環境監測是環境治理的基礎，日益受到人們的關注和國家的政策支持。傳統的高成本、低密度的標準站已不能滿足現今的監測需求。空氣微站作為標準站的補充，采用新技術的低成本、高密度更好發揮高效的監測效益,成為環境監測的主流發展趨勢。

日益復雜的大氣污染狀況正在對傳統的大氣污染源監測方式提出挑戰，當前實施的環境空氣國控點監測系統監測點位數量有限、成本高昂，以點代面的方法導致時效性不足，達不到精細化管控的目標，且無法實現對監測體系中時空動態趨勢分析、污染減排評估、污染來源追蹤、環境預警預報等能力的深度挖掘。結合關于生態環境監測網絡建設的要求，錦州陽光氣象以豐富的大氣環境監測領域經驗，開發了一套可實現高密度網格化布局的低成本、多參數集成的緊湊型微型環境空氣監測系統，網格化的監測體系可在區域內全覆蓋，實現高時空分辨率的大氣污染監測，結合信息化大數據的應用實現污染來源追蹤、預警預報等功能，為環境污染防控提供更為及時有效的決策支持。

空氣微站自動監測站（四氣兩塵微型氣象站、微型環境空氣監測系統、網格化監測）系統需符合GB3095-2012《環境空氣質量標準》中規定，進行不同環境功能區監測點的連續自動監測且具有完善功能的監測設備，監測因子包括SO2、NO2、CO、O3、PM2.5、PM10，氣象五參（溫度、濕度、風速、風向、氣壓）、可選配TVOC，H2S，NH3等多項參數監測，在無人看管的情況下自動監測數據，并通過GPRS/CDMA移動公網、專線網絡（中國電信、中國移動、中國聯通）傳輸數據。主要用于城市功能區監測、工業企業廠界監測、施工場界監測等方面。

系統的設計、制造、驗收規范主要按下列標準和技術規范進行：

GB 16297-1996 《大氣污染物綜合排放標準》

GB-T 4208-2017外殼防護等級

GBT 15479-1995工業自動化儀表絕緣電阻、絕緣強度技術要求和試驗方法

HJ 653-2013 環境空氣顆粒物(PM10和PM2.5)連續自動監測系統技術要求及檢測方法

JJF 1172-2007 揮發性有機化合物光離子化檢測儀校準規范

JJG 968-2002 煙氣分析儀檢定規程

GB 3095 《環境空氣質量標準》

GB 16297 《大氣污染物綜合排放標準》

CCAEPI-RG-Y-024 《環保產品認證實施規則揮發性有機物化合物檢測儀》

HJ 352-2019 《環境污染源自動監控信息傳輸、交換技術規范(試行)》

HJ 212-2017 《污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》

GB4943-1995 《信息技術設備（包括電氣事務設備）的安全》

GBJ232-92 《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》

GB4943-95 《信息技術設備包括電氣設備的安全》

系統設計目標

空氣微站自動監測站系統目標是通過計算機和不同的通訊方式實現環境中各氣象要素的遠程實時在線數據采集與分析處理，對存在運行問題的環境進行了解，為研究分析者提供便捷、可靠的數據服務，為決策指揮者提供理論依據，為管理人員提供方便、快捷的日常操作與維護依據，起到維護和預防的目的。實現對監測體系中時空動態趨勢分析、污染減排評估、污染來源追蹤、環境預警預報等能力的深度挖掘。為了查清溯源，做趨勢預警，貫徹《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》、《環境空氣質量標準》以及《生態環境監測網絡建設方案》的要求，更好保護和改善生活環境、生態環境，保障人體健康。

系統儀器主要特點

1.質量好，價格低，適合網格化，批量化推廣。

2.采樣方式：擴散式/泵吸式。

3.通訊方式：4G/以太網接口，可通過GPRS數據遠傳，也可通過RS232就地顯示到LED大屏上。

4.內置大容量SD卡，存儲兩年數據。

5.實現各類參數采集、數據處理、數據上傳功能。

6.采用進口高靈敏度傳感器，響應速度快，分辨率高，線性好，檢測下限達到ppb級，高溫條件下穩定運行。

7.具備設備狀態指示功能，可直觀辨別設備工作狀態。

8.具備太陽能+鋰電池+市電的供電系統。

9.設備可自動報告傳感器運行狀態、系統電源狀態、鋰電池狀態等。

10.可通過遠程終端對設備進行遠程校準和程序升級。

11.支持斷點續傳功能，避免網絡環境問題造成的數據丟失。

12.維護成本低，備件價格低、更換簡單，無工具拆卸，方便點位遷移。

點位布設原則

大氣污染防治精細化監測需求，可根據XX的地理環境和氣候條件，對XX整個行政區域劃分為不同的網格，分別對其進行布點監測。

3.1 點位布設原則

1. 代表性

具有較好的代表性，能客觀反映一定空間范圍內的環境空氣質量水平和變化規劃，客觀評價城市、區域環境空氣狀況，污染源對環境空氣質量影響，滿足為公眾提供環境空氣狀況健康指引的需求。

2. 可比性

同類型監測點設置條件盡可能一致，使各個監測點獲取的數據具有可比性。

3. 整體性

環境空氣質量評價城市點應考慮城市自然地理、氣象等綜合環境因素，以及工業布局、人口分布等社會經濟特點，在布局上應反映城市主要功能區和主要大氣污染源的空氣質量現狀及變化趨勢，從整體出發合理布局，監測點之間相互協調。

4. 前瞻性

應結合城鄉建設規劃考慮監測點的布設，使確定的監測點能兼顧未來城鄉空間格局變化趨勢。

5. 穩定性

監測點位置一經確定，原則上不應變更，以保障檢測資料的連續性和可比性。

3.2 布點布設要求

1. 現場環境調查

確定采樣點布設之前，應進行詳細的調查研究，其內容包括：

1) 對本地區大氣污染源進行調查, 初步分析出各塊地域的污染源概況；

2) 了解本地區常年主導風向，大致估計出污染物的可能擴散概況；

3) 利用現場調研與人群隨機調查，初步判斷污染物的影響程度；

4) 利用已有的監測資料推斷分析應設點的數量和方位。

2. 點位布設方法

1) 功能區布點法

一個城市或一個區域可以按其功能分為工業區、居民區、交通稠密區、商業繁華區、文化區、清潔區、對照區等各功能區的采樣點數目的設置不要求平均，通常在污染集中的工業區、人口密集的居民區、交通稠密區應多設采樣點，同時應在對照區或清潔區設置1～2個對照點。

2) 幾何圖形布點法

目前常用以下3種布設方法：

A. 網格布點法：這種布點法是將監測區域地面劃分成若干均勻網狀方格，采樣點設在兩條直線的交點處或方格中心。每個方格為正方形，可從地圖上均勻描繪，方格實地面積視所測區域大小、污染源強度、人口分布、監測目的和監測力量而定，一般是1～9平方公里布一個點。若主導風向明確，下風向設點應多一些，一般約占采樣點總數的60%。這種布點方法適用于有多個污染源，且污染源分布比較均勻的情況。

B. 同心圓布點法：此種布點方法主要用于多個污染源構成的污染群，或污染集中的地區。布點是以污染源為中心畫出同心圓，半徑視具體情況而定，再從同心圓畫45°夾角的射線若干，放射線與同心圓圓周的交點即是采樣點。

C. 扇形布點法：此種方法適用于主導風向明顯的地區，或孤立的高架點源。以點源為頂點，主導風向為軸線，在下風向地面上劃出一個扇形區域作為布點范圍。扇形角度一般為45°～90°。采樣點設在距點源不同距離的若干弧線上，相鄰兩點與頂點連線的夾角一般取10°～20°。

以上幾種采樣布點方法,可以單獨使用,也可以綜合使用,目的就是要求有代表性地反映污染物濃度,為大氣監測提供可靠的樣品.

3. 點位布設要求

監測點位布設要求主要根據區域的污染源資料、氣象資料和地理條件等因素，了解空氣污染物排放源的特征、大小和分布，污染物的性質和排放規律，影響污染物遷移、擴散的環境條件（地形、地物等）及氣象因素，通過開展環境空氣質量狀況調查的方式然后根據檢測目的科學地選擇監測點。

根據不同監測目的分為監測網格和質控網格，其中前者以監測所布設區域的空氣質量狀況、污染特征和變化趨勢為目的而布設。后者以為監測網格中各點位微型空氣監測站提供校準數據為目的而布設。

1) 環境空氣質量監控網格

結合不同監控區域人口規模、建成區情況以及地形、氣象等自然因素綜合考慮確定環境質量網格點位的布設。點位應盡量分布均勻，并能夠覆蓋整個監控區域，同時要考慮監控區域建筑、交通等分布及規劃清理，增強可操作性。通過咨詢相關專家意見，并結合已有試點城市的應用情況和經驗，網格邊長不超過2千米。

2) 污染源區域監控網格

根據不同污染源的排放特征，結合監控區域建筑分布、地形、氣象等因素對道路交通網絡、工地揚塵網格、涉氣企業網格和工業園區網格分別進行點位布設的指導規范。其中工地揚塵網格、涉氣企業網格和工業園區網格中占地面積差別較大，因此進一步對布點數量進行了規范。

A. 道路交通網格

對道路交通污染源的監控考慮以典型排放區域或路段為監控目標，城市重要交通路口、重要交通樞紐（汽車站、公交站、火車站等）以及易擁堵路段的具有車流量大或車輛易減速行駛等特點，道路揚塵、機動車尾氣排放顯著，充分考慮氣象條件對污染物的擴散影響，點位設置于下風向一側；綜合考慮道路源的影響范圍及項目實施過程中實地安裝經驗，要求點位安裝位置距離道路邊緣要有一定的距離，一般為15-25米。

B. 工地揚塵網格

對工地揚塵污染源的監控主要是針對目前正在施工的工地。其點位設置應根據施工工地的大小和工期長短而定，一般而言，占地面積為1萬平方及其以下的建筑工地應至少設置一個監測點，當工地面積增加時，可酌情增加監測點，增加的原則一般為每1萬平方米增設1個監測點。當施工工地只有1個監測點時，應設置在車輛的主出入口，設置多個的，宜選擇主要的施工車輛出入口。點位設置應置于工地施工區圍欄安全范圍內，且可直接監控工地現場主要施工活動的區域。當工地工期太短時，酌情考慮。

C. 工業園區網格

工業園區作為企業污染源集中區域，同時具有污染源類型多和占地面積大的特點，因此可參照環境空氣質量監控網格的基本原則，采用分網格監控的方式，同時由于內部污染源聚集多且類型復雜的特點，為了能夠實現污染源排查的準確定位，應進一步加密網格，網格邊長可考慮500-1000米，具體視工業園區大小和污染程度決定。同時工業園區的集中污染排放勢必會對周邊環境有影響，監測范圍也可適當放大，因此對工業園區要增加邊界布點，以監控園區對周邊的擴散情況。

D. 生活源網格

生活源主要包括家庭、住宿業、餐飲業、醫院、大型學校、公園、景點等燃煤鍋爐、取暖設備、城市垃圾堆放、焚燒等污染源，具有較為分散的特點，只是個別較為集中。因此可參照環境空氣質量監控網格的基本原則，采用分網格監控方式，結合監控區域的實際情況，可考慮對大型商住社區、餐飲業集中區、大型學校或學校集中區等集中區域適當的增加點位。

3) 梯度占點位

梯度站布設應考慮當地垂直方向從地面到高空的污染分布特征而布設，一般地面污染濃度變化較大，海拔越高相對變化小，因此采用近地加密布設原則。

4) 網格質控點位

網格質控點位的目的是為周邊的微型空氣監測站提供校準依據，因此其選點主要考慮可以代表周邊整體的環境背景濃度。因此首先作為質控點位應滿足《環境空氣質量監測點位布設技術規范（試行）》中附錄A的相關要求，其次應盡可能照顧到周邊的微型空氣監測站。其中具體質控的范圍則決定與周邊環境污染物濃度單位距離內變化情況，周邊污染物濃度分布越平均則質控范圍越大，周邊污染物濃度變化梯度越大則質控范圍越小，一般不應超過5千米。

3.3 點位管理

大氣污染防治網格化監測點位的管理基本遵照采購單位作為管理單位，或采購單位制定管理單位的方式，由管理單位負責點位后期的增加、變更和撤銷的審批。其中管理單位可以是行政管理部門或企事業單位。

一．項目背景

面對環境污染問題，傳統監測設備不但要消耗大量的資源，而且面對局部污染它也無法監測到位，難以達到環境精細化管理的需求，無法滿足目前環境監管提出的新需求。為了打破傳統監測點位不足、面源污染管控難等污染治理難題。

湖南圣凱安環保科技有限公司推出了大氣污染防治一體化網格化監測系統，通關安裝覆蓋監測區域內各個污染源的微型監測站，實現監測與監管協調聯動，24小時對環境污染進行全面監管。

二．方案建設

1.設計依據

《環境空氣質量自動監測系統技術規范》HJ/T193-2005

《環境空氣質量自動監測系統技術規范》HJ/T193-2013

《環境空氣質量標準》 GB 3095-2012

《環境空氣質量指數（AQI）技術規定》 HJ633-2012

《環境空氣質量監測點位布設技術規范》 HJ664-2013

《環境空氣質量監測規范》試行

《環境空氣質量評價技術規范》（試行）HJ663-2013

《大氣污染防治行動計劃》（國發﹝2013﹞37 號）

《關于印發<2014 年全國環境監測工作要點>的通知》（環辦﹝2014﹞2 號）

《京津冀及周邊地區 2017 年大氣污染防治工作方案》

《環境空氣顆粒物（PM2.5）手工監測方法（重量法）技術規范》HJ 656-2013

《環境空氣質量評價技術規范》（試行）HJ663-2013

《XX 市大氣污染專項整治工作行動方案》

《安徽省大氣污染防治條例》

《十三五環境監測質量管理工作方案》 （粵環辦函〔2016〕364 號）

《京津冀及周邊地區 2017 年大氣污染防治工作方案》

《建筑施工場界噪聲限值》GB12523-90

《社會生活環境噪聲排放標準》GB22337-2008

《工業企業設計衛生標準》TJ36-79

《建筑物防雷技術規范》GB50057-1994

《大氣 PM2.5 網格化監測點位布設技術指南（試行）（征求意見稿）》

《大氣 PM2.5 網格化監測系統安裝和驗收技術指南（試行）（征求意見稿）》

《大氣 PM2.5 網格化監測系統質保質控與運行技術指南（試行）（征求意見稿）》

《大氣 PM2.5 網格化監測技術要求和檢測方法技術指南（試行）（征求意見稿）》

2.設計原則

●數據傳輸準確性：傳感器數據傳輸的準確性是實施實時精細化管理的基礎，不同監測對象間存在較大的環境差異性。大氣網格化監測技術必須保證在不同應用場景下，監測結果具有可靠性和準確性；

●數據傳輸穩定性：環境網格化微型監測系統實時連續監測，監測數據應實時匯集至數據處理中心進行處理；

●高空間分辨率：由于污染物變化遷移的動態性，高的分辨率才可以捕捉到更多的空氣質量信息。在污染源監測的過程中，由于每種類型的污染源監測重點存在一定差異。，因此可以實施種類劃分，保證大氣網格化監測技術應用的針對性和有效性。

3.設計目標

● 通過將目標區域劃分成若干監測網絡，分別對其進行布點監測，實時采集這些區域內的大氣環境數據，并對其進行統一管理和監控。

● 通過在數據中心對采集的原始數據進行分析， 產生分析結果數據， 最終以服務的方式為演示終端軟件、 移動端APP或者第三方氣象、 環境應用提供數據支撐。

● 為全面客觀反映區域的空氣質量狀況， 了解區域內大氣污染水平分布強度，建立能夠覆蓋 大部分城區的區域站掃描監測系統， 分析區域內不同規劃區域及化工園區的大氣污染物的濃度水平和傳輸規律，研判大氣污染發生發展趨勢，為污染減排及監控提供數據支撐。

4.系統架構

大氣網格化微型空氣監測系統分為監測單元、數據傳輸單元、數據處理分析單元以及數據應用單元四大板塊。

●監測單元包含多臺微型空氣監測站、水質多參數監測站、氣象監測站、揚塵噪音監測儀等，具體設備類型由用戶需求及作業環境決定，一般分為微型六參數監測站、微型顆粒物監測站或微型TVOC監測站等。

●數據傳輸單元負責把前端采集到的數據通過無線、有線或衛星通信的模式發送到平臺服務器，進行數據的在線分析。

●數據處理分析單元應包括數據接收模塊、數據存儲模塊、數據運算模塊及數據分析和管理模塊。

●數據應用單元據系統的配置將實時數據推送到監控大屏、云服務中心、微信公眾平臺、手機app等，且自動生成的報表可以為后期的建設和改進提供有利的數據。

三．產品介紹

1.微型空氣監測站是什么？

微型空氣站是一種集數據采集、存儲、傳輸和管理于一體的無人值守的環境監測系統。空氣質量環境監測系統采用單元網格布點管理的方式，按照“網定格、格定責、責定人”的理念，建立“橫向到邊、縱向到底”的區域網格化監控平臺，應用、整合多項智慧環保技術，在全面掌握、分析污染源排放、氣象因素的基礎之上，采用因地制宜的靈活設點方法進行部署。

實時統計各廠區、監測點的監測設備數據，并根據各監測點的環境條件及其污染情況，來分析與推測區域內整體的排放情況。實現對熱點排放區域整體監控，污染物擴散趨勢推算，排放源解析等功能，同時結合物聯網、智能采集系統、地理信息系統、動態圖表系統等先進技術，整合、共享、開發，建立全面化、精細化、信息化、智能化的區域環境在線監測平臺，實現對控制污染源無組織排放，減少大氣污染等綜合管理，為制定節能減排方案提供可靠的數據信息和科學的輔助管理決策。

2.產品概述

湖南圣凱安環保科技環境監測站系統可實現區域空氣質量、水質、氣象等的在線自動監測，能全天候、連續、自動、準確的收集、處理各類環境監測數據。

監測終端靈敏度高，體積小、重量輕、價格低；可根據客戶需求對監測因子進行自由擴展及組合；安裝簡易快捷，安裝條件要求低，運行幾乎免維護；多要素同步實時獲取；全自動工作能力，無人值守亦可做到不間斷精準檢測；探測數據時間分辨率高；實時更新繪制監測網絡。

配套物聯網云平臺，用戶可以通過Web網頁登錄監控平臺系統，查看監測系統的實時信息；同時，為方便用戶使用，設計開發了安卓系統的移動軟件平臺，可以讓用戶隨時隨地的、多渠道的監控環境。此外，用戶也可以在客戶端手動遠程控制執行設備，根據預測控制算法的處理結果控制現場的調節設備。

3.功能優勢

● 品質好，價格低，適合，批量化推廣；

● 國外傳感器，性能穩定、分辨率高；

● 氣體、氣象、大氣、揚塵、噪音、水質一體化集成產品，監測參數全面；

● 模塊化產品設計，方便后期維護更換；

● 氣體6項指標任選、還有氣體象五參數、噪音等參數可靈活訂制；

● 創雙風扇內外循環設計，增加氣流流動，大幅增加性能穩定性；

● 雙層保護箱設計，安全有保障；

● 配置金屬鈦金一體化LED顯示屏，展現各監測指數；

● 支持多種無線傳輸方式；

● 三線數據修正，確定數據精準、可靠；

● 配件齊全，太能陽供電，固定支架等應有盡有。

4.產品主要組成

● 微型空氣監測站

● 揚塵噪音監測儀

● 水質多參數監測站

● 氣象監測系統

注：監測站留有豐富的擴展接口，可根據用戶需求進行功能擴展。

5.產品參數

檢測參數量程精度分辨率技術原理一氧化碳(CO)0-4000ppb≤±5%FS1ppb電化學二氧化硫(SO2)0-5000ppb≤±5%FS1ppb電化學二氧化氮(NO2)0-4000ppb≤±5%FS1ppb電化學臭氧(O3)0-2000ppb≤±5%FS1ppb電化學揮發性有機物（TVOC）0-40ppm≤±5%FS0.001ppmPIDPM2.50-99.9ug/m3≤±10%FS1 ug/m3光散射PM100-99.9ug/m3≤±10%FS1 ug/m3光散射溫度-40℃～+125℃±0.3℃0.05℃濕度0-50.5%RH±3%RH0.05RH風速0-60m/s±2m/s0.1m/s風向0-360°±3°FS1°氣壓10-1200mbar±2%FS0.12mbar工作環境溫度范圍：-30~+50℃ 濕度范圍：15~85%RH壓力范圍：80~120kpa工作電流（DC)<25mA通信方式UART(TTL232)數據周期1min，建議 48h 后的數據才作為穩態數據預熱時間≥6h，使用或長時間掉電：≥24h儲存條件3~20℃可保存 6 個月（需保存在密封罐中）

注：如想了解更多產品參數信息，請咨詢我司工作人員！

四．智慧云平臺

1.設計原則

在綜合考慮該系統的應用環境之后，云傳物聯技術開發人員在設計云端平臺和選擇嵌入式操作系統時主要遵循以下幾個原則：

●操作實時性，確保用戶在進行每一項操作時，系統都能在規定的時間內完成儲存、分析等步驟；

●可擴展性，系統留了足夠的空間，可針對用戶的實際需求及產品本身的特點去裁剪、定制內核功能，使之更適用于檢測項目、

●可移植性，良好的可移植性可保證操作系統在不大改的情況下在不同的硬件平臺上運行。

嚴控成本。在滿足可靠應用的條件下，降低開發成本，使系統更具競爭力。

2.拓撲結構

3.通訊方式

系統通過網絡，實時接收監控設備所上報的監測數據信息，同時系統亦可對監測設備下發控制指令，在監控過程中，監控系統一旦發現監測點的污染物濃度達到報警值時，就會迅速發出警報。

用戶可通過智慧云平臺實時了解各個區域的大氣監測數據，并隨時調取現場攝像頭及錄像進行查看，在留存證據的同時大幅度提高工作效率。此外，云平臺擁有豐富的數據接口，便于連接上下級的管理系統，做到數據一次采用，多用途使用。

4.功能優勢

●關鍵數據動態展示：對各塘口實時工藝進行展示，包括設備運行狀態、環境數據、監管參數等。以量化數據直觀、精準展現水質改善程度，保障治理防護工作開展，以及日常巡護監管到位；

●監測參數Web監控：管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統，查看監測現場，直接操作現場設備；

●業務決策高效率：基于云計算服務和大數據平臺技術支撐，面向多樣性海量數據進行整合處理與關聯分析，更大化數據信息價值，提高業務決策效率；

●數據信息可視化：監控大屏直觀管理各級設備、數據監測、報警響應、可視化視頻影像等多方面監管信息，以及具體業務服務開展執行；

●遠程監控操作：管理人員可以在任何平臺通過瀏覽器登陸系統，查看監測現場，直接操作現場設備；

●統一管理用戶：不同的操作權限實現了不同級別操作人員對數據訪問范圍和數據讀寫性的嚴格控制，建立統一用戶管理平臺，實現所有用戶的身份管理。

五．應用領域

1）政府部門監管大氣需要：城鎮居民區、重點工業企業等固定污染源區域環境監測； 道路交通，餐飲、農業生產等無組織開放空間環境監測；重點污染源邊界輸送監測；建筑樓宇等室內環境監測；網格化精細污染源排查；道路線源排放監察；無組織源 (未知源) 排放監察取證；高架源 (已知源) 排放情況監察取證。

2）社區用戶改善大氣環境需要：居民社區、工業企業大氣環境了解監測；用戶定制化、專業化大氣環境信息需求。

審核編輯 黃昊宇