自动监测与遥感监测技术简介

1、第十一章 自动监测与遥感监测技术简介§1 自动监测系统为了随时监测环境质量和污染物排放情况，20世纪70年代中期，发达国家先后建立了自动连续监测系统。同时，应用电子计算机控制监测站或子站的监测系统，用有线或无线传输方式将监测数据传递到监测站或中心站。数据经计算机处理后自动打印、存贮或进行预测分析。我国环境监测虽然起步较晚，但发展较快。北京等22个城市实现了大气自动连续监测。宝钢、鞍钢、武钢等企业也都建立了自己的自动监测系统。 自动监测系统由测定系统、传输系统和数据处理系统组成。虽然自动监测的三个组成部分互相配合，密不可分，均需保证24h连续自动地在线工作，但是，按目前的技术水平，测定

2、系统仍是自动监测的关键。1.测定系统 测定装置是整个自动监测系统的核心，由测定污染物及其他相关环境因子的各种装置构成。主要功能是对各种监测的量给予检测、显示、报警，以及将一部分检测计量经一次变换，输入给计算机。 测定装置的输出几乎都是模拟电压输出，连接应无电压降或无电信号损失，传递元件的起动电压为低电压；信号线、公共线、地线、电源线等应相互屏蔽；测定装置附带的记录仪传输系统输出无误差。 测定应选用可靠的高性能方法和装置，便于检查和维护。适用于大气环境和污染源自动监测方法列表（见教材294页）；适用于水和废水自动监测方法列表（见教材295页） 表10-1用于大气环境和污染源的自动连续监测测定方法

3、亡万2.传输系统 传输系统是由中央控制装置和监测装置以及连接两者的传送机构组成。传输系统必须适于使用的环境条件，对数据的收集具有经济适用、迅速可靠和扩展性能。 (1）信号传送形态：可分为模拟方式和数字方式两种。其中，模拟方式装置简单，但抗干扰能力差，受传送距离限制大，适用于小规模、精度要求不高的场合；数字方式是将模拟量经数模转换装置变成脉冲信号进行传递，在传送过程中受噪声影响小，适于较高精度，远距离传递。 (2）传送线路：信号线路分有线和无线两种，一般近距离使用有线，远距离使用无线。因为除了传递信号，还要进行通话，因此传送中使用的频率通常是声频的一部分，声频范围在400-2800Hz。使用有线

4、时，可借用电话线。无线传送时使用频率为400Hz左右。 (3)信号传送方式：信号传送方式可采用频率分割形和时间分割集中形。一般认为选用时间分割集中形数字传送方式较适宜，即监测中心的信息控制装置每隔一定时间（如5min,10min.）自动发出指令，顺次传呼各监测子站，各监测子站的传送装置接到指令后将各种监测数据顺次传送到监测中心。一个子站传送完毕，另一个子站立即开始同一动作，直至全部子站传送完毕，经一定时间间隔重新开始下一周期。在定时传呼的间歇时间内，还可对某一子站进行随意传呼或因延误传送再传呼。由各监测子站直接传送到监测中心的传送方式较为经济，但数据传送要连续占线，若有故障可能会造成数据丢失。

5、随着信息处理微机的使用，已趋向在监测中心与子站之间设立信息处理微机的一级区域站，区域站可控制一定数量的子站，进行数据收集和简化，在短时间内或紧急情况下即可将简化的数据传送到监测中心。区域站的信息处理微机可以自动方式工作，也可以自主方式工作。当用自动方式工作时，完全由监测中心遥控，区域站只能通过此系统进行对话或打印，存储各子站的数据；当监测中心控制系统出现故障时，区域站转为自主方式工作，各子站完全由区域站控制，由区域站收集、计算、存储各子站的数据，并向各子站发出测定指令。3.数据处理系统数据处理系统执行着汇集各子站的实测数据，计算出数据的时平均值、日平均值、最大及最低值、频数分布以及进行数据直接

6、显示、打印制表、绘制污染图或储存，并向各子站发送开机、停机、校正仪器零点、校正测定跨度、询问数据错误等各种指令，向各污染源行政管理部门发出警报。数据处理系统包括软件和硬件两部分。软件 软件由在线程序、脱线程序、操作人员业务实用程序及与各程序相联系的数据外存储器和控制器构成。在线程序是指按实际时间收集的数据周期性地进行运算处理，以时报、日报等方式输出的程序。脱线程序是指操作人员在任意时间内施行的程序，主要进行月报、年报及以各种配置图的统计处理。软件应具有如下功能：集合功能：在设定的时间间隔内集合各子站监测数据。校正功能：定时向各子站发出仪器零点、跨度等校正指令，检验传送数据的可靠性。运算功能：对

7、集合的数据进行运算，求出各种平均值、最大值。记忆功能：将集合运算的数据，永久性地储存起来，并以各种方式显示。检误功能：系统的关键部件出现故障时，能给出指示，以便维修。判断功能：汇总的数据经运算后判断所得数据的准确性，对离群值加以统计检验。将最后监测结果与各种标准对照。当污染物浓度数值超越标准值时能及时发出警报。硬件 硬件要保证自动连续工作系统的可靠性，主要包括以下装置：中央处理装置：中央处理装置即主机，一般用小型电子计算机。输入输出控制装置：它是连接计算机、传输系统、时钟、外围设备的接口及实现控制机能的装置。磁盘装置：它是外部辅助记忆装置，是用以保存数据及各种程序而设置的。输出打印及绘图装置：

8、具有打印、纸带穿孔、纸带读数、绘制污染物浓度分布等多种图的功能。磁带装置：磁带记录密度高，可靠性强，处理速度快，对数据的补加、去除、变更比较容易。在数据量大或使用频率高的场合经常利用这一装置。操作台：操作台由控制传输装置、表示盘、转换开关、指示灯及表示系统运转状况显示灯、蜂鸣器等组成。电子显像装置。§2 大气污染自动监测大气污染自动监测能获得大气污染物随时间变化的信息和分布状况，提供污染物的各类平均值、最大值、频数分配等资料，分析气象因素对大气扩散的影响，掌握大气污染变化趋势，评价大气质量状况，追溯污染事故原因，为大气环境管理和治理提供依据。大气污染自动监测项目，主要包括：二氧化硫、

9、氮氧化物、一氧化碳、总悬浮颗粒物或飘尘、臭氧、硫化氢、总碳氢化合物、甲烷、非甲烷烃及气象参数等。一、环境空气质量连续自动监测系统的主要用途1.掌握监测系统覆盖区域内空气污染最严重的地点和时间区域内人群暴露水平。2.分析污染物排放源对空气质量的影响，评价环境治理措施的效果，为环境管理和决策提供支持。 3.积累长期空气质量数据，掌握背景水平及其发展趋势，为制定和修改环境标准提供科学依据。4.为进行空气污染预测预报工作和污染影响评价、空气扩散数学模式等研究工作提供大量的基础数据。二、空气质量连续自动监测系统构成结合天津市环境监测站空气自动监测系统，进行现场讲解。1 监测子站采样位置设置 ： 根据国家

10、环保总局（ 86 ）环监字 405 号文件关于环境监测技术规范及国务院 环委会关于城市环境综合防治定量考核实施细则的有关规定 设立大气站点，大气监 测点位是在认真优化布点的基础上确立的。大气监测点位确立后一般不应变动。 监测点采样口周围应该空间开阔，采样口捕集空间应保证不小于270°，在采样 口周边至少有180°弧型范围的空气扩散与流动空间，确保采集到的样品具有代表性。 在监测点50m 范围内不能有明显的污染源，不能靠近炉、窑、锅炉烟囱。距离主要交通道路大于10米。 采样管口距地面高度3米-15米，距下垫面（支撑面）大于1米（理想高度 1.5 米,避免风吹杨尘对采样的影响）

11、。采样高度的设置是充分考虑此高度对人群活动 和健康的影响。 为保证历史数据的连贯性和可比性，选择点位合理的地方建立子站。子站应设置在有安全依托的单位或地点，站房建设考虑安全长久。 子站应有长期稳定的电源供应建议有条件尽量使用双电源供电。 子站设计要保证人员上下安全，并便于仪器的搬运和安装。 子站应防尘、防水、防鼠、防盗、防火、防闲散人员进入和攀登。2空气自动监测系统建设 子站站房基本有砖结构固定站房或集装箱式活动板房两种。子站面积为 10-25平方米，无窗或双层密封窗结构。带一小隔间，要求具有保温、隔热、隔噪功能，房屋空间高度不易太高，2.5米左右为宜。室内温度在25±5、相对湿度在

12、80%以下，避免阳光直射至仪器，避免日光灯照明对仪器校准的影响 。 站房房顶和周围应充分考虑大雨的影响而留有疏通雨水的通道，房顶设计应充分考虑泛水坡度。采样管路、线缆管 路和子站顶接口安装时要严格做好防水、防尘、防渗漏（国内、外都有因站房漏水损毁仪器的事件发生）等措施。 子站和楼板或地面结合处要留 20cm 高的挡水墙，防止雨水进入子站。 标准气及钢瓶：仪器标准用标准气应选用国家或地方用资质的生产单位的标准气。标准气使用时必须经过严格试漏检查，钢瓶内压力小于0.5Mpa 时应该更换新标准气。标准气钢瓶在子站按装必须采取固定措施。 空调性能要求：品牌空调，冷暖双功能分体式；电源 220 V /50Hz ；功率 1.5 匹 , 具有断电复电后自动开机功能、自动调节温度、保持恒温。除湿 1.2L/H ；噪音 36dB； 室外环境温度 在-10 45 能够