差得到备选网格，在核心区域中确定出备选网

格的具体位置，在综合考虑监测区域用地性质、空间内

点位均匀性以及网格浓度等各因素的基础上初步确定出

监测点位置以及方案。在这一阶段，要保证每个功能组

团中的城市监测点数量不少于1；每一类浓度区域中城市

监测点数量不少于1；当每个功能组团某种污染浓度的点

位类型占绝对优势时，要首选该类点位；要保证最终选

择出的城市监测点能准确监测到城市大气污染物浓度变

化情况，能对城市大气环境质量做出一定反映。

图1 城市点布点流程与方案选择

五、结语

综上所述，在大气环境监测业务中，监测点布设是

一项十分重要的工作。开展布点工作时，要能结合国家

相关规范与标准，根据监测区域实际的地形地势、建筑

密度、功能区划分、污染物来源以及气候特征等各因素

科学分析，合理布设，从而保证监测点布设的有效性。

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