北(běi)京市第十(shí)三次黨(dǎng)代會正(zhèng)在召開,黨代會報告提出,去年北京空氣質量首次全麵(miàn)達標。未來,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(dá)標(biāo)背後,監測起到什麽作用?未(wèi)來還有哪些新的(de)監測重點和手段(duàn)?對此,北京市第十三次黨代會代表、北京市生態環境監測中心黨委書記、主任劉保獻接受了(le)新京報記者采訪。
談監測網絡:
小型傳感器設備,使監測延伸到街道(dào)鄉(xiāng)鎮等管(guǎn)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(zhí)首次全部達(dá)到******二級標準,大氣汙染防治工作取得裏程碑式突破,監測在助力目標達成方麵起到了什麽樣的作用?
劉保獻:在這場藍天保衛戰中,環境監測充分發揮了耳(ěr)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(nián),北(běi)京(jīng)市率先在全國建立了城市空(kōng)氣質量預測預(yù)報體係、天空地(dì)一體化空氣質量監測網絡以及覆蓋街道(鄉鎮)的高密度監測體係(xì),搭建了******重型柴油(yóu)車(chē)在線監控平台,並充分利用衛星遙感、走航監測、視頻監控等科技手段,精(jīng)準快速全麵地識別主要汙染物的濃度和排放(fàng)特征。
在這些完整的監測(cè)業務(wù)體係和技術體係支撐下,我們先後發布了3輪PM2.5來源解析結(jié)果,開展了2次北京市大氣(qì)汙染(rǎn)治理措施效果評估(gū)。從監測到(dào)評估、從發現問題到尋找源頭,環境監測工作在助力達標的過程中一路保駕護航。
新京報(bào):你曾經嚐試將認知計算與物聯網引入到環境監測體係中,這樣做的效果如何?
劉保獻(xiàn):2012年PM2.5開始作為環境空(kōng)氣質量評價指標,當年北京利用(yòng)3個月完成35個站點PM2.5設(shè)備的安裝。這個網絡成為(wéi)了現在北京PM2.5自動監測網的(de)基礎,並(bìng)形成了完整的標準和質量體係。
隨著大氣汙染治理的深入,空氣管理、汙染(rǎn)防治越來越向精細化發展。在(zài)這個背景(jǐng)下,原有的監測體係很難完(wán)全(quán)支撐管理需要,特別是難以覆蓋到街道(dào)鄉鎮等管理末梢。於(yú)是,我們利用了小型、智能、成本相對較低的傳感器監(jiān)測終端,作為原有自動監測體係的重要補充和延伸。
當時***大的挑戰是數(shù)據(jù)質(zhì)量的問題,比如環境中的(de)濕度可能對傳感器造成影響(xiǎng)。我們團隊就(jiù)通過人工智能的方法將影響因素和監測結果建立起因果(guǒ)關係,以此提升了監測分辨率,也使監測(cè)更加高效(xiào)。
這種監測手段和方法(fǎ)體係的創新,在全國起到(dào)了良好的示範作用,在國際上也處(chù)於領先地(dì)位。這套監測體係使數據(jù)直達基層環境監(jiān)管人員的(de)手中,問題定位、診斷都有了抓(zhuā)手。此外,大量的數據為監測人員提供了諸多挖掘角度,結(jié)合大數據算法,開發出一係列(liè)精準溯源產品,開辟了深層次探(tàn)究環境問題的(de)陣(zhèn)地。
談(tán)監測背後故事:
曾在雨(yǔ)中調試設備,研究濕度質控問題
新京報:在建成國際領先的新(xīn)一代空氣質量監測(cè)網絡過程(chéng)中,你和團隊(duì)遇到過哪些(xiē)難題?又是如何突破的?
劉保獻:在體係建立初期,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性的問題(tí)、解決質控算法的問題、千餘個點位大規模布設的問題(tí)以及監測數據如(rú)何為管理提供支(zhī)撐的(de)問題(tí)等,為(wéi)此常常加班加點研究解決方案。
記得有一天,大(dà)家討論(lùn)濕度質控問題到很晚,盡管(guǎn)開展頭腦風暴,卻依然(rán)難以用實際案例佐證想(xiǎng)法與推測,情緒不高的我們決定(dìng)先散會回家,明天繼續研(yán)究(jiū)。但是剛到半路,外麵(miàn)就下(xià)起了滂沱大雨,大家意識到,這是個研究高濕度天氣下質控模型(xíng)的(de)好時(shí)機,於(yú)是(shì)立即收(shōu)起一天的疲(pí)憊,又不約而同地回到單位,在雨中開展設備調試,並對數據進(jìn)行梳理和總結,***終(zhōng)解(jiě)決了特殊(shū)環境(jìng)下設備的質控問題。就是在這樣日複一日的鑽(zuàn)研摸索中,北京市的高密度網絡才逐步(bù)建成,為北(běi)京市的精細化管理提供了有(yǒu)力支撐。
新京報:你帶頭研(yán)製了北(běi)京******的PM2.5成分日曆圖,為何要研製這樣的日曆?
劉保獻:環境治理不(bú)能僅僅知道(dào)濃度(dù),還要知道組分。濃度讓我們明確了治理的要求,組分才讓我們知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(gè)長期的過程,需要日積(jī)月累開展工(gōng)作,所以PM2.5的基(jī)礎數據至關重要。
北京市PM2.5組分分析工作從2013年開始,至今已曆時近10年,自(zì)組分網建成以(yǐ)來,組分數據量已達(dá)每年10萬-20萬個。長時間尺度的北京市大氣(qì)PM2.5組分日(rì)曆圖,呈現了北京市大氣PM2.5和主要組分的日均、月度、年(nián)度濃度和(hé)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,春天,我們發現地殼物質占比明顯增加,此時揚塵源的治理就很關(guān)鍵。冬天,組(zǔ)分中硝酸鹽、有(yǒu)機物有所增加,所以秋冬季要開展氮氧(yǎng)化物、揮發(fā)有機化(huà)合物等前體物的治理。
新京報:除了大氣,目前北京在土壤和水環境監測上(shàng),有哪(nǎ)些******的做法嗎?
公司是一(yī)家集(jí)精密機械零(líng)部件加工,北京不鏽鋼零件加工,北京鈦合(hé)金加工各類工裝夾具、治(zhì)具、非標設備設(shè)計製造(zào)以及衝壓模具、注塑模具、橡膠模具加工的專業(yè)廠家,是中(zhōng)國模具協會會(huì)員企業。
劉保獻:土壤和水環境監測也是生態(tài)環境的重要組成部分,這些年在土壤和水環境監測(cè)上,我們也在不斷創新。
在土壤(rǎng)環(huán)境監測方(fāng)麵,按照分級布(bù)網、分類評價的原則(zé)布設(shè)了(le)******級和市級的兩級土壤環境監測(cè)網絡,並按照農用地和建設用地等(děng)不同用地類型對土壤環境進行分類評價工作;同時利用高分辨率衛星數據,遙感監(jiān)測汙染地塊現狀及(jí)變化。
水環(huán)境監測方麵,我們在國內首創了采測分離地表水監測模式,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用,建立全光譜水質自動監測預警技術體係,以及指紋圖(tú)譜溯源新技術(shù),解決重點區(qū)域的水汙染問題。近兩年,我們將(jiāng)監測(cè)從水質拓展到水生態。原來我們(men)監測水中的化學指標,目(mù)前增加了一些水生態指標(biāo),比如浮遊植物(wù)、浮遊(yóu)動物(wù)、底棲動物等,以更加客觀、科學、全麵(miàn)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(lǐ)級精(jīng)準預(yù)報
新京報:今年冬奧會期(qī)間,北京市空氣質(zhì)量每日達標;北京冬奧會、冬殘奧會賽事期間,北京PM2.5平均濃度為(wéi)36微克(kè)/立方米。這期間(jiān)大氣環境預(yù)測工作是如何開展(zhǎn)的?發揮了哪些作用?
劉保獻:冬(dōng)奧會期間,正(zhèng)值(zhí)秋冬季,是北京市PM2.5汙染的高發期,曆年也都會在(zài)這個時間段出現汙染過(guò)程。我們主要做了三個方麵的工作。
一是(shì)空氣質(zhì)量的精準預報。北京一直在持續提升空氣質量預報預測的能力,目(mù)前預(yù)報時效從原來的未來3天預報,逐步擴展至未來7天。冬奧會需要我們定(dìng)時定點精(jīng)準預報空氣質量,比如預(yù)測鳥巢未來(lái)一段時間的空氣質量,這與我們原來獲(huò)取(qǔ)整個北(běi)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(ào)會,我們專門(mén)構建了一套精細化的(de)空氣質量預測預報(bào)體係,能夠將預報的能力從天的尺度細化到小時級別,整個區域的預報能夠細化到公裏級。冬奧會開幕式(shì)舉行的時(shí)候,我們提前24小時精準預測鳥巢附近空氣質量結果,為環境管理提供了數據支(zhī)撐(chēng)。
同時(shí)開(kāi)展精準溯源,我們利用現有監測網絡,結合衛星遙感、移動走航、環保用電(diàn)、工(gōng)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(yù)傳輸對北京的影響能達到六成以上。我們在生態(tài)環境部(bù)的帶領(lǐng)下,開展了整個區域對北京影響的分析,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(gòu)建(jiàn)溫室氣體監測網絡(luò)
新京報:北京已經開展了三輪源解析,呈現了什麽樣的變(biàn)化趨勢?未來監測重點(diǎn)是什麽?
劉保獻:北京(jīng)市發布了三輪細顆粒物(PM2.5)來源解析研究成果。2014年,北京市作(zuò)為全國******發布單(dān)位(wèi),發現北京市本地汙染排放貢獻(xiàn)占64%-72%,其中機動車、燃煤、工業生產、揚塵為(wéi)主要來源。
2018年,北京市發布了新一輪(lún)細顆粒物來源解析研究成果,本(běn)地排放占2/3,主要汙染源******濃度貢獻全麵明顯下降,燃煤源基本退出主要貢獻行列,移動源獨大,占比(bǐ)上(shàng)升到45%,揚(yáng)塵(chén)上升到16%。
第三輪(lún)時,本(běn)地(dì)排(pái)放中各類源******量實現瘦身,重汙染期間區域傳輸高達六成以上。本(běn)地排放中,移動源仍(réng)獨大,占比46%,生活源凸顯,占比(bǐ)16%,成為第二大汙(wū)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。
目前看,還可(kě)以繼續強化對本地排放中移動源(特別是柴油車)、生活源、揚塵源和(hé)工業源的精細化管(guǎn)理,強化PM2.5和臭氧協同控製。
PM2.5和臭氧協同控製,要求我們(men)不僅僅監測這兩項汙染物,還需要關注這兩項汙染物共同的前體物——揮發性有機物。揮(huī)發有機(jī)物的種類比較多,對監測還是構成很大挑戰的。
新京(jīng)報:未來還將(jiāng)應用哪些監測手段?開(kāi)展哪些工作?
劉保獻:根據十四五規劃目標,北京(jīng)市將不斷健全(quán)現代化環境治理監(jiān)測體係,構建統一規劃、天(tiān)地一體(tǐ)、技術創新的(de)生態環境監測網絡,建(jiàn)成(chéng)覆(fù)蓋環境質(zhì)量、生態環境狀況和汙染源的生(shēng)態環境監測網絡,提升生態環境監測能(néng)力。並且持續加強(qiáng)科技(jì)支撐,充分利(lì)用人工智能、物聯網、區(qū)塊鏈及大數據分析等技術(shù),提(tí)升(shēng)科技治汙、精準治汙能力。
目前,我們還在探索(suǒ)大數據分析技術的應用,提升環境監測的自動化、智能化、精準化。舉例來(lái)說,之(zhī)前去工業(yè)企(qǐ)業檢查,要開展實(shí)地檢測,現在我們拿到用電數據,就能夠(gòu)精準了解企業(yè)在生產過程中是否落(luò)實了減排措施,由此進一步豐富了現有監測體係。