环境监测技术在农村大气污染防治中的应用

［摘 要］ 加强环境监测技术在农村大气污染防治中的应用，是打赢大气污染防治攻坚战的重要措施。对此，在分析农村大气污染主要来源的基础上，详细介绍农村大气污染治理中环境监测技术的主要类型及监测的主要内容，并从合理应用大数据平台、加快监测技术研发与推广应用、打造专业化人才团队3个方面，提出促进环境监测技术在农村大气污染防治中应用的策略，以期为各地农村大气环境监测部门提供参考。

［关键词］ 农村大气污染；防治；环境监测技术

［中图分类号］ X51；X831 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 1674-7909（2022）03--3

0 引言

随着我国对大气污染治理工作的愈发重视，围绕大气污染治理而研发与推广的各项监测设施设备越来越科学化与现代化，并逐步实现了面向基层单位的推广与应用，在打赢大气污染防治攻坚战中发挥了重要作用［1］。然而，从监测工作的整体推进情况来看，目前大气污染监测工作的重心依旧是城市及工业园区，广大农村地区仍然是大气污染防治监测技术推广与应用较为落后，而且未结合农村大气污染的特征，构建专门的农村大气污染防治监测体系。因此，有必要对应用于农村地区的大气污染防治监测技术进行研究，以促进该技术在农村地区的进一步推广与应用。

1 农村大气污染的主要来源

1.1 农作物生产造成的污染

目前，农作物生产仍然是我国农村经济发展的重要支柱。为了保障农作物的产量与品质，农药、化肥等化学用品的应用必不可少。然而，如果这些化学用品使用不当，可能会对生态环境构成威胁。尤其是部分化肥、农药含有大量的挥发性有害物质，如果在农田中大面积使用，经过汇集后排向大气，会直接造成大气污染。与此同时，我国北方部分农村仍然存在焚烧秸秆的现象，秸秆燃烧能释放包括PM2.5在内的不同形式的悬浮物，产生各种有毒、有害气体，如一氧化碳、二氧化硫等，甚至引起雾霾天气［2］。如果秸秆燃烧不够充分，就会产生大量氮氧化物，此类气体会与碳氧化合物产生光化学反应，进而破坏臭氧层。此外，秸秆焚烧后生成的各类灰尘与浓烟混入大气中的雨水层，会加速酸雨的形成。

1.2 畜牧业养殖造成的污染

畜牧业作为我国现代农业的重要发展方向，在促进农村经济发展、提高农民收入方面起到了重要的支撑作用。尤其是在全社会对肉制品的需求量日益增加的背景下，农村畜牧业呈现出集约化发展趋势，然而这也导致大量的牲畜粪便无法完全实现规范化处理［3］。尤其对于中小型畜牧业养殖户，排泄物处理设备和管理体系均不完善。在生产实践中，为减少处理环节和成本，很多养殖户会随地堆放牲畜粪便。粪便堆积不仅会产生强烈的刺激性气味，而且生成的气体会直接进入大气中，如果没有及时干预，则会导致区域内发生严重的大气污染事件。

1.3 村民生活中产生的污染

第一，生活垃圾污染。随着物流运输业及电子商务的迅速发展，工业产品面向农村的销售规模日渐扩大，由此产生的生活垃圾越来越多。由于缺乏垃圾处理科普教育，多数农村居民对生活垃圾的处理方式极为粗放，多数情况下会直接将其燃烧。而直接燃烧生活垃圾会生成大量有害气体，如二氧化硫、氧化氢、氟化氢等，这些有害气体排向大气，易引发严重的大气污染事件。第二，劣质烟煤燃烧带来的污染。目前，我国很多农村地区的冬季采暖依旧依赖于“土暖气”、小锅炉和低效炉等工具的使用，这些设备大多以劣质烟煤作为燃料。由于缺乏脱硝、除尘与脱硫等技术手段的支持，导致这些劣质烟煤燃烧所形成的有害气体直接排向大气，进而累积造成大气受到污染［4］。第三，机动车尾气污染。近年来，报废汽车、老旧车辆与黄标车相继从城市流向农村，这些车辆的尾气排放严重超标，并且排放稳定性不理想，造成一氧化碳、碳氢化合物等有害气体大量排向农村，造成严重的大气污染。

2 农村大气污染治理中环境监测技术的主要类型

2.1 立体监测技术

立体监测技术应用于大气污染监测的最主要优势是全面性，其监测工具包括地基平台、车载平台及机载平台。通过上述载体可以直接监测大气中污染物的存在状况，从而为分类开展污染物防治工作提供基础信息。在实践操作中，不同载体的应用方向有所区别。例如，地基平台主要用于监测大气污染物排放总量，车载平台主要用于监测不同大气污染物的分布规律，机载平台主要用于监测不同大气污染物的排放通量［5］。激光技术是立体监测技术得以运用的基础，该技术通过细粒子激光雷达的有效应用，可以在监测过程中体现出持续性、高识别率、高精准度等优势特征。在立体监测技术的支持下，监测技术人员不仅能够准确识别大气流层中存在的污染物粒子类型，而且可以对污染物粒子的分布状况、运动规律、演变过程、来源途径等做出精准的判断。

2.2 遥感监测技术

遥感监测技术也是当前农村大气污染治理中较为常见的监测技术之一。遥感监测技术的监测范围十分广泛，不仅可以对农村人居环境进行监测，而且可以实现对大气层中的对流层、平流层及臭氧层的有效监测，从而体现出多角度、全方位的监测技术优势。从监测内容来看，遥感监测技术主要用于对温室气体、臭氧含量等内容的监测，并且可以结合监测数据的变化规律，向监测人员提供农村大气污染防治方案。遥感监测技术应用的载体通常是无人机。在工作过程中，携带监测设备的无人机可以深入监测区域，对其中的大气污染物进行采样与分析，并直接将数据上传至专用数据库，监测人员可以将监测的数据与正常数据进行对比，从而对区域大气的污染程度进行分析与判断。应用遥感监测技术时，还可以利用遥感卫星对大气成分、组成状况进行系统成像，采用颜色标记的方式更为简单明了地展示不同物质的分布状况，从而使工作人员可以直接掌握该监测区域内大气污染的程度及主要的污染物，进而为制订大气污染防治方案提供依据。此外，可以将应用遥感监测技术形成的图像通过媒体向农村居民进行展示，提高他们的大气污染防治意识。

应用遥感监测技术，可以实现对农村大气污染状况的24 h不间断监控，监测的区域范围较广。这种突破时间与空间限制的监测方式，可以使被监测的农村区域处于全时间段的严密监控中，避免了监控盲区和监控盲时的存在。如此一来，环保执法部门可以在第一时间发现农村大气污染事件，并立即采取措施，对污染源产生的单位或个体进行控制，防止大气污染事件进一步严重，从而提升农村大气污染防治效率。

3 农村大气污染治理中技术监测的主要内容

3.1 固体颗粒物监测

固体颗粒物是当前农村大气污染事件中最为常见的污染物质。固体颗粒物排向大气后，会与其承载介质组成大气气溶体系，从而长时间悬浮于大气中。农村大气中的固体颗粒物主要来源于农村居民生产或生活过程中不正确的燃烧行为，如秸秆焚烧、生活垃圾焚烧、劣质散装煤焚烧等。通常，固体颗粒物具有较强的吸附能力，是有毒物质的直接载体，而且固体颗粒物分形维数越大、表面越不规则，对有毒物质的吸附能力越强。固体颗粒物对人体的危害非常巨大，如果人体长期吸入固体颗粒物，就会对呼吸系统产生侵蚀作用，极易引发肺气肿、肺栓塞、支气管炎等疾病。因此，加强监测农村大气中的固体颗粒物具有十分重要的意义。目前，在实践过程中，农村大气污染监测部门主要监测PM10（直径≤10 μm的颗粒物）。监测中常用的设备主要是光散射式粉尘仪、滤膜采样仪等。这些设备基本上能够实现对PM10固体颗粒物的有效捕捉与测定，并及时将监测数据上传至监测系统，保证监测的即时性与高效性。

3.2 二氧化硫监测

二氧化硫是一种无色、具有强烈刺激性气味的气体。在农村大气污染事件中，二氧化硫也是一种较为常见的污染物质。二氧化硫排向大气，溶于大气中的水分后形成亚硫酸，从而产生酸雨。酸雨对环境的危害十分巨大，不仅会腐蚀建筑物，而且会对农作物的生长发育造成负面影响，从而影响农作物的产量与品质。与此同时，二氧化硫进入人体后，会引起眼结膜炎、急性支气管炎等疾病。从来源角度来看，农村大气中的二氧化硫主要来源于劣质散装煤的焚烧、乡镇企业废气的不规范排放及超标机动车尾气的排放。在实际监测过程中，针对二氧化硫的监测方法主要有盐酸副玫瑰苯胺比色法、光度法及库伦滴定法。随着自动化技术及互联网技术的不断发展，目前大部分监测部门选择采用烟气连续监测系统来实现对农村地区大气中二氧化硫质量浓度与变化规律的即时性监测。

3.3 挥发性有机物监测

近年来，随着农业现代化进程的加快，挥发性有机物也逐渐成为影响农村地区大气质量的重要因素。从来源角度来看，污染农村大气的挥发性有机物主要来源于农药、化肥等农资在农田中的大范围使用，包括苯类化合物、有机氯化物、有机酮等。空气中的挥发性有机物达到一定的质量浓度后，不仅会对人体健康与生态环境造成直接影响，而且会与其他物质进行光化学反应形成二次污染。目前，农村地区大气中挥发性有机物的监测方法主要有光谱法、吸附剂富集采样法、全量气体采样法等。监测仪器基本可以实现在线自动监测。其中，在线光离子化检测器（Photoionization Detector，PID）和火焰离子化检测器（Flame Ionization Detector，FID）灵敏度较高，应用最为广泛。

4 促进环境监测技术在农村大气污染防治中应用的策略

4.1 合理应用大数据平台

数据分析是农村大气污染监测工作中的重要环节之一，通过构建或利用大数据平台，可以为开展农村大气污染防治工作提供更为科学有效的依据。首先，大数据平台在数据收集整理方面具有即时性、全面性、准确性等优势，通过大数据平台汇集农村大气污染相关的数据，可以为技术人员判断与分析农村大气污染情况提供依据。其次，利用大数据技术可以对农村大气环境的变化情况进行精准化预测，有助于技术人员对近期可能出现的大气污染问题提前进行预判，并帮助生态环境部门进行决策。最后，利用大数据平台，可以通过移动互联网终端实现农村大气环境监测数据的共享共用，从而为协同开展农村大气污染防治工作提供决策依据。

4.2 加快监测技术研发与推广应用

首先，要加大农村大气污染监测技术研发力度。环境监测科研部门应充分把握农村大气污染监测工作现状，从提高监测的精准性、全面性入手，结合国内外研发动向，推动新设备、新技术的研发进程。其次，要在实现技术创新的同时，促进技术融合。不同农村地区对大气污染监测技术的要求与标准存在差异，要结合不同区域农村的地理位置与气候特征，进一步推动技术整合，并在实际工作中逐步增强技术联合应用的可靠性与规范性。最后，要加速推进现有大气污染监测技术的推广与应用。当前，我国农村大气污染监测工作已经形成一定的技术优势，需要在更广范围内加速技术的推广与应用，使其在服务农村生态环境建设方面发挥更为有效的指导作用，从而进一步提高农村大气污染防治成效。

4.3 打造专业化人才团队

近年来，各级环境监测部门借助多样化的组织方式，为从事农村大气污染监测的工作人员提供了多种类型的学习与培训平台，并在实践中取得了一定的成效。从长远的发展角度考虑，需要高度重视这些专业技术人员能力与素养的提升，可以从以下3个方面做起。首先，从事农村大气污染监测工作的专业技术人员需要树立终身学习的意识，持续提升自身的专业素养，通过系统化、专业化培训，全面掌握新技术、新设备、新系统的应用方法，逐步提升从事农村大气污染监测工作的综合能力。其次，应深入推动环境监测部门与农村大气污染防治相关部门的联合培训，借助联合培训，使从事农村大气污染监测工作的专业技术人员能够学习全面的专业知识，有助于提升其监测知识与技能水平。最后，应加大高学历、高层次人才的引进与培育力度，通过监测技术团队人员的不断优化与调整，推动农村大气污染监测工作可持续开展。

5 结语

农村大气污染监测是一项长期性工作，对于保障农村大气环境质量发挥着重要作用。各级政府应从政策保障、资金保障、资源保障和人才保障等方面入手，进一步加大对农村大气污染监测工作的支持力度，不断完善农村大气污染监测机制，从而实现对农村大气污染的长久性治理，使广大农村居民享受更加清洁、安全的大气环境。

参考文献：

［1］陈宣照.大气污染监测及防治措施研究［J］.化工管理，2019（17）：39-40.

［2］张清爽.农村大气环境污染成因及防治措施研究［J］.农村科学实验，2021（30）：17-19.

［3］赵得莲.畜牧业环境污染问题及发展对策探索［J］.农村实用技术，2021（4）：148-149.

［4］于淼，马秋红，朱明月，等.农村散煤替代对PM2.5污染影响及健康效益评估：以河南省为例［J］.中国环境科学，2021（8）：3906-3916.

［5］韩彦杰.大气环境立体监测与空气质量保障服务对大气治理的意义［J］.区域治理，2021（9）：101-102.