空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)的國內外發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)日益成熟,而自動控制系統(tǒng)的發(fā)展為其奠定了堅實的基礎。
伴隨著通信、嵌入式、自動控制和網(wǎng)絡等技術的不斷進步與發(fā)展,監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了集中式控制、集散式控制和現(xiàn)場總線測控等階段,現(xiàn)在廣泛應用的是分布式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)。下面分別從國外和國內兩方面來概述空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀。
國外發(fā)展現(xiàn)狀
環(huán)境污染早已不僅存在于一個地區(qū)、一個國家,它在全球范圍內普遍存在。空氣污染是環(huán)境污染的組成部分。早在1970年前后,一些發(fā)達國家就已經(jīng)注意到了空氣污染問題,并開始對空氣質量進行監(jiān)測分析,并及時地向大眾發(fā)布日報、周報和月報等監(jiān)測數(shù)據(jù)。經(jīng)過多年的努力,多數(shù)發(fā)達國家的空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)日益成熟與完善,可以完成對空氣污染物實時、動態(tài)、跨地域聯(lián)網(wǎng)的監(jiān)測與分析。
國外空氣質量自動監(jiān)測系統(tǒng)的核心是自動監(jiān)測儀器,它一般采用濕法和干法兩種方式。濕法現(xiàn)已處于淘汰階段。干法以歐美國家為主,代表目前的發(fā)展趨勢。近幾年,隨著現(xiàn)代科技的突飛猛進,兩種監(jiān)測系統(tǒng)比較流行。一種是差分光譜吸收儀,和以往的空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)相比,這套系統(tǒng)具有成本低、體積小、功能多(可以同時監(jiān)測幾種氣體)等特點。另一種是新型紅外系統(tǒng),它的特點是靈敏度高、響應速度快、抗干擾能力強、監(jiān)測距離遠等。最為突出的優(yōu)點是該系統(tǒng)可以用來實現(xiàn)對某些重要氣體進行優(yōu)先級更高的實時監(jiān)測。
國內發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀70年代,我國的空氣質量監(jiān)測是在城市監(jiān)測站的基礎上逐步開展起來。80年代,我國成立了中國環(huán)境監(jiān)測總站。80年代中后期,成立了國家環(huán)境空氣質量監(jiān)測網(wǎng)絡。90年代初,全國空氣質量監(jiān)測網(wǎng)絡成立。隨著我國經(jīng)濟建設的迅速發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展的需要,政府對環(huán)境保護的力度也隨之加大,空氣質量監(jiān)測也日益受到重視。特別是最近幾年,全國空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展勢頭迅猛。
上個世紀八十年代,我國還不能生產(chǎn)滿足實際需求的空氣監(jiān)測設備,空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)主要從發(fā)達國家購得,而且這些設備只是在部分大城市裝備,從設備本身的價格和維護的角度來講,成本是很大的。而目前,我國已經(jīng)有能力生產(chǎn)滿足實際需求的空氣質量監(jiān)測系統(tǒng),這些自動監(jiān)測系統(tǒng)的性價比較高且較為先進,現(xiàn)在一般城市也裝備有自動監(jiān)測系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的自動化空氣質量監(jiān)測站主要安裝在大城市及其周邊的區(qū)域,雖然其具有準確度高、分辨率高和實時性能好等優(yōu)點,但是其存在的缺點是不能忽視的,如設備價格普遍偏高、運行成本較高、工作條件要求苛刻、安裝完畢后不宜再次移動等。對于廣大農(nóng)村地區(qū)、廠礦地區(qū)、空氣污染多發(fā)區(qū)域等,傳統(tǒng)的自動化空氣質量監(jiān)測鞭長莫及。如對目前我國時常發(fā)生的突發(fā)性空氣污染事件(類似高速路上裝有有毒化學物質的槽罐車發(fā)生泄漏),傳統(tǒng)的自動化監(jiān)測系統(tǒng)顯然不能滿足這種需求。如果讓環(huán)境工作人員去現(xiàn)場提取采樣物質進行監(jiān)測,一方面是可能對工作人員的身體造成損害;另一方面是不能及時、準確地獲取現(xiàn)場空氣質量參數(shù),不能迅速地做出科學判斷,難以滿足空氣污染中及時發(fā)現(xiàn)及時處理的需要[6]。
針對傳統(tǒng)自動化空氣質量監(jiān)測設備應用的局限性,基于無線傳感器網(wǎng)絡的空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)應運而生,它可以切實地應用在傳統(tǒng)自動化空氣質量監(jiān)測設備所不能監(jiān)測的區(qū)域。如遇到上述突發(fā)性空氣污染事件,環(huán)境工作人員只需在特定區(qū)域合理地部署傳感器節(jié)點,這些傳感器節(jié)點可以感知周圍氣體的濃度,此時工作人員可以實施遠程實時監(jiān)控,就可以為有關部門做出及時合理正確的決策提供科學的依據(jù)。
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