江苏省大气PM2.5 网格化监测系统建设

发布日期:2021-04-25 15:34

      江苏省环境监测中心(以是简称“中心”)成立于1979年,隶属江苏省生态环境厅,现有 15个部门,125个编制,拥有一批高层次、高素质的专业环境监测人员,其中博士 8人,硕士 73 人,研究员级高工 24 名,高级工程师 49 名。中心 2019年 1月落成并投入使用监测新大楼,总占地 15亩,建筑面积 26105m2拥有各类仪器设备1300余台(套),固定资产价值8.2亿元。目前,中心具有水和废水、环境空气和废气、土壤和沉积物等12 大类 253 项 333 个方法1 136 小项检测能力,检测能力全国同行一流, 并建设了包括生态环境部“国家环境保护地表水环境有机污染物监测分析重点实验室”等多个国家级、省级监测技术(业务)平台。在全国率先建成流域地表水环境监控网络,率先实现全省县域以上城市空气自动监测全覆盖,率先联网发布 PM2.5等空江苏省环境监测中心新大楼气质量新标准监测信息,率先实现全省及地级市的重污染天气监测预报预警能力,率先建立省级层面大气 PM2.5网格化监测系统,在一系列重大活动期间空气质量保障中发挥了重要的作用。

      经过 40 余年创新发展,中心以其“精准、求实、服务、创新”的严谨质量方针,赢得了社会的广泛关注和高度信赖。

案例介绍

一、项目名称

江苏省大气 PM2.5网格化监测系统建设。

二、项目概况

     按照国家和江苏省对大气监测工作要求,根据《大气 PM2.5网格化监测点位布设技术指南(试行)》《大气 PM2.5网格化监测技术要求和检测方法技术指南(试行)》等相关技术要求,为进一步完善江苏省大气环境监测监控网络,提高重点污染区域精准监管效能,科学应对国家 PM2.5考核,改善环境空气质量。2019年 3月 7日,江苏省政府印发江苏省生态环境监测监控系统三年建设规划,谋划实施江苏省大气 PM2.5网格化监测系统建设工作, 江苏省政府与生态环境部签署部省合作框架协议,大气 PM2.5网格化监测系统应运而生。 本系统是全国首个省级层面以“千里眼计划”为核心,针对重点区域、围绕重点行业开展“精准监测”,充分发挥污染防治攻坚“大脑”作用,实施精准管控,避免“一刀切”,为 “精准治气”提供重要技术支撑。

     针对城市敏感区域、工业园区、涉气企业、交通等重点区域开展加密网格化监测,构建覆盖面广、重点突出、密度合理、空气质量监测和大气污染监控相结合的大气环境自动监测网格,形成可以监控污染总贡献占 80%的热点网格的监控设施,网格覆盖区域占江苏省总面积的 15%,从而进一步完善江苏省大气环境监测监控网络体系,提升重点污染区域监管效能,促进实现环境空气质量和大气污染的精准管控、有效溯源、快速处置、科学治污目标。

     省级财政投资 1.98 亿元,开展“江苏省大气 PM2.5网格化监测系统”建设工作,共计建设 91 个常规 6 参数小型空气监测站、793 个 6 参数微型空气监测站、3 447 个 2 参数微型空气监测站,配套建设数据处理及应用平台。

三、项目特点与创新

     本项目是江苏环境治理能力和治理体系现代化的重点工程,也是部省合作共建的示范工程。

     系统充分借鉴了生态环境部“千里眼计划”所使用的热点网格技术,利用卫星遥感技术对工业、人类活动、污染源密集度及水体等多要素空间分布情况进行筛查,使用人工智能大数据交叉技术,抓住污染“关键少数”来源,筛选出污染贡献约占全省 80%的热点网格 1 993 个,实现“精准布局”。在上述热点网格内布设 4 331 个在线监测点,综合卫星遥感、地面监测、高精度气象等实时监测数据,利用空气质量数值模式及大数据融合模型, 打造“天空地”一体化监测网络,实现工业、扬尘、机动车以及“散乱污”等污染源的“精准监测”。这一“利器”已成为高效环境监管的“秘密武器”,科学指导全省各级生态环境部门对污染环境违法行为开展更为及时、精准的监管,有效解决了监管人员少、监管区域大、监管重点不突出等难题,发挥了靶向支撑精准治理的“千里眼”作用,实现“精准监管”。

1.热点网格

      将全省面积按 3 km×3 km 均等划分为约 1.37 万个网格,从中筛选出占污染物排放总量约 80%的 1 818 个网格,分等级建设 91 个常规 6 参数小型空气监测站,637 个常规 6 参数微型空气监测站和 3 272 个 2 参数微型空气监测站,实现对全省污染较重工业源、扬尘源等实时监控全覆盖。

2.城市敏感网格

      在热点网格基础上,分别以 72 个国控空气自动站为中心,每个站点周边设置 8 个城市敏感区监测网格,剔除与热点网格重叠网格后,共筛选出 175 个城市敏感网格,每个网格配套 1 个 2 参数微型空气监测站,建设 175 个 2 参数微型空气自动站,实现对国控站点周边散乱污染源实时监控全覆盖。

3.空气监控质量质控点

      在第一等级的 91 个热点网格配置的小型空气质量监测站周边各设置 1 个质量控制点; 同时,在每个设区市挑选 3个国控和省控城市站,在其周边各设置 1个质量控制点,共计建设 130个常规 6参数微型空气自动站作为质控点,检验校核网格内监测仪器数据的准确性和有效性。

4.机动车监测点在每个设区市布设 2 个常规 6 参数微型空气自动站作为交通尾气监测点,共计布设 26个机动车监测站,用于对城市主要道路交通尾气污染情况监测。

5.数据处理及应用平台

      开发数据处理及应用平台,具体包括监测数据接收模块、监测数据质控模块、监测设备智能运维模块、网格动态更新模块、三维空气质量融合与分析模块、重污染应急管理与决策支持模块、空气质量全景监测监管指挥展示模块共计 7 模块,购置提升支撑数据处理及应用平台运行的数据中心机房冷池等设备18台(套),通过多源数据融合分析,加强对各类污染源进行污染识别和跟踪,为污染治理精准执法和生态环境管理提供技术支撑。

三、项目优势与效果

       织一张网,精准锁定污染来源。空间监控精度可达 500 m×500 m,时间监控精度高达1 h,实现扬尘、钢铁、电力、石化、移动源、焚烧及生活面源等数十个重点行业监控。

      布千万格,及时反馈污染问题。2019年12月至2020年 6月,及时反馈全省扬尘污染问题 2621个、工业污染问题 2 022 个、移动源污染问题 622 个、焚烧和生活源问题 342 个,通过业务平台及手机 App 第一时间将污染问题反馈环境管理部门,为大气污染的精准管控提供依据。

      一网一格全监控,为环境质量稳步改善提供有力技术支撑。2019 年 12 月,全省大气扩散条件不利,网格化系统及时发现并反馈各地主要污染时段、污染区域及污染行业,精准调度执法人员,空气质量数值模型对全月管控效果评估显示,12 月全省人为减排 PM2.5浓度达7.7mg/m3,显著高于全年 4.4 mg/m3的平均水平。

      未来,“大气PM2.5网格化监测系统”将不断完善“溯源分析—成效评估—改善建议”科学技术体系,充分发挥精准施策、科学治气的作用,助力建设“强、富、美、高”新江苏。


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