工業園環境空氣質量及污染源在線監測平臺方案
VOCs 是化工行業中主要的大氣污染物之一，是形成PM2.5 和臭氧的重要前體物質，不少VOCs 具有累積性和持久性等特點，對人體具有較大的危害，是可能的致癌物質，慢性毒性， 具有異味，會嚴重影響人們的生活質量。近年來不斷增多的惡臭污染投訴中化工企業占有相當的比例。化工企業的大氣污染問題，特別是二氧化硫（SO2)、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3），PM10、PM2.5、、VOCs等污染問題，是目前公眾較為關心的化工行業環境污染問題之一。
一、主要方案構成
工業園環境空氣質量及污染源在線監測平臺，APEL-AQ微型環境質量監測系統既可以監測空氣中的二氧化硫（SO2)、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）等氣態污染物，也可以監測空氣中PM10、PM2.5等顆粒物污染物，同時可擴展氣象五參數，溫度、濕度、風速、風向、氣壓，并可繼續擴展氨氣（NH3）、硫化氫（H2S）全面監測空氣質量，據結果可通過GPRS網絡送至信息中心，或由用戶通過RS232/TTL/RS485接口進行數據采集，同時所用數據都已備份在SD卡中。
VOCs（Volatile Organic Compounds）學名為揮發性有機物，其成分包括烴類、含氧烴、鹵代烴、低沸點多環芳烴等多種類型，是環境空氣主要污染物之一。VOCs易引起光化學污染、大氣霧霾，有害空氣污染物污染和臭味污染，嚴重危害人體健康。改善大氣環境質量的關鍵之一是控制VOCs的排放,采用在線色譜分析儀測量非甲烷總烴，苯氣體濃度、采用超聲波、電容、壓阻法測量氣象五參數。
二、廠界微站監測站點選址
2、1選址原則
具有代表性：能客觀反映一定空間范圍內的環境空氣質量水平和變化規律，客觀評價城市、區域環境空氣狀況，污染源對環境空氣質量影響，滿足為公眾提供環境空氣狀況健康指引的需求。
具有可比性：同類型監測點設置條件盡可能*，使各個監測點獲取的數據具有可比性。
具有整體性環境空氣質量評價城市點應考慮城市自然地理、氣象等綜合環境因素，以及工業布局、人口分布等社會經濟特點，在布局上應反映城市主要功能區和主要大氣污染源的空氣質量現狀及變化趨勢，從整體出發合理布局，監測點之間相互協調。
具有前瞻性：應結合城鄉建設規劃考慮監測點的布設，使確定的監測點能兼顧未來城鄉空間格局變化趨勢。
具有穩定性：監測點位置一經確定，原則上不應變更，以保證監測資料的連續性和可比性。
2.2 污染監控點布設原則
1.設置在源的主導風向和第二主導風向（一般采用污染重季節的主導風向）的下風向的大落地濃度區內，以捕捉到大污染特征為原則進行布設
2.設在可能對人體健康造成影響的污染物高濃度區以及主要固定污染源對環境空氣質量產生明顯影響的地區
3.可根據監測目的確定點位布設原則增設污染監控點，必要時在臨近居民區和人群聚集區的廠界邊緣設置特征污染物監測站。
三、產品介紹
3.1 微型站技術參數及原理
APEG-AQ網格化大氣環境監測微型站是安帕爾公司根據十三五及各地大氣污染監測治理政策生產的新型空氣質量在線多參數監測系統，嚴格按照國家標準對四氣（CO、SO2、NO2、O3）、兩塵（PM2.5、PM10）、氣象五參（溫度、濕度、風速、風向、氣壓）、可選配TVOC、硫化氫（H2S）、氨氣（NH3）等，并將數據通過大數據分析平臺可視化地展現出來，實現遠程監測，遠程預示，污染源嚴格防治的目標。
主機外殼 | 防曬防腐蝕，防碰撞損壞 |
主機防護等級 | IP65；TVS 8000V防雷、防浪涌、防突破 |
主機安裝方式 | 吊裝、懸掛式、立桿式 |
工作環境溫度 | -30～70℃ |
工作環境濕度 | 相對濕度15%RH～95%RH |
工作環境氣壓 | 氣壓80～120KPa |
采樣方式 | 擴散式/泵吸式 |
通訊方式 | GPRS/4G/以太網接口 |
選配裝置 | LED顯示屏、攝像機（球機） |
網絡平臺 | *平臺/用戶自有平臺/安帕爾平臺 |
整套設備參數如上所示，功能特點如下：
1.采樣方式：擴散式
2.產品有數據補償和處理，在線/遠程自動校準，*誤差<5%
3.通訊方式：4G/以太網接口，兼具GPS定位功能
4.數據傳輸間隔時間，模式可調，支持斷點續傳功能
5.內置大容量存儲SD卡，存儲2年數據
6.具備太陽能+鋰電池+市電供電系統，設備功耗低，可僅用太陽能+鋰電池供電
7.安裝方式：立柱，產品體積小、重量輕、安裝簡單成本低
8.維護成本低，備件價格低、更換簡單，無工具拆卸，方便點位遷移
9.具備設備狀態指示功能，可直觀辨別設備工作狀態
監測參數 | 量程 | 分辨率 | 精度 | 原理 |
CO | 0～4000 ppb | 1 ppb | ≤±5%FS | 電化學（進口） |
SO2 | 0～500 ppb | 1 ppb | ≤±5%FS | 電化學（進口） |
NO2 | 0～500 ppb | 1 ppb | ≤±5%FS | 電化學（進口） |
O3 | 0～500 ppb | 1 ppb | ≤±5%FS | 電化學（進口） |
TVOC（可選） | 0～20 ppm | 0.001 ppm | ≤±5%FS | PID光離子（進口） |
PM2.5 | 0～1000 ug/m3 | 1 ug/m3 | ≤±10%FS | 激光散射/β射線 |
PM10 | 0～1000 ug/m3 | 1 ug/m3 | ≤±10%FS | 激光散射/β射線 |
溫度（可選） | -40℃～+125℃ | 0.05℃ | ±0.3℃ | ------ |
濕度（可選） | 0～100 %RH | 0.05%RH | ±3.0%RH | ------ |
風速（可選） | 0～60 m/s | 0.1 m/s | ±2m/s | ------ |
風向（可選） | 0～360° | 1° | ±3° | ------ |
氣壓（可選） | 10～1200 mbar | 0.12 mbar | ±2%F.S | ------ |
3.1.1 硬件配套裝置
本監測系統方案由5個部分構成：供電系統、電控箱、監測設備、配套裝置、大數據平臺。
供電系統：市電/太陽能+鋰電池（陰雨環境多持續21天,10分鐘/次數據傳輸）
電控箱：數據采集模塊、變送模塊、無線傳輸模塊
監測設備：四氣兩塵、氣象五參、TVOC等
配套配件：立桿、外殼、可選配顯示屏、攝像球機
大數據平臺：由安帕爾15年研發至今更新第三代的數據分析平臺
3.2 VOC監測分析小站（GC+FID）
APEL-WTVOC在線監測系統是深圳市安帕爾科技有限公司結合國內各行業排放標準及國家環保規范推出的新型VOCs在線監測系統。由氣態污染物（非甲烷總烴，苯及苯系物）監測單元、氣象參數監測單元（溫壓流）和數據采集與處理單元構成。
氣態污染物監測子系統：采用在線色譜分析儀測量非甲烷總烴，苯氣體濃度、采用超聲波、電容、壓阻法測量氣象五參數。
數據采集與處理子系統：由數據采集設備、污染物在線連續監測系統監測軟件、數據傳輸單元等構成。數據采集單元接收所有設備的信號輸出，通過內部的處理單元轉換后與外界通過有線或無線等方式進行數據傳輸，并實現生成報表、存儲數據、查詢歷史記錄等功能。
3.2.1 氫火焰離子（FID檢測原理）
當有機物經過檢測器時，在火焰中燃燒產生離子，在氫火焰周邊外加一電場，在極化電壓的作用下，噴嘴和收集極之間的電流會增大，該電流大小和被測組分濃度呈比例關系，對這個電流信號進行檢測和記錄即可得到相應的譜圖
3.2.2 分析流程
樣氣（一般由多種氣體組成）經過取樣閥取樣后，進入色譜柱分離成單個組分，再進入檢測器檢測，輸出信號。使用工業色譜儀測量VOCs組分時，一般分析流程為：
由于環境空氣中的揮發性有機物種類多、濃度低，系統針對性地增加預富集模塊，用于廠界環境空氣中低濃度VOCs組分的在線監測。樣氣通過采樣系統采集后，進入預富集模塊。然后經熱解吸后進入色譜柱分離單元，后通過檢測器進行檢測，實現廠界空氣中低濃度苯系物的準確監測。
熱解吸過程：通過加熱的方式將VOCs組分進行熱解吸，然后由載氣帶入色譜柱分離單元。
3.2.3 功能特點
采用預濃縮進樣方式，檢測下限低至ppb級；
預濃縮時間可調，取決于待測組分；
濃縮管帶有加熱脫附系統，快速升至脫附溫度；
火焰熄滅氫氣電子閥自動關閉保護；
采用多通膜片閥，使用壽命達幾百萬次以上；
多通道電子壓力控制可選；
采用反吹技術，減少記憶效應，提高富集重現性；
內置存儲單元，分析數據可導出及追溯；
智能化設計，具有自診斷功能，維護方便；
機架式安裝方式；
8.4寸彩色觸摸屏，支持中英文菜單式操作；
豐富的通訊接口，可選模擬量、MODBUS、TCP等；
通過互聯網連接Chromdyne軟件，進行遠程診斷。
3.3 主要配置
零氣發生器設有二級穩壓和溫度自控裝置，采用高溫催化氧化技術，有效祛除空氣中的雜質，烴類物質和水分子，達到凈化的目的。
氫氣發生器由電解分離池、開關電源、壓力控制、干燥凈化、流量顯示等系統組成。儲液、制氫、排氧可同時進行，其電解面積大、池溫低、性能好、純度高之優點。本儀器設有不返液裝置，可有效的保證儀器無返液現象。
標準氣體及減壓閥
標準氣：8L/瓶。滿足設備的標定要求；
減壓閥：氣密性可靠，材質為不銹鋼，對標準氣體無污染，無吸附；
分析小屋尺寸4000mm(L)X3000mm(W)X2800mm(H),室內要求安裝空調，為節省空間，空調建議使用分體式(壁掛),室內溫度應控制在: 22~26℃，濕度<90%RH。配有護欄與爬梯。
四、大數據運維中心
4.1可視化顯示
APAQ結合地理信息，可對APEQ-AQ上傳的分鐘級、海量監測數據進行可視化處理，同時兼容國家站的數據展示，生動形象地展示出空氣質量的實時數據變化趨勢和污染分布情況。
4.2污染事件監控
APAQ可根據用戶當地空氣質量值和污染特征規則，利用事件捕獲技術分析每個點位的事件，同時向客戶實時推送消息。平臺自動將各污染源監控信息，通過短信、微信、郵件等方式，實時推送到相關管理人員，根據警報級別在平臺上啟動相應的處置流程，指揮現場工作人員前往察看并進行處理，后將處理結果上傳到管理平臺，從而對污染源實現閉環管理。
4.3污染區域分析
APAQ通過計算一段時間內各區域污染超標的累積概率，能夠得到經常發生污染的區域，即為超標重點區域，也可能為潛在污染源，管理者需對此類區域重點監管。
4.4基礎統計分析
APAQ提供單點或多點歷史數據對比分析、區域污染現狀分析、多點空氣質量排序等基礎數據分析功能。簡單明了直奔主題的功能設計，使用戶從繁雜的數據整理工作中解脫出來，解決用戶關切的實際問題。
4.5移動管理
APAQ除通過WEB瀏覽器使用外，還針對移動通訊、平板等終端提供了移動便攜的查詢統計功能。
4.6 衛星遙感技術
通過對衛星數據與地圖結合監測站的實時數據的分析，通過大氣動態循環趨勢算法分析，建設空氣質量模型，對污染變化趨勢精準預測，對實時顯示的污染物濃度變化，進行追蹤溯源。
4.7 環境綜合監測預留端口
本平臺在完成空氣中污染物，顆粒物，氣體組分監測的同時，包含有固定污染源分析子系統，油煙在線監測系統，水質在線實時顯示系統，汽車遙感交通監測系統。
