室外空气污染暴露规避健康路径规划服务

日常出行吸入空气污染物是公众空气污染暴露风险发生的主要途径之一。在我国当前仍有75.1%的城市环境空气质量超标背景下,如何有效降低室外日常出行空气污染暴露强度成为了公众防控大气污染健康损害的一种新需求。集成普通克里格空间插值方法、暴露剂量评估模型、Dijkstra路径搜索算法,设计与开发了面向Android智能手机终端的公众健康路径规划应用程序（APP）,实现了空气污染浓度动态变化情景下以暴露剂量为指标的健康路径出行规划功能。以室外PM2.5暴露为例的测试结果表明,APP服务规划下的健康路径相比最短路径和最快路径可分别降低出行个体5.0%和7.3%的暴露剂量,是一种公众规避空气污染暴露风险的有效路径规划服务。     

基于SAW气敏阵列的火电厂排放物SO2与NO2监测装置设计

针对大气污染监测的迫切需求,设计了基于SAW气敏阵列的SO₂与NO₂监测装置,并采用人工神经网络算法进行气体浓度测量。对所构建的监测装置进行了实验验证和实际测试,结果表明,装置具有良好的检测性能和自动监测优势,可推广应用到各种生产行业的大气污染监测体系中。     

工业危害气体泄漏安全监护系统设计

针对石化工业生产现场危害气体泄漏风险,现场工人作业时的安全监护问题,开发了一种基于GPRS的工业危害气体安全监测系统,给出了系统体系结构和软硬件实现方法;基于STM32F103微处理器完成了便携式个体安全检测仪器硬件开发和软件设计,包括危害气体浓度检测、精确定位、GPRS无线传输等功能;采取B/S结构完成了气体安全监测系统软件开发,包括技术架构、功能实现、软件测试等;实验室功能测试和现场安全监护测试结果表明:该系统检测危害气体浓度精确、功能多、稳定、实用性强,可应用于石化企业个体安全防护、事故应急处置、危险场所作业安全监护等领域.     

高技术将为首都空气质量监测提供保障

日前，中国科学院安徽光学机电研究所针对监测区域性大气复合污染开展的“城市大气污染时空分布光学监测技术系统与示范”研究课题通过了“863”计划资源环境技术领域办公室组织的验收。     

环境监测数据采集系统设计

随着经济和社会的快速发展,环境大气污染尤其是雾霾和有毒气体对人体的危害越来越大,于是对环境信息如PM2.5、温湿度、各种气体浓度等的监控要求愈来愈高.因此,研发和设计一种功能多样、可靠性高、便携性好的环境监测数据采集系统具有十分重要的意义.本文运用传感器及嵌入式技术设计了一种新型便携式综合环境监测数据采集系统.实验结果和误差分析表明该数据采集系统可实现实时数据采集和显示功能并保证系统数据的可信度,也可应用于空气质量监测、室内环境监测、煤气、天然气及有毒气体监测等场景.     

基于STM32的工业污染监测系统设计

随着对工业大气污染排放的管理越来越严格、政策越来越规范,为了管理企业污染排放,需要对污染排放进行监测。针对污染排放处理的前端监测问题,设计了基于STM32的在线工业污染监测系统。监测系统以STM32为主控板控制,搭载多种传感器和定位模块,可以监测系统周围温湿度和SO₂浓度等环境数据,通过ESP8266 Wi-Fi模块将数据上传至阿里云物联网平台进行储存。为了方便用户使用查看,设计了一个网页可视化界面。用户可以在界面中的地图上看到实时设备位置和监测数据,并且查询系统监测的历史数据。该设计创新性地将工业污染监测与定位结合,不仅实现了对污染物的监测问题,也实现了对污染物的溯源,并且与阿里云物联网平台连接组成一个综合的集成系统,满足大部分小企业监测要求,实用性较高。试验证明,设计的监测系统能够实现实时、稳定的环境监测的功能,并且在网页可视化界面中可以查看到各项实时监测数据及各项参数的历史数据。     

水体化学需氧量检测系统设计

化学需氧量是表示水体有机污染程度的代表性指标,文中提出了一种在线、高自动化的专项水体化学需氧量检测系统。分光光度法具有灵敏度高、操作简便、快速等优点,适合化学需氧量的在线测量。因此,所提系统基于化学需氧量高锰酸盐指数分光光度法测定而设计,通过进行国家标准规定的水体化学需氧量高锰酸盐指数测量实验,在波长525 nm处测量吸光度,高锰酸盐指数的质量浓度在0.5~4.0 mg/L范围内呈线性关系。试验结果表明,该系统满足水体化学需氧量在线监测要求。     

基于web网络优化协议的水质污染程度在线监测系统设计

针对传统人工水质污染程度检测工作效率低、实时监测能力不强的问题,设计并实现了基于web网络优化协议的实时在线水质污染程度自动监测系统,系统利用无线传感器网络节点对区域水源水质进行监测,通过无线分组通信技术与宽带网络对数据进行远程传送,工作人员可实现web实时在线的水质信息查询、管理控制、数据收集、报警提示等操作,基于web的水质监测系统,提升了系统的可扩展性、易用性以及实时性等;系统硬件包括传感器模块、无线通信模块、单片机外围电路、以太网接口模块等;系统软件设计了web网络优化协议、系统监测平台、远程参数设置、驱动程序等内容;应用该系统对西安市护城河的水质进行污染程度监测,部署20个传感器监测节点,1个监测子站节点,1个远程web监测主站,分别监测河水中pH值、总磷浓度TP、化学耗氧量(COD)、氨氮浓度,连续采样两天时间,通过仿真实验表明,该系统实现了100%的通信成功率,网络之间访问速度是传统网络协议的5~8倍,无线传感器网络与远程监测工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于对城市水源水质污染程度的实时在线监测。     

基于风险管控的煤矿安全综合防控体系

针对以隐患管理为核心的煤矿安全管控体系存在实时性不高、覆盖面不够和复用性不强等问题,提出了基于风险管控的煤矿安全综合防控体系建设思路。通过风险辨识及风险管控措施落实、风险动态监视、隐患闭环管理等方面对煤矿风险进行整体化管控;以重大灾害风险辨识结果为依据,通过融合传统单一安全监测类系统,整合智能通风、排水、供电等系统,实现重大灾害风险的综合监视、数据分析、预警及异常联动处置;以煤矿企业风险库为核心,根据不同等级安全风险管控效果,形成安全风险指数并进行拟合,实现煤矿安全综合防控体系运行情况评估及异常预警。基于风险管控的煤矿安全综合防控体系有助于实现人员作业行为、设备安全状态、环境安全态势、管理安全等方面风险预控,达到防控重大风险、遏制重特大事故的目标。     

基于ZigBee技术的水域污染远程智能监测系统设计

针对所监测水域范围较大实时监测能力不强,水质污染程度监测不准确等问题,提出构建基于ZigBee无线通信技术的智能水域污染程度监测系统,利用ZigBee无线通信技术与Internet网络将水质检测数据发送到远程水质监控中心进行汇总处理,监控中心的服务器可获取到所监控水域范围内所有水域的水质污染程度数据、污染发展趋势、主要污染物等信息;文中对水质检测传感器模块、Zig-Bee无线通信模块、单片机外围电路、模数转换电路等硬件进行了设计;系统软件设计了远程参数设置、驱动程序等内容;通过系统测试结果表明,该系统对于水质污染程度的检测准确率可达到98％以上,通信成功率达到100％,水质检测终端工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于各种水域环境的水质污染程度的监测需求.     

突发环境污染事件应急平台设计与开发

近年突发重大环境污染事件频繁发生,设计开发了一个突发环境污染事件应急平台,并在典型区域进行了示范应用。该平台以环境安全技术和信息技术为基础,以应急管理技术为指导,可实现环境风险分析识别、环境风险源及风险企业日常管理、风险监测监控、重大环境污染事件的模拟预警、动态决策、综合协调与总结评估等功能。     

基于RSLinx的合成氨控制室内环境监控系统设计

随着室内环境污染愈来愈受到人们的重视,如何改善室内空气质量,防治污染已成为急需解决的问题。目前对民用建筑室内环境方面的研究较多,但针对工作环境特别是化工厂工作室内的环境研究较少。本文从技术角度入手,提出了为改善合成氨控制室操作员工作条件,对控制室环境进行监控的思想。文章分析了合成氨控制室空气污染的成因,系统的监测指标和污染防治方法;并在生产厂区现场总线RSlinx的基础上,设计了控制室环境监控系统。     

基于ZeroMQ消息通讯的多源空中目标跟踪处理平台设计

通过分析空中目标的信源异构性,提出使用ZeroMQ消息通讯库设计完成多源目标跟踪平台的设计方法,平台采用消息库的3种通信模式的组合与Json消息格式与各监测节点数据交互,为提高数据传输与交互能力,建立多线程Push-Poll数据推拉传输模式,且支持多源监测点实时接入与退出;本文采用欧式距离的最小二乘法二次曲线拟合方法进行航迹关联操作,有效的保证同一目标的航迹关联融合,可将目标属性融合、目标身份信息传递给目标综合识别,为后续的空中态势评估和威胁评估提供较为可靠的数据基础和保障。     

Remote Sensing Synthetic Analysis of Key Areas of Air Pollution in Beijing-Tianjin-Hebei(BTH) and Its Surrounding Area

There are serious pollution of enterprises in the BTH and its surrounding area，especially in the rural-urban continuum areas.Non-point source pollution is difficult to control.Rapid and accurate determination of targets for air pollution monitoring and informationization of on-site environmental law enforcement are the keys to the monitoring of atmospheric environment.This paper retrieves haze，PM2.5，NO2 and SO2 from the MODIS and OMI data.based on the comprehensive analysis of the satellite data of twelve typical heavy pollution episodes since September 2016，we have calculated the Heavy Pollution High Incidence Index(HPHII)，and then combined with the high resolution images to find out the suspected gathering area of the polluting enterprise as the key areas of environmental supervision.This work will provide technical support for environmental law enforcement and improve the accuracy of law enforcement and law enforcement efficiency effectively，so as to solve the problem of human shortage in environmental monitoring.     

Inferring urban air quality based on social media

Outdoor air pollution is a serious environmental problem in many developing countries; obtaining timely and accurate information about urban air quality is a first step toward air pollution control. Many developing countries however, do not have any monitoring stations and therefore the means to measure air quality. We address this problem by using social media to collect urban air quality information and propose a method for inferring urban air quality in Chinese cities based on China's largest social media platform, Sina Weibo combined with other meteorological data. Our method includes a data crawler to locate and acquire air-quality associated historical Weibo data, a procedure for extracting indicators from these Weibo and factors from meteorological data, a model to infer air quality index (AQI) of a city based on the extracted Weibo indicators supported by meteorological factors. We implemented the proposed method in case studies at Beijing, Shanghai, and Wuhan, China. The results show that based the Weibo indicators and meteorological factors we extracted, this method can infer the air quality conditions of a city within narrow margins of error. The method presented in this article can aid air quality assessment in cities with few or even no air quality monitoring stations.     

基于ResGCN-GRU的大气污染风险源识别

重污染天气是“十四五”时期大气污染治理的重点工作,在重污染天气时期对风险源进行精准识别,可以及时发出预警,做好环境污染治理,防止污染事件进一步加重.基于网格化监测技术获取的数据,本文提出一种结合残差网络(ResNet)、图卷积网络(GCN)和门控循环网络(GRU)的深度学习模型ResGCN-GRU,该模型主要应用于重污染天气时期识别风险源.重污染天气的风险源往往都是区域性的,具有明显的时空特征,因而本文先利用GCN网络提取监测点位之间的空间特征,同时利用ResNet解决多层GCN带来的过平滑以及梯度消失问题;再利用GRU提取风险源的时间特征,最后将全连接层融合的时空特征输入到Softmax激活函数得到二分类概率值,再根据概率值得到分类结果.为验证本文提出的模型性能,本文基于沈阳市72个监测点位的数据,通过精确度、召回率以及综合评价指标对GCN、LSTM、GRU和GCN-GRU进行对比,实验结果表明ResGCN-GRU模型分类效果的精确度分别要好16.9%、4.3%、3.1%、2.9%,证明了本文提出的模型在大气风险源识别方面更加有效,可以根据风险源数据的时空特征达到对风险源的精准识别.     

国家水污染防治技术共享中心设计

为推广环境最佳可行性技术,在设计水污染防治技术元数据标准和环境技术评估元数据标准的基础之上,构建了基于元数据的国家水污染防治技术共享中心,并详细阐述了技术共享的机制和元数据查询与技术实体调用方式。     

基于ZigBee无线传感网络空气质量监测系统的实现

随着社会不断地发展进步,环保作为当今研究的热点问题,而空气质量监测已经成为公众关注的焦点,对空气中的污染物进行定点、连续或定时的采样和测量,并将监测结果发送到监控中心,加以分析并得到相关的数据进行分析。基于ZigBee无线传感网络空气质量监测是一种典型的无线传感器网络应用。采取实时监控,以便快速分析空气质量及成分,能迅速定位污染源,以便采取有力措施进行污染干预。     

A data science approach for spatiotemporal modelling of low and resident air pollution in Madrid (Spain): Implications for epidemiological studies

Model developments to assess different air pollution exposures within cities are still a key challenge in environmental epidemiology. Background air pollution is a long-term resident and low-level concentration pollution difficult to quantify, and to which population is chronically exposed. In this study, hourly time series of four key air pollutants were analysed using Hidden Markov Models to estimate the exposure to background pollution in Madrid, from 2001 to 2017. Using these estimates, its spatial distribution was later analysed after combining the interpolation results of ordinary kriging and inverse distance weighting. The ratio of ambient to background pollution differs according to the pollutant studied but is estimated to be on average about six to one. This methodology is proposed not only to describe the temporal and spatial variability of this complex exposure, but also to be used as input in new modelling approaches of air pollution in urban areas.