北京市第十三次(cì)黨代會正在召開(kāi),黨代會報告提出,去年北京空氣質(zhì)量首次全麵達標。未(wèi)來(lái),北京要深入打好汙染防治攻堅戰,協同控製PM2.5和臭氧汙染。
空氣質量全麵達標背後,監測起到什麽作(zuò)用?未來還有哪些新的監測重點和手段?對(duì)此,北京市第十三次黨代會代表、北京市(shì)生態環境監測中心黨(dǎng)委書記(jì)、主任劉保獻接受(shòu)了新京報記者采訪(fǎng)。
談監測網絡(luò):
小型傳感(gǎn)器設備(bèi),使監測(cè)延伸到街道(dào)鄉鎮等管理末梢
新京報:2021年,北京PM2.5、臭氧等六項大氣汙染物濃度值首次全部達到******二級標準,大氣汙染防治工作(zuò)取得裏程碑(bēi)式突破,監測在助力目標達成方麵起到了什麽樣的作(zuò)用?
劉保獻:在這場藍天保衛戰(zhàn)中,環境(jìng)監測充分發揮了耳目尖兵和基(jī)石的作用,為大氣汙染治理提供了科學的技術支撐。
這些年,北(běi)京市率先在全國建立了城市空氣質量預測預報體係、天空地一體化空氣質量監測網絡以及覆蓋街道(鄉鎮)的高(gāo)密度監測體係,搭建了******重(chóng)型(xíng)柴油車在線(xiàn)監控平台,並充分利用衛(wèi)星遙(yáo)感、走航(háng)監測、視頻監控等科技手(shǒu)段,精準快速全麵地識別主要汙染物的濃度和排放特征(zhēng)。
在這些完(wán)整的監測業務體係(xì)和技術體係支撐下,我們先(xiān)後發布了3輪PM2.5來源解析(xī)結果,開展了2次北京市大氣汙染治理措施效果評估。從監測到評估、從發現問題到尋找源頭,環境監測工作在助力達標(biāo)的過程中一路保駕護航。
新京報:你曾經嚐試將認知計算與物聯(lián)網引入到環境監測體係中,這樣做的效果如何?
劉保獻:2012年PM2.5開始作為(wéi)環境空氣質量評價指標,當年北京(jīng)利用3個月完成35個站點PM2.5設備的安裝。這個網絡成為了現在北京PM2.5自動監測網的基礎,並形成了完整的標準和質量體係。
隨著(zhe)大氣汙染治理的深(shēn)入,空(kōng)氣管理、汙染(rǎn)防治越來越向精細化發展。在這個背景下,原有的監測(cè)體(tǐ)係很難完全支撐管理需要,特別是難以覆蓋到街道鄉鎮等管(guǎn)理末梢。於(yú)是(shì),我們利用了小型、智能、成本相對較低(dī)的傳(chuán)感器監測終端(duān),作為(wéi)原有自動監測體係的重要補充和延伸。
當時***大的挑戰是數據質量的問題,比如環境中的濕度可能(néng)對傳感器造成影響。我們團隊就通過人工智能(néng)的方(fāng)法將影響因素和監測結果建立起因果關係,以此提升了監測分辨率,也使監測更加高效。
這種監測手段和方法體係的創新,在全國(guó)起到了良好的示範作用,在國際(jì)上也處於領先地位。這套監測體係使數據直達基(jī)層環(huán)境監管人員的手中,問題定位、診(zhěn)斷都有了抓手。此外,大量的數據為監測人員提供了諸多挖掘角度,結合大數(shù)據算法,開發出一係列(liè)精準溯(sù)源產品,開辟(pì)了深層次探究(jiū)環境問題的陣(zhèn)地。
談監測背後故事:
曾在雨中調試設備,研究濕(shī)度質控問(wèn)題
新京報:在(zài)建成國際領先的新一代空氣質量監(jiān)測(cè)網絡過程(chéng)中,你和團(tuán)隊遇(yù)到過哪些難題?又是如何突破的?
劉保獻:在體係建立(lì)初期,我們遇到過多項技術難題與研究瓶頸,譬如提升設備一致性和準確(què)性的(de)問題、解決(jué)質(zhì)控算法(fǎ)的問(wèn)題、千餘個(gè)點位大規模布設的問(wèn)題以及監(jiān)測(cè)數據如何為管理提供支(zhī)撐的問題等,為此常常加班加點研究解決方案。
記得有一天,大家討(tǎo)論濕度質控(kòng)問題到很晚(wǎn),盡管開展頭腦風暴,卻依然難以用實際案例佐證想法與推測,情緒不高的我們決定先散(sàn)會回家,明天繼續研(yán)究。但(dàn)是剛到半路,外麵就下起(qǐ)了滂沱(tuó)大雨,大(dà)家意識到,這是個研究高濕度天氣下質控模型的好時機,於是立即收起一天的疲憊,又不約而同地回到單位,在雨中開展設備調試(shì),並對數(shù)據進行梳(shū)理和總結,***終解決了(le)特殊環境下設備的質控問題。就是在這樣日複一日的鑽研摸索中(zhōng),北京市的高密度網絡才(cái)逐步(bù)建成,為北京市的精細化管(guǎn)理提供了有力支撐。
新京報:你帶頭研製了北(běi)京******的PM2.5成分日曆圖,為何要研製這(zhè)樣的日曆?
劉保(bǎo)獻:環境治理不能僅僅知道濃度,還要知道組分(fèn)。濃度讓我們明確了治理的要求,組分才讓我們知(zhī)道治理的方向和目標,以及如何去進行治理。汙染治理是一個長期的過程,需要日積月累開展工作,所以PM2.5的基礎數據至關重要。
北京市PM2.5組(zǔ)分(fèn)分析工作從2013年開始,至今已曆時近(jìn)10年,自組分網建成以來,組分數(shù)據量已達每年10萬-20萬個。長時間尺度的(de)北京市大氣PM2.5組分日曆圖,呈現了北京市大氣PM2.5和主要組分的日均(jun1)、月度、年度濃度和構成變化情況。
發(fā)現構成變化,就能開展精準治理。舉例來說(shuō),春天,我們發現(xiàn)地殼物質占比明(míng)顯增加,此時(shí)揚塵源的治理就很(hěn)關鍵。冬(dōng)天,組分中(zhōng)硝酸鹽、有機物有所增加,所以秋冬季要開展氮氧化物(wù)、揮發有機化合物等前體(tǐ)物的(de)治理。
新京報:除了大氣,目(mù)前(qián)北京在土壤和水環(huán)境監(jiān)測上,有哪(nǎ)些******的(de)做法嗎?
公司(sī)是一家集精密機械零部件加工,北京不鏽(xiù)鋼零件加工,北京鈦合金(jīn)加工(gōng)各類工(gōng)裝夾(jiá)具、治(zhì)具、非標設備設計製造以(yǐ)及衝壓模具、注塑模具、橡膠模具加工的專業廠家,是中國模具協會會員企業。
劉保獻:土(tǔ)壤(rǎng)和水環境監測(cè)也是生態環境的重要組成部分(fèn),這些年(nián)在土(tǔ)壤和(hé)水環(huán)境監測上,我們也在不斷創新。
在土壤環境監測方麵,按照分級布(bù)網、分類評價的原則布設(shè)了******級和市級(jí)的兩級土壤環境監測網絡,並按照農用地(dì)和(hé)建設用(yòng)地等不同用地類型對土壤環境進行分類評價工(gōng)作;同時利用高分辨率衛(wèi)星數據,遙感監測汙染地塊現狀(zhuàng)及變化。
水環境監測方麵,我們在國內(nèi)首(shǒu)創了采測分離地表(biǎo)水監測模式,從機製上有效避免人為幹擾,確保數據真實、準確;拓展水環境監測新技術應(yīng)用,建立全光譜(pǔ)水質自動監測預警技(jì)術體係,以及指紋圖譜溯源新技術,解決重點區域的水汙染問題。近兩年,我們(men)將監測從水質拓展到水生態。原(yuán)來我們監測水中的化學指標,目前增加了一些水生態指(zhǐ)標,比如浮遊植物、浮(fú)遊動物、底棲動物等,以更加客觀、科學、全麵地評(píng)價水環境狀況。
談冬奧期間環境預測:
賽區實現了小時級公裏級精準預(yù)報
新京報:今年冬奧會期間,北(běi)京市空氣質量每日達標;北京冬奧會、冬殘(cán)奧會賽事期(qī)間,北京(jīng)PM2.5平均(jun1)濃度為36微克/立方米。這期間大氣環境預測工作是如何開(kāi)展(zhǎn)的?發揮了哪些作用?
劉保獻:冬奧會期間,正值秋冬(dōng)季,是北京市PM2.5汙染的高發期,曆年也都會在這個時間段出現汙染過程。我們主要做了三個方麵的工作。
一是空氣質量的(de)精準預(yù)報。北京一直在持續提升空氣質量預報預測的能力,目前預報時效從原來的未來3天預報,逐(zhú)步擴展至未(wèi)來(lái)7天。冬奧會需要我們定時定(dìng)點精準預報空氣(qì)質(zhì)量,比如預測鳥巢未來一段時間的空氣質量,這與我們原來獲取整個北京城市級別的空氣質量情況還是有很大差別的,所以給我們提出了很高的要求。為了服務好冬奧會,我們專門構建了一套精細化的空氣質量(liàng)預測(cè)預(yù)報體(tǐ)係,能夠將預報的能力從天的尺度細(xì)化到小時級別,整個區域的(de)預報能夠細化到公裏級。冬奧會開幕式舉行(háng)的時(shí)候,我們提前24小(xiǎo)時(shí)精準預測鳥巢附近空氣質量(liàng)結果,為環(huán)境管理提供了數據支撐。
同時開展(zhǎn)精準(zhǔn)溯源,我們利(lì)用現有監測網絡,結合衛星遙感、移動走(zǒu)航、環保用電、工地視頻的監測結果,利用大數據分析技術實時精準獲取重點領域數據。
大氣是流動的,特別是在重汙染期間,區域傳輸對北京的影響能達到六成以上。我們在生態環境部的帶(dài)領下,開展了整個區域對北京(jīng)影響的分析(xī),支撐了整個區域的聯防聯控。
談未來工作:
結合減汙減碳 將構建溫(wēn)室氣體監測網絡
新京報:北京已經開展了三輪源解析,呈現了什麽樣的(de)變化趨勢?未來監測重(chóng)點是什麽?
劉保獻:北京市(shì)發布了三輪細顆粒物(PM2.5)來源解析研究(jiū)成果。2014年,北京市作為全國******發布單位,發現北京市本地汙染排放貢獻占64%-72%,其中機動(dòng)車、燃煤、工業生產、揚塵為主要來源。
2018年,北京市發布了新一輪細顆粒物來源(yuán)解析研究成果,本地排放占2/3,主要汙染源******濃度貢獻全麵明顯下降,燃煤(méi)源基本退(tuì)出主要貢獻行列,移動源獨大,占比上(shàng)升到45%,揚塵上升到16%。
第三輪時,本地排放(fàng)中各類源******量實現瘦(shòu)身(shēn),重汙染期間區域傳輸高達六成以上。本(běn)地排放(fàng)中,移動源仍獨大,占比46%,生活源凸顯,占比16%,成為第二大汙染來源。這與世界發達城市(shì)特征相似,呈現出特大型都市的典型汙染特征(zhēng)。
目前看,還可以繼續強(qiáng)化對(duì)本地排放中移動源(特別(bié)是柴油車)、生活源、揚塵源和工業源的精細化管理,強化PM2.5和臭(chòu)氧協同控製(zhì)。
PM2.5和臭氧協同(tóng)控製,要求(qiú)我們不(bú)僅僅監測這兩項汙染物,還需要關注這兩(liǎng)項汙染(rǎn)物(wù)共同的前體(tǐ)物——揮發性有機物。揮發有機物的種類(lèi)比較多,對監測還是構成很(hěn)大挑(tiāo)戰的。
新京(jīng)報:未(wèi)來(lái)還將應用哪些監測手段?開展哪些(xiē)工作(zuò)?
劉保獻:根據十四五規劃目標,北京(jīng)市將(jiāng)不斷健全現代化(huà)環境(jìng)治(zhì)理監測體係,構建統一規劃、天地(dì)一體、技術創新的生態環(huán)境監測網絡,建成覆蓋環境質(zhì)量、生態環境狀況和汙染源的生態環境監測網絡,提升生態環境監測能力。並且持續加強(qiáng)科技支撐,充分利用(yòng)人(rén)工智(zhì)能、物聯網、區塊鏈(liàn)及大數據分析等技術,提升科技治汙、精準治(zhì)汙能力。
目前,我們還在探索大數據(jù)分析技術(shù)的應用,提升環境監(jiān)測的自動化(huà)、智能化、精準化。舉例來說,之前去(qù)工業企業檢(jiǎn)查,要開展實地檢測,現在我們拿到用電數據,就能夠精準了解企業在生產過程中是否落實了減排措施,由此進(jìn)一步豐富了現有監測體係。