北京市第十三次黨代會(huì)正在召開(kāi),黨代會(huì)報(bào)告提出,去年北京空氣質(zhì)量首次全面達(dá)標(biāo)。未來(lái),北京要深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn),協(xié)同控制PM2.5和臭氧污染。
空氣質(zhì)量全面達(dá)標(biāo)背后,監(jiān)測(cè)起到什么作用?未來(lái)還有哪些新的監(jiān)測(cè)重點(diǎn)和手段?對(duì)此,北京市第十三次黨代會(huì)代表、北京市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心黨委書(shū)記、主任劉保獻(xiàn)接受了新京報(bào)記者采訪。
談監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò):
小型傳感器設(shè)備,使監(jiān)測(cè)延伸到街道鄉(xiāng)鎮(zhèn)等管理末梢
新京報(bào):2021年,北京PM2.5、臭氧等六項(xiàng)大氣污染物濃度值首次全部達(dá)到******二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),大氣污染防治工作取得里程碑式突破,監(jiān)測(cè)在助力目標(biāo)達(dá)成方面起到了什么樣的作用?
劉保獻(xiàn):在這場(chǎng)藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)中,環(huán)境監(jiān)測(cè)充分發(fā)揮了耳目尖兵和基石的作用,為大氣污染治理提供了科學(xué)的技術(shù)支撐。
這些年,北京市率先在全國(guó)建立了城市空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)體系、天空地一體化空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)以及覆蓋街道(鄉(xiāng)鎮(zhèn))的高密度監(jiān)測(cè)體系,搭建了******重型柴油車(chē)在線監(jiān)控平臺(tái),并充分利用衛(wèi)星遙感、走航監(jiān)測(cè)、視頻監(jiān)控等科技手段,精準(zhǔn)快速全面地識(shí)別主要污染物的濃度和排放特征。
在這些完整的監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)體系和技術(shù)體系支撐下,我們先后發(fā)布了3輪PM2.5來(lái)源解析結(jié)果,開(kāi)展了2次北京市大氣污染治理措施效果評(píng)估。從監(jiān)測(cè)到評(píng)估、從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到尋找源頭,環(huán)境監(jiān)測(cè)工作在助力達(dá)標(biāo)的過(guò)程中一路保駕護(hù)航。
新京報(bào):你曾經(jīng)嘗試將認(rèn)知計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)引入到環(huán)境監(jiān)測(cè)體系中,這樣做的效果如何?
劉保獻(xiàn):2012年P(guān)M2.5開(kāi)始作為環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo),當(dāng)年北京利用3個(gè)月完成35個(gè)站點(diǎn)PM2.5設(shè)備的安裝。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)成為了現(xiàn)在北京PM2.5自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)的基礎(chǔ),并形成了完整的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量體系。
隨著大氣污染治理的深入,空氣管理、污染防治越來(lái)越向精細(xì)化發(fā)展。在這個(gè)背景下,原有的監(jiān)測(cè)體系很難完全支撐管理需要,特別是難以覆蓋到街道鄉(xiāng)鎮(zhèn)等管理末梢。于是,我們利用了小型、智能、成本相對(duì)較低的傳感器監(jiān)測(cè)終端,作為原有自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系的重要補(bǔ)充和延伸。
當(dāng)時(shí)***大的挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)質(zhì)量的問(wèn)題,比如環(huán)境中的濕度可能對(duì)傳感器造成影響。我們團(tuán)隊(duì)就通過(guò)人工智能的方法將影響因素和監(jiān)測(cè)結(jié)果建立起因果關(guān)系,以此提升了監(jiān)測(cè)分辨率,也使監(jiān)測(cè)更加高效。
這種監(jiān)測(cè)手段和方法體系的創(chuàng)新,在全國(guó)起到了良好的示范作用,在國(guó)際上也處于領(lǐng)先地位。這套監(jiān)測(cè)體系使數(shù)據(jù)直達(dá)基層環(huán)境監(jiān)管人員的手中,問(wèn)題定位、診斷都有了抓手。此外,大量的數(shù)據(jù)為監(jiān)測(cè)人員提供了諸多挖掘角度,結(jié)合大數(shù)據(jù)算法,開(kāi)發(fā)出一系列精準(zhǔn)溯源產(chǎn)品,開(kāi)辟了深層次探究環(huán)境問(wèn)題的陣地。
談監(jiān)測(cè)背后故事:
曾在雨中調(diào)試設(shè)備,研究濕度質(zhì)控問(wèn)題
新京報(bào):在建成國(guó)際領(lǐng)先的新一代空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中,你和團(tuán)隊(duì)遇到過(guò)哪些難題?又是如何突破的?
劉保獻(xiàn):在體系建立初期,我們遇到過(guò)多項(xiàng)技術(shù)難題與研究瓶頸,譬如提升設(shè)備一致性和準(zhǔn)確性的問(wèn)題、解決質(zhì)控算法的問(wèn)題、千余個(gè)點(diǎn)位大規(guī)模布設(shè)的問(wèn)題以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如何為管理提供支撐的問(wèn)題等,為此常常加班加點(diǎn)研究解決方案。
記得有一天,大家討論濕度質(zhì)控問(wèn)題到很晚,盡管開(kāi)展頭腦風(fēng)暴,卻依然難以用實(shí)際案例佐證想法與推測(cè),情緒不高的我們決定先散會(huì)回家,明天繼續(xù)研究。但是剛到半路,外面就下起了滂沱大雨,大家意識(shí)到,這是個(gè)研究高濕度天氣下質(zhì)控模型的好時(shí)機(jī),于是立即收起一天的疲憊,又不約而同地回到單位,在雨中開(kāi)展設(shè)備調(diào)試,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理和總結(jié),***終解決了特殊環(huán)境下設(shè)備的質(zhì)控問(wèn)題。就是在這樣日復(fù)一日的鉆研摸索中,北京市的高密度網(wǎng)絡(luò)才逐步建成,為北京市的精細(xì)化管理提供了有力支撐。
新京報(bào):你帶頭研制了北京******的PM2.5成分日歷圖,為何要研制這樣的日歷?
劉保獻(xiàn):環(huán)境治理不能僅僅知道濃度,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(biāo),以及如何去進(jìn)行治理。污染治理是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程,需要日積月累開(kāi)展工作,所以PM2.5的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)至關(guān)重要。
北京市PM2.5組分分析工作從2013年開(kāi)始,至今已歷時(shí)近10年,自組分網(wǎng)建成以來(lái),組分?jǐn)?shù)據(jù)量已達(dá)每年10萬(wàn)-20萬(wàn)個(gè)。長(zhǎng)時(shí)間尺度的北京市大氣PM2.5組分日歷圖,呈現(xiàn)了北京市大氣PM2.5和主要組分的日均、月度、年度濃度和構(gòu)成變化情況。
發(fā)現(xiàn)構(gòu)成變化,就能開(kāi)展精準(zhǔn)治理。舉例來(lái)說(shuō),春天,我們發(fā)現(xiàn)地殼物質(zhì)占比明顯增加,此時(shí)揚(yáng)塵源的治理就很關(guān)鍵。冬天,組分中硝酸鹽、有機(jī)物有所增加,所以秋冬季要開(kāi)展氮氧化物、揮發(fā)有機(jī)化合物等前體物的治理。
新京報(bào):除了大氣,目前北京在土壤和水環(huán)境監(jiān)測(cè)上,有哪些******的做法嗎?
公司是一家集精密機(jī)械零部件加工,北京不銹鋼零件加工,北京鈦合金加工各類(lèi)工裝夾具、治具、非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)制造以及沖壓模具、注塑模具、橡膠模具加工的專(zhuān)業(yè)廠家,是中國(guó)模具協(xié)會(huì)會(huì)員企業(yè)。
劉保獻(xiàn):土壤和水環(huán)境監(jiān)測(cè)也是生態(tài)環(huán)境的重要組成部分,這些年在土壤和水環(huán)境監(jiān)測(cè)上,我們也在不斷創(chuàng)新。
在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方面,按照分級(jí)布網(wǎng)、分類(lèi)評(píng)價(jià)的原則布設(shè)了******級(jí)和市級(jí)的兩級(jí)土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),并按照農(nóng)用地和建設(shè)用地等不同用地類(lèi)型對(duì)土壤環(huán)境進(jìn)行分類(lèi)評(píng)價(jià)工作;同時(shí)利用高分辨率衛(wèi)星數(shù)據(jù),遙感監(jiān)測(cè)污染地塊現(xiàn)狀及變化。
水環(huán)境監(jiān)測(cè)方面,我們?cè)趪?guó)內(nèi)首創(chuàng)了采測(cè)分離地表水監(jiān)測(cè)模式,從機(jī)制上有效避免人為干擾,確保數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確;拓展水環(huán)境監(jiān)測(cè)新技術(shù)應(yīng)用,建立全光譜水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)體系,以及指紋圖譜溯源新技術(shù),解決重點(diǎn)區(qū)域的水污染問(wèn)題。近兩年,我們將監(jiān)測(cè)從水質(zhì)拓展到水生態(tài)。原來(lái)我們監(jiān)測(cè)水中的化學(xué)指標(biāo),目前增加了一些水生態(tài)指標(biāo),比如浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物等,以更加客觀、科學(xué)、全面地評(píng)價(jià)水環(huán)境狀況。
談冬奧期間環(huán)境預(yù)測(cè):
賽區(qū)實(shí)現(xiàn)了小時(shí)級(jí)公里級(jí)精準(zhǔn)預(yù)報(bào)
新京報(bào):今年冬奧會(huì)期間,北京市空氣質(zhì)量每日達(dá)標(biāo);北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)賽事期間,北京PM2.5平均濃度為36微克/立方米。這期間大氣環(huán)境預(yù)測(cè)工作是如何開(kāi)展的?發(fā)揮了哪些作用?
劉保獻(xiàn):冬奧會(huì)期間,正值秋冬季,是北京市PM2.5污染的高發(fā)期,歷年也都會(huì)在這個(gè)時(shí)間段出現(xiàn)污染過(guò)程。我們主要做了三個(gè)方面的工作。
一是空氣質(zhì)量的精準(zhǔn)預(yù)報(bào)。北京一直在持續(xù)提升空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的能力,目前預(yù)報(bào)時(shí)效從原來(lái)的未來(lái)3天預(yù)報(bào),逐步擴(kuò)展至未來(lái)7天。冬奧會(huì)需要我們定時(shí)定點(diǎn)精準(zhǔn)預(yù)報(bào)空氣質(zhì)量,比如預(yù)測(cè)鳥(niǎo)巢未來(lái)一段時(shí)間的空氣質(zhì)量,這與我們?cè)瓉?lái)獲取整個(gè)北京城市級(jí)別的空氣質(zhì)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(wù)好冬奧會(huì),我們專(zhuān)門(mén)構(gòu)建了一套精細(xì)化的空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)體系,能夠?qū)㈩A(yù)報(bào)的能力從天的尺度細(xì)化到小時(shí)級(jí)別,整個(gè)區(qū)域的預(yù)報(bào)能夠細(xì)化到公里級(jí)。冬奧會(huì)開(kāi)幕式舉行的時(shí)候,我們提前24小時(shí)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)鳥(niǎo)巢附近空氣質(zhì)量結(jié)果,為環(huán)境管理提供了數(shù)據(jù)支撐。
同時(shí)開(kāi)展精準(zhǔn)溯源,我們利用現(xiàn)有監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),結(jié)合衛(wèi)星遙感、移動(dòng)走航、環(huán)保用電、工地視頻的監(jiān)測(cè)結(jié)果,利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)時(shí)精準(zhǔn)獲取重點(diǎn)領(lǐng)域數(shù)據(jù)。
大氣是流動(dòng)的,特別是在重污染期間,區(qū)域傳輸對(duì)北京的影響能達(dá)到六成以上。我們?cè)谏鷳B(tài)環(huán)境部的帶領(lǐng)下,開(kāi)展了整個(gè)區(qū)域?qū)Ρ本┯绊懙姆治?,支撐了整個(gè)區(qū)域的聯(lián)防聯(lián)控。
談未來(lái)工作:
結(jié)合減污減碳 將構(gòu)建溫室氣體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)
新京報(bào):北京已經(jīng)開(kāi)展了三輪源解析,呈現(xiàn)了什么樣的變化趨勢(shì)?未來(lái)監(jiān)測(cè)重點(diǎn)是什么?
劉保獻(xiàn):北京市發(fā)布了三輪細(xì)顆粒物(PM2.5)來(lái)源解析研究成果。2014年,北京市作為全國(guó)******發(fā)布單位,發(fā)現(xiàn)北京市本地污染排放貢獻(xiàn)占64%-72%,其中機(jī)動(dòng)車(chē)、燃煤、工業(yè)生產(chǎn)、揚(yáng)塵為主要來(lái)源。
2018年,北京市發(fā)布了新一輪細(xì)顆粒物來(lái)源解析研究成果,本地排放占2/3,主要污染源******濃度貢獻(xiàn)全面明顯下降,燃煤源基本退出主要貢獻(xiàn)行列,移動(dòng)源獨(dú)大,占比上升到45%,揚(yáng)塵上升到16%。
第三輪時(shí),本地排放中各類(lèi)源******量實(shí)現(xiàn)瘦身,重污染期間區(qū)域傳輸高達(dá)六成以上。本地排放中,移動(dòng)源仍獨(dú)大,占比46%,生活源凸顯,占比16%,成為第二大污染來(lái)源。這與世界發(fā)達(dá)城市特征相似,呈現(xiàn)出特大型都市的典型污染特征。
目前看,還可以繼續(xù)強(qiáng)化對(duì)本地排放中移動(dòng)源(特別是柴油車(chē))、生活源、揚(yáng)塵源和工業(yè)源的精細(xì)化管理,強(qiáng)化PM2.5和臭氧協(xié)同控制。
PM2.5和臭氧協(xié)同控制,要求我們不僅僅監(jiān)測(cè)這兩項(xiàng)污染物,還需要關(guān)注這兩項(xiàng)污染物共同的前體物——揮發(fā)性有機(jī)物。揮發(fā)有機(jī)物的種類(lèi)比較多,對(duì)監(jiān)測(cè)還是構(gòu)成很大挑戰(zhàn)的。
新京報(bào):未來(lái)還將應(yīng)用哪些監(jiān)測(cè)手段?開(kāi)展哪些工作?
劉保獻(xiàn):根據(jù)十四五規(guī)劃目標(biāo),北京市將不斷健全現(xiàn)代化環(huán)境治理監(jiān)測(cè)體系,構(gòu)建統(tǒng)一規(guī)劃、天地一體、技術(shù)創(chuàng)新的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),建成覆蓋環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境狀況和污染源的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),提升生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力。并且持續(xù)加強(qiáng)科技支撐,充分利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù),提升科技治污、精準(zhǔn)治污能力。
目前,我們還在探索大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用,提升環(huán)境監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化、智能化、精準(zhǔn)化。舉例來(lái)說(shuō),之前去工業(yè)企業(yè)檢查,要開(kāi)展實(shí)地檢測(cè),現(xiàn)在我們拿到用電數(shù)據(jù),就能夠精準(zhǔn)了解企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中是否落實(shí)了減排措施,由此進(jìn)一步豐富了現(xiàn)有監(jiān)測(cè)體系。