大气环境治理进程中,颗粒物污染一直是环境管控需要面对的现实问题,悬浮在空气中的PM2.5、PM10等颗粒物可以经由人体呼吸进入呼吸系统,进一步影响人体心血管与呼吸机能,对人居环境质量形成持续影响,因此开展颗粒物的连续性监测,获取真实有效的污染数据,成为污染防控工作开展的前置条件。颗粒物在线监测系统作为面向大气颗粒物感知的成套设备,能够在各类户外场景完成不间断的数据采集,为环境治理方案制定提供客观的数据支撑。
从技术实现路径来看,市面上的颗粒物在线监测设备包含两种主流实现路径,分别为β射线法与激光散射法,两套技术路径的系统硬件构成存在部分共通之处,同时也存在各自适配的应用场景。采用β射线法搭建的颗粒物在线监测成套系统,由颗粒物监测主机单元、数据采集传输单元、视频监控单元、除湿干燥装置、后台数据处理与信息管理平台共同组成整套闭环体系,除完成TSP、PM10、PM2.5各类颗粒物浓度采集之外,还同步兼容环境温湿度、风速风向、环境噪声的同步采集工作,配套视频采集设备可完成污染物超标工况下的画面抓拍,同时具备高浓度状态下的信号报警输出能力,依托系统内置的数据分析逻辑,完成现场污染状况的综合研判,辅助工作人员结合监测结果制定扬尘管控处置方案。

激光散射法架构的颗粒物在线监测系统,更加偏向固定点位的环境感知作业,整套系统聚焦点位现场扬尘、噪声以及多类气象参数的采集、存储、统计分析工作。采集得到的监测数据、现场视频图像素材,依托4G或者5G、有线网络等传输链路回传至后端服务平台,完整覆盖前端采集、信号传输、后台运算、终端展示的全流程工作链路。在实际现场部署作业时,系统配套户外传感器单元,可以适应全天候的户外工作条件,保障现场数据采集的稳定性。
在功能实现层面,系统可以完成噪声信号的实时采集记录,针对工地、厂区等场景的扬尘开展不间断自动监测,按照设定周期完成数据回传,供后台模块开展统计分析。当现场扬尘、噪声指标出现异常,系统会输出超标信号,联动现场报警灯、雾炮等硬件设备,实现监测信号向治理动作的传递。数据采集传输模块按照预设周期,将全部监测参数连同设备自身运行状态同步上报服务器,方便运维人员远程掌握设备工况。
后端配套的web架构信息监控平台,承担数据汇总与业务处理工作,前端点位传回的扬尘、噪声、气象类数据可以在平台页面直观展示,运维人员可以在平台界面完成设备的远程调控,调取历史监测数据开展分析,完成数据导出与图像记录查阅,当监测数值超出阈值后平台触发报警提醒,依托权限划分功能,向不同业务角色开放对应的数据查看权限。为适配多样化的办公条件,整套系统同时支持智能手机、平板、桌面PC等各类接入公网的终端访问,工作人员可以脱离固定工位完成数据查阅工作。
在工程落地场景当中,建筑工地、物料堆场、产业园区都是颗粒物在线监测系统较为常见的部署地点。在工地土方开挖、物料堆放、渣土运输等作业环节,扬尘的产生具备明显的时段波动特征,人工巡检很难捕捉瞬时的污染变化,通过布设颗粒物在线监测系统,可以实现24小时不间断值守,把污染状况转化为可量化的数字信息。运维人员可以结合长期积累的历史数据,梳理污染产生的时间规律,匹配现场作业流程优化管控策略。同时设备输出的联动信号,能够直接对接现场抑尘设备,当监测数值达到阈值之后自动启动喷淋、雾炮装置,实现监测与治理的联动闭环。
设备长期在露天工况运行,不可避免会面对沙尘、雨水、温度波动的外部影响,日常运维保养会直接关系数据质量。在设备运维过程中,需要定期检查传感器的外部防护组件,清理采样通路积累的粉尘杂质,保障气路通畅;核对气象传感器的安装姿态,避免外物遮挡造成风速风向数据偏移;定期比对校准监测模块,降低长期运行带来的数据漂移问题;检查通信链路,保障现场采集的数据可以稳定回传后台平台。做好全周期的运维管理,才能够持续输出可信的监测结果,让颗粒物在线监测系统真正发挥环境感知的作用,服务区域大气污染防控工作。