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如何用網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)提高公眾參與環(huán)境保護

更新時間:2023-06-07      點擊次數(shù):614

空氣質量是影響人類健康和生態(tài)環(huán)境的重要因素,隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展,空氣污染問題日益嚴重,對人類的生命安全和社會經(jīng)濟發(fā)展造成了巨大的威脅。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的報告,全球每年有約700萬人死于與空氣污染相關的疾病,其中90%發(fā)生在低收入和中等收入國家。因此,及時、準確、全面地監(jiān)測空氣質量,對于制定有效的環(huán)境保護政策,預警和應對空氣污染事件,提高公眾的環(huán)境意識和參與度,具有重要的意義。

傳統(tǒng)的空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)主要依靠固定的、分布稀疏的、成本高昂的監(jiān)測站點,通過專業(yè)的儀器設備,對空氣中的主要污染物進行定點、定時、定量的采樣和分析。這種方式雖然可以提供較高的數(shù)據(jù)精度和可靠性,但也存在以下幾個方面的局限性:

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空間覆蓋不足:由于監(jiān)測站點數(shù)量有限,往往只能覆蓋部分城市區(qū)域或重點區(qū)域,無法反映城市內部或區(qū)域之間的空氣質量差異和變化趨勢。例如,根據(jù)中國環(huán)境保護部(MEP)發(fā)布的《2017年中國城市環(huán)境狀況公報》,全國共有338個地級及以上城市建立了國家控制站點共1436個,平均每個城市只有4.2個站點。

時間延遲較大:由于監(jiān)測數(shù)據(jù)需要經(jīng)過采樣、傳輸、處理、審核等多個環(huán)節(jié),往往需要數(shù)小時甚至數(shù)天才能向公眾發(fā)布,無法實時反映空氣質量狀況和變化。例如,根據(jù)中國環(huán)境保護部(MEP)發(fā)布的《2017年中國城市環(huán)境狀況公報》,全國338個地級及以上城市中只有153個城市實現(xiàn)了小時數(shù)據(jù)發(fā)布。

數(shù)據(jù)共享不充分:由于監(jiān)測數(shù)據(jù)涉及多個部門和機構的利益和責任,往往存在數(shù)據(jù)孤島、數(shù)據(jù)壁壘、數(shù)據(jù)不透明等問題,導致數(shù)據(jù)利用效率低下,無法形成有效的數(shù)據(jù)協(xié)同和數(shù)據(jù)驅動。例如,根據(jù)中國科學院(CAS)發(fā)布的《中國空氣質量科學評估報告》,全國共有約1.5萬個空氣質量監(jiān)測站點,但只有約10%的數(shù)據(jù)向社會公開。

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公眾參與不夠:由于監(jiān)測數(shù)據(jù)缺乏個性化、互動性和可視化等特點,往往難以引起公眾的關注和興趣,無法滿足公眾對空氣質量信息的多樣化需求,也無法激發(fā)公眾參與環(huán)境保護的積極性。例如,根據(jù)中國社會科學院(CASS)發(fā)布的《2017年中國城市藍皮書》,全國城市居民對空氣質量的滿意度只有49.3%,而對空氣質量信息的獲取方式的滿意度只有38.6%。

為了克服傳統(tǒng)空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)的局限性,提高空氣質量監(jiān)測的效率和效果,近年來出現(xiàn)了一種新型的空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)——網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)。

網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)是指利用大量分布廣泛、成本低廉、功能多樣的移動或固定式傳感器設備(如智能手機、車載設備、無人機、路燈等),通過無線通信技術,將空氣質量數(shù)據(jù)實時上傳到云端平臺,通過大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術,對空氣質量進行高分辨率、高頻率、高維度的監(jiān)測和評估,形成網(wǎng)格化的空氣質量分布圖和預測模型,并通過多種渠道和形式,向公眾和決策者提供空氣質量信息和服務。

網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)具有以下幾個方面的特點和優(yōu)勢:

空間覆蓋廣泛:由于傳感器設備數(shù)量眾多,可以覆蓋城市的各個角落,甚至是農村、山區(qū)等偏遠地區(qū),可以反映空氣質量的細微差異和變化趨勢,提高空氣質量監(jiān)測的精度和靈敏度。例如,北京市利用約1.2萬個路燈桿上安裝的傳感器設備,構建了一個覆蓋全市范圍的網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了每平方公里一個監(jiān)測點,每15分鐘更新一次數(shù)據(jù)。

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時間響應及時:由于傳感器設備可以實時上傳數(shù)據(jù),無需經(jīng)過復雜的數(shù)據(jù)處理和審核環(huán)節(jié),可以實時反映空氣質量狀況和變化,提高空氣質量監(jiān)測的時效性和實用性。例如,上海市利用約3萬輛出租車上安裝的傳感器設備,構建了一個覆蓋全市范圍的網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了每平方公里約10個監(jiān)測點,每5分鐘更新一次數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)共享充分:由于傳感器設備可以采用開放式的數(shù)據(jù)協(xié)議和標準,可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通和互操作,打破數(shù)據(jù)孤島和壁壘,提高數(shù)據(jù)的透明度和可信度,促進數(shù)據(jù)的協(xié)同和驅動。例如,美國加州利用約1.2萬個由公眾自發(fā)購買并安裝在家庭或辦公場所的傳感器設備(PurpleAir),構建了一個覆蓋全州范圍的網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)了每平方公里約1個監(jiān)測點,每10分鐘更新一次數(shù)據(jù),形成了加州網(wǎng)格化空氣質量分布圖,并通過手機APP、微信小程序、網(wǎng)站等渠道向公眾提供空氣質量信息和服務。

公眾參與積極:由于傳感器設備可以提供個性化、互動性和可視化等特點,可以吸引公眾的關注和興趣,滿足公眾對空氣質量信息的多樣化需求,激發(fā)公眾參與環(huán)境保護的積極性。例如,北京市利用手機APP、微信小程序、網(wǎng)站等渠道向公眾提供空氣質量信息和服務,同時還開放了空氣質量數(shù)據(jù)的API接口,鼓勵公眾開發(fā)各種應用程序和產品,如空氣質量地圖、空氣質量日歷、空氣質量鬧鐘等。

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可以看出,網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)是一種創(chuàng)新的、高效的、智能的空氣質量監(jiān)測方式,它克服了傳統(tǒng)空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)的局限性,提高了空氣質量監(jiān)測的精度、時效性、透明度和公眾參與度,為環(huán)境保護和治理提供了有力的數(shù)據(jù)支撐和服務。網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)不僅可以提升城市的環(huán)境管理水平,也可以增強公眾的環(huán)境意識和責任感,促進城市的可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展。網(wǎng)格化空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)還有著廣闊的發(fā)展前景和挑戰(zhàn),需要進一步完善技術標準和規(guī)范,提高數(shù)據(jù)質量和安全,加強數(shù)據(jù)分析和應用,擴大數(shù)據(jù)共享和協(xié)作,增加數(shù)據(jù)價值和效益。

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