環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用方案課件

1、環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用方案1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，日益嚴(yán)重的環(huán)境污染形勢使生態(tài)環(huán)境破壞迅速向全球性的環(huán)境危機(jī)發(fā)展，環(huán)保成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。檢測污染源的階段實(shí)在50年代，最初的環(huán)境監(jiān)測通常依據(jù)分析化學(xué)的原理，采集相關(guān)的環(huán)境樣本在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)污染物進(jìn)行分析。60年代，環(huán)境監(jiān)測度范圍更廣，同時(shí)檢測手段也越來越多。自動(dòng)檢測的階段是在70年代，水污染、大氣污染也不再是區(qū)域性的，歐美的一些發(fā)達(dá)國家相繼推出了多種宏觀生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)空氣、水體等環(huán)境狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，利用多種現(xiàn)代化的技術(shù)，環(huán)境監(jiān)測的工作也有了很大的進(jìn)步，在發(fā)達(dá)國家，不斷提高環(huán)境檢測自動(dòng)化系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。如今，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、通信技術(shù)的發(fā)

2、展，國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。在空氣質(zhì)量監(jiān)測方面，美國起步較早，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，美國空氣質(zhì)量監(jiān)測體系逐步發(fā)展和完善，在空氣質(zhì)量轉(zhuǎn)變上起到了重要作用，20世紀(jì)70 年代，美國環(huán)保局開始組建和運(yùn)行州和地方空氣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)以及國家空氣監(jiān) 測 網(wǎng) 絡(luò)用于監(jiān)測環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)污染物。20世紀(jì) 80年代初期，該組織 開始對(duì) PM10進(jìn)行監(jiān)測，在1997年頒布PM2.5的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后，于1999年將PM2.5納入監(jiān)測體系1李培,錄秩青.美國空氣質(zhì)量監(jiān)測的經(jīng)驗(yàn)與啟示J. 中國環(huán)境監(jiān)測, 2013, 29(6): 9-13.。加拿大在世界上最早開展土壤質(zhì)量監(jiān)測，1989年起，加拿大農(nóng)業(yè)部國

3、家基準(zhǔn)項(xiàng)目中加進(jìn)了監(jiān)測農(nóng)業(yè)土壤健康狀況變化，同時(shí)在全國建立了 23個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。歐盟于2006年2008年開展了土壤環(huán)境評(píng)價(jià)監(jiān)測項(xiàng)目，該項(xiàng)目覆蓋整個(gè)歐盟成員國，制定了土壤監(jiān)測程序和相關(guān)規(guī)定2梁曉晴,段建南,周青青. 耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系研究J. 農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息, 2014, (5): 13-16.。我國環(huán)境監(jiān)測工作開始于20世紀(jì)70年代。環(huán)境監(jiān)測已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境執(zhí)法和評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量變化趨勢的一個(gè)重要手段31 李國剛,萬本太.中國環(huán)境監(jiān)測科技發(fā)展需求分析J. 中國環(huán)境監(jiān)測, 2004, 20(6): 5-8. 。由于中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，從而忽視了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，是我國在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的研究起步較晚，國內(nèi)環(huán)境

4、監(jiān)測技術(shù)水平落后于發(fā)達(dá)國家。中國環(huán)境監(jiān)測也經(jīng)歷了人工檢測，采用有限的方式進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控和無線監(jiān)控的階段。在八十年代中期，我國也著手開發(fā)在線自動(dòng)檢測的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)測的含義也隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，而逐漸擴(kuò)大到了對(duì)環(huán)境污染以及環(huán)境質(zhì)量等的監(jiān)控。1999年，原國家環(huán)保總局第一次在全國開始推廣環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的最早探索和實(shí)踐；2008 年開始在全國 31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市，6個(gè)環(huán)保督查中心和 333個(gè)地級(jí)市部署了國控污染源在線監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)在環(huán)保領(lǐng)域的規(guī)模建設(shè)和行業(yè)級(jí)實(shí)踐。2007年，建成科學(xué)完善的污染減排指標(biāo)、監(jiān)測和考核的“三大體系” 4胡立元.污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用體驗(yàn)

5、J. 北方環(huán)境, 2011, 23(1/2): 106-107. ，近年來，由國家財(cái)政投資，全國約7000多個(gè)重點(diǎn)污染企業(yè)安裝了自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備，通過互聯(lián)網(wǎng)建成全國重點(diǎn)污染源監(jiān)控系統(tǒng)。目前，物聯(lián)網(wǎng)已被應(yīng)用于大氣監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、海洋監(jiān)測等多個(gè)方面2 馬衛(wèi).基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用研究J. 中國環(huán)境監(jiān)測, 2013, (3): 33-35. 5。近年來我國的環(huán)境監(jiān)測已經(jīng)發(fā)展到了遠(yuǎn)程無線檢測的階段，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)和下位機(jī)的檢測設(shè)備遠(yuǎn)距離分離，利用無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，減少監(jiān)控設(shè)備的布線和復(fù)雜性，而且還節(jié)約成本。監(jiān)測系統(tǒng)將向著通過電池供電的環(huán)境傳感器的方向發(fā)展，以此實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)測過程無線化和小

6、型化，從而使系統(tǒng)的部署更加靈活。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成監(jiān)測數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)采集點(diǎn)（子站）到水監(jiān)控中心的傳輸工作，并可將監(jiān)控中心的控制指令發(fā)送到數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，主要包括政府公用光纖網(wǎng)、ADSL局域網(wǎng)、GPRS、CDMA無線寬帶網(wǎng)、光纖終端、CDMA終端及相關(guān)應(yīng)用軟件等?？傊?，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)正向著一個(gè)體系完整、數(shù)字化、有效快速的發(fā)展方向邁進(jìn)。2 總體方案2.1以現(xiàn)代化技術(shù)為基礎(chǔ)，提供準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù) 通過研究和引進(jìn)先進(jìn)的分析方法和檢測手段，利用現(xiàn)代科技改進(jìn)傳統(tǒng)的分析模式，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和可靠性，進(jìn)一步樹立監(jiān)測數(shù)據(jù)的權(quán)威性。2.2 以預(yù)警應(yīng)急檢測為先導(dǎo)，提高快速反應(yīng)能力以維護(hù)環(huán)境安全和環(huán)境減災(zāi)為目標(biāo)，強(qiáng)化檢測系統(tǒng)

7、建設(shè)，最大限度的提高整個(gè)檢測系統(tǒng)及社會(huì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的預(yù)警預(yù)報(bào)和快速反應(yīng)能力，預(yù)防和及時(shí)處理環(huán)境污染事故和災(zāi)害。2.3 以人才隊(duì)伍建設(shè)為重點(diǎn)，提供高效的檢測服務(wù)通過引入現(xiàn)代管理科學(xué)方法，使環(huán)境監(jiān)測人力資源優(yōu)勢得到處分發(fā)揮，做到人盡其才，以科學(xué)合理激勵(lì)機(jī)制提高整體工作效能。2.4 以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為主線，形成全面的檢測能力 在環(huán)保部門統(tǒng)一監(jiān)督管理指導(dǎo)下，有效整合社會(huì)監(jiān)測力量，調(diào)動(dòng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及社會(huì)檢測力量的積極性，形成協(xié)調(diào)統(tǒng)一、分工合作的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)體系。（1）建立全國城鄉(xiāng)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)手工監(jiān)測，全國聯(lián)網(wǎng)，發(fā)布預(yù)測預(yù)報(bào)；（2）建立重點(diǎn)水域水質(zhì)、土壤環(huán)境、空氣質(zhì)量、小環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測和手工監(jiān)測的集成系統(tǒng)；（

8、3）建立現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室。硬件水平要達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)，部分配置與國際接軌；（4）建立遙感監(jiān)測為為技術(shù)核心的生態(tài)檢測系統(tǒng)，建立生態(tài)監(jiān)測站，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測工作的信息化進(jìn)程。3 技術(shù)路線3.1 空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)路線空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)、數(shù)據(jù)傳輸、發(fā)布空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)、傳輸、發(fā)布瀏覽當(dāng)月數(shù)據(jù)，打印當(dāng)月報(bào)表系統(tǒng)維護(hù)：監(jiān)測點(diǎn)位、檢測時(shí)間空氣污染指標(biāo)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算空氣污染指數(shù)監(jiān)測因子的確定監(jiān)測制度的規(guī)定監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置圖1 空氣質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)路線目前我國重點(diǎn)城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測環(huán)境空氣污染物有：二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入顆粒物（PM2.5）、臭氧（O3）、一氧化氮（CO）、降塵、硫酸鹽化速率、降

9、水等。除了降塵、硫酸鹽化速率、降水的監(jiān)測數(shù)據(jù)來自大氣手工監(jiān)測系統(tǒng)，其余空氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)來自大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)和手工監(jiān)測，環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是大氣自動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和手工監(jiān)測數(shù)據(jù)的集成系統(tǒng)。環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)是由監(jiān)測子站、中心計(jì)算機(jī)室、質(zhì)量保證實(shí)驗(yàn)室和系統(tǒng)支持實(shí)驗(yàn)室等組成，系統(tǒng)需求中心計(jì)算機(jī)室能及時(shí)、準(zhǔn)確、安全讀取各監(jiān)測子站的監(jiān)測數(shù)據(jù)。手工監(jiān)測系統(tǒng)需提供方便靈活的數(shù)據(jù)錄入界面，由于空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位基本不變，選定好監(jiān)測時(shí)間，系統(tǒng)就自動(dòng)生成監(jiān)測點(diǎn)位的基礎(chǔ)代碼(如點(diǎn)位代碼、監(jiān)測點(diǎn)名稱和監(jiān)測年月等)；由于監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性，錄入時(shí)對(duì)各數(shù)據(jù)記錄中的相同部分（如點(diǎn)位代碼、監(jiān)測點(diǎn)名稱

10、和監(jiān)測年月等)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行填充，用戶錄入監(jiān)測結(jié)果，同時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改等操作；為保證錄入的正確，系統(tǒng)有錄入、校對(duì)、審核等三級(jí)審核數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)需求6王志新.城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建立及應(yīng)用J.化學(xué)工程與裝備, 2010, (8): 206-208.。本系統(tǒng)基于WINDOWS 平臺(tái)，采用穩(wěn)定 Client/Server結(jié)構(gòu)的Microsoft SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，開發(fā)工具采用 Borland Delphi 7.0 以實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)。針對(duì)大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，用Borland Delphi 7.0 編程，順序讀取大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)每小時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)。3.2 土

11、壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)路線土壤監(jiān)測數(shù)據(jù)異常值的質(zhì)量控制，用GPS定位 及現(xiàn)場標(biāo)記分析測試質(zhì)量監(jiān)控土壤保存土壤采集及流轉(zhuǎn)，用GPS確定采樣點(diǎn)位土壤采集前準(zhǔn)備工作建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系及土壤檢測布點(diǎn)土壤監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析圖2 土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)路線土壤是構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的要素，是國家重要的自然資源，是人類賴以生存的重要因素。土壤環(huán)境質(zhì)量狀況不僅直接影響到經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品安全和人類身體健康，因此搞清楚土壤質(zhì)量環(huán)境狀況對(duì)人們來說是一件大事。在土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測活動(dòng)中，質(zhì)量保證和質(zhì)量控制措施尤其重要，它涉及到土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的全過程，保證了土壤環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)位的代表性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性7劉英男.質(zhì)量保證和質(zhì)量控制在

12、土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測中的應(yīng)用J.綠色科技, 2014, (6): 196-197.。用于測定有機(jī)污染物的土壤樣品，存在帶聚四氟乙烯密封墊或磨口的棕色玻璃瓶內(nèi)，壤樣品盡量裝滿容器，置于4攝氏度冷藏保存，并在7天內(nèi)進(jìn)行前處理，40天內(nèi)內(nèi)完成分析。土壤樣品采集后存放在符合相關(guān)要求的樣品庫內(nèi)。土壤中重金屬、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)污染物等種類繁多，土壤樣品中的不同污染物在分析方法上各異。按土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)選配的分析方法；其次選用環(huán)保部門規(guī)定或推薦的方法；再次根據(jù)監(jiān)測站實(shí)際情況和儀器設(shè)備的具體條件選擇等效分析方法。實(shí)驗(yàn)室分析土壤樣品，應(yīng)根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室相關(guān)技術(shù)規(guī)定，制本實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOP）并通過宣貫，相關(guān)人員

13、熟知。在整個(gè)土壤監(jiān)測分析過程中SOP要求明確，驗(yàn)室應(yīng)嚴(yán)格按照SOP執(zhí)行。3.3 水質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)路線水體水質(zhì)安全預(yù)警系統(tǒng)報(bào)警，采取預(yù)防應(yīng)急措施 定性分析采取針對(duì)性措施 定量分析采取針對(duì)性措施危害程度鑒定（生物分析技術(shù)）污染物質(zhì)識(shí)別水體污染識(shí)別污染濃度鑒定圖3水質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)路線飲用水源水質(zhì)存在的較大安全風(fēng)險(xiǎn)，即造成水體的突發(fā)性污染事故。這類事故不同于一般的環(huán)境污染，具有突發(fā)、形式多樣、危害嚴(yán)重、擴(kuò)散迅速、污染物不明和處理處置困難等特點(diǎn)8劉文利,代進(jìn).水源地水質(zhì)監(jiān)控預(yù)警體系的建立J. 工業(yè)安全與環(huán)保, 2011, 37(7): 15-16.?，F(xiàn)代信息技術(shù)引入水質(zhì)監(jiān)控預(yù)警體系，以信息技術(shù)為基礎(chǔ),綜

14、合運(yùn)用地理信息系統(tǒng)、遙感、水質(zhì)模型等現(xiàn)代高新科技手段，采集自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、水質(zhì)狀況、生態(tài)環(huán)境、水資源分布信息，建立全流域水質(zhì)基礎(chǔ)信息平臺(tái)，以及具有水環(huán)境模擬功能的管理系統(tǒng)。增強(qiáng)了信息技術(shù)的優(yōu)勢和效能，為流域管理提供更有力的支撐9黃茁, 曹小歡.流域管理中水質(zhì)監(jiān)控技術(shù)發(fā)展探討J.長江科學(xué)院院報(bào), 2009, 26(2): 2-4.。采用生物急性毒性分析技術(shù)，在流域內(nèi)重要水源地、主要排污口、大型企業(yè)(如化工廠、農(nóng)藥廠、造紙廠、煉油廠、染料廠等)和水功能區(qū)布設(shè)水質(zhì)安全監(jiān)控點(diǎn)，適時(shí)監(jiān)控水質(zhì)狀況，及時(shí)向流域管理系統(tǒng)發(fā)送水質(zhì)安全信息。先進(jìn)的檢測技術(shù)可提高監(jiān)測技術(shù)的效率和靈敏度，簡化操作步驟，提高可靠度。

15、在不斷改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)方法，提高監(jiān)測儀器設(shè)備的靈敏度、分辨率、穩(wěn)定性的同時(shí)，還不斷開發(fā)能同時(shí)分析多種參數(shù)的新方法。比如毛細(xì)管電泳的方法10TIMERBAEV A R.Recent Trends in CE of Inorganic Ions:From Individual to Multiple Elemental Species AnalysisJ.Electrophoresis,2004,25:4008-4031.、流動(dòng)注射法等，取得了突破性進(jìn)展，具有高分辨率、快速、工作量小、可同時(shí)分析項(xiàng)目多等特點(diǎn)，非常適于大樣品量、多項(xiàng)目的常規(guī)監(jiān)測。環(huán)境污染事故往往具有突發(fā)性，監(jiān)測人員需要在事故發(fā)生初期迅速

16、確定污染物的種類和來源113 譚培功.金麗莎,于彥彬.環(huán)境污染事故應(yīng)急監(jiān)測的對(duì)策J.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù), 2005, 17(5): 38-39. ，土壤應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)手段要多樣化。3.4 小環(huán)境監(jiān)測技術(shù)路線監(jiān)測儀器傳感系統(tǒng)的初始化監(jiān)測儀器對(duì)環(huán)境檢測指標(biāo)的識(shí)別、信息處理環(huán)境檢測指標(biāo)信息的儲(chǔ)存與輸出數(shù)據(jù)分析及緊急措施的實(shí)施圖4小環(huán)境監(jiān)測技術(shù)路線小環(huán)境監(jiān)測在很多精密儀器間、倉庫中廣泛應(yīng)用，但目前都采用人工檢測。人工記錄數(shù)據(jù)、人工控制的較低水平。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)小環(huán)境的智能化監(jiān)測4 鄒顯圣.基于單總線的小環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)研究J.制造技術(shù)與機(jī)床, 2011, (12): 62-63.

17、12。4關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用4.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測手段落后、自動(dòng)化程度低、監(jiān)測能力不足，制約著環(huán)境監(jiān)測工作的發(fā)展13蔣燕敏.環(huán)境監(jiān)測在環(huán)境管理中的地位和作用J.儀器儀表與分析監(jiān)測, 2004, (4): 44-46.。因此，推動(dòng)環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)工作往信息自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，將有利帶動(dòng)環(huán)保工作有效、快速的發(fā)展。通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。換言之，物聯(lián)網(wǎng)就是通過信息傳感系統(tǒng)（如 RFID、傳感器等）將各種物體與互聯(lián)網(wǎng)建立連接，從而達(dá)到智能化識(shí)別和

18、管理的目的，實(shí)現(xiàn)人類生產(chǎn)、生活與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，使人類生產(chǎn)、生活更高效化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，可充分利用資源，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層及應(yīng)用層。感知層指物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的傳感設(shè)備，包含 RFID 標(biāo)簽、攝像頭、GPS、傳感器、識(shí)讀器、終端等，作用類似于人體的表層皮膚和五官，收集身體感受到的信號(hào)，感知層主要是感知并識(shí)別物體、采集物理信息。網(wǎng)絡(luò)層指物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的通信信號(hào)及網(wǎng)絡(luò)中心，包括信息處理中心、智能控制中心等，其作用類似于人體的神經(jīng)中樞和大腦，對(duì)信息進(jìn)行傳遞、處理以及判斷。通過各種傳感設(shè)備對(duì)大氣環(huán)境中的二氧化硫、氮氧化合物、可吸入顆粒物等因子進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過網(wǎng)絡(luò)將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸

19、到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測。在線監(jiān)測的種類主要有資源監(jiān)測和資源污染監(jiān)測兩種。在線監(jiān)測在在兩種監(jiān)測中的方法類似，主要是在監(jiān)測目的地布置各種傳感器、視頻監(jiān)視等傳感設(shè)備，形成感知層，然后經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)傳輸至應(yīng)用層，應(yīng)用層根據(jù)傳感器的位置、數(shù)據(jù)采集時(shí)間等信息綜合分析監(jiān)測數(shù)據(jù)組成監(jiān)測體系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于資源、污染源的監(jiān)測和綜合監(jiān)管。物聯(lián)網(wǎng)已被應(yīng)用于大氣監(jiān)測、水質(zhì)監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、海洋監(jiān)測、土壤監(jiān)測等多個(gè)方面馬衛(wèi).基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用研究J. 計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用, 2013, (3): 33-35.14。4.2物聯(lián)網(wǎng)水資源環(huán)境監(jiān)測技術(shù)及其系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的水資源監(jiān)測系統(tǒng)主要由四部分組成：各種類

20、型的數(shù)據(jù)采集傳感器節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)代理Agent節(jié)點(diǎn)，控制中心。物聯(lián)網(wǎng)的分簇區(qū)域的自組織多傳感器網(wǎng)絡(luò)中，采用的傳感器節(jié)點(diǎn)主要是各種水文傳感器。在所有傳感器上安裝無線短距離通信數(shù)據(jù)傳輸功能模塊。分簇區(qū)域內(nèi)的多傳感器采集到各種類型的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)發(fā)送給該分簇的簇頭節(jié)點(diǎn)，或者可以檢測到的移動(dòng)Agent節(jié)點(diǎn)，簇頭節(jié)點(diǎn)或移動(dòng)Agent節(jié)點(diǎn)將搜集到的數(shù)據(jù)匯聚后轉(zhuǎn)發(fā)至控制中心。傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集模塊經(jīng)過一跳將數(shù)據(jù)發(fā)給簇頭節(jié)點(diǎn)，而且該節(jié)點(diǎn)裝有污染源實(shí)時(shí)監(jiān)控功能模塊，可以監(jiān)測該節(jié)點(diǎn)圓形監(jiān)測區(qū)域內(nèi)是否出現(xiàn)排污現(xiàn)象，并及時(shí)發(fā)送監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，且該操作優(yōu)先級(jí)高于一般環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的發(fā)送，要求簇頭節(jié)點(diǎn)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)，這樣

21、就可以充分滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和水污染源監(jiān)測實(shí)際需求。監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)采用嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)，該節(jié)點(diǎn)功能模塊包括：數(shù)據(jù)采集類型模塊、數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊、高效電源模塊、水污染源實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊以及移動(dòng)Agent監(jiān)測模塊等部件，如圖5所示。污染源實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊各種數(shù)據(jù)采集模塊高效電源模塊環(huán)境監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)各種類型數(shù)據(jù)采集模塊無線數(shù)據(jù)發(fā)射功能模塊移動(dòng)Agent監(jiān)控模塊圖5 水資源監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)模型環(huán)境監(jiān)測傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)監(jiān)測需求自適應(yīng)啟動(dòng)相應(yīng)類型數(shù)據(jù)監(jiān)測模塊、采用集中數(shù)據(jù)采集方式，其工作流程如下：（1）根據(jù)來自控制中心的監(jiān)測需求啟動(dòng)相應(yīng)數(shù)據(jù)類型模塊，監(jiān)測數(shù)據(jù)類型主要是各種數(shù)據(jù)采集模塊；（2）周期性啟動(dòng)移動(dòng)Agent發(fā)現(xiàn)

22、模塊，若發(fā)現(xiàn)則將帶發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)給移動(dòng)Agent節(jié)點(diǎn)；（3）周期性啟動(dòng)數(shù)據(jù)無線發(fā)射模塊，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給簇頭節(jié)點(diǎn)；（4）根據(jù)控制中心反饋的控制信息，周期性的啟動(dòng)污染源實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊，若發(fā)現(xiàn)污染現(xiàn)象則轉(zhuǎn)（3）；（5）若該節(jié)點(diǎn)所處分簇內(nèi)的簇頭節(jié)點(diǎn)失效，則轉(zhuǎn)（2）。每個(gè)分簇內(nèi)擁有一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)，此外整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置了若干個(gè)移動(dòng)Agent節(jié)點(diǎn)，一方面實(shí)時(shí)收集各分簇簇頭節(jié)點(diǎn)匯聚的數(shù)據(jù)，另一方面避免某分簇簇頭節(jié)點(diǎn)失效，導(dǎo)致監(jiān)測區(qū)域出現(xiàn)盲點(diǎn)，致使網(wǎng)絡(luò)癱瘓，無法實(shí)時(shí)監(jiān)測。4.3 Zigbee和GPRS的遠(yuǎn)程水資源環(huán)境監(jiān)測技術(shù)GPRS是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱，它是一種基于分組傳輸數(shù)據(jù)的高效率方式。GPRS模塊采用S

23、imcom公司的SIM300芯片。SIM300是一款三頻段GSM/GPRS 模 塊，可以在全球范圍內(nèi)的EGSM900MHz、DDCS1800MHz、PCS1900MHz三種頻率下工作。SIM300模塊內(nèi)部集成了AT指令集王秀.基于無線傳輸?shù)倪h(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)J. 通信技術(shù), 2011,44(6): 95-99.15，可以用AT指令對(duì)模塊進(jìn)行控制，操作方便。SIM300內(nèi)部還集成了TCP/IP協(xié)議棧，使Internet的接入簡化。GPRS實(shí)時(shí)在線和按流量計(jì)費(fèi)的方式，非常適合數(shù)據(jù)監(jiān)測，大大節(jié)約了成本。SIM300還支持GSM功能，可以完成短信報(bào)警功能。監(jiān)測系統(tǒng)Zigbee網(wǎng)絡(luò)采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，星

24、型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)簡單，由三個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和一個(gè)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。Zigbee網(wǎng)絡(luò)的工作流程：先打開協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行硬件初始化和協(xié)議棧初始化，傳感器節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)發(fā)出入網(wǎng)請(qǐng)求并組建WSN，然后傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)，只有協(xié)調(diào)器才能喚醒，當(dāng)協(xié)調(diào)器向傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令后，傳感器節(jié)點(diǎn)被喚醒，開始采集水質(zhì)數(shù)據(jù)并發(fā)送給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，然后傳感器節(jié)點(diǎn)再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一次被喚醒卜明春, 黃勇堅(jiān), 李亞棟,等. 基于Zigbee和GPRS的遠(yuǎn)程水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)J.電子技術(shù), 2013, 8(6): 25-28.16。5 投資分析投資總額分為兩部分，一是現(xiàn)代化建設(shè)投資，二是工作人員隊(duì)伍建設(shè)投入。其中現(xiàn)代

25、化建設(shè)包括大氣自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)裝備投入、水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)裝備投入、污染源自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)裝備投入、自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)信息處理技術(shù)裝備投入、遙測遙感及生態(tài)監(jiān)測技術(shù)裝備投入、實(shí)驗(yàn)室裝備系統(tǒng)投入（分析設(shè)備、輔助設(shè)備、現(xiàn)場及應(yīng)急監(jiān)測設(shè)備、儀器維護(hù)及保修費(fèi)用）、網(wǎng)絡(luò)通道建設(shè)投入、信息處理及發(fā)布平臺(tái)投入、專項(xiàng)研究能力建設(shè)投入。6 社會(huì)效益隨著環(huán)境監(jiān)測事業(yè)的迅速發(fā)展，國家對(duì)環(huán)境監(jiān)測投入資金逐年增加，各級(jí)環(huán)境監(jiān)測中心的能力不斷提升，環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)進(jìn)一步完善?；鶎迎h(huán)境監(jiān)測中心(站)要主動(dòng)服務(wù)于社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)建設(shè)，要與社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)接軌劉偉.深化基層氣象臺(tái)站綜合效益審計(jì)J.中國審計(jì),2012(7):7

26、2-7317，并參與科技技術(shù)信息市場的競爭，在環(huán)保公益性服務(wù)和中介服務(wù)中積極提高社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。其中社會(huì)效益包括財(cái)政資金使用的效益評(píng)審（財(cái)政資金使用情況及項(xiàng)目支出執(zhí)行情況）、事業(yè)收支的效益評(píng)審（事業(yè)收入增長情況及下降情況）、資產(chǎn)和設(shè)備投入及使用效益的評(píng)審（年度資產(chǎn)設(shè)備投資額、年度業(yè)務(wù)設(shè)備投資效益、主要儀器設(shè)備利用率）、環(huán)境管理制度執(zhí)行及其業(yè)務(wù)、管理工作效益的評(píng)審、環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)目標(biāo)考核達(dá)標(biāo)率(建立優(yōu)質(zhì)、專業(yè)、完善的水質(zhì)在線監(jiān)控系統(tǒng)，改善水環(huán)境質(zhì)量，有效遏制突發(fā)環(huán)境事件的發(fā)生 )等陳東俊, 徐克廣, 姚志鵬. 效益評(píng)審方法在基層環(huán)境監(jiān)測中心(站)應(yīng)用探討J. 中國環(huán)境監(jiān)測, 2013, 29(3): 140-142.18。參考文獻(xiàn)1 李培,錄秩青.美國空氣質(zhì)量監(jiān)測的經(jīng)驗(yàn)與啟示J.中國環(huán)境監(jiān)測, 2013, 29(6): 9-13.2 梁曉晴,段建南,周青青. 耕地質(zhì)量監(jiān)測指標(biāo)體系研究J.農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息, 2014, (5): 13-16. 3 李國剛,萬本太.中國環(huán)境監(jiān)測科技發(fā)展需求分析J.中國環(huán)境監(jiān)測, 2004, 20(6): 5-8. 4 胡立元.污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用體驗(yàn)J.