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關(guān)鍵詞:環(huán)境空氣;質(zhì)量分析;佳木斯市

中圖分類號:F293文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)30-0144-02

佳木斯市地處黑龍江、烏蘇里江和松花江匯流的三江平原腹地。現(xiàn)轄4區(qū)、4縣、2個縣級市。全市總面積 3.27萬平方公里,總?cè)丝?34萬,分別占全省7.2%和6.2%,是黑龍江省東部地區(qū)的經(jīng)濟、文化中心和重要的交通樞紐,具有投資發(fā)展的巨大優(yōu)勢。國境(界江)線總長449公里,東隔烏蘇里江、北隔黑龍江與俄羅斯的哈巴羅夫斯克(伯力)邊區(qū)相望,由于這一特殊地理位置,故稱“東方第一城”。

因為佳木斯所處地理位置的突出性,所以佳木斯市環(huán)境質(zhì)量為周邊城市以及鄰國相應(yīng)部門所重視,因此佳木斯市市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測極其重要。市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測項目為:二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入顆粒物(PM10)、降塵、硫酸鹽化速率。各監(jiān)測項目的監(jiān)測點位分布(見下表)。

一、監(jiān)測結(jié)果分析

1.二氧化硫(SO2)。市區(qū)年均值濃度為0.020 mg/m3,日均值濃度范圍在0.003mg/m3～0.098 mg/m3之間,全年日均值無超標。市區(qū)最大月均值出現(xiàn)在11月份,濃度值為0.040 mg/m3,最小月均值出現(xiàn)在7月份為0.011 mg/m3。市區(qū)兩個采樣點月均值均無超標,環(huán)保局采樣點的年均值為0.026 mg/m3,發(fā)電廠采樣點年均值為0.014 mg/m3。

2.二氧化氮(NO2)。市區(qū)年均值濃度為0.029 mg/m3,日均值濃度范圍在0.002mg/m3～0.112 mg/m3之間,全年日均值無超標。市區(qū)最大月均值出現(xiàn)在12月份,濃度值為0.059 mg/m3,最小月均值出現(xiàn)在1月份為0.016 mg/m3。市區(qū)兩個采樣點月均值均無超標,環(huán)保局采樣點的年均值為0.032 mg/m3,發(fā)電廠采樣點的年均值為0.026 mg/m3。

3.可吸入顆粒物(PM10)。市區(qū)年均值為0.073 mg/m3,日均值濃度范圍在0.004mg/m3～0.330 mg/m3之間,全年日均值超標率為7.4%。市區(qū)月均值除4、5、7、8、9、10六個月無超標日外,其余六個月均出現(xiàn)了不同程度的日均值超標情況,超標率最高的月份為11月,超標率為26.8%。月均值最大月份出現(xiàn)在12月,濃度值為0.115 mg/m3,最小月均值出現(xiàn)在9月,濃度值為0.042 mg/m3。市區(qū)發(fā)電廠采樣點的年均值是0.076 mg/m3,年日均值超標率為7.9%;環(huán)保局采樣點的年均值是0.069 mg/m3,年日均值超標率為6.9%。

4.降塵。市區(qū)六個降塵采樣點年均值為15.25t/(km2?30d),超出標準0.2倍。最大月均值出現(xiàn)在4月份為21.96 t/(km2?30d),最小月均值出現(xiàn)在9月份為8.18 t/(km2?30d)。對照點年均值為5.67 t/(km2?30d),最大月均值出現(xiàn)在5月份為9.09 t/(km2?30d),最小月均值出現(xiàn)在9月為2.40 t/(km2?30d))。各采樣點年均值只有中藥廠和發(fā)電廠點位不超標,最大年均值出現(xiàn)在鐵路采樣點,濃度值為20.76 t/(km2?30d),超標倍數(shù)為0.64倍。最小年均值出現(xiàn)在中藥廠采樣點為8.48 t/(km2?30d)。

5.硫酸鹽化速率。市區(qū)六個硫酸鹽化速率采樣點年均值為0.375 MgSO3 /(100cm2堿片?d),超出標準0.5倍。六個采樣點年均值均超標,超標率為100%,最大年均值出現(xiàn)在中藥廠采樣點,濃度值為0.439 MgSO3 /(100cm2堿片?d),最小年均值出現(xiàn)在發(fā)電廠采樣點,濃度值為0.263 MgSO3 /(100cm2堿片?d)。市區(qū)全年除7、12月份的月均值不超標,其余月份均超標。最大濃度值出現(xiàn)在1月份為0.622 MgSO3 /(100cm2堿片?d),最小月均值出現(xiàn)在12月為0.167 MgSO3 /(100cm2堿片?d)。對照點年均值為0.227 MgSO3 /(100cm2堿片?d),不超標。

二、空氣質(zhì)量評價結(jié)論

在四項污染因子污染負荷比中,二氧化硫與二氧化氮數(shù)值接近,分別為 12.7%和13.8%;可吸入顆粒物約是前兩者之和為27.9%,而降塵的污染負荷比已將近過半為45.8%?？晌腩w粒物與降塵兩項污染因子的污染負荷比之和為73.7%,這說明塵是市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量的主要污染因子。與2006年相比,2007年只有降塵濃度有所上升,其余三項指標二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物濃度均有不同程度的下降,并且綜合污染指數(shù)也有所降低,所以2007年的環(huán)境空氣質(zhì)量略好于上年。

三、環(huán)境空氣污染原因分析

通過對全市環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和評價,可以看出降塵及可吸入顆粒物是影響佳木斯環(huán)境空氣的主要污染指標,原因如下:(1)佳木斯市工業(yè)生產(chǎn)、社會服務(wù)業(yè)、餐飲業(yè)等燃煤散燒現(xiàn)象一直存在,居民取暖及棚戶區(qū)生活用燃煤量也較大,由此產(chǎn)生的污染物質(zhì)不斷地排向近地層大氣,而在冬季常常出現(xiàn)的逆溫天氣,又使得煙氣不易穿透逆溫的屏障向上擴散,而只能在逆溫層下部有限空間內(nèi)積聚,形成高濃度污染,導致市區(qū)空氣質(zhì)量變差。(2)佳木斯市市區(qū)的綠化率低,植被面積少,的土地在春、秋兩季季風的肆虐下引起揚塵,造成大氣中降塵和可吸入顆粒物的大量增加,使其成為市區(qū)環(huán)境空氣的主要污染因子。(3)各種機動車輛的大量增加,也成為市區(qū)環(huán)境污染的流動污染源。加上道路狀況不佳,道路兩側(cè)綠地少,車輛的行駛也成為引起揚塵的一個重要因素,其尾氣排放也是造成二氧化氮增加的原因。

四、防治對策和建議

污染源的防治主要有兩個方面:第一,對新建項目嚴格把關(guān),認真執(zhí)行新項目審批的環(huán)評制度和“三同時”制度,項目竣工后要及時驗收,沒有執(zhí)行“三同時”的項目堅決不允許投入使用。第二,加快老污染源的治理,做好規(guī)劃,拓寬資金渠道,篩選先進的治理技術(shù),通過限期治理、環(huán)境監(jiān)察、排污收費等行政手段完成老污染源的治理,針對我市的污染源現(xiàn)狀應(yīng)采取如下具體防治對策:

1.加大宣傳力度,提高企業(yè)法人和個體業(yè)戶的環(huán)保意識,增加他們治理的緊迫感。讓他們充分了解和認識到污染治理的重要性及涉及到他們利益的有關(guān)問題,增強他們治理的責任感和緊迫感,施加強大的思想和經(jīng)濟壓力,讓他們盡快完成治理項目。

2.環(huán)保部門要加強大氣污染治理的領(lǐng)導,把“藍天工程”各項工作落實到位,制定現(xiàn)實、可行、有效的政策和治理方案,并保證其連續(xù)性,嚴格標準,明確責任,充分調(diào)動相關(guān)部門和環(huán)保部門的工作積極性,形成合力,一治到底,既要打攻堅戰(zhàn),更要打好持久戰(zhàn)。

3.對新、改、擴建設(shè)項目嚴格把關(guān),控制新污染源的總量,充分利用現(xiàn)場監(jiān)察機制發(fā)現(xiàn)新污染源,對這類漏批的項目要依照《環(huán)保法》嚴格處罰,停產(chǎn)治理,落實環(huán)評和“三同時”制度,從源頭上解決環(huán)境污染問題。

4.要積極探討大氣污染治理的新技術(shù)、新設(shè)備。我們要積極尋求和研究防治大氣污染的新技術(shù),據(jù)了解目前已有小噸位機燒鍋爐的產(chǎn)生和應(yīng)用,我們應(yīng)結(jié)合我市的實際情況,充分論證和引進小噸位的機燒鍋爐,以給污染源單位在治理上更多的選擇。

通過對佳木斯市大氣污染現(xiàn)狀、影響因素、治理對策的研究,可以看出,只要市政府加強對城市大氣環(huán)境治理的領(lǐng)導,行政管理部門加大治理力度,采取切實可行的治理措施,佳木斯市“藍天工程”將會順利開展,大氣環(huán)境質(zhì)量將會進一步得到改善。

五、結(jié)論

佳木斯市大氣污染物擴散過程是一個宏觀動態(tài)過程,其中各種影響因素在同時起作用,而各種影響因素因季節(jié)和局地氣象條件不同而分別起主要和次要作用,即主要影響因素和次要影響因素可以在不同時段相互轉(zhuǎn)化,進而使佳木斯市大氣污染物主要影響區(qū)域也有所差別。

理解了各種影響因素對大氣污染物擴散的作用原理,掌握了大氣污染物擴散規(guī)律,就可以根據(jù)實際情況來確定大氣污染物對城市的影響程度和確切范圍。

參考文獻:

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關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量；污染損害指數(shù)；開封市

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-0432（2011）-08-0153-2

0 引言

隨著社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，城市規(guī)模擴大，城市環(huán)境問題也日益突出，特別是城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況的惡化給人們的生產(chǎn)和生活帶來了諸多的影響，并將成為制約今后經(jīng)濟發(fā)展的主要因素之一[1-4]。本研究利用開封環(huán)境空氣質(zhì)量定點監(jiān)測資料，探討城市發(fā)展過程中空氣質(zhì)量變化趨勢及其影響因素，并提出建議和對策，為有關(guān)部門進行環(huán)境質(zhì)量評估提供參考。

1 開封市環(huán)境空氣污染狀況

上世紀末，開封市空氣煙塵污染較為嚴重。據(jù)資料顯示，開封市空氣污染以煤煙型為主，煤煙型污染是以塵和SO2為代表的污染類型[5]。主要污染因素有：氣候和人為原因造成的風沙揚塵、建筑施工塵，燃煤污染，機動車尾氣污染和飲食業(yè)煙塵油煙污染等[6]。近幾年，市有關(guān)部門對燃煤鍋爐和飲食業(yè)煙塵油煙污染進行了集中整治，并加強施工工地現(xiàn)場管理，采取措施防止揚塵，環(huán)境空氣狀況有所改觀，但環(huán)境形勢依然嚴峻。

2 數(shù)據(jù)收集與處理

2.1 數(shù)據(jù)來源

文中所用數(shù)據(jù)來自開封市空氣自動監(jiān)測站、1999-2008年河南省統(tǒng)計年鑒和1999-2008年開封市環(huán)境狀況公報。

按人口和功能區(qū)布點法，開封市環(huán)境監(jiān)測站在城區(qū)設(shè)立了4個環(huán)境空氣質(zhì)量常規(guī)監(jiān)測點，分別為：龍亭旅游品商場（商業(yè)、旅游及居住混合區(qū)），紗廠（工業(yè)、居住混合區(qū)），柴油機廠（工業(yè)、交通混合區(qū)）、世紀星幼兒園（交通、居住混合區(qū)）。

1999-2008年的主要監(jiān)測指標SO2、NO2、TSP（2004年以后為PM10）的年均值見表1。

表1 1999-2008年開封市主要空氣污染物濃度（mg/m3）[6]

注：由于測量項目不同，大氣顆粒物1999-2003年以總懸浮顆粒物為監(jiān)測指標，2004-2008年以可吸入顆粒物為監(jiān)測指標。

另附：

表2 各主要監(jiān)測指標的國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標準[7]

2.2 數(shù)據(jù)分析處理方法

本研究先采用污染損害指數(shù)法來分析污染因子對開封市環(huán)境空氣質(zhì)量的危害程度，然后通過國內(nèi)外常用的污染趨勢定量分析方法――相關(guān)系數(shù)法來分析開封市大氣污染的變化趨勢[8，9]。

除此之外，本研究還進行了各主要污染物年際變化分析，探討各污染物的濃度與城市人口數(shù)量、市GDP總值、工業(yè)企業(yè)數(shù)量、民用汽車總量等因素之間的關(guān)系，旨在找出對環(huán)境污染貢獻較大的因素，為決策部門提供參考意見。

3 結(jié)果分析

3.1 整體空氣質(zhì)量的污染狀況分析

3.1.1 單因子的污染損害指數(shù) 國內(nèi)外學者已經(jīng)提出了多種環(huán)境空氣質(zhì)量評價方法，常見的有污染指數(shù)法、模糊評價法、灰色聚類法等。但這些方法都存在各自的不足[10，11]。污染損害指數(shù)公式是我國學者李祚泳借鑒空氣污染損害率評價法后提出的，能應(yīng)用于多種污染物的空氣質(zhì)量評價[12-15]。

空氣污染損害指數(shù)公式[13]如下：

其中xj為用下式表示的污染物j濃度的相對值：

兩式中：Ij――空氣污染物的污染損害指數(shù)；

Cj――污染物j的實測濃度；

Cjo――為污染物j的設(shè)定的“基準”濃度值（表3）。

表3 空氣污染物的“基準”濃度值[13]

根據(jù)空氣污染損害指數(shù)公式，計算出各監(jiān)測指標的污染損害指數(shù)見表5。

3.1.2 污染損害綜合指數(shù) 受m種污染物污染的空氣污染損害綜合指數(shù)計算公式為[13]:

式中：Wj――為污染物j的歸一化權(quán)值（表4）。

表4 環(huán)境空氣質(zhì)量級別與污染損害指數(shù)的對應(yīng)關(guān)系[13]

由上述公式計算出歷年污染損害綜合指數(shù)見表5。

表5 1999-2008年開封市主要空氣污染物污染損害指數(shù)

整體上看，開封市近十年總體狀況為輕度污染。2004年污染損害綜合指數(shù)達19.7，中度污染，為歷年環(huán)境空氣質(zhì)量最差的一年。從各污染物單因子損害指數(shù)來看，以TSP與PM10為代表的大氣顆粒物污染貢獻最大，全年污染損害指數(shù)均值超過12.5。

3.2 主要大氣污染物的變化趨勢分析

污染趨勢定量分析方法――相關(guān)系數(shù)法采用了Daniel趨勢檢驗，使用了Spearman相關(guān)系數(shù)，公式如下[16,17]：

式中：N――時間周期（年）；

di――變量Xi和Yi的差值，即：di=Xi-Yi；

Xi――周期Ⅰ到周期N按濃度值從小到大排列的序號；

Yi――按時間排列的序號。

如果rs為正值表示呈上升趨勢，若rs為負值則表示有下降趨勢。用秩相關(guān)系數(shù)rs與Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表中的臨界值Wp進行比較，若rs>Wp，則變化趨勢顯著，有意義；若rs

3.2.1 大氣顆粒物 1999-2007年，無論監(jiān)測指標是TSP還是PM10，年均值均超過國家二級標準，只有2008年P(guān)M10年均值未超標，TSP歷年超標率為100%，PM10歷年超標率為80%。從污染損害程度方面分析，2004年的污染損害指數(shù)為歷年最高，達21.5，屬中度污染；2008年損害指數(shù)最低，為7.9，屬輕度污染。對1999-2008年連續(xù)10年的監(jiān)測數(shù)據(jù)（表1）、污染物損害指數(shù)（表5）及趨勢進行分析，TSP的rs=-0.6，│rs│ Wp（0.9）。結(jié)果表明：大氣顆粒物為主要污染物；1999-2003年開封市環(huán)境空氣中TSP濃度處于下降趨勢，但下降趨勢不顯著；2004-2008年P(guān)M10濃度也處于下降趨勢，且下降趨勢顯著。

3.2.2 SO2與NO2 開封市熱能源以煤為主，SO2主要來自煤炭燃燒。1999-2003年開封市大氣環(huán)境中的SO2濃度呈逐年上升的趨勢。從2004年起呈現(xiàn)波動下降趨勢，到2008年SO2濃度年均值減少到歷年最低值0.038mg/m3。近十年間，SO2濃度除了2003、2004和2006年超標之外，其余7年均低于國家二級標準，超標率為30% 。SO2年平均值為0.056mg/m3，接近國家二級標準閾值。污染損害指數(shù)屬于輕度污染。經(jīng)檢驗，1999-2008年SO2的rs=0.236

NOx濃度全年變化較為平穩(wěn)，近十年都控制在國家二級標準之內(nèi)。由圖4可看出2001-2008年，開封市NOx變化規(guī)律與SO2大體一致。經(jīng)檢驗，NOx的rs=0.03

3.2.3 NOx/SO2 近十年間，空氣中各種污染物濃度呈現(xiàn)出不同的消長趨勢，使開封市空氣污染的總體特征也發(fā)生改變?？傮w看來，開封市環(huán)境空氣污染為煤煙型污染，但在2001年之前環(huán)境空氣污染更接近汽車尾氣型污染，2000年NOx/SO2的比值[18]是10年間的最高值1.389。2001年以后，除了個別年份有所波動之外，NOx/SO2的比值總體表現(xiàn)出緩慢增長的態(tài)勢，2003年NOx/SO2的rs=0.943>Wp（0.829），說明2003-2008年NOx與SO2的比值呈明顯上升趨勢。若按此趨勢發(fā)展，并考慮到民用汽車擁有量的增長，開封市環(huán)境空氣有可能會由煤煙型污染轉(zhuǎn)化為煤煙和汽車尾氣復合型污染。

4 結(jié)論

（1）1999-2004年開封市整體環(huán)境空氣質(zhì)量介于輕度污染和中度污染之間，自2004年來各監(jiān)測指標對環(huán)境空氣的綜合損害指數(shù)逐年下降，且SO2與PM10的濃度年均值呈明顯下降趨勢，可見近年整體環(huán)境空氣質(zhì)量在提高。隨著環(huán)保工作力度的進一步加大，開封市整體環(huán)境空氣質(zhì)量有從輕度污染轉(zhuǎn)為清潔的可能性。

（2）通過對各主要污染物濃度年均值損害指數(shù)和變化趨勢分析發(fā)現(xiàn)，大氣顆粒物（TSP、PM10）近十年年均污染損害指數(shù)最大，達到中度污染，其濃度呈逐年降低趨勢。SO2和NOx的污染損害程度較小，2006-2008年間污染狀況有較明顯改善。

（3）自2003年起，SO2和NOx的比值呈顯著上升趨勢，由此可說明開封市環(huán)境空氣正由煤煙型污染向煤煙和汽車尾氣復合型污染轉(zhuǎn)化。

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篇3

關(guān)鍵詞：BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；蜂群優(yōu)化算法；空氣質(zhì)量等級評價

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）19-0229-03

Environmental Air Quality Assessment Method Based on ABC-BP Model

XI Jun-fu

（Information and Engineering Department， Xingtai Polytechnic College， Xingtai 054035， China）

Abstract： In order to provide a method for accurate and efficient evaluation of the air quality level， in this paper by bee colony optimization algorithm and BP neural network optimization， puts forward a ABC-BP model of environmental air quality assessment method based on， through the simulation experiment show that the method of air quality grade evaluation result is accurate， has a certain practicability.

Key words： BP neural network； artificial bee colony algorithm； air quality grade evaluation

1 引言

隨著中國經(jīng)濟社會快速發(fā)展，大量有害物質(zhì)被排放到大氣中，空氣污染加劇，嚴重空氣污染已對人們的生活、生產(chǎn)活動和健康造成了嚴重危害。當前復合型、區(qū)域性空氣污染日益突出，京津冀、長江三角洲、珠江三角洲等區(qū)域灰霾現(xiàn)象頻繁發(fā)生。為了更好地表征我國環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，反映當前復合型大氣污染形勢，完善了空氣質(zhì)量指數(shù)方式，迫切需要一個量化、科學、直觀、準確評價空氣質(zhì)量優(yōu)劣的評價體系。該評價體系有利于提高環(huán)境空氣質(zhì)量評價工作的科學水平，更好地為公眾提供健康指引，推動大氣污染防治。

2012年2月29日，中國環(huán)保部頒布了《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB 3095-2012），該標準形成了對 6 類主要污染物（ PM10、 PM2. 5、 O3、 CO、 SO2、 NO2 ） 的全面監(jiān)測和評價。本文通過蜂群算法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、組合，建立ABC-BP模型對影響空氣質(zhì)量的污染指標進行評價，從而更針對性地改善環(huán)境空氣質(zhì)量，更好地實施新標準。

2 相關(guān)工作

2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)路

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種多層向前網(wǎng)絡(luò)，常用的是三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。BP算法通過正向傳播和誤差反向傳播兩個過程組成[1-2]。

2.2 空氣質(zhì)量指數(shù)

空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）是描述了空氣清潔或者污染的程度，以及對健康的影響，其數(shù)值越大、級別和類別越高、說明空氣污染狀況越嚴重，對人體的健康危害也就越大。AQI評價主要突出單向污染物指標的作用，即空氣質(zhì)量級別取決于某一污染物質(zhì)量濃度對應(yīng)的空氣質(zhì)量分指數(shù)（IAQI），見表1。

3 基于ABC-BP環(huán)境空氣質(zhì)量評價模型建立

3.1 ABC-BP環(huán)境空氣質(zhì)量評價模型

建立基于ABC-BP環(huán)境空氣質(zhì)量評價模型步驟如下：

（1） 處理環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。

（2） 用訓練樣本數(shù)據(jù)訓練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

（3） 利用ABC算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，計算BP最優(yōu)連接權(quán)值和閾值。

（4） 使用測試樣本數(shù)據(jù)，通過訓練完成的ABC-BP模型進行環(huán)境空氣質(zhì)量評價。

（5） 滿足終止條件（達到設(shè)定準確率、超過預定最大循環(huán)次數(shù)），輸出空氣質(zhì)量等級，否則返回步驟（3）繼續(xù)訓練ABC-BP模型。

3.2 ABC-BP環(huán)境空氣質(zhì)量評價模型參數(shù)優(yōu)化

人工蜂群算法是一種新的智能尋優(yōu)算法[3]，該算法是通過蜂群中不同工種蜜蜂之間的協(xié)同合作，主要解決在新領(lǐng)域和已知領(lǐng)域進行精確搜索之間矛盾，有效避免局部最優(yōu)解問題。利用蜂群優(yōu)化算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)值和閾值，具體實現(xiàn)步驟如下：

4 仿真實驗與分析

4.1 實驗數(shù)據(jù)

本實驗數(shù)據(jù)來源于中國環(huán)境監(jiān)測總站（http：///）的實時數(shù)據(jù)，采集了邢臺市2014年12月12日至2016年6月1日空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包括PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3濃度值、AQI值和級別，前480條數(shù)據(jù)做訓練數(shù)據(jù)，后面數(shù)據(jù)做測試數(shù)據(jù)?？諝赓|(zhì)量指數(shù)級別劃分[4]，如下表2所示。

4.2 實驗結(jié)果與分析

采用ABC-BP空氣質(zhì)量評價模型，輸入六項空氣污染物（PM2.5、PM10、SO2、CO、NO2、O3）日均濃度值，為了消除各位數(shù)據(jù)量級的差異，對數(shù)據(jù)進行歸一處理，轉(zhuǎn)化為[0，1]區(qū)間[5]，輸出為一項，根據(jù)空氣質(zhì)量指數(shù)級別標準，輸出項生成值范圍為[0，6]，各級輸出范圍分別是[0，1]、[1，2]、[2，3]、[3-4]、[4-5]、[5-6]。

經(jīng)過多次仿真實驗，ABC-BP空氣質(zhì)量評價模型中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采用6-8-1結(jié)構(gòu)，學習率設(shè)定為0.05、誤差精度為10-8，=20，=100，=1000，=100。ABC-BP空氣質(zhì)量評價模型評價結(jié)果如表3所示。通過仿真實驗表明，采用ABC-BP空氣質(zhì)量評價模型評價結(jié)果與實際評價等級是一致的，表明該模型精度很高，能夠很好滿足實際應(yīng)用需求。

5 結(jié)論

為了提供一種有效準確評價空氣質(zhì)量等級的方法，提出了基于ABC-BP模型環(huán)境空氣質(zhì)量評價方法，使用ABC算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可有效克服局部極值點，避免陷入局部最優(yōu)，并進行了仿真實驗，通過實驗數(shù)據(jù)結(jié)果表明，該模型精度很高，能夠很好滿足空氣質(zhì)量等級評價實際應(yīng)用需求，具有一定實用性和推廣價值。

參考文獻：

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[3] 張冬麗.人工蜂群算法的改進及相關(guān)應(yīng)用研究[D].秦皇島：燕山大學，2014：3-9.

篇4

關(guān)鍵詞：空氣質(zhì)量查詢 Android 平臺 SQLite數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00

1 引言

城市空氣質(zhì)量是反映城市空氣污染程度的指標，它與人們的生活健康息息先關(guān)。近年來，由于城市工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的排放，汽車尾氣的排放，大量的有害氣體及顆粒物被排放到空氣中，空氣質(zhì)量受到了嚴重影響，人們的健康受到了威脅。為了控制環(huán)境污染，改善空氣質(zhì)量，我國積極采取措施對空氣質(zhì)量進行監(jiān)測，并且將檢測數(shù)據(jù)公布在中國環(huán)境檢測總站官網(wǎng)進行公布。在環(huán)境檢測網(wǎng)站首頁上滾動顯示多個城市的首要污染物，空氣等級及AQI指數(shù)數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的獲取空氣質(zhì)量資訊的渠道有報刊雜志，電視，網(wǎng)絡(luò)，但這些方式各有優(yōu)缺。（1）借助報刊、電視媒體了解空氣質(zhì)量，數(shù)據(jù)經(jīng)過媒體人的加工處理，非常形象，但是由于報刊，電視對信息處理需要一定的時間，所以看到的往往不是最新數(shù)據(jù)。（2）網(wǎng)站獲取的空氣質(zhì)量情況，數(shù)據(jù)比較新，不足之處在于查看操作不方便，比如首先打開官方網(wǎng)站，隨后才能查找關(guān)注的城市空氣質(zhì)量。另外，空氣質(zhì)量采用數(shù)據(jù)指數(shù)描述，不夠直觀。

為了方便用戶第一時間了解和掌握空氣質(zhì)量狀況及變化情況，我們設(shè)計了一個基于手機adroid平臺的城市空氣質(zhì)量查詢系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過HTML解析，獲取來自中國環(huán)境監(jiān)測總站的114個監(jiān)測城市的實時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)使用Android最新ActionBar樣式的導航界面以及直觀的儀表界面[1]，實現(xiàn)了各城市空氣質(zhì)量指數(shù)查詢、空氣質(zhì)量排名查詢、各監(jiān)測點數(shù)據(jù)查詢、一周數(shù)據(jù)查詢等功能。

當今社會，智能手機市場正在不斷的發(fā)展與壯大，手機已經(jīng)成為人們生活中娛樂時不可缺少的移動通訊設(shè)備。據(jù)易觀《2012年第1季度中國移動終端市場季度監(jiān)測》中的數(shù)據(jù)顯示，截止到2012年6月，國內(nèi)智能機市場里搭載Android系統(tǒng)的智能手機終端的市場份額已達到76.7%，可以說是當今手機市場的領(lǐng)頭羊。同時由于霧霾天氣的增多，公眾環(huán)保意識有了提高，更多的人開始關(guān)注城市每天的空氣質(zhì)量，從而安排出行[2]。因此，設(shè)計和開發(fā)一款基于Android平臺手機的空氣質(zhì)量查詢系統(tǒng)是很有必要。利用該系統(tǒng)用戶可以查詢城市空氣質(zhì)量，查看關(guān)注的城市空氣質(zhì)量指數(shù)，學習空氣質(zhì)量各項指標的相關(guān)知識，了解當前空氣對健康狀況的影響以及應(yīng)當采取的措施。同時能將這些指數(shù)以動態(tài)圖表的形式展現(xiàn)，數(shù)據(jù)看起來直觀簡潔。

本項目是基于Android平臺下的城市空氣質(zhì)量查詢系統(tǒng)設(shè)計，以Eclipse為開發(fā)工具，利用最新的AqiGuage動態(tài)圖表來展示環(huán)境污染指數(shù)，采用Android最新導航界面ActionBar設(shè)計主界面，使用SQLite技術(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。

2研究內(nèi)容

（1）檢測數(shù)據(jù)來源與HTML解析。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)來自中國環(huán)境監(jiān)測總站全國城市空氣質(zhì)量實時發(fā)

平臺。通過該平臺可以實時查詢?nèi)珖鞔蟪鞘锌諝赓|(zhì)量指數(shù)，空氣質(zhì)量實時排名以及空氣質(zhì)量指數(shù)的歷史數(shù)據(jù)[3]。

（2）資源處理。在生成特定城市的數(shù)據(jù)訪問網(wǎng)址時，需要將城市名稱的拼音作為id。本系統(tǒng)使

用資源文件存儲城市的name與城市id的對應(yīng)關(guān)系。另外，用戶在使用Android手機客戶端進行城市的選擇時，首先要選擇所在的省份，進而選擇城市，所以需要建立資源文件實現(xiàn)城市與其所屬省份相對應(yīng)。

（3）UI設(shè)計。主界面擬采用Android最新樣式的導航界面。ActionBar被認為是新版（3.0及以

上版本）Android系統(tǒng)中最重要的交互元素，在程序運行中一直置于頂部，可以突出顯示一些重要操作，也可以顯示選項菜單，提供標簽頁的切換方式。為節(jié)省頁面空間，將使用頻率低的操作放在Action overflow中，在程序中保持統(tǒng)一的頁面導航和切換方式[4]。

（4）AqiGuage動態(tài)圖表。為了更直觀地看出各個城市的空氣質(zhì)量指數(shù)，系統(tǒng)計劃通過AqiGauge

類設(shè)計了顯示AQI儀表界面的自定義控件。構(gòu)造onMea?sure（widthMeasureSpec，heightMeasureSpec）方法指明儀表控件可獲得的空間以及關(guān)于這個空間描述的元數(shù)據(jù)。其中setMeasuredDi?mension直接設(shè)定了儀表控件的高度和寬度。另外，系統(tǒng)通過android.graphics包中的諸多類進行儀表控件的圖像繪制。

（5）SQLite技術(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，研究內(nèi)容主要包括數(shù)據(jù)庫需求分析、概念模型設(shè)計、邏輯模型設(shè)

計、物理模型設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運行和維護。研究SQLite技術(shù)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)表的方法[5]。

3 結(jié)語

本電子書閱讀器基于Android平臺，以Java為主要開發(fā)言語，選用SQLite作為開發(fā)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了主要城市空氣質(zhì)量指數(shù)查詢、空氣質(zhì)量排名查詢、各監(jiān)測點數(shù)據(jù)查詢、一周數(shù)據(jù)查詢等功能。經(jīng)過反復的測試，閱讀器能夠順利的在手機上運行，界面簡潔友好，操作簡單。

參考文獻

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收稿日期：2016-03-22

篇5

    指表示水中有機化合物等需氧物質(zhì)含量的一個綜合指標。當水中所含有機物與空氣接觸時，由于需氧微生物的作用而分解，使之無機化或氣體化時所需消耗的氧量，即為生化需氧量。以毫克／升表示。它是通過往所測水樣中加入能分解有機物的微生物和氧飽和水，在一定的溫度（20℃）下，經(jīng)過規(guī)定天數(shù)的反應(yīng)，然后根據(jù)水中氧的減少量來測定。

    溶解氧（DO）

    溶解氧量受水溫、氣壓和溶質(zhì)（如鹽分）的影響，隨水溫升高而減少，與大氣中氧分壓成比例增加。由于水被污染，有機腐敗物質(zhì)和其他還原性物質(zhì)的存在，溶解氧就被消耗，所以越干凈的水，所含溶解氧越多；水污染越厲害，溶解氧就越少。

    化學需氧量（COD）

    是在一定條件下，用一定的強氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑的量，以氧的毫克／升表示。它利用化學氧化劑，將水樣中的還原物質(zhì)加以氧化，然后從剩余的氧化劑的量計算出氧的消耗量。它的測定，可用重鉻酸鉀法，也可用高錳酸鹽法。

    空氣污染指數(shù)（API）

    空氣質(zhì)量周報就是根據(jù)國家《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》中規(guī)定的幾種常見污染物例行監(jiān)測的結(jié)果，評價城市一周內(nèi)的空氣質(zhì)量，并以空氣污染指數(shù)的表征形式來向公眾。

    空氣污染指數(shù)（AIR POLLUTION INDEX，簡稱API）是一種反映和評價空氣質(zhì)量的方法，就是將常規(guī)監(jiān)測的幾種空氣污染物的濃度簡化成為單一的概念性數(shù)值形式、并分級表征空氣質(zhì)量狀況與空氣污染的程度，其結(jié)果簡明直觀，使用方便，適用于表示城市的短期空氣質(zhì)量狀況和變化趨勢。

    空氣污染指數(shù)的確定原則：空氣質(zhì)量的好壞取決于各種污染物中危害最大的污染物的污染程度?？諝馕廴局笖?shù)是根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標準和各項污染物對人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響來確定污染指數(shù)的分級及相應(yīng)的污染物濃度限值。目前我國所用的空氣指數(shù)的分級標準是：（1）空氣污染指數(shù)（API）50點對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值一級標準；（2）API100點對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值二級標準；（3）API200點對應(yīng)的污染物濃度為國家空氣質(zhì)量日均值三級標準；（4）API更高值段的分級對應(yīng)于各種污染物對人體健康產(chǎn)生不同影響時的濃度限值，API500點對應(yīng)于對人體產(chǎn)生嚴重危害時各項污染物的濃度。

    根據(jù)我國空氣污染的特點和污染防治工作的重點，目前計入空氣污染指數(shù)的污染物項目暫定為：二氧化硫、氮氧化物和總懸浮顆粒物。隨著環(huán)境保護工作的深入和監(jiān)測技術(shù)水平的提高，再調(diào)整增加其它污染項目，以便更為客觀地反應(yīng)污染狀況。

篇6

【關(guān)鍵詞】公共場所；空氣質(zhì)量；監(jiān)測監(jiān)督

1 公共場所范圍與空氣質(zhì)量監(jiān)測指標

公共場所是供公眾從事社會生活的各種場所。公眾是指不同性別、年齡、職業(yè)、民族或國籍、不同健康狀況、不同人際從屬關(guān)系的個體組成的流動人群。公共場所是提供公眾進行工作、學習、經(jīng)濟、文化、社交、娛樂、體育、參觀、醫(yī)療、衛(wèi)生、休息、旅游和滿足部分生活需求所使用的一切公用建筑物、場所及其設(shè)施的總稱。例如賓館、洗浴場所、美容美發(fā)場所、影劇院、圖書博物館、體育健身房、歌舞廳、超市商場、候診室候車室、食堂飯店等。

公共場所空氣質(zhì)量的重要根據(jù)是我國標準室內(nèi)空氣質(zhì)量。綜合各個大型公共場所的特點功能明確監(jiān)測使用的指標：例如空氣的溫濕度、大小流速、新風量、一氧化碳、二氧化碳、可以吸入的顆粒物、二氧化氮、笨、甲醛、揮發(fā)性物質(zhì)、總數(shù)菌落等。

2 影響公共場所空氣質(zhì)量的因素

評價公共場所空氣質(zhì)量一般選擇微小氣候與空氣清潔程度。微小氣候主要包括溫濕度、氣流速度、熱輻射等因素。這些因素對人體產(chǎn)生了綜合作用。其中溫濕度帶來了極為顯著的影響。人體是通過輻射、傳導與皮膚出汗向附近空氣進行散熱。較高或者較低的氣溫會促使人感到較熱與較冷。人體較熱時會造成散熱不良進一步出現(xiàn)舒張血管、增速脈搏，甚至會出現(xiàn)頭暈等系列癥狀。溫度較低時，人體就會降低代謝功能，呼吸與脈搏也會緩慢，促使皮膚較緊，呼吸道減弱了抵抗能力?？刂乒矆鏊鶞囟戎笜税顺鲇诒Ｗo身體健康而編制的保證熱舒適感的最佳溫度。另外，考慮到對稱的熱輻射以及分布均勻的溫度時空，對垂直、水平溫差以及晝夜溫度也提出了相關(guān)的要求。

溫度也顯著影響了人體健康。濕度較大則會對人體散熱蒸發(fā)產(chǎn)生抑制，使人感到不舒服。冬天溫度較低，熱傳導加速則會使人感覺寒冷。當室內(nèi)溫度較低時可吸入塵在空氣中中增加了濃度，對空氣質(zhì)量造成影響。溫度降低人的呼吸道粘膜將會散失很多水分，降低了防御能力，容易患感冒等疾病。影響人體舒適感的重要因素還有室內(nèi)氣流大小。最佳的風速不但有利于換氣通風與凈化空氣，并且還能很好的刺激人體皮膚，有利于調(diào)節(jié)體溫。

此外，影響公共場所空氣質(zhì)量的因素還包括：一是大量人員流動，人均占有空間極??；二是吸煙和食品制作產(chǎn)生的煙霧加重了空氣污染的程度；三是近些年來經(jīng)濟迅速發(fā)展，公共場所雖然安裝了中央空調(diào)，但是缺少凈化消毒空氣的設(shè)備。在建設(shè)大部分公共場所的過程中忽略了通風設(shè)備。通過監(jiān)測可知，這些公共場所的二氧化碳和一氧化碳全部超出了國家標準，環(huán)境中存在著較低的空氣氧分壓。人們長時間滯留在這種環(huán)境中會出現(xiàn)乏力、胸悶以及心慌等現(xiàn)象。

綜合分析，公共場所日益凸顯了空氣污染問題。為了對人們的身心健康積極保護，迫切需要積極宣傳教育，提升人們的環(huán)境意識。目前人們已經(jīng)初步認識到大氣和水污染，可是對于公共場所空氣污染還是缺乏認識，因此需要利用各種形式宣傳公共場所空氣污染對人體產(chǎn)生的危害。在對公共場所進行改擴建時應(yīng)當注意配置相關(guān)的通風設(shè)施，并且應(yīng)當由衛(wèi)生部門實施衛(wèi)生評價，以便保證公共場所空氣質(zhì)量。促使人們認識到良好的空氣質(zhì)量更加有利于身心健康。此外，還需要進一步加強衛(wèi)生監(jiān)督和場所空氣質(zhì)量監(jiān)測，提升公共場所管理者的素質(zhì)。

3 公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測監(jiān)督方法

（一）建立公共場所監(jiān)測監(jiān)督部門

1建立公共場所監(jiān)測質(zhì)檢實驗室

監(jiān)測公共場所空氣質(zhì)量的重要保證便是監(jiān)測儀器，只有構(gòu)建質(zhì)檢實驗室，修改編制監(jiān)測公共場所的各種規(guī)范、標準，檢測公共場所監(jiān)測儀器質(zhì)量，積極認證公共場所監(jiān)測水平，徹底確保公共場所監(jiān)測質(zhì)量。

2補充修訂目前的規(guī)范

雖然公共場所衛(wèi)生監(jiān)測技術(shù)規(guī)范對現(xiàn)場規(guī)范監(jiān)測發(fā)揮了關(guān)鍵作用，可是有些地方還是缺乏較強的操作性，實際監(jiān)測過程中還是沒有考慮到一些情況，有必要對其實行補充與修訂，詳細規(guī)定監(jiān)測點的位置、高度、時間、數(shù)量等，使監(jiān)測現(xiàn)場更加規(guī)范，可以獲得更加準確的數(shù)據(jù)。

（二）安裝公共場所自動監(jiān)測設(shè)備

1自動監(jiān)測空氣質(zhì)量裝置的安裝需要獲得國家衛(wèi)生部門認可。2每月自檢至少一次，產(chǎn)生非正常運行或者事故狀況，應(yīng)當確保及時檢查，并且儲存相關(guān)的檢查資料。3根據(jù)空氣質(zhì)量自動監(jiān)測裝置的操作說明、養(yǎng)護制度要求實行管理工作，同時設(shè)置臺賬。4及時呈報監(jiān)測數(shù)據(jù)，為空氣質(zhì)量自動監(jiān)測裝置申報有關(guān)的年檢和驗收等工作。

（三）制定相關(guān)技術(shù)正確使用中央空調(diào)

在目前無法改進中央空調(diào)的情況下，需要制定相關(guān)的技術(shù)要求：1制定預防空調(diào)通風系統(tǒng)方案和控制介空氣疾病傳播。2強化新風系統(tǒng)，加強空氣在室內(nèi)的流通。3保證清潔的空調(diào)機房與新風口附近環(huán)境，新風的引入需要達到衛(wèi)生標準。4定期清洗消毒空調(diào)系統(tǒng)，運行空調(diào)系統(tǒng)之前必須更換與清洗過濾器和過濾網(wǎng)。5及時消毒清洗冷卻塔和冷卻水系統(tǒng)。6將空氣消毒除菌設(shè)備安裝在中央空調(diào)通風系統(tǒng)內(nèi)部。

（四）處罰有關(guān)違法規(guī)定的措施

1拒絕上報或者謊報公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)。2無法正常使用或者自行改變公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測裝置，同時獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)與現(xiàn)實情況嚴重不符。3公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備產(chǎn)生故障沒有立即上報，沒有經(jīng)過批準自行停止使用或者采取對應(yīng)的方法。4缺乏一定的條件造成公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測工作不能開展或者無法運行自動監(jiān)測設(shè)備。5對公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測拒絕及阻撓或者在被檢查過程中造假。

4 結(jié)束語

近些年隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，不斷深入開展公共場所監(jiān)測監(jiān)督工作，人們逐漸開始提高了公共衛(wèi)生意識，開始重視室內(nèi)空氣質(zhì)量，由于公共場所環(huán)境污染帶來的各類疾病嚴重影響了人們的生活工作，所以，全社會普遍關(guān)注公共場所空氣質(zhì)量監(jiān)測，提高公共場所空氣質(zhì)量，確保人類身體健康，需要從根本做起，對各種室內(nèi)建筑、裝飾、使用工具所引發(fā)的空氣污染嚴格進行控制，盡可能減少污染產(chǎn)生的根源，同時增加監(jiān)督監(jiān)測工作的強度，編制更加實際有效的監(jiān)測監(jiān)督標準，為人們制造一個清新美好的生活工作環(huán)境。

參考文獻

篇7

關(guān)鍵詞 濰坊；空氣；污染物，相關(guān)性

中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A

1 引言

人類對環(huán)境大氣污染問題的認識是逐步深入的，早在12世紀，一位哲學家、科學家Moses Maimonides（1135-1204）已經(jīng)關(guān)注到了環(huán)境問題[1]。濰坊市作為地級市，盡管已經(jīng)開展了相關(guān)的環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測，但是并未對環(huán)境空氣質(zhì)量問題進行相關(guān)的研究。本文利用濰坊市2013年大氣自動監(jiān)測點位的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對濰坊市環(huán)境空氣質(zhì)量特征進行分析，并對污染物項目進行初步的相關(guān)性分析。

2、資料與方法

2.1 研究區(qū)概況

濰坊，古稱“濰縣”，又名“鳶都”，位于中國第一大半島山東半島的中部，山東省下轄地級市，與青島、淄博、煙臺、臨沂等地相鄰。地扼山東內(nèi)陸腹地通往半島地區(qū)的咽喉，膠濟鐵路橫貫市境東西，是半島城市群地理中心。地處黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟區(qū)、山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)兩大國家戰(zhàn)略經(jīng)濟區(qū)的重要交匯處。中國新二線城市，是中國最具投資潛力和發(fā)展活力的新興經(jīng)濟強市。

濰坊市總面積15859平方公里，約占山東省總面積的10%。轄4區(qū)6市2縣。氣候?qū)倥瘻貛Ъ撅L型半濕潤大陸行。

2.2 數(shù)據(jù)采集

濰坊市城區(qū)環(huán)境空氣共設(shè)有省控監(jiān)測點位9個，其中國控監(jiān)測點位5個，數(shù)據(jù)均來自空氣自動監(jiān)測點位的自動監(jiān)測儀的監(jiān)測數(shù)據(jù)。其中，二氧化硫監(jiān)測儀器采用API100E二氧化硫監(jiān)測儀，二氧化氮監(jiān)測儀器采用API200E氮氧化物監(jiān)測儀，一氧化碳監(jiān)測儀器采用API 300E一氧化碳監(jiān)測儀，臭氧監(jiān)測儀器采用API 400E臭氧監(jiān)測儀，可吸入顆粒物和細顆粒物監(jiān)測儀器采用BAM-1020懸浮物顆粒監(jiān)測儀。點位的設(shè)置和布設(shè)嚴格按照國家環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范和點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范的要求進行設(shè)置和布設(shè)。監(jiān)測數(shù)據(jù)在一定程度上能夠全面如實的反應(yīng)濰坊市區(qū)的空氣污染狀況。

2.3數(shù)據(jù)評價

按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-2012）中的二級標準進行評價。評價方法采用環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)法。

3.監(jiān)測結(jié)果與評價

3.1空氣質(zhì)量監(jiān)測結(jié)果

2013年濰坊市城區(qū)二氧化硫日均值濃度范圍在0.018-0.355毫克/立方米之間，日評價達標率為89.0%，年均值超標。二氧化氮日均值濃度范圍在0.013-0.140毫克/立方米之間，日評價達標率為93.4%，年均值超標?？晌腩w粒物日均值濃度范圍在0.031-0.439毫克/立方米之間，日評價達標率為54.4%，年均值超標。細顆粒物日均值濃度范圍在0.017-0.308毫克/立方米之間，日評價達標率為43.9%，年均值超標。一氧化碳日均值濃度范圍在0.357-3.835毫克/立方米之間，日評價達標率為100%，年評價達標，達到國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標準。臭氧日均值濃度范圍在0.020-0.211毫克/立方米之間，日評價達標率為93.4%，年均值達標，達到國家環(huán)境空氣質(zhì)量二級標準。

3.2空氣質(zhì)量狀況綜合評價

根據(jù)2013年濰坊市9個空氣自動監(jiān)測點位的監(jiān)測結(jié)果，2013年城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量綜合指數(shù)為9.85， 污染評價分指數(shù)由大到小的順序為細顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳，細顆粒物、可吸入顆粒物的污染分指數(shù)分別為2.95和2.33，兩項指數(shù)總和為5.28，為主要污染物，其中細顆粒物為首要污染物。

濰坊市區(qū)冬季污染指數(shù)最高，PM10、PM2.5高污染分指數(shù)主要集中在冬季，影響市區(qū)空氣質(zhì)量的主要污染物為可吸入顆粒物和細顆粒物，采暖季最重。二氧化硫和二氧化氮污染也主要集中在采暖季。臭氧以夏季污染最嚴重，這與強的日照等因素有關(guān)。

濰坊市“藍天白云，繁星閃爍”天數(shù)150天，全省第七。近年來，尤其是全面開展“三八六”環(huán)保行動以來，通過推進重點區(qū)域大氣污染綜合整治，主要大氣污染物濃度總體有所改善?？傮w來講，濰坊市大氣污染呈現(xiàn)區(qū)域性復合型特點，就中心城區(qū)而言，主要是北部、東南部、西部三大片區(qū)。

3.3年內(nèi)時空變化分布規(guī)律分析

近幾年的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，濰坊市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況隨不同季節(jié)和天氣呈明顯變化趨勢。尤其是二氧化硫，采暖期高于非采暖期，冬春季節(jié)高于夏秋季節(jié)。夏秋兩季因雨水較多，空氣質(zhì)量相對較好；春季干燥少雨，受土壤塵影響大；冬季受煤煙塵影響較大，當遭遇靜風、逆溫等不利于大氣污染物沉降和擴散的天氣時，空氣質(zhì)量會維持在較低水平。濰坊市細顆粒物作為首要污染物的天數(shù)最多，為257天，季節(jié)變化性不大，可吸入顆粒物作為首要污染物的天數(shù)季節(jié)性變化較大，春秋多于冬夏，這與春秋刮風天氣較多有關(guān)。臭氧作為首要污染物的比例較往年有所升高。

城區(qū)環(huán)境空氣中的污染物，空間性變化不大。

3.4年度對比

2013年與2012年度相比，6項污染物年均濃度值均有所升高?？諝赓|(zhì)量達標率有所降低。

4.污染物相關(guān)性分析

污染物的濃度并非一個特定的數(shù)值，將這六種污染物進行Pearson相關(guān)性分析，得出的相關(guān)性見下表。

二氧化硫與一氧化碳呈高度正相關(guān)，與臭氧呈中度負相關(guān)；二氧化氮與與一氧化碳呈高度正相關(guān)，與臭氧呈中度負相關(guān)；臭氧與二氧化硫呈中度負相關(guān)，與二氧化氮、一氧化碳、細顆粒物呈低度負相關(guān)；可吸入顆粒物與細顆粒物接近于顯著相關(guān)。

5.結(jié)論

通過對濰坊市2013年9個空氣監(jiān)測點位六項污染物的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物和細顆粒物年均值均超過國家二級標準，一氧化碳和臭氧年均值達到了國家二級標準。日均值只有一氧化碳達到國家二級標準，其余均超標。濰坊的首要污染物為細顆粒物，二氧化硫和二氧化氮在采暖季污染比較嚴重，可吸入顆粒物濃度春秋多于冬夏，細顆粒物季節(jié)變化性不大，臭氧污染夏季最嚴重，這說明濰坊的空氣質(zhì)量有待于進一步改善。

可吸入顆粒物與細顆粒物接近于顯著相關(guān)，臭氧與二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和細顆粒物呈負相關(guān)。

參考文獻

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關(guān)鍵詞 環(huán)境 生活質(zhì)量 氣象指數(shù)

一、紫外線

（一）分類及作用

紫外線按其波長可分為三個部分：A紫外線波長位于0.32～0.40微米之間，A紫外線對我們的影響表現(xiàn)在對合成維生素D有促進作用，但過量照射會引起光致凝結(jié)，抑制免疫系統(tǒng)功能，太少或缺乏A紫外線照射又容易患紅斑病和白內(nèi)障；B紫外線波長位于0.28～0.32微米之間，B紫外線對我們的影響表現(xiàn)在使皮膚變紅和短期內(nèi)降低維生素D的生成，長期接受可能導致皮膚癌，白內(nèi)障及抑制免疫系統(tǒng)功能；C紫外線波長位于0.01～0.28微米之間；C紫外線幾乎都被臭氧層所吸收，對我們影響不大。紫外線對人類的影響主要表現(xiàn)為A紫外線和B紫外線的綜合作用。

（二）紫外線指數(shù)

紫外線指數(shù)是指當太陽在天空中的位置最高時（一般是在中午前后，即上午10時至下午3時的時間段里），到達地球表面的太陽光線中的紫外線輻射對人體皮膚的可能損傷程度。紫外線指數(shù)分為5級：1級輻射強度最弱；2級輻射強度弱；3級輻射強度中等；4級輻射強度強；5級輻射強度很強。級數(shù)越高，紫外線越強烈，對人體健康就越有害。人們可以對應(yīng)級別采取有效防護措施，保護身體健康。

二、空氣污染指數(shù)

（一）定義及分級限制

空氣污染指數(shù)（AirpollutionIndex，簡稱API）是根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標準和各項污染物對人體健康和生態(tài)環(huán)境的影響來確定污染指數(shù)的分級及相應(yīng)的污染物濃度值?？諝馕廴局笖?shù)關(guān)注的是吸入受到污染的空氣以后幾小時或幾天內(nèi)人體健康可能受到的影響?？諝馕廴局笖?shù)劃分為0～50、51～100、101～150、151～200、201～250、251～300和大于300七檔，對應(yīng)于空氣質(zhì)量的七個級別，指數(shù)越大，級別越高，說明污染越嚴重，對人體健康的影響也越明顯?？諝馕廴局笖?shù)為0～50，空氣質(zhì)量級別為I級，空氣質(zhì)量狀況屬于優(yōu)。空氣污染指數(shù)為51～100，空氣質(zhì)量級別為II級，空氣質(zhì)量狀況屬于良?？諝馕廴局笖?shù)為101～150，空氣質(zhì)量級別為III（1）級，空氣質(zhì)量狀況屬于輕微污染?？諝馕廴局笖?shù)為151～200，空氣質(zhì)量級別為III（2）級，空氣質(zhì)量狀況屬于輕度污染。空氣污染指數(shù)為201～300，空氣質(zhì)量級別為IV（1）級和IV（2）級，空氣質(zhì)量狀況屬于中度和中度重污染?？諝馕廴局笖?shù)大于300，空氣質(zhì)量級別為V級，空氣質(zhì)量狀況屬于重度污染?？諝馕廴局笖?shù)的預測可以在嚴重的空氣污染情況出現(xiàn)前，提醒市民大眾，特別是那些對空氣污染敏感的人士。例如，患有心臟病或呼吸系統(tǒng)毛病者，在必要時采取預防措施。

（二）光化學煙霧污染與健康

光化學煙霧是排入大氣的氮氧化物和碳氫化物受太陽紫外線作用產(chǎn)生的一種具有刺激性的淺藍色的煙霧，它包含有臭氧（O3）、醛類、硝酸酯類（PAN）等多種復雜化合物。日光輻射強度是形成光化學煙霧的重要條件，因此在一年中，夏季是發(fā)生光化學煙霧的季節(jié)；而一天中，下午2時前后是光化學煙霧達到峰值的時刻。光化學氧化劑可由城市污染區(qū)擴散到100公里甚至700公里以外。當遇逆溫或不利于擴散的氣象條件時，煙霧會積聚不散，造成大氣污染事件。大氣中的氮氧化物和碳氫化物主要來自汽車尾氣、石油和煤燃燒的廢氣及大量使用揮發(fā)性有機溶劑等。在太陽紫外線的作用下，產(chǎn)生化學反應(yīng)，生成臭氧和醛類等二次污染物。當大氣中臭氧的濃度達到200～1000微克/米3時，會引起哮喘發(fā)作，導致上呼吸道疾患惡化，同時也刺激眼睛，使視覺敏感度和視力降低；濃度在400～1600微克/米3時，只要接觸兩小時就會出現(xiàn)氣管刺激癥狀，引起胸骨下疼痛和肺通透性降低，使機體缺氧；濃度再高，就會出現(xiàn)頭痛，并使肺部氣道變窄，出現(xiàn)肺氣腫。接觸時間過長，還會損害中樞神經(jīng)，導致思維紊亂或引起肺水腫等。臭氧還可引起潛在性的全身影響，如誘發(fā)淋巴細胞染色體畸變、損害酶的活性和溶血反應(yīng)，影響甲狀腺功能、使骨骼早期鈣化等。

三、舒適度指數(shù)

舒適度指數(shù)是結(jié)合溫度、濕度、風等氣象要素對人體的綜合作用，表征人體在大氣環(huán)境中舒適與否，以及防范天氣冷熱突變的指數(shù)。舒適度指數(shù)為4級，體感溫度41℃；指數(shù)為3級，體感溫度35℃～41℃；指數(shù)為2級，體感溫度29℃～35℃；指數(shù)為1級，體感溫度23℃～29℃；指數(shù)為0級，體感溫度18℃～23℃；指數(shù)為-1級，體感溫度13℃～18℃；指數(shù)為-2級，體感溫度8℃～13℃；指數(shù)為-3級，體感溫度4℃～8℃；指數(shù)為-4級，體感溫度4℃；舒適度指數(shù)等級越高，氣象條件對人體舒適感的影響越大，舒適感越差。通常情況下，溫度20℃～24℃，濕度40%～60%是體感最舒適的溫、濕度范圍。

四、晨練指數(shù)

晨練指數(shù)是綜合了溫度、濕度、風速，天氣現(xiàn)象、降水等氣象條件對晨練人身體健康的影響，為此我們初步建立了晨練時外界環(huán)境中氣象要素的標準。晨練的人特別是中老年人，應(yīng)根據(jù)晨練指數(shù)，有選擇地進行晨練，這樣才能保證身體不受外界不良氣象條件的影響，真正達到鍛煉身體的目的。晨練指數(shù)分為5級：1級各種氣象條件都很好；2級一種氣象條件不太好；3級二種氣象條件不太好；4級三種氣象條件不太好；5級所有氣象條件都不好（所有氣象條件是指天空狀況、風、溫度、濕度以及污染狀況）。污染指數(shù)預報分為5級，當空氣質(zhì)量在1～3級時，均可以晨練；4級時，選擇適當?shù)倪\動方式；而5級時必須停止晨練。人們在空氣污染嚴重的地方晨練，如跑步、散步、做操、練氣功等久之必病。污染指數(shù)預報分為5級，當空氣質(zhì)量在1～3級時，均可以晨練；4級時，選擇適當?shù)倪\動方式；而5級時必須停止晨練。人們在陰天、雨天、雪天、霧天時可以根據(jù)晨練指數(shù)和空氣質(zhì)量污染指數(shù)選擇合適的地方進行晨練，可以預防人體健康疾病的產(chǎn)生。

五、旅游指數(shù)

旅游指數(shù)是根據(jù)天氣的變化情況，結(jié)合氣溫、風速和具體的天氣現(xiàn)象，并綜合了舒適度指數(shù)、穿衣指數(shù)、中暑指數(shù)、紫外線指數(shù)等生活氣象指數(shù)，給人們出游提供的建議。旅游指數(shù)分為5級，級數(shù)越高，越不適宜旅游。

六、交通氣象指數(shù)

交通氣象指數(shù)是根據(jù)雨、雪、霧、沙塵、陰晴等天氣現(xiàn)象對交通狀況的影響進行分類，其中主要以能見度為標準，并包括對路面狀況的描述，以提醒廣大司機朋友在此種天氣狀況下出行時，能見度是否良好，剎車距離是否應(yīng)延長，是否容易發(fā)生交通事故等，減少由于不利天氣狀況而造成的人員及財產(chǎn)損失。交通指數(shù)分為5級，級數(shù)越高，天氣現(xiàn)象對交通的影響越大。

通過對環(huán)境氣象指數(shù)的探討，人們能夠更好地了解和理解環(huán)境和生活氣象指數(shù)的意義及實用性，充分地發(fā)揮氣象預報對生活的指導作用，以便采取各種對策和措施來保護環(huán)境和人類自己。

（作者單位為山西省原平市排水監(jiān)管中心）

參考文獻

[1] 蔣明康，周澤江.中國濕地生物多樣性的保護[J].東北師范大學報，1998.

篇9

基于APP端的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)作為智慧環(huán)保的信息與收集平臺，能夠使用戶和環(huán)保信息高度耦合，實現(xiàn)環(huán)保“更透徹的感知”、“更全面的互聯(lián)”和“更智慧化應(yīng)用”。通過整合全國190個城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并結(jié)合GIS地圖供用戶在手機上直觀的查詢，已豐富的圖表顯示功能展示空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。

【關(guān)鍵詞】APP 空氣質(zhì)量 系統(tǒng)

2015年中國移動終端將超5億，隨著4G網(wǎng)絡(luò)和智能手機的普及，移動互聯(lián)網(wǎng)時代進入了高速發(fā)展時期， 移動APP成為了移動互聯(lián)網(wǎng)的主流，未來移動互聯(lián)網(wǎng)將更多基于云的應(yīng)用和云計算上。基于APP端的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)作為智慧環(huán)保的信息與收集平臺，能夠使用戶和環(huán)保信息高度耦合，實現(xiàn)環(huán)?！案笍氐母兄?、“更全面的互聯(lián)”和“更智慧化應(yīng)用”?；贏PP端的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過整合全國190個城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并結(jié)合GIS地圖供用戶在手機上直觀的查詢，已豐富的圖表顯示功能展示空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。

1 建設(shè)目標

基于APP端的城市空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)通過整合全國190個城市的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，并結(jié)合GIS地圖供用戶在手機上直觀的查詢，已豐富的圖表顯示功能展示空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)。系統(tǒng)需實現(xiàn)以下七個功能，包括AQI時報及預測、城市AQI統(tǒng)計、AQI小知識、空氣質(zhì)量排名、自動站查詢、在線數(shù)據(jù)查詢、GIS展示及查詢功能。

2 系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

2.1 數(shù)據(jù)建設(shè)要求

（1）支持ANSI/ISO SQL-89、ANSI/ISO SQL-92標準；

（2）支持中文漢字內(nèi)碼，符合雙字節(jié)編碼；

（3）支持主流廠商的硬件平臺及操作系統(tǒng)平臺；

（4）具有良好的伸縮性；

（5）支持主流的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如：TCP/IP、IPX/SPX、NETBIOS及混合協(xié)議；

（6）具有良好的開放性，支持異種數(shù)據(jù)庫的互訪；

（7）支持對大型異種數(shù)據(jù)庫的訪問；

（8）支持分布式事務(wù)及兩階段提交功能；

（9）具有支持并行操作所需的技術(shù)，如：多服務(wù)器協(xié)同技術(shù)、事務(wù)處理的完整性控制技術(shù)等；

（10）支持聯(lián)機事務(wù)處理OLTP，要求能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的快速裝載、高效的并發(fā)處理和交互式查詢；

（11）支持數(shù)據(jù)庫存儲加密及相應(yīng)冗余控制；

（12）應(yīng)具有強的容錯能力、錯誤恢復能力、錯誤記錄及預警能力；

（13）應(yīng)避免數(shù)據(jù)庫死鎖的出現(xiàn)，一旦死鎖能夠自動解鎖。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)架要求

2.2.1 先進性

采用國內(nèi)外先進、成熟的技術(shù)和設(shè)備，及市場覆蓋率高、標準化和技術(shù)成熟的軟硬件產(chǎn)品。具有先進的設(shè)計思想和設(shè)計理念，及一定的超前性，不僅要滿足到當前的實際需要，而且要考慮將來的發(fā)展需求。

2.2.2 實用性

應(yīng)充分考慮資源、環(huán)境和人等因素，以人為本，采用高科技手段，進行智能化設(shè)計，以減少系統(tǒng)操作的復雜性，使用戶最方便地實現(xiàn)各種功能。

2.2.3 可靠性和可用性

具有容錯功能，管理、維護方便，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，維護簡單。

2.2.4 開放性

系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)采用現(xiàn)有的國際工業(yè)標準，開放技術(shù)、開放結(jié)構(gòu)、開放系統(tǒng)組件和開放用戶接口，可以支持遠程圖像傳輸和遠程控制，同時利于今后的擴展和升級。

2.2.5 云計算功能

系統(tǒng)必須是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式的結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)計需要通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且是虛擬化的資源，必須具有云計算架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心、服務(wù)中心、辦公中心、控制中心等功能結(jié)構(gòu)。

2.3 開發(fā)環(huán)境要求

（1）基于Android技術(shù)架構(gòu)；

（2）系統(tǒng)具備快速響應(yīng)能力。通常情況下，頁面顯示響應(yīng)時間不超過3秒，查詢處理響應(yīng)時間不超過5秒；

（3）系統(tǒng)連續(xù)運行要求：提供7X24小時的連續(xù)運行，平均年故障時間不超過8小時；

（4）適配尺寸要求：支持主流手機屏幕尺寸；

（5）數(shù)據(jù)庫要求：支持主流數(shù)據(jù)庫和國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫；

（6）中間件要求：支持主流中間件和國產(chǎn)中間件。

2.4 核心模塊及實現(xiàn)功能

AQI時報及預測主要展示內(nèi)容包括：昨天、今天與未來三天的天氣狀況；實時空氣質(zhì)量AQI、等級、首要污染物；實時AQI的京津冀排名；未來三天的的空氣質(zhì)量預測情況；根據(jù)不同的空氣質(zhì)量給出相應(yīng)的健康影響提示和建議；空氣質(zhì)量AQI等級圖例；可以顯示數(shù)據(jù)更新時間；空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)來源等信息。

城市AQI統(tǒng)計主要統(tǒng)計2種情況：主要城市24小時空氣質(zhì)量情況；城市30天空氣質(zhì)量情況。

AQI小知識為方便用戶快速了解AQI的相關(guān)名詞定義，本系統(tǒng)提供了AQI相關(guān)知識的名詞解說便于用戶查詢。

空氣質(zhì)量排名：系統(tǒng)應(yīng)提供對空氣質(zhì)量相關(guān)排名功能。從空氣質(zhì)量和相關(guān)綜合指數(shù)為數(shù)據(jù)對河北省、京津冀乃至全國的多維度排名，使得管理人員能夠?qū)ξ沂械目諝赓|(zhì)量狀況與其他地市對比了解。主要分為3類排名情況：京津冀AQI實時排名；全國城市AQI實時排名；全國城市綜合指數(shù)月度排名。

自動站查詢：系統(tǒng)可以對各區(qū)域空氣自動站AQI監(jiān)測數(shù)據(jù)進行實時查詢，能夠?qū)⒏鞅O(jiān)測點位的實時AQI數(shù)據(jù)及濃度數(shù)據(jù)進行展示并以站點為單位進行查詢。具體展示空氣自動站的如下數(shù)據(jù)：空氣自動站名稱；所屬地區(qū)；空氣質(zhì)量AQI；空氣質(zhì)量等級；首要污染物；污染物監(jiān)測濃度（包括：SO2，NO2，CO，O3，O3 8小時均值，PM2.5，PM2.5 24小時均值，PM10，PM10 24小時均值）；數(shù)據(jù)時間。

在線數(shù)據(jù)查詢：系統(tǒng)提供對各個空氣自動站今天與昨天的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)對比變化趨勢的查詢功能。以柱狀圖的形式顯示當天站點的AQI、各空氣污染物的實時小時均值和近30天的日均值，并且給出環(huán)比數(shù)值，供用戶對比分析。還可以指定統(tǒng)計時間，查詢歷史數(shù)據(jù)。

GIS展示及查詢：為了實現(xiàn)空氣質(zhì)量AQI數(shù)據(jù)的直觀查詢，系統(tǒng)可通過地圖查詢空氣自動監(jiān)測站點位，并且能夠?qū)崿F(xiàn)通過地圖的放大、縮小、定位等功能，精確了解具體站點的信息，實現(xiàn)站點信息的快速查找。在地圖中，會默認顯示所有空氣自動站，并且會在各個空氣自動站的圖標上展示該站點的空氣質(zhì)量AQI，另外，站點圖標的顏色也會根據(jù)實時的AQI數(shù)值而變化，便于用戶迅速、直觀的了解到各個站點的空氣質(zhì)量。用戶點擊各個站點還可查看該站點的如下數(shù)據(jù)：站點名稱；空氣質(zhì)量實時AQI；空氣污染物實時濃度；空氣質(zhì)量等級。

篇10

（福建龍巖學院，福建 龍巖 364012）

摘 要：近幾年，“霧霾”已經(jīng)引起廣大市民的極大關(guān)注，為了更好地提高健康與幸福生活指數(shù)，人們越來越重視周圍的空氣質(zhì)量.為了從多方面反映區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量的狀況，如溫度、濕度、PH2.5值等，設(shè)計了一種基于微信公眾平臺的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括監(jiān)測節(jié)點，服務(wù)器端，用戶端三個部分，通過無線路由器將三者連接.運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與微信平臺建立空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，可以有效地監(jiān)測空氣中各項質(zhì)量指標，并通過各個采集站點的數(shù)據(jù)匯總做出有效預測.而微信用戶在關(guān)注系統(tǒng)微信公眾賬號后，即可訪問從分布式監(jiān)測點采集到的環(huán)境數(shù)據(jù).通過實驗證明了該系統(tǒng)的有效性與可靠性.

關(guān)鍵詞 ：空氣質(zhì)量檢測；物聯(lián)網(wǎng)；微信公眾平臺；霧霾

中圖分類號：TP399文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）02-0038-03

基金項目：龍巖學院教改項目（2014JY33）；龍巖市科技局科技項目（2014LY62）

1 引言

我國的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)，基本上是從上世紀八十年代開始，與發(fā)達國家相比起步較晚.近年來，國家對空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)的建設(shè)日趨重視，部分省、市與重點城市開展了聯(lián)網(wǎng)空氣質(zhì)量檢測工作，但是仍然存在很大的局限性[1]，如氣象局每天所城市空氣質(zhì)量指數(shù)，只能總體上描述一個城市的整體空氣質(zhì)量，然而實際情況中，市區(qū)和郊區(qū)、同一城市的不同區(qū)域的空氣質(zhì)量是有區(qū)別的.同時，各大城市呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)體檢異常率上升明顯.主要是由于空氣中可吸入顆粒物污染導致，43%的城市居民表示曾出現(xiàn)心悸、疲勞、暈眩、呼吸困難等心血管系統(tǒng)異常癥狀.當前，“霧霾”已經(jīng)引起廣大市民的極大關(guān)注，而對于空氣質(zhì)量，人們最為關(guān)心的就是PM2.5值.因為霧霾具有流動性，導致同一城市的不同地區(qū)PM2.5值也不同，甚至室內(nèi)和室外的值也是不同的.這就迫切需要一個能實時實地監(jiān)測空氣質(zhì)量的設(shè)備，使人們在出行時對空氣質(zhì)量判斷有個更精準的依據(jù).運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與微信平臺建立空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，可以有效地監(jiān)測空氣中各項質(zhì)量指標，并通過各個采集站點的數(shù)據(jù)匯總做出有效預測.而微信用戶在關(guān)注系統(tǒng)微信公眾賬號后，即可訪問從分布式監(jiān)測點采集到的環(huán)境數(shù)據(jù).

基于微信公眾平臺的空氣質(zhì)量檢測系統(tǒng)可以實時監(jiān)測空氣質(zhì)量，甚至每分鐘都會給用戶一個值，這個值能反映前5分鐘的空氣質(zhì)量狀況.因此，開發(fā)本系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[2]，無線組網(wǎng)技術(shù)[3]等，通過空氣質(zhì)量智能分析平臺來實現(xiàn)對龍巖市區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量檢測、分析和報警提示.在不同區(qū)域安裝若干個低功耗的空氣質(zhì)量監(jiān)測模塊，安全節(jié)能，可同時檢測PM2.5、空氣溫濕度等指標.能夠大大地提高環(huán)境監(jiān)管和保護的效率.

2 系統(tǒng)整體設(shè)計方案

本系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層[4]組成，感知層的主要功能是通過傳感器節(jié)點等感知設(shè)備，獲取環(huán)境監(jiān)測的相關(guān)信息，如溫度、濕度、可燃氣體等.通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成一個自治網(wǎng)絡(luò)，采用協(xié)同工作的方式，提取有用的信息，并通過接入設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)中的其它設(shè)備實現(xiàn)資源共享和交流互通.網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是將來自感知層的信息傳送到互聯(lián)網(wǎng)中，通過學習以IPV6/IPV4為核心建立的互聯(lián)網(wǎng)平臺，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的信息資源整合成一個可能互聯(lián)互通的大型智能網(wǎng)絡(luò)，為上層服務(wù)管理和大規(guī)模環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用建立一個高效、可靠、可信的基礎(chǔ)設(shè)施平臺，通過大型的中心計算機平臺，對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測獲取的海量信息進行實時的管理和控制，并為上層應(yīng)用提供一個良好的用戶接口.應(yīng)用層的主要功能是集成系統(tǒng)底層的功能，構(gòu)建起面向環(huán)境監(jiān)測行業(yè)實際應(yīng)用，從而達到實時監(jiān)測、預警等功能[5].系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示.

3 硬件設(shè)計

本系統(tǒng)硬件部分采用基于S3C2440處理器的ARM開發(fā)板，具有低功耗性能且具有射頻無線收發(fā)器的功能.通過處理器內(nèi)部封裝的無線收發(fā)模塊將數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器端，實現(xiàn)對室內(nèi)環(huán)境的溫濕度、有害氣體、粉塵顆粒溶濃度的實時檢測.主要包括三個部分：監(jiān)測節(jié)點，服務(wù)器端，用戶端.通過無線路由器將三者連接；監(jiān)測節(jié)點分為室內(nèi)節(jié)點和室外節(jié)點，通過路由器將節(jié)點與服務(wù)器連接起來，理論上，一個網(wǎng)段可以支持256個節(jié)點，室內(nèi)節(jié)點安裝在小區(qū)的室內(nèi)，用來監(jiān)測室內(nèi)的環(huán)境狀況，有溫度，濕度，可燃氣體（防止煤氣泄漏導致火災(zāi)及中毒），而室外節(jié)點則監(jiān)測小區(qū)周圍的環(huán)境，有pm2.5，溫度，濕度.微信用戶在關(guān)注系統(tǒng)微信公眾賬號后，即可訪問從分布式監(jiān)測點采集到的環(huán)境數(shù)據(jù).

3.1 分布式監(jiān)測節(jié)點

組成：采用Mini2440開發(fā)板，接有USB無線網(wǎng)卡，溫度傳感器ds18b20，濕度傳感器DHT11，MQ-2煙霧氣敏傳感器，PM2.5粉塵傳感器和步進馬達（模擬窗戶控制）組成.室內(nèi)節(jié)點結(jié)構(gòu)圖如圖2所示.

實現(xiàn)功能：監(jiān)測節(jié)點能夠從各種傳感器中讀取當前環(huán)境的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送到本地服務(wù)器.室內(nèi)監(jiān)測節(jié)點是對溫度，濕度，可燃氣體進行監(jiān)測，而室外節(jié)點則監(jiān)測pm2.5，溫度，濕度.室內(nèi)的窗戶可以受用戶遠程控制，即室內(nèi)的窗戶會通過室外pm2.5的濃度自動開關(guān).

3.2 本地服務(wù)器

實現(xiàn)功能：服務(wù)器主要進行數(shù)據(jù)的處理和轉(zhuǎn)發(fā)，是整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸和處理的樞紐，服務(wù)器將傳感器收集到的信息進行處理，將結(jié)果發(fā)送至新浪云服務(wù)器.

3.3 微信和新浪云

實現(xiàn)功能：新浪云服務(wù)器保存著從本地服務(wù)器上傳的數(shù)據(jù)，等待微信公眾平臺訪問.

4 具體實現(xiàn)

4.1 系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)工作流程如圖3所示.

4.2 監(jiān)測端工作流程

監(jiān)測端采用多傳感器信息融合算法[6]，對于溫度傳感器、濕度傳感器、有害氣體傳感器等多種傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行處理，進一步判斷空氣質(zhì)量，在參照行業(yè)準則下進行分析、綜合與使用，從而獲得對空氣質(zhì)量的描述和評估，進一步依據(jù)相應(yīng)結(jié)果作出相應(yīng)的決策與估計（如是否關(guān)閉窗戶等）.監(jiān)測端工作流程如圖4所示.

4.3 服務(wù)器端工作流程

服務(wù)器端分為本地服務(wù)器和新浪云服務(wù)器，本地服務(wù)器將區(qū)域內(nèi)各監(jiān)測節(jié)點所采集到各項數(shù)據(jù)與參數(shù)進行處理、分析與存儲等工作，從而實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)空氣質(zhì)量進行實時檢測，同時將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至新浪云服務(wù)器.新浪云服務(wù)器保存著從本地服務(wù)器上傳的數(shù)據(jù)，隨時隨地等待微信公眾平臺訪問.這樣，無論是在家里、辦公室還是出差外地，用戶均可簡單方便地了解區(qū)域內(nèi)的空氣質(zhì)量.服務(wù)器工作流圖如圖5所示.

5 本系統(tǒng)設(shè)計的創(chuàng)新點

6 總結(jié)與展望

本系統(tǒng)實現(xiàn)了區(qū)域化環(huán)境監(jiān)測，授權(quán)用戶可以通過微信遠程操縱嵌入式系統(tǒng).整個系統(tǒng)的成本較低，安裝維護簡單，用戶只需有微信號就可以監(jiān)測各區(qū)域（如小區(qū)、車站和個體戶區(qū)域等）的空氣質(zhì)量.同時也可方便地為其它有需求的用戶提供數(shù)據(jù)參考.

參考文獻：

（1）郭曉雷.城市空氣質(zhì)量預報方法研究綜述[J].科技傳播，2011（15）:14-17.

（2）馬寅.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點與應(yīng)用[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2012（8）:78-80.

（3）梁子君.宋志宏，張博，等.基于無線組網(wǎng)技術(shù)的交通信息采集集方法研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2011（12）:39-41.

（4）孫其博，劉杰，黎羲，等.物聯(lián)網(wǎng):概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J].北京郵電大學學報，2012，33（3）:1-9.