發(fā)布時間：2022-08-03 08:27:30
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的環(huán)境監(jiān)測論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮著重要的作用，監(jiān)測系統(tǒng)提供的準確、有效的數(shù)據(jù)能夠為環(huán)境污染的防治提供科學、有效的數(shù)據(jù)。但是，現(xiàn)階段環(huán)保局的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在實施過程中出現(xiàn)的一系列問題直接對監(jiān)測工作、監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性等產(chǎn)生了影響。
1.1環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中壓縮傳輸以及處理過程中出現(xiàn)問題
環(huán)保局的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)能夠搜集高精度的數(shù)據(jù)，也能夠提高人工監(jiān)測的效率以及監(jiān)測的準確性等，它主要是由微型傳感器節(jié)點相互連接組成的傳感網(wǎng)絡。但是隨著科學技術(shù)的進步，傳感器設(shè)計種類增多的同時，其質(zhì)量也在下降，尤其是在環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中使用的傳感器，出現(xiàn)故障的頻率也在增加，導致數(shù)據(jù)的存儲、檢索、搜集等出現(xiàn)問題，并且數(shù)據(jù)在處理過程中的精確程度也大大降低，這些問題嚴重影響了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)的準確性。
1.2環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的有線監(jiān)測、傳輸?shù)炔荒軡M足環(huán)保局的需求
時代的發(fā)展、科技的進步以及環(huán)境的復雜多變，使得環(huán)保局不再滿足現(xiàn)階段的監(jiān)測需求，開始對環(huán)境監(jiān)測提出了新的要求以適應當前的發(fā)展情況。對其提出的更高、更新的要求就是環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)不僅能夠?qū)ξ廴疚锘蛘呤俏廴驹催M行動態(tài)監(jiān)測、采集數(shù)據(jù)信息以及預測污染物的變化趨勢，還能夠?qū)?shù)據(jù)進行分析與管理。但是傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測手段只能以有線監(jiān)測的方式進行，不能對遠距離的污染物進行監(jiān)測以及數(shù)據(jù)信息的傳輸，使得環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的使用產(chǎn)生了一定的局限性，使其不能滿足環(huán)保局對污染物監(jiān)測狀況的需求。
1.3環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的遠程監(jiān)測方面發(fā)展還不完善
我國地域遼闊，環(huán)境污染的現(xiàn)象較為普遍，污染因子種類繁多，分布也較為廣泛。因此，為了能夠更好的控制大范圍的環(huán)境污染狀況，就需要對其進行監(jiān)測并采集有用信息。但是，在傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，主要是以模擬傳感器為主來采集數(shù)據(jù)的，通過A/D的轉(zhuǎn)化實現(xiàn)現(xiàn)場污染物的監(jiān)測，而且這種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)僅僅適用于污染物分布比較集中、布線較為簡單以及近距離的區(qū)域，對于污染物分布較分散，地形較為復雜的區(qū)域是無法實現(xiàn)污染物的準確監(jiān)測的，使用范圍有一定的限制。那么，在使用傳統(tǒng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實施過程中，對于遠程污染物的數(shù)據(jù)采集就會產(chǎn)生一系列問題，不利于環(huán)保局對環(huán)境監(jiān)測工作的順利實施。
2環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實施的改進措施
雖然我國的環(huán)境監(jiān)測水平和國外相比還有很大的差距，但是科學技術(shù)的不斷進步，使得我國的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)也得到了相應的提升。面對環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在實施過程中出現(xiàn)的一系列問題，為了能夠有效提高環(huán)境監(jiān)測的工作，采集數(shù)據(jù)的準確性，保證環(huán)保局工作的順利開展，為環(huán)境污染防治提供科學、有效的數(shù)據(jù)，需要不斷改進環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)在實施過程中的問題。
2.1解決壓縮、傳輸、處理等問題，提高數(shù)據(jù)的準確性
對壓縮數(shù)據(jù)進行準確、有效的分析是解決壓縮數(shù)據(jù)問題的關(guān)鍵所在。此時需要使用FAST協(xié)議，以實現(xiàn)壓縮、傳輸以及處理等問題，該協(xié)議的主要功能就是對搜集到的相應數(shù)據(jù)、信息等進行處理、存儲以及傳輸?shù)?，從而能夠有效保證環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、穩(wěn)定性以及有效性；該協(xié)議還可以有效減少數(shù)據(jù)流中比較長的信息，通過傳輸編碼序列化的數(shù)據(jù)，對環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的壓縮數(shù)據(jù)進行傳輸，并且在傳輸?shù)倪^程中能夠提升數(shù)據(jù)壓縮的效率，提高信號的準確性等，能夠為環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的實施工作提供基礎(chǔ)。
2.2將有線監(jiān)測改為無線監(jiān)測，為環(huán)境監(jiān)測提供科學、有效的依據(jù)
隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展以及信息網(wǎng)絡化的不斷進步，在環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中逐漸開始引進以SMS以及CPRS等為基礎(chǔ)的無線通訊技術(shù)。雖然這些技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境監(jiān)測實施中的無線監(jiān)測，但是不能從根本上解決監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸問題，因此，需要在這兩中通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上再添加一種GIS的短信業(yè)務以及GPRS的環(huán)境系統(tǒng)方案，使其和SMS以及CPRS通訊技術(shù)相互結(jié)合在一起，實現(xiàn)對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行遠距離無線傳輸，并對數(shù)據(jù)進行處理，從而實現(xiàn)對污染源的分析與監(jiān)測，進而為環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測提供科學、有效的依據(jù)，保障環(huán)保局工作的順利開展。
2.3完善環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的遠程控制問題
網(wǎng)絡化的快速發(fā)展，使我國利用公共網(wǎng)絡完成遠程控制已經(jīng)成為一種現(xiàn)實。并且將公共網(wǎng)絡的通訊技術(shù)應用在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境監(jiān)測的遠程控制問題，還能夠降低環(huán)保局的投資成本、具有較高的可靠性，除此之外，還不需花費人力、物力、財力等對其進行維護，具有較高的可實施性，有效解決了環(huán)保局環(huán)境監(jiān)測的遠程問題以及數(shù)據(jù)傳輸問題。此外，為了能夠更好地環(huán)境監(jiān)測技術(shù)以及傳感器等方面的問題，還可以采用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)對環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)進行很好地管理，該系統(tǒng)的使用不再具有局限性，它主要是將溫度以及濕度等為基礎(chǔ)的數(shù)字傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)分布較分散、遠距離污染物的控制，進而為環(huán)保局對污染物的研究提供準確的數(shù)據(jù)。
3結(jié)語
環(huán)境監(jiān)測主要是對環(huán)境中各種物質(zhì)的含量、排放量進行檢測，然后對環(huán)境質(zhì)量變化進行跟蹤，對環(huán)境質(zhì)量水平、環(huán)境管理以及污染治理等方面工作進行保障。人們要想對環(huán)境水平進行掌握，就要進行環(huán)境檢測，同時也是開展環(huán)境工作的前提。在上個世紀五十年代，環(huán)境監(jiān)測主要是利用化學分析方法對污染物進行分析，但是，由于環(huán)境污染物含量低，在變化速度方面也非常快，因此，這個階段被稱為污染源監(jiān)測階段。從上個世紀六十年代開始，人們對環(huán)境污染的認識發(fā)生了很大的變化，認為環(huán)境污染不僅僅包括化學物質(zhì)污染，同時也包括噪聲污染，因此，在這個時期進行環(huán)境監(jiān)測，對環(huán)境背景指的監(jiān)測也在其中。環(huán)境監(jiān)測的范圍在不斷的擴大，而且應用的手段也在不斷的增加，這個階段被稱為環(huán)境監(jiān)測階段。在之后，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)得到了更好的發(fā)展，不斷的實現(xiàn)了自動化和數(shù)字化，很多的國家都建立了自動化監(jiān)測網(wǎng)絡，因此，環(huán)境監(jiān)測進入到了自動監(jiān)測階段。
2環(huán)境監(jiān)測對于環(huán)境保護的作用分析
2.1通過環(huán)境監(jiān)測可以準確的評價環(huán)境質(zhì)量在環(huán)境監(jiān)測工作開展過程中，可以利用物理、化學以及生物等多種手段來進行，同時，對生態(tài)環(huán)境進行監(jiān)測時，一定要保證連續(xù)進行，對監(jiān)測的要素以及對象要進行全面的反映，并且借助準確的數(shù)據(jù)資料實現(xiàn)全面的監(jiān)測，對環(huán)境質(zhì)量進行評判，這樣能夠更加有利于了解生態(tài)環(huán)境的實際狀況。
2.2環(huán)境監(jiān)測可以有效的遏制環(huán)境污染問題的發(fā)生發(fā)展環(huán)境監(jiān)測工作主要包括對大氣、水、土壤、生物以及固體廢棄物等進行跟蹤監(jiān)測，在整個過程中要保證監(jiān)測的長期性和穩(wěn)定性，因此，對監(jiān)測要進行必要的管理，避免出現(xiàn)各種污染問題。通過對環(huán)境監(jiān)測進行管理，避免出現(xiàn)誘發(fā)環(huán)境污染的問題，對已經(jīng)發(fā)生的環(huán)境污染問題也要進行動態(tài)、持續(xù)的跟蹤監(jiān)測，對環(huán)境污染治理工作的動態(tài)進行掌握，防止環(huán)境污染問題進一步擴大，這樣能夠起到有效遏制環(huán)境污染問題的再次出現(xiàn)。
2.3環(huán)境監(jiān)測工作可以為環(huán)境監(jiān)督執(zhí)法管理提供支持對污染物進行跟蹤監(jiān)測，能夠?qū)ξ廴疚锏膩碓催M行及時準確的掌握，同時，對可能造成的危害情況也要進行了解，因此，環(huán)境執(zhí)法管理部門要依照環(huán)境法律法規(guī)進行處理。環(huán)境污染事故的出現(xiàn)對人們的生活以及工作會產(chǎn)生很大的影響，而且，也會導致一些社會糾紛出現(xiàn)，對環(huán)境監(jiān)測的結(jié)果進行分析，能夠?qū)ξ廴驹匆约拔：M行分析，為糾紛的仲裁也能提供依據(jù)。
3數(shù)字環(huán)保的概述
數(shù)字環(huán)保主要是對數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)等手段進行利用，對環(huán)保數(shù)據(jù)的要求以及業(yè)務要求要進行深入的挖掘和整理，這樣能夠?qū)Νh(huán)保業(yè)務進行更好的整合，而且要對環(huán)保信息化水平、監(jiān)管執(zhí)法水平以及工作協(xié)同水平也要進行提高，這樣才能更好的保證環(huán)保工作的科學化、規(guī)范化以及公眾化。
4系統(tǒng)模塊實現(xiàn)與特點介紹
4.1數(shù)據(jù)標準規(guī)范化環(huán)境信息標準化體系的建立要保證系統(tǒng)的整體性，同時實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置以及合理布局。對環(huán)境保護部門的信息進行重視，建設(shè)應用標準以及信息安全標準，這樣能夠指導應用系統(tǒng)的建設(shè)，對環(huán)境監(jiān)測工作的順利進行非常有利。
4.2數(shù)據(jù)應用產(chǎn)品化數(shù)據(jù)應用產(chǎn)品化主要是要實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，將各個業(yè)務系統(tǒng)利用ETL技術(shù)進行數(shù)據(jù)對比、補錄和交換，這樣能夠利用中央數(shù)據(jù)形成數(shù)據(jù)初級產(chǎn)品，方便用戶的查詢。
4.3應急防范智能化系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)信息產(chǎn)品的支撐，針對某一具體的突發(fā)事件，通過建立完備的應急知識和應急案例數(shù)據(jù)庫，將應急處置常識按照突發(fā)事件發(fā)生演化的時空順序和特征進行依次分類存儲。運用智能化技術(shù)建立應急處置模型，智能分析突發(fā)事件發(fā)展的各個階段所應處置措施，形成高度智能化的突發(fā)事件應急處置應對系統(tǒng)。
5環(huán)境檢測技術(shù)和數(shù)字環(huán)保要良好結(jié)合
5.1創(chuàng)建綜合協(xié)調(diào)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)導小組要將環(huán)境監(jiān)測技術(shù)與“數(shù)字環(huán)?！庇行У亟Y(jié)合起來，首先，需要充分整合并創(chuàng)建一個綜合協(xié)調(diào)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)導小組，組織協(xié)調(diào)當前區(qū)縣級等相關(guān)部門現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測資源。包括農(nóng)林、衛(wèi)生、畜牧、環(huán)保等部門的專業(yè)設(shè)備、交通設(shè)施及技術(shù)人員等。將所有資源進行整合，并明確環(huán)境監(jiān)測分工，令小組人員之間相互密切配合。
5.2明確檢測目標依據(jù)當?shù)氐沫h(huán)境質(zhì)量狀況及經(jīng)濟發(fā)展水平，明確檢測目標，并制定出農(nóng)村地區(qū)環(huán)境監(jiān)測切實可行的方案，如確保供應開展環(huán)境監(jiān)測工作所需的財力、人力、物力等，組建一支能機動、快速地進行環(huán)境監(jiān)測的專業(yè)隊伍；重點選準一些與農(nóng)村群眾生活生產(chǎn)等密切相關(guān)如飲用水源酸堿礦化度、畜禽排放污水的COD等相關(guān)環(huán)境項目進行監(jiān)測。
5.3采樣監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測要保證采樣地點的合理，同時，對采樣的頻次以及采樣的方法都要進行分析，對樣品的處理化驗以及期限都要進行明確的規(guī)定，對監(jiān)測取樣的化驗分析以及結(jié)果的準確性都能進行保證。在監(jiān)測結(jié)果分析以后，還要作出相應的監(jiān)測分析報告。
5.4對環(huán)境監(jiān)測分析數(shù)據(jù)合理安排環(huán)境監(jiān)測分析報告在進行數(shù)據(jù)方面的渠道也要進行合理的安排，也要對出現(xiàn)的環(huán)境問題進行科學的指導，這樣能夠避免出現(xiàn)的環(huán)境問題給人們的生活帶來影響。
6結(jié)束語
2006年，原國家環(huán)?？偩忠裕ōh(huán)發(fā)[2006]114號）印發(fā)《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理規(guī)定》和《環(huán)境監(jiān)測人員持證上崗考核制度》，從制度上明確了各級環(huán)境保護行政主管部門、監(jiān)測機構(gòu)、質(zhì)量管理機構(gòu)或質(zhì)量管理人員的職責、工作內(nèi)容，環(huán)境監(jiān)測人員持證上崗考核制度、考核內(nèi)容及方法、合格證的管理等，保證監(jiān)測人員持證上崗，具有從事監(jiān)測和分析的工作能力及知識儲備。
1.1選擇正確的監(jiān)測分析方法監(jiān)測分析方法首先選擇國家頒布的標準分析方法，其次選擇國家環(huán)保部頒布的標準分析方法，對沒有標準分析方法的監(jiān)測項目，可采用《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》中推薦的方法。此外，還應考慮監(jiān)測對象的濃度水平和分析方法的檢出限。當實驗室不具備采用標準方法的條件，或采用標準方法不能獲得合格的測定數(shù)據(jù)時，必須對選用非標準的方法進行驗證和對比試驗，并報省級以上環(huán)境監(jiān)測部門審核、批準。我國目前常見大氣監(jiān)測指標有二氧化硫、總懸浮顆粒物TSP、可吸入顆粒物PM10、氮氧化物等。環(huán)境空氣中二氧化硫、氮氧化物常以有動力采樣法-溶液吸收法采樣，后以分光光度計測定樣品特征波長時的吸光度，以吸光度與濃度的關(guān)系得出樣品中待測物質(zhì)的含量。TSP、PM10通常使用濾料阻留法進行測定，按照某速度對大氣抽取，將懸浮顆粒物TSP留于稱重濾膜表面，對應用前后的TSP重量進行計算，并根據(jù)采樣器流量與時間計算抽取空氣體積，以得出TSP、PM10濃度。固定污染源排氣中二氧化硫、氮氧化物常以定電位電解法進行監(jiān)測，煙氣中待測物質(zhì)擴散通過傳感器滲透膜，在電極上發(fā)生氧化或還原反應，產(chǎn)生擴散電流的大小與待測物濃度成比例關(guān)系，得出待測物質(zhì)濃度。
1.2采樣前準備經(jīng)檢定（強檢）或自行檢定（非強檢）的儀器需定期校驗和維護，形成校驗與維護記錄。現(xiàn)場采樣前對微壓計、皮托管、煙氣采樣系統(tǒng)、吸收瓶進行氣密性檢查，對煙氣測定儀、測氧儀、自動煙塵采樣儀和含濕量測定裝置的溫度計、電子壓差計、流量計進行定期校準?！豆潭ㄎ廴驹幢O(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范》（試行）（HJ/T373-2007）要求定電位電解法煙氣（SO2、NOx、CO）測定儀應在每次使用前校準。采用儀器量程20%~30%、50%~60%、80%~90%處濃度或與待測物相近濃度的標準氣體校準?！豆潭ㄔ磸U氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T397-2007）要求定電位電解法煙氣（SO2、NOx、CO）測定儀，應根據(jù)儀器使用頻率，每3個月至半年校準一次。在使用頻率較高的情況下，應增加校準次數(shù)。用儀器量程中點值附近濃度的標準氣校準。對排氣溫度測量儀表、斜管微壓計、空盒大氣壓力計、真空壓力表、轉(zhuǎn)子流量計、干式累計流量計、采樣管加熱溫度、分析天平、采樣嘴、皮托管系數(shù)至少半年自行校正一次。檢查空白濾筒有無裂紋、孔隙或破損，采樣嘴是否變形或損壞，乳膠管有無老化等。
1.3樣品的采集與運輸貯存采樣點的布設(shè)盡量均勻且具代表性，采樣時段能較好地反映高、低及一般污染濃度水平；監(jiān)測前用與待測物相近濃度的標準氣體對儀器進行校準，盡可能減少流量誤差對采樣體積的影響；嚴格控制采樣時間及采樣時的溫度；在對大氣環(huán)境充分了解的基礎(chǔ)上確定監(jiān)測頻率和監(jiān)測項目；明確采樣人員、接送樣品、分析人員在樣品傳遞過程中的義務和責任，有效確保樣品的完整交接，并做好平行樣品、空白樣品的采集和記錄工作。SO2甲醛吸收法采樣溫度需控制在23℃~29℃，四氯汞鹽吸收法采樣溫度需控制在10℃~16℃，溫度偏高或偏低，都將影響采樣吸收效率。在樣品采集、運輸和存放過程中應避免陽光直接照射，如果樣品不能當天分析，應在4℃~5℃下保存，但存放時間不得超過7d。
1.4實驗室分析與數(shù)據(jù)處理實驗室質(zhì)量控制可分成實驗室內(nèi)部與實驗過程的質(zhì)量控制，內(nèi)部控制對于環(huán)境監(jiān)測來說是非常重要的，直接關(guān)系著樣品監(jiān)測分析以及數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，經(jīng)過特異質(zhì)量控制圖與其他方式分析應用，對監(jiān)測質(zhì)量進行控制。在實驗室過程質(zhì)量的控制中，需要做好基礎(chǔ)工作，保證實驗室安靜清潔，全部儀器要檢測校驗，高精度的儀器室，應對全部設(shè)備實施定期校驗及維護，保證儀器設(shè)備正常運行，對于監(jiān)測人員來說，專業(yè)理論技術(shù)要掌握，持證上崗，非專業(yè)人員不得實施監(jiān)測工作，保證監(jiān)測人員的工作質(zhì)量，確保實驗數(shù)據(jù)有效真實。要保證監(jiān)測數(shù)據(jù)能真實反映實際狀況，就要重視數(shù)據(jù)處理質(zhì)量的管理方法，可制定數(shù)據(jù)質(zhì)量的管理責任制，并貫徹執(zhí)行。數(shù)據(jù)處理質(zhì)量涉及實驗數(shù)據(jù)分析管理與報告審核程序的規(guī)范，當監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄與刪改時，應依照相關(guān)規(guī)定，經(jīng)相關(guān)人員進行復核，并由負責人簽字，一旦發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，應組織人員查證分析，及時糾正。
2大氣環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理存在的問題及展望
1．1項目規(guī)模增長迅速
隨著中國工業(yè)化、城市化進程的快速發(fā)展，同時伴隨著環(huán)境污染事故頻發(fā)。在嚴峻的環(huán)境形勢下，掌握環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，預警污染發(fā)生的可能，通過各種技術(shù)手段提供政府部門管理決策所需的監(jiān)測數(shù)據(jù)，是環(huán)境監(jiān)測的第一要務。目前環(huán)境污染因子正向著復合型發(fā)展，成分復雜［3］。為了弄清污染來源，提升環(huán)境監(jiān)測基礎(chǔ)能力，在國家、省級和地方政府財政的支持下，全國各級環(huán)境監(jiān)測部門實施了各類能力建設(shè)項目，通過引進大量先進的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備和技術(shù)，大力提升監(jiān)測分析水平。以江蘇省為例，2008年至今重大能力建設(shè)項目投資額超過10億元。項目內(nèi)容涉及水質(zhì)、大氣、噪聲、土壤、底泥等各方面，從現(xiàn)場采樣、實驗室分析至自動監(jiān)測、應急監(jiān)測，項目種類繁多，數(shù)量眾多;資金來源復雜，包含中央財政資金、省級財政資金、地方配套資金等;地域跨越大，涉及省內(nèi)縣市多?？傊?，隨著環(huán)境監(jiān)測事業(yè)的高速發(fā)展，能力建設(shè)項目規(guī)模也迅速增長，實施任務日益繁重。
1．2項目管理模式相對落后
通過各類能力建設(shè)項目的實施，大幅提升了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)實驗室分析、自動監(jiān)測、遙感監(jiān)測等方面的裝備能力，推動了從單一的手工監(jiān)測到實驗室分析、自動監(jiān)測等多種技術(shù)手段相結(jié)合的監(jiān)測方式轉(zhuǎn)變。能力建設(shè)項目的實施是一個瑣碎且龐雜的系統(tǒng)工程，通常分為立項批復—資金到位—組織采購—合同審核簽訂—驗收付款等多個環(huán)節(jié)。但目前項目的實施管理模式相對落后，各類文件材料的登記、審核等流程多以手工方式為主，一方面耗費人力時間，另一方面由于管理人員的匱乏，導致項目管理方式較為粗放，無法詳細記錄實施過程并及時跟蹤項目實施情況，且一旦出現(xiàn)管理人員崗位變更，項目延續(xù)性管理便得不到保障。
1．3項目監(jiān)督需求迫在眉睫
環(huán)境監(jiān)測能力建設(shè)項目屬于基本建設(shè)項目，由各級政府發(fā)展改革部門或主管部門審批立項，資金來源通常為各級政府財政資金。根據(jù)2011年國家審計署頒布實施的《政府投資項目審計規(guī)定》，各級政府及其發(fā)展改革部門審批的政府重點投資項目，應當作為政府投資的審計重點。近幾年，政府投資審計越來越全面，從過去的資金投入支出轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y金、實施程序、績效產(chǎn)出等全方位深入審計，這對如何科學規(guī)范化管理項目提出了更高的要求。同時，由于能力建設(shè)項目往往涉及資金量大，政府采購公開招標數(shù)量多，整個實施過程必須公平公正透明，做到實施全過程的監(jiān)督。這是廉政建設(shè)的需要，更是做好項目管理工作的前提。在這樣的背景下，粗放的項目管理模式必須改變。
2項目管理思路與實現(xiàn)
2．1轉(zhuǎn)變項目管理模式，明確職責分工
隨著環(huán)境監(jiān)測能力建設(shè)項目規(guī)?？焖僭鲩L，項目管理要求逐步向精細化轉(zhuǎn)變。在項目實施前必須對項目進行全面了解，充分認識項目的性質(zhì)、內(nèi)容，可能產(chǎn)生的效益、資金分配、涉及哪些相關(guān)地區(qū)，為項目實施做好充分準備，同時分解項目建設(shè)任務，明確項目實施涉及單位或部門的職責分工。以某水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)項目為例，項目管理部門牽頭組織項目實施，主要職責為項目整體推進、跟蹤與調(diào)度，辦理項目實施過程中的政府采購委托手續(xù)，項目備案等;業(yè)務部門負責實施中的技術(shù)把關(guān)，如自動監(jiān)測站點的選址、儀器設(shè)備技術(shù)參數(shù)的確定、儀器設(shè)備的到貨安裝驗收、試運行期滿后的驗收以及固定資產(chǎn)登記等［4］;財務部門負責審核項目管理部門經(jīng)辦人員遞交的合同、驗收等材料相符后支付合同款項和項目相關(guān)管理等費用的支出，并同時做好項目款項專款專用，合理分配。
2．2強化信息支撐手段，實現(xiàn)自動化管理
在充分了解能力建設(shè)項目性質(zhì)、內(nèi)容、資金、社會效益等建設(shè)背景下，可借助現(xiàn)代化信息技術(shù)，通過優(yōu)化項目業(yè)務流程，設(shè)計建立信息化項目管理系統(tǒng)，實現(xiàn)項目的科學化、自動化管理［5］。2．2．1實現(xiàn)項目基礎(chǔ)信息管理建立項目基本概況、儀器設(shè)備資料、采購廠商等基礎(chǔ)信息庫?；靖艣r包括項目立項信息、建設(shè)內(nèi)容、資金預算和來源，實施單位、使用單位與部門等內(nèi)容;儀器設(shè)備和采購廠商信息庫根據(jù)最終合同簽訂的儀器設(shè)備型號、采購價格收集匯總，為將來申請新項目提供參考依據(jù)。2．2．2實現(xiàn)項目進度實時跟蹤對照項目的批復方案，實現(xiàn)項目已實施內(nèi)容和批復內(nèi)容的縱向或橫向?qū)崟r比較，包括使用資金是否在預算范圍內(nèi)，建設(shè)任務完成情況，單筆合同執(zhí)行進度等，有利于規(guī)范和掌握項目實施情況。2．2．3實現(xiàn)項目資金記錄管理項目資金的使用貫穿整個項目實施過程，通過系統(tǒng)流轉(zhuǎn)，從項目資金預算、實際到位資金、資金來源、支付情況、入固定資產(chǎn)情況等方面，按照職責分工分別由項目管理人員、財務人員、業(yè)務技術(shù)人員共同協(xié)作登記詳細情況，使項目資金的使用留下重要記錄，互相合作的同時又互相監(jiān)督，達到規(guī)范科學使用項目資金的目的。2．2．4實現(xiàn)項目信息快速查詢經(jīng)過授權(quán)的用戶可以通過系統(tǒng)及時了解項目的有關(guān)信息。同時，項目信息查詢系統(tǒng)可以解決項目管理人員崗位變動帶來的問題，幫助新項目管理人員縮短對項目了解的時間，快速熟悉項目操作業(yè)務流程，最大程度減少由于工作交接帶來的各類問題。
2．3引入監(jiān)督機制，完善制度建設(shè)
近幾年因招投標出現(xiàn)的腐敗貪污案例逐年上升，缺乏有效的監(jiān)督管理制度是重要原因之一。為此，針對重大能力建設(shè)項目的管理，必須引入行之有效的監(jiān)督機制，保證項目實施的規(guī)范性。首先要完善制度建設(shè)。確立重大能力建設(shè)項目管理制度，明確立項報批、項目組織實施、項目資金管理、項目驗收、績效評估等環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容，建立逐級審批流程，分權(quán)協(xié)作，避免權(quán)力集中。應根據(jù)國家和各地政府采購規(guī)定制定相關(guān)項目招投標管理制度，細化項目采購細節(jié)，分解職責，杜絕項目實施過程中可能出現(xiàn)的各類不規(guī)范、不公平行為。其次要引入第三方監(jiān)督機制。參照基本建設(shè)項目管理規(guī)定，在能力建設(shè)項目實施中可引入項目監(jiān)理和跟蹤審計單位作為第三方監(jiān)督。項目監(jiān)理主要負責監(jiān)督項目建設(shè)或施工單位的工作，核算項目資金、監(jiān)督項目建設(shè)進度，把控項目建設(shè)質(zhì)量。跟蹤審計單位重點在于將事后審計變?yōu)檫^程性跟蹤審計，保障項目整個實施過程均符合各項法律法規(guī)的要求。第三方監(jiān)督機構(gòu)不僅能夠促進項目招投標采購、預算執(zhí)行等環(huán)節(jié)的規(guī)范化、科學化，同時借助其專業(yè)性，有利于進一步提升項目管理水平。
2．4培養(yǎng)項目管理人才，提高項目管理水平
重大能力建設(shè)項目實施過程涉及基本建設(shè)管理、政府采購、招投標、財務和合同管理等多方面法律法規(guī)和業(yè)務知識，對項目管理人才要求較高。必須加大項目管理人才的培養(yǎng)力度，提高項目管理人員的積極性，才能提升項目管理水平。
3結(jié)語
GIS的全稱是地理信息系統(tǒng)，它綜合了多門科學，如計算機科學、地理學、測繪遙感學、環(huán)境科學等，將地理空間數(shù)據(jù)庫給應用過來，通過配置計算機硬件和軟件，在計算機中存儲地理空間模型，將多種地理信息給及時提供出來，并且還具有其他的一些功能，如地理研究、地理決策等，實踐研究表明，本種系統(tǒng)具有較強的空間分析能力、較為廣泛的數(shù)據(jù)來源等，可以有效采集、管理和分析空間相關(guān)數(shù)據(jù)。因為地理因素會緊密聯(lián)系著環(huán)境問題，地理特征較為明顯，那么將GIS技術(shù)給應用過來，可以對基于環(huán)境問題的大量復雜空間信息進行有效處理。因此，在環(huán)境監(jiān)測和管理中，也開始越來越多的應用GIS技術(shù)，以便更好的開展環(huán)境管理工作。
2我國環(huán)境監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀
在環(huán)保工作中，非常重要的一個方面就是環(huán)境監(jiān)測，監(jiān)測對象包括諸多方面，如環(huán)境大氣、水質(zhì)、土壤、固體廢物等。從上個世紀六十年代，發(fā)達國家開始對GIS技術(shù)大力研究和開發(fā)；在上個世紀七十年代，工業(yè)發(fā)達國家開始將各種環(huán)境信息系統(tǒng)構(gòu)建于環(huán)境監(jiān)測、規(guī)劃決策、環(huán)境預測和評價等諸多個領(lǐng)域。我國在八十年代，開始大力發(fā)展GIS技術(shù)，在不斷努力下，已經(jīng)對研究性的資源與環(huán)境管理信息系統(tǒng)進行了構(gòu)建。在這些全國性的信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，也開始將城市信息系統(tǒng)構(gòu)建于大中城市。
3GIS在我國環(huán)境監(jiān)測中的應用
一是GIS在環(huán)境監(jiān)測中應用的主要方面：因為GIS本身的技術(shù)優(yōu)勢，環(huán)境監(jiān)測本身的需求，開始在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中應用GIS技術(shù)。GIS在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中可以發(fā)揮重大作用，主要是因為其具有諸多的功能，如空間數(shù)據(jù)庫、制圖表達能力以及綜合分析功能等；具體來講，主要應用在這些方面：首先是環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理分析，通過環(huán)境監(jiān)測，主要是將環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢給準確及時的反映出來，以便更好的開展環(huán)境管理、污染源控制以及環(huán)境規(guī)劃等工作。GIS系統(tǒng)，可以有效的采集、存儲和管理分析整個或者部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)，可視化表達也可以得到實現(xiàn)，可以有效加工處理已有空間和屬性信息，以便將正確的結(jié)論給得出來。其次是環(huán)境數(shù)值預報模型，在環(huán)境監(jiān)測方面，大部分數(shù)值預報模型都是空間模型，因為受到了多因子的綜合作用，就增加了環(huán)境要素空間變異的數(shù)值分析難度。GIS模型則可以將每一個變量的空間插值分析給提供出來，借助于樣點數(shù)值，來對整個區(qū)域環(huán)境變量的數(shù)值分布進行預測。再次是環(huán)境監(jiān)測信息管理，本系統(tǒng)被簡稱為EMMIS，借助于本系統(tǒng)，可以將環(huán)境監(jiān)測、管理以及各種決策工作給科學開展下去。通過應用GIS技術(shù)，在較大程度上對EMMIS監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的處理和收集方式進行了完善，環(huán)境管理效率也得到了顯著提高。然后是環(huán)境地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建，在日常工作中，環(huán)保部門需要對較多較為復雜的環(huán)境信息進行采集和處理，超過百分之八十的環(huán)境信息都直接相關(guān)于空間位置，借助于GIS技術(shù)，可以對各種環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫進行構(gòu)建，GIS結(jié)合了地理位置和環(huán)境信息，綜合分析，以便有效輸入、查詢和分析、輸出空間數(shù)據(jù)，管理的可視化也得到了實現(xiàn)。二是GIS在環(huán)境監(jiān)測應用中的主要領(lǐng)域：首先是GIS在森林草場環(huán)境監(jiān)測中的應用，我國如今在監(jiān)測森林等生態(tài)環(huán)境中，已經(jīng)開始應用GIS技術(shù)，在2000年，有專家開展了四川省閩江中上游生態(tài)環(huán)境遙感綜合調(diào)查與評價的課題，本課題將諸多的現(xiàn)代科學技術(shù)給應用過來，其中非常重要的一種手段就是GIS技術(shù)，在較短時期內(nèi)，將本區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀以及變化趨勢給查明了出來，對于過去傳統(tǒng)調(diào)查監(jiān)測方法的缺陷進行了克服，如需要較大的資金開支、沒有較高的解譯精度等，可以促使生態(tài)環(huán)境監(jiān)測評價工作給更加順利的開展起來。其次是GIS在水源濕地環(huán)境監(jiān)測中的應用，具體來講，濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測包括諸多的對象，如大氣環(huán)境、生物、土壤、水體等，可以促使?jié)竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)管理工作更好的開展。在科學管理濕地生態(tài)系統(tǒng)的過程中，GIS濕地生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與管理信息系統(tǒng)可以發(fā)揮重大的作用，如遙感分類濕地、遙感估測濕地植被生物量以及評價濕地等。然后是GIS在海洋環(huán)境監(jiān)測中的應用，本文以某示范區(qū)為例，借助于相關(guān)的技術(shù)，將海灣陸源污染物總量控制信息系統(tǒng)構(gòu)建于GIS軟件平臺中。借助于本系統(tǒng)，我們可以有效監(jiān)測和分析海灣沿岸各類工業(yè)及生活污染物排放情況等，還可以管理各類海洋環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建底質(zhì)狀況評價模型等，促使海洋環(huán)境評價工作的可視化得到實現(xiàn)，集成了海灣水動力模型、污染物漂移擴散模型以及地理信息系統(tǒng)等，并且在地理信息系統(tǒng)中同化了結(jié)果，以便有機結(jié)合其他信息，從而對海洋資源受到污染擴散的影響進行分析?？傊?，本系統(tǒng)的應用，可以更加有效的開展海洋環(huán)境保護工作。最后是GIS在城市環(huán)境監(jiān)測中的應用，在經(jīng)濟建設(shè)飛速發(fā)展的過程中，在一些對空間數(shù)據(jù)分析查詢有著較高要求的領(lǐng)域內(nèi)，也開始廣泛應用GIS技術(shù)，如城市規(guī)劃管理、城市環(huán)境監(jiān)測等，實踐表明，經(jīng)濟效益和社會效益較為顯著。我們以水資源環(huán)境監(jiān)測為例，在工業(yè)發(fā)展過程中，在較大程度上污染到了水資源，那么就需要大力監(jiān)測和管理水資源。在水資源數(shù)據(jù)的監(jiān)測管理中，應用GIS技術(shù)，主要是管理分析水質(zhì)數(shù)據(jù)、供水部門數(shù)據(jù)以及遙感數(shù)據(jù)等。上海市在上個世紀八十年代就開始應用GIS技術(shù)，對黃浦江流域水環(huán)境地理信息系統(tǒng)進行了構(gòu)建，動態(tài)監(jiān)測顯示功能是系統(tǒng)具備的，可以快速預測分析和預報水質(zhì)。
4結(jié)語
環(huán)境監(jiān)測是一個系統(tǒng)的過程，中間若有一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，其監(jiān)測結(jié)果是不符合實際的一個數(shù)據(jù)?，F(xiàn)行環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理大多放在實驗室內(nèi)部環(huán)節(jié)，良好的環(huán)境條件、相對穩(wěn)定的儀器設(shè)備、規(guī)范的操作規(guī)程，同時可以通過科學、有效的質(zhì)量控制手段取得準確的分析數(shù)據(jù)，但對現(xiàn)場采樣測試階段的質(zhì)量管理重視程度和研究深度不夠，缺乏有效、系統(tǒng)的管理和控制，特別是在工作繁忙的情況下，現(xiàn)場質(zhì)量管理沒體現(xiàn)其相應的獨立性和監(jiān)督性。大多數(shù)單位都認為采樣是環(huán)境監(jiān)測中最簡單、最容易的工作，但采樣誤差往往是最大而且是最重要的誤差，因此完善和發(fā)展環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理體系是非常有必要的。
2加強現(xiàn)場采樣質(zhì)量管理控制建議
環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)場采樣過程流動性大、條件復雜、時間跨度長、任務要求緊、偶然因素多，對嚴格執(zhí)行監(jiān)測技術(shù)規(guī)范有難度，所以要獲得科學準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息，現(xiàn)場采樣測試階段規(guī)范化的質(zhì)量管理顯得十分重要。本文從提高現(xiàn)場采樣員素質(zhì)，完善現(xiàn)場采樣質(zhì)量管理制度、現(xiàn)場采樣儀器與設(shè)備管理和樣品保存運輸?shù)确矫嫣岢鼍唧w措施和建議。
2.1提高現(xiàn)場采樣員素質(zhì)
環(huán)境監(jiān)測采樣人員操作技能的高低、責任心的強弱、工作態(tài)度的好壞將會主觀地導致監(jiān)測結(jié)果的準確性。要保證環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量體系有效施行，就要對現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測工作人員加強管理培訓，提高監(jiān)測人員綜合業(yè)務素質(zhì)。定期組織現(xiàn)場采樣測試業(yè)務培訓和交流，邀請現(xiàn)場采樣測試經(jīng)驗豐富的同志授課或邀請現(xiàn)場測試儀器廠家技術(shù)人員上門培訓，提高現(xiàn)場采樣測試人員的業(yè)務技能。定期進行監(jiān)測人員的職業(yè)道德教育，提高現(xiàn)場采樣測試人員的工作責任心，通過組織持證上崗理論考試和實際操作考核，組織技術(shù)比武等形式和途徑提高現(xiàn)場采樣測試人員的整體業(yè)務素質(zhì)。
2.2現(xiàn)場采樣質(zhì)量管理制度
建立完整的現(xiàn)場采樣質(zhì)量管理體系，健全各項規(guī)章制度。每次環(huán)境監(jiān)測任務確定一名現(xiàn)場負責人，制定詳細現(xiàn)場監(jiān)測采樣計劃并組織實施?，F(xiàn)場監(jiān)測項目負責人組織相關(guān)人員熟悉掌握監(jiān)測任務書，明確現(xiàn)場采樣測試階段的總體工作內(nèi)容，列出項目所涉及的采樣容器、測試儀器、設(shè)備、吸收液、濾膜、濾筒、固定劑和顯色劑等清單。現(xiàn)場監(jiān)測人員要依照規(guī)范進行操作，認真做好采樣記錄，妥善保管好樣品，并附現(xiàn)場監(jiān)測點位圖或流程圖，保證溯源性。
2.3加強現(xiàn)場采樣儀器與設(shè)備管理
現(xiàn)場采樣涉及到的儀器與設(shè)備種類和臺數(shù)較多，易產(chǎn)生混亂，每臺監(jiān)測用儀器與設(shè)備均應設(shè)立檔案，粘貼唯一性標識?，F(xiàn)場采樣人員要制定現(xiàn)場采樣儀器日常維護、保養(yǎng)、校準操作規(guī)程，科學使用、維護、保養(yǎng)儀器?，F(xiàn)場采樣儀器每次用完應及時整理、維護，特別是監(jiān)測廢氣的儀器采樣結(jié)束后在現(xiàn)場就須空抽，用空氣清洗管道、氣路、傳感器，避免高濃度氣體殘留在管道、氣路、傳感器中，影響下次監(jiān)測數(shù)據(jù)，也避免高濃度氣體腐蝕儀器零部件。現(xiàn)場采樣人員應熟悉儀器構(gòu)造，具備小故障的排除能力，及時排除現(xiàn)場儀器故障，不能排除的應及時在儀器箱體上貼標簽并注明故障情況，聯(lián)系儀器廠家盡快維修、保養(yǎng)，并認真填寫維修記錄，確保所有儀器均處于良好運行狀態(tài)。
2.4采樣的質(zhì)量控制
現(xiàn)場負責人經(jīng)現(xiàn)場踏勘，審查采樣點的設(shè)置和采樣時段選擇的合理性和代表性，按環(huán)境要素分別制定詳實的采樣技術(shù)細則，樣品和交換與管理制度?，F(xiàn)場采樣人員應正確操作與校準儀器，查看儀器運轉(zhuǎn)是否正常、吸附劑是否有效、數(shù)量是否符合要求、采樣器放置的位置和高度是否符合采樣要求、是否避開污染源的影響。在采集樣品的同進，采樣人員應認真做好采樣記錄，并妥善保管好樣品。
2.5樣品運輸和保存中的質(zhì)量控制
在環(huán)境采樣時，不同項目樣品選擇不同的保存條件，樣品久放會受生物因素、化學因素和物理因素影響導致最終監(jiān)測結(jié)果的失真。采樣前或采樣后運輸過程中采樣管不可傾倒，采樣管之間應用軟體物隔離，以防吸收劑溢流；濾膜應完整地封存在專用的潔凈袋子里，使用時用不銹鋼鑷子取放，避免濾膜在進入采樣器前被污染。液體樣品采集后根據(jù)不同項目及時添加固定劑，對需要冷藏或避光保存的樣品從采集、保存到運輸應及時冷藏或貯存于暗處。樣品采集結(jié)束后及時貼好標簽，填寫好采樣記錄單。樣品采集后應立即送回實驗室，如樣品不能及時進行分析測試，樣品應貯存在溫度低于4℃冰箱里。
3結(jié)語
1多參數(shù)腐蝕環(huán)境的傳感方法研究
飛機結(jié)構(gòu)腐蝕的成因是多方面的，溫濕度是最關(guān)鍵的因素，其他如結(jié)構(gòu)表面的濕潤狀況、氯化物的污染也是航空金屬腐蝕的重要原因。鹽霧是一種常見的飛機腐蝕成因，在鹽霧這種氯離子濃度較高的場合，氯化物會沉降在飛機外表面或隨冷凝水滯留在內(nèi)部，易形成電解質(zhì)溶液而加速結(jié)構(gòu)腐蝕［8—9］。因此，選取溫度、相對濕度、濕潤時間和氯離子濃度等4個參數(shù)對其進行長期監(jiān)測，分別依靠溫濕度傳感器、濕潤時間傳感器和電化學傳感器來完成。其中溫濕度傳感器已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，可以直接選擇商用傳感器，而后兩種傳感器并沒有符合應用要求的在售。因此文中對相對應的濕潤時間傳感器與電化學傳感器的研發(fā)進行了探討。
1．1溫濕度的測量
文中選擇了Sensirion公司生產(chǎn)的SHT15貼片封裝的溫濕度一體化傳感器，如圖1a所示。該傳感器將傳感元件和信號處理電路集成在一塊微型電路板上，輸出完全標定的數(shù)字信號，使用方便。SHT15溫濕度傳感器有著較高的測量精度和分辨率，測溫范圍為－40～123．8℃，相對濕度為0～100%，能滿足飛機環(huán)境監(jiān)測的需求。除此之外，該傳感器體積小、功耗低，測量狀態(tài)時的功耗僅為3mW，這些都為機載應用提供了便利條件。
1．2氯離子濃度的測量
目前常見的氯離子測定方法有摩爾法、分光光度法、濁度法、離子色譜法等，但是這些測定儀器在質(zhì)量、功耗、操作方法等方面不能滿足飛機安裝測試的要求。因此文中研制了電化學傳感器來監(jiān)測氯離子濃度。文中設(shè)計的電化學傳感器為雙電極柵狀結(jié)構(gòu)，當傳感器暴露在潮濕的大氣中或處于有積水的地方，其表面會凝結(jié)一層水膜。這層水膜溶解了鹽類和其他雜質(zhì)，形成了一定氯離子濃度的電解質(zhì)溶液，給電化學腐蝕提供了條件。該傳感器的測量原理類似于線性極化技術(shù):首先等待電極的自腐蝕電位穩(wěn)定，電極反應處于平衡狀態(tài);之后對電極外加微小電壓進行極化，則正向和逆向的反應速度不相等，電流隨之發(fā)生變化。工作時對傳感器的電極施加微小電壓，實時監(jiān)測輸出電流。這種方法本用來測算金屬的腐蝕速率，但得到的數(shù)據(jù)也與腐蝕環(huán)境的相關(guān)參數(shù)有關(guān)聯(lián)［10—11］。由于氯離子對電化學腐蝕有推動作用，文中利用制成的傳感器去監(jiān)測溶液中氯離子的濃度。發(fā)現(xiàn)氯離子濃度越高，輸出電流就會越大，通過監(jiān)測電流的變化即可獲取氯離子濃度的變化情況。傳統(tǒng)的線性極化測量裝置都是三電極系統(tǒng)，由工作電極、參比電極和輔助電極組成。其中工作電極和參比電極的電極過程是一樣的，它們的腐蝕電位相近，加之極化時間很短，因此可以采用相同的材質(zhì)制成這兩個電極;輔助電極僅供極化時完成通電回路使用，也可采用同樣的材質(zhì)制成［12］。在設(shè)計中，傳感器采用一寬一窄兩電極代替了常見的三電極，選取較寬的電極同時充當參比電極和輔助電極，較窄的電極作為工作電極。這樣的結(jié)構(gòu)便于制作，且易小型化，能實現(xiàn)對被測量對象變化趨勢的監(jiān)測［10，13—14］。文中關(guān)注的飛機蒙皮等通常采用LY12硬鋁材料，為了更好地呈現(xiàn)飛機的腐蝕狀況，傳感器的電極采用與其相同的材料。在非金屬支撐材料方面，為了保證其可靠、輕質(zhì)，同時具備耐腐蝕的特性，選擇環(huán)氧樹脂板作為傳感器的底板。根據(jù)WilsonA等的研究［13］，傳感器雙電極之間的間距越小，傳感器的靈敏度就越高。傳統(tǒng)工藝如銑削和激光切割等，制作時只能達到幾百微米的精度，因此在設(shè)計中選擇了正膠Lift-Off工藝制作該柵狀傳感器。通過真空蒸鍍在環(huán)氧樹脂襯底上牢固地鍍一層硬鋁的薄膜，由事先加工好的掩膜板結(jié)合光刻技術(shù)將柵狀電極的圖案刻在薄膜上。制成的兩個電極一個寬450μm，另一個寬150μm，電極之間間距只有20μm。制成的傳感器靈敏度高、尺寸小(20mm×9．3mm)，材質(zhì)與被監(jiān)測對象相同，適合應用要求。傳感器實物如圖1b所示。
1．3濕潤時間的測量
腐蝕環(huán)境研究中的濕潤時間(TimeOfWetness，TOW)是指金屬暴露在空氣中表面持續(xù)濕潤的時間，是導致金屬在大氣中發(fā)生腐蝕的一個重要因素。當前對于濕潤時間的測量大多是通過綜合氣象站提供的氣象數(shù)據(jù)(相對濕度、降雨量等)統(tǒng)計得到的［15—16］，而實際航空金屬表面的濕潤狀態(tài)成因復雜，需要設(shè)計專門的傳感器進行測量。常用的濕潤時間傳感器是基于電偶腐蝕的原理，傳感器表面濕潤時，異金屬電極浸沒在電解質(zhì)溶液中，伽伐尼電池被激活，輸出一定的電壓。該傳感器經(jīng)過Sereda［17］，Tomashov［18］等人的不斷發(fā)展，已在大氣腐蝕監(jiān)測中較為常用。該類傳感器存在著電極材料易消耗，使用壽命不長，且電偶腐蝕會改變?nèi)芤撼煞侄绊憸y量結(jié)果的缺點。綜合考慮到機載使用的需求，文中基于電阻式的原理設(shè)計制作了一種小尺寸的濕潤時間傳感器。電阻式濕潤時間傳感器的主體部分為同種金屬制成的交叉指狀電極，如圖1c所示。當空氣干燥時，電極之間相互絕緣，傳感器的輸出電阻無窮大;若空氣濕度增大至表面凝結(jié)液滴，或有降雨、降雪、結(jié)露等現(xiàn)象發(fā)生，電極將被短路，輸出電阻大大降低。使用前設(shè)置一個臨界電阻值，當輸出電阻低于這一界限則認為表面已經(jīng)濕潤，連續(xù)監(jiān)測輸出數(shù)據(jù)即可記錄下傳感器表面的濕潤時間。該傳感器的敏感元件為相同材質(zhì)的雙電極，以往的制作方法是將材料加工成絲狀，平行纏繞在絕緣體上，構(gòu)成檢測極。這種方法制作復雜，復現(xiàn)性不好，且對于電極寬度和電極間距的大小都難以精確控制。文中使用標準PCB制造技術(shù)，按照事先設(shè)計繪制好的圖形，在覆銅基板上蝕刻出2個等寬的300μm的銅電極，使電極呈交叉指狀分布，相互絕緣且相互穿插。該傳感器的工作原理決定了電極間距越小，靈敏度越高，所以應用中的電極間距為PCB技術(shù)最精細的80μm，即使表面上附著的微小液滴也能被感知到。此外，該傳感器需要長期暴露在外部環(huán)境中，而銅電極在空氣中會很快被腐蝕損壞，因此在電極上再覆蓋一層金進行保護。濕潤時間傳感器的整體尺寸為22mm×20mm，體積小、壽命長、制作成本低，且電阻式的原理決定了其測量電路也較簡單，很適合機載使用。
2多參數(shù)飛機腐蝕環(huán)境監(jiān)測節(jié)點的設(shè)計與實現(xiàn)
2．1多參數(shù)飛機腐蝕環(huán)境監(jiān)測節(jié)點的構(gòu)架
考慮機載監(jiān)測的特點，為實現(xiàn)輕量化和小型化，研制了用于多腐蝕環(huán)境參數(shù)監(jiān)測的小型化監(jiān)測節(jié)點。飛機PHM系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)腐蝕環(huán)境的監(jiān)測是個長期的過程，因此節(jié)點需要能夠獨立、長時間的工作。節(jié)點設(shè)計時主要考慮了小尺寸、低功耗、獨立的電源供給、數(shù)據(jù)處理與本地存儲能力、用戶應答下載等要求。節(jié)點的整體構(gòu)架設(shè)計如圖2所示，分為測量模塊與主控模塊等2部分。其中主控模塊以TI公司超低功耗的16位混合信號處理器MSP430F169為核心，片內(nèi)集成有多個DAC，ADC和串口通訊模塊，資源豐富，符合設(shè)計需求。通過該芯片可實現(xiàn)對傳感測量、數(shù)據(jù)采集與處理、存儲等的控制。測量模塊則包括了傳感器及其測量電路。圖2監(jiān)測節(jié)點構(gòu)架Fig．
2．2硬件設(shè)計與實現(xiàn)
按照基本構(gòu)架對節(jié)點的硬件按模塊進行設(shè)計，制成的實物如圖3所示。對環(huán)境的監(jiān)測需要傳感器與被測環(huán)境直接接觸，為此，節(jié)點設(shè)計為上下2層。上層是測量模塊，其中傳感器暴露在外，而電路可以后期通過封裝外殼加以保護;下層為主控模塊，實現(xiàn)對3種傳感器的控制管理。整個節(jié)點體積小(70mm×50mm×20mm)，適合在飛機的狹窄空間使用。圖3監(jiān)測節(jié)點實物Fig．3Photoofthemonitoringnode測量模塊主要是3種傳感器以及相應的測量電路。其中SHT15傳感器的接口電路為一種類IIC的數(shù)字串行接口，對該傳感器的測量控制由MSP430來實現(xiàn)。芯片和傳感器的數(shù)據(jù)線、時鐘線相互連接，按照傳感器給定的通訊協(xié)議，通過發(fā)送指令建立通訊，完成對溫濕度的實時測量。濕潤時間傳感器和電化學傳感器的測量方式都屬于被動式測量，其測量過程都由外部激勵主動觸發(fā)來實現(xiàn)。濕潤時間的測量如圖4a所示，對傳感器施加激勵電壓VTS，通過分壓電路將傳感器電阻轉(zhuǎn)化為電壓，再放大和濾波后得到輸出電壓VTO。電化學傳感器的測量電路與濕潤時間相似，不同的是通過測量其極間電流而非電阻來實現(xiàn)，如圖4b所示。待自腐蝕電位穩(wěn)定后對電化學傳感器施加激勵電壓VES，兩級間產(chǎn)生一定的電流，極間電流再由轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓，放大和濾波處理后得到輸出電壓VEO。由于過大的激勵電壓容易引發(fā)進一步的電化學腐蝕，所以對這兩種傳感器的激勵都必須很小，節(jié)點選取的是20mV。隨之而來的輸出信號也都較微弱，極易受到噪聲的干擾，因此它們的測量電路設(shè)計特別注重了對微小信號的去噪和放大。一是通過合理的接地設(shè)計，防止因為電位不平衡引入誤差;二是采用低偏置的運算放大器OPA602對輸出信號進行濾波和放大;另外，傳感器和電路的偏置采用軟件補償來消除。主控模塊除了控制測量模塊完成工作外，還可將測量數(shù)據(jù)存儲在MSP430的ROM以及FlashROM里，解決了節(jié)點的數(shù)據(jù)存儲問題。此外，主控模塊還設(shè)計了串口通訊功能，設(shè)計以RS232通訊協(xié)議進行節(jié)點與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，片內(nèi)存儲的測量數(shù)據(jù)可通過串口通訊讀出。整個節(jié)點由9V蓄電池供電，利用精度為1%的AMS1117轉(zhuǎn)換成MSP430所需的工作電壓(3．3V)，供電電路設(shè)計有電解電容、磁珠等器件進行濾波和去噪。耗能方面，該應用中傳感器監(jiān)測的環(huán)境參數(shù)是變化極為緩慢的物理量，并不需要頻繁的測量。再加上MSP430F169的功耗管理極具優(yōu)勢，可以通過關(guān)閉不同的晶振迫使核心操作系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)，減少不必要的能耗。這些特點使得節(jié)點的使用壽命得到了保證。
2．3飛機腐蝕環(huán)境監(jiān)測實現(xiàn)方法
在飛機多個部位分布安裝該節(jié)點，連續(xù)采集環(huán)境參數(shù)，信號調(diào)理后存儲在本地，全面監(jiān)測腐蝕環(huán)境。使用時還可將分布在各處的節(jié)點看成是傳感器結(jié)點，只需添加網(wǎng)絡適配器就可構(gòu)成一個傳感器網(wǎng)絡，實現(xiàn)整個系統(tǒng)之間的通訊，如圖5所示。不同位置的傳感器結(jié)點將本地數(shù)據(jù)傳輸給網(wǎng)絡適配器，網(wǎng)絡適配器綜合管理各傳感器結(jié)點，并在適當?shù)臅r機將數(shù)據(jù)上傳到客戶端進行存儲分析。圖5飛機腐蝕環(huán)境監(jiān)測Fig．
3節(jié)點測試實驗
3．1溫濕度傳感器測試對溫濕度傳感器的驗證實驗
在ACS-CH250型溫濕度箱內(nèi)進行。設(shè)置箱內(nèi)的起始溫度為5℃、濕度為5%，設(shè)定程序以步長5依次遞增溫濕度，每個值到達后保持1h，確保箱內(nèi)溫濕度值的穩(wěn)定。通過節(jié)點控制SHT15每5min采集1次數(shù)據(jù)，測量30min后求其平均。計算每個測量點的測量結(jié)果與設(shè)定值的相對誤差，得到溫度測量的平均誤差為±0．7%，最大誤差為1．2%;濕度的平均誤差為±0．9%，最大誤差為1．9%。表明節(jié)點對溫濕度的測量與傳感器數(shù)據(jù)相符，測量精度較高。
3．2電化學傳感器測試
為了驗證電化學傳感器對不同氯離子濃度的響應，分別選擇蒸餾水、質(zhì)量分數(shù)為3%和5%的NaCl溶液作為反應溶液，測量電化學傳感器在其中產(chǎn)生的極化電流的大小。將等量的3種溶液倒入3支燒杯，3片電化學傳感器分別置于其中。等待一段時間至自腐蝕電位穩(wěn)定后，依次通過節(jié)點對傳感器施加激勵電壓，記錄傳感器對各自浸沒溶液的輸出，實驗結(jié)果如圖6所示。該實驗表明，3種溶液對應的傳感器輸出有較大區(qū)別，驗證了節(jié)點中的電化學傳感器對不同氯離子濃度的敏感性，可用于氯離子的監(jiān)測。實際腐蝕大氣中的氯離子濃度是很低的，達不到上述實驗中的條件。為了驗證該傳感器的實際應用價值，通過對不同低濃度的NaCl溶液進行測試，得到目前該傳感器可以甄別到的最低氯離子質(zhì)量分數(shù)為0．5%。
3．3濕潤時間傳感器測試
取1組濕潤時間傳感器，置于溫濕度箱內(nèi)，控制箱內(nèi)溫度為25℃，調(diào)節(jié)濕度依次增大，通過節(jié)點測量傳感器在60%，70%，80%，90%濕度條件下的輸出電阻。按照前述的工作原理，隨著箱內(nèi)空氣的相對濕度越來越高，輸出電阻應該相應地減小，實際測出數(shù)據(jù)取其平均后見表1。該實驗表明濕潤時間傳感器對表面的濕潤情況敏感，可用于濕潤時間的測量。表1濕潤時間傳感器電阻值Table1ResistanceoftheTOWsensor溫度/℃相對濕度/%電阻/MΩ1560708090∞49229．2以上在實驗室中驗證了監(jiān)測節(jié)點的有效性，但實際的腐蝕環(huán)境更為復雜，對傳感器的應用也提出了更高的要求。例如，當電化學傳感器只是暴露在潮濕大氣中，而非降雨降雪等極端情況時，其表面很難形成連續(xù)的液膜，難以滿足電化學測量的條件，但該傳感器仍適用于離線取樣的氯離子測量。因為在實際應用時，飛機結(jié)構(gòu)的焊縫、對接結(jié)構(gòu)部位等處容易產(chǎn)生積水，當空氣中的氯離子沉降在其中，形成的電解質(zhì)溶液可作為電化學的反應溶液，電化學傳感器可用于該場合的測量。對大氣中的氯離子濃度的監(jiān)測有待進一步改進電化學傳感器的設(shè)計。
4結(jié)語
環(huán)境監(jiān)測儀器大多為高精密儀器，儀器的使用對儀器的放置和使用環(huán)境均有一定要求。大型精密儀器在條件滿足的情況下，最好一室一類儀器，安裝好除濕機、空調(diào)等設(shè)施。儀器的電源應與照明用電分開，電源線單獨接地處理，以減少電磁干擾對測定的影響。儀器使用前后均要檢查所用的水、電、氣等是否符合要求，建立每臺儀器的使用記錄和維修保養(yǎng)記錄，記錄下儀器的使用情況、維修保養(yǎng)等信息。現(xiàn)場監(jiān)測儀器在使用前一定注意現(xiàn)場監(jiān)測環(huán)境，儀器使用前要校驗，使用后要及時做好儀器的保養(yǎng)。對于影響到檢測結(jié)果的維修，維修完成后要重新對儀器進行檢定，合格后才能投入使用。在可能的前提下應對以往監(jiān)測數(shù)據(jù)進行溯源，確保儀器的精度性、準確性和可靠性。根據(jù)每臺儀器的編號，用不同彩色標識儀器狀態(tài)，表明屬于在用、檢修、停用、禁用等狀態(tài)，儀器檢定后粘貼上檢定標簽。對大型分析儀器應對所測的物質(zhì)定期進行檢測限的測定，以保證監(jiān)測儀器的靈敏性、精密性和穩(wěn)定性，從而保證環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。
2儀器的期間核查
儀器設(shè)備的期間核查是實驗室認可和計量認證要求的質(zhì)量管理的一種方式，環(huán)境監(jiān)測儀器應該結(jié)合儀器的特點適時地開展期間核查。對日常不夠穩(wěn)定、易漂移、易老化且使用頻繁的檢測設(shè)備，經(jīng)常攜帶到現(xiàn)場檢測的儀器設(shè)備，以及其他對檢測結(jié)果有重要影響的環(huán)境監(jiān)測儀器應進行儀器期間核查。核查時盡可能考慮實際具備的條件和成本等因素，將電子天平、酸度計、電導儀、多功能聲級計、智能煙塵采樣器和綜合采樣器納入儀器期間核查，編制其期間核查規(guī)程，年初編制其期間核查計劃，保證儀器在一個檢定周期中間進行核查。核查不是校準，不需按其檢定證書逐項進行核查。對于電子天平使用定值砝碼進行核查，酸度計和電導儀使用標準溶液進行核查，多功能聲級計以日常監(jiān)測每次進行監(jiān)測的校準前后值作為核查，智能煙塵采樣器定期使用氧氣、二氧化硫和二氧化氮標準氣進行核查，綜合采樣器則是對流量和計時準確性進行核查。建立核查記錄，記錄下測定環(huán)境條件、測定原始記錄以及核查結(jié)論。當監(jiān)測儀器使用環(huán)境條件發(fā)生重大變化、懷疑儀器監(jiān)測結(jié)果等情況時，都應適時開展監(jiān)測儀器的期間核查工作。當核查情況異常時，應進行復查，查找原因，針對性地開展工作。
3儀器操作人員培訓
按年初培訓計劃開展培訓學習工作，特別是對監(jiān)測儀器操作人員更應進行針對性的培訓工作。監(jiān)測儀器操作人員的培訓對于儀器的正常運行和使用有著至關(guān)重要，培訓應分步進行。在儀器購買前，要結(jié)合儀器特點和型號針對性的了解儀器的性能和簡單操作、保養(yǎng)知識;儀器安裝調(diào)試時，全程參與廠家技術(shù)人員對儀器的安裝調(diào)試，熟練掌握儀器設(shè)備的性能、操作程序和保養(yǎng)維護程序。通過培訓，監(jiān)測儀器操作人員達到獨立操作和保養(yǎng)監(jiān)測儀器的目的。結(jié)合實際工作需要，加強儀器操作訓練，隨時記錄分析操作中遇到的技術(shù)難題，及時咨詢專家解決技術(shù)難題。在使用儀器有一定經(jīng)驗后，可以適時聯(lián)系廠家進行集中培訓或參加學技交流會，解決監(jiān)測儀器使用過程中的技術(shù)疑難問題，提高儀器分析人員的技術(shù)能力。
4結(jié)語
目前，我國已制定各類國家環(huán)境標準410項，覆蓋了大氣、水質(zhì)、土壤、噪聲、輻射、固體廢物、農(nóng)藥等領(lǐng)域。已開展了環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境質(zhì)量周報、日報、預報監(jiān)測;污染源監(jiān)測、污染事故應急監(jiān)測、污染物總量控制監(jiān)測、污染源解析監(jiān)測，環(huán)境污染治理工程效果監(jiān)測等等。需監(jiān)測的污染因子達百余種。隨著我國工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級的發(fā)展，面向“高能耗、高物耗、高污染”的監(jiān)測和專用優(yōu)化系統(tǒng)將有較大的市場需求。為了滿足實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟和節(jié)能減排的要求，鋼鐵、石化、電力、有色金屬等企業(yè)在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和安全監(jiān)測系統(tǒng)的需求進一步增加。而最重要的分析儀器領(lǐng)域，尤其是高端環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)領(lǐng)域，不僅僅涉及傳統(tǒng)的光學、電化學、色譜、質(zhì)譜類分析技術(shù)，還涉及精密機械、電子學、計算機技術(shù)、自動化、人工智能等多種核心技術(shù)。這些高新技術(shù)的發(fā)展推動了環(huán)境監(jiān)測儀器的測量技術(shù)不斷提高，應用范圍和領(lǐng)域不斷擴大。隨著環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，儀器分析在環(huán)境監(jiān)測工作中起著決定性的作用，而環(huán)境監(jiān)測儀器管理水平的高低決定了環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，加強環(huán)境監(jiān)測儀器管理愈來愈成為環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)工作。只有管理好環(huán)境監(jiān)測儀器，才能充分發(fā)揮其重要作用，并確保環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。
