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上观新闻:彭仲仁:智库|无人机能够为精准治理大气污染提供决策支持
发布时间:2017-03-27 17:49:00 点击次数:403

无人机监测大气污染和污染排放的必要性与可行性

空气质量监测网络可实现对城市空气质量的监测、大气污染传输的追踪、主要污染源的控制,是获取空气污染分布情况的硬件基础,是环境管理与决策中不可或缺的数据源。目前,各地空气质量监测范围主要以城市为主,虽然空气质量监测能力日趋增强,但是对排污企业以及移动污染源的监测工作仍然主要依靠人力来完成。随着大气污染治理的不断推进,已有空气质量监测网络建设亟需创新。


我国空气监测体系现状


我国环境空气监测工作起步于20世纪70年代。到2015年为止,全国空气质量监测 “三步走”战略已经进入了第三步,全国338个地级以上城市的1436个监测点位即将全部实现按照空气质量新标准开展监测并发布监测结果,实现全国所有地级以上城市要按照新标准开展监测。目前,监测污染物主要为二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM10、PM2.5等多个项目,全部监测点位均采用自动监测方法,并实现了全天24小时连续自动监测。


我国空气质量监测面临挑战


1、监测点建设成本高,空间分布不合理,急需补充新手段


空气质量监测点存在盲区。以上海市为例,上海市每个区县平均有2-3个监测点,全市监测点总数有50多个。但相对于上海市6340平方公里的总面积,平均每100平方公里只有不到1处监测点。而PM2.5等污染物时空分布变化较大,单一监测点易受到局地污染源影响,并不能反映100平方公里范围的空气质量情况。此外,由于固定监测站基础投入大,点位变更的灵活性差,在城市建设过程中,原有点位有逐渐丧失区域代表性的风险。


2、督查队伍力量不足,自动化程度不高,监测效率有待提高


督查工作人员要求素质高、涉及面广,人员数量与质量仍需加强。以上海市为例,自2015年以来,上海市部分区县环境监管执法队伍编制由25名上升为30-40名。相较于全年检查企业户次31174户的实际工作量来看,人员数量仍显不足。同时,自动化程度不高,致使监测效率和覆盖范围受到限制。


3、缺乏垂直和移动监测,空气质量监测网络存在局限


目前,空气质量监测站点侧重于对大气污染物近地面的浓度监测,缺乏垂直方向上的监测,这将影响区域空气质量预报和预警的准确性,从而妨碍区域联防联控和精准治理。另一方面,固定监测站无法实现对机动车、船舶等移动源的排放监测,无法真实展现交通环境空气污染整体情况。而交通排放作为大气污染的重要来源之一,对其的监测手段不足,无疑增加了大气污染防治精准管理的难度。


4、侧重常规监测,针对突发环境事件的应急监测能力有限


环境风险关乎广大人民群众的生命财产安全,面对突发环境事件,处置效率直接影响周边居民所受影响程度。现有监测网络主要依赖于固定站点和移动监测车,对于车辆难以驶入的区域,若只依靠人力,难以快速获知现场状况,应急人员的安全也受到威胁,这大大增加了应急管理和决策的难度和风险。


优化城市空气质量监测网络建设的建议


为解决上述问题,可考虑在现有空气质量监测网基础上,积极发展和运用基于环境监测无人机等的新式监测技术,充分弥补现有监测网络缺陷,消除现有固定监测网络盲区,增强环境监测能力。


1、无人机监测技术的优势


首先,无人机作为新型监测工具,具有机动性好、成本低、自动化程度高等优势,既可以实现从地面至数百米高空的无盲区连续观测,也可以实现对船舶、机动车等移动污染源的机动性监测,为现有空气质量监测网络提供有效补充;其次,这种技术还可以有效展示空气污染分布情况,包括空气污染的垂直分布和三维分布,为管控决策和公众通报提供良好基础。


2、无人机监测技术的具体实施建议


第一,推进无人机定期巡航监测业务化,提高空气质量监测网络密度,获取高空间分辨率的空气污染三维分布。将无人机巡航监测业务化、常态化,使之成为现有城市监测网络的有效补充。


第二,充分发挥无人机机动性优势,对机动车、船舶等移动源进行针对性监测,通过无人机跟踪监测,评估移动源的真实排放情况,从而为精准治理大气污染提供决策支持。


第三,推进无人机监测技术在环保督查中的使用,提高监督和检查效率和灵活性,快速评估区域内是否存在违规建设和违法排污问题,降低督查人力负担,扩大监测覆盖范围。


第四,研究无人机监测技术在紧急环境事件处置工作中的应用,例如核辐射、化学品泄漏等特殊和突发事件。通过及时获取现场照片和污染物浓度信息,以便快速决策和科学决策。


原文链接:http://www.shobserver.com/news/detail?id=48410

 

彭仲仁

上海交通大学中国城市治理研究院研究员