空氣污染數值時時牽動著人們的目光，干凈的水、潔凈的空氣成為生活品的一部分。從盼溫飽到盼環(huán)保、從求生存到求生態(tài)，民眾對綠色發(fā)展的呼聲越來越高。
面對我國空氣污染的嚴峻形勢，越來越多的環(huán)保相關部門開始利用高科技的網格化監(jiān)控系統治理大氣污染。
目前，市場上的網格化監(jiān)控系統也有很多產品和解決方案，但是，并不是所有的網格化系統都能發(fā)揮好“精準治霾好幫手”的作用，一套真正意義上的網格化監(jiān)控系統需要具備很多必備因素。
單一參數的網格化，不是真正的網格化
在大氣污染防治工作中，部分區(qū)域將治霾和防霾聚焦于PM2.5的監(jiān)測和管控。事實上，由于我國地域廣闊、四季明顯、各地工業(yè)產業(yè)差異大，不同地區(qū)不同季節(jié)的污染存在很大差別，僅監(jiān)測PM2.5是遠遠不能滿足需要的。以2016年為例，全國、京津冀、長三角、珠三角首要污染物分布見圖1。
圖1 2016年我國首要污染物分布
數據來源：環(huán)保部公開數據
從圖1可以看出，雖然PM2.5、PM10仍為我國大部分地區(qū)的首要污染物，但是全國大部分區(qū)域的6-9月份，以及長三角、珠三角地區(qū)，O3的污染也很嚴重。而且，即使我們關注霧霾，關注PM2.5污染，只監(jiān)測PM2.5也是遠遠不夠的。
這主要是因為一般情況下，PM2.5的形成有三種方式：
1、直接排出的一次粒子。主要產生于化石燃料(主要是石油和煤炭)和生物質燃料的燃燒，但在一些地區(qū)某些工業(yè)過程也能產生大量的一次PM2.5。
2、在高溫狀態(tài)下以氣態(tài)形式排出，在稀釋和冷卻過程中凝結成固態(tài)的一次可凝結粒子(尾氣排放)。
3、由氣態(tài)前體污染物通過大氣化學反應而生成的二次粒子。在大多數地區(qū)，硫和氮為所觀察到的二次PM2.5的主要組分，而二次有機氣溶膠在一些地區(qū)也可能是重要的組成部分。
因此，要想網格化監(jiān)控系統能準確反映當地首要污染物的來源，能一年四季都發(fā)揮作用，不僅要監(jiān)測顆粒物的濃度，還需要監(jiān)測氣態(tài)污染物SO2、NOx、CO、O3，甚至特征污染物TVOC、H2S、NH3、HCL等參數的變化情況，并且連同環(huán)境溫度、濕度、風向、風速等氣象條件進行協同分析才能快速鎖源。
無法保證數據準確的網格化，不是真正的網格化
對于快速鎖源，除了數據的全面性之外，數據的準確性就是另外一個關鍵因素了。
以顆粒物傳感器為例，目前，市場上PM2.5傳感器采用的是光散射原理，這種傳感器實質上就是粒子計數器，能夠計量出空氣中小于等于2.5微米粒子的總個數，然后再與粒子平均密度相乘就轉化為了質量濃度。
但在實際應用中，因為各種因素影響，往往會出現很大誤差。
1、與國標法中規(guī)定的貝塔射線法和微量振蕩天平法相比，PM2.5光散射傳感器對于粒子的測量粒徑有上限和下限，低于測量粒徑下限和高于測量粒徑上限的粒子，往往存在檢測不出來的問題。
2、隨著污染成分、時段、季節(jié)、地區(qū)的不同以及天氣環(huán)境的變化，粒子的平均密度也在動態(tài)地發(fā)生變化，因此，粒子平均密度也會存在誤差。
3、顆粒物在環(huán)境濕度超過80%后，會出現明顯的吸濕增長現象，從而帶來較大的測量誤差。
4、霧氣的影響也不可忽略。霧氣是以液態(tài)粒子的形式出現，因此對測量帶來的誤差影響往往成倍數關系。
5、校準問題。受到室外環(huán)境臟空氣的影響，光散射光學視窗往往會變臟，測量值會逐漸衰減。
真正的網格化需建立完善的質控體系
要想提高傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的數據準確性與長期運行穩(wěn)定性，一套成熟的校準體系是必須的。目前，將傳感器技術與國標法組合使用是一種普遍被接受的理念，但是不同廠商的做法也有所差異。
本文以“大數據融合聯動修正”技術為基礎而建立的三級修正、四級校準體系為例，介紹校準體系在提高氣體傳感器應用過程中數據準確性和長期運行穩(wěn)定性的作用。三級修正指的是廠內基礎性校準、環(huán)境自適應修正、全生命周期漂移修正，通過三級修正體系的傳感器設備，可以極大提升數據的準確性，達到對傳感器本身的篩選、研判、數據基因變量修正的作用，提升每套傳感器設備數據與準確數據的相關性。
四級校準系統保證了傳感器在出廠前后全生命周期的數據穩(wěn)定性和準確性。
第一級校準是標物校準，使用標準氣體對傳感器進行標定，達到微型站基本的品質保證。
第二級是環(huán)境校準，通過實驗艙模擬不同環(huán)境狀況及污染特征，建立傳感器算法模型，形成微型站獨有基因變量。
第三級是監(jiān)督校準，在儀器應用現場，與國家標準方法儀器組合布點應用，實時監(jiān)督數據，發(fā)現漂移后自動校準。第四級是周期性校準，采用裝有國家標準方法儀器的移動校準車對已經安裝的網格化儀器進行定期質控和校準，保證系統數據長期準確性。
