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如何用网格化空气质量监测系统提高公众参与环境保护

更新时间:2023-06-07      点击次数:280

空气质量是影响人类健康和生态环境的重要因素,随着工业化和城市化的发展,空气污染问题日益严重,对人类的生命安全和社会经济发展造成了巨大的威胁。根据世界卫生组织(WHO)的报告,全球每年有约700万人死于与空气污染相关的疾病,其中90%发生在低收入和中等收入国家。因此,及时、准确、全面地监测空气质量,对于制定有效的环境保护政策,预警和应对空气污染事件,提高公众的环境意识和参与度,具有重要的意义。

传统的空气质量监测系统主要依靠固定的、分布稀疏的、成本高昂的监测站点,通过专业的仪器设备,对空气中的主要污染物进行定点、定时、定量的采样和分析。这种方式虽然可以提供较高的数据精度和可靠性,但也存在以下几个方面的局限性:

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空间覆盖不足:由于监测站点数量有限,往往只能覆盖部分城市区域或重点区域,无法反映城市内部或区域之间的空气质量差异和变化趋势。例如,根据中国环境保护部(MEP)发布的《2017年中国城市环境状况公报》,全国共有338个地级及以上城市建立了国家控制站点共1436个,平均每个城市只有4.2个站点。

时间延迟较大:由于监测数据需要经过采样、传输、处理、审核等多个环节,往往需要数小时甚至数天才能向公众发布,无法实时反映空气质量状况和变化。例如,根据中国环境保护部(MEP)发布的《2017年中国城市环境状况公报》,全国338个地级及以上城市中只有153个城市实现了小时数据发布。

数据共享不充分:由于监测数据涉及多个部门和机构的利益和责任,往往存在数据孤岛、数据壁垒、数据不透明等问题,导致数据利用效率低下,无法形成有效的数据协同和数据驱动。例如,根据中国科学院(CAS)发布的《中国空气质量科学评估报告》,全国共有约1.5万个空气质量监测站点,但只有约10%的数据向社会公开。

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公众参与不够:由于监测数据缺乏个性化、互动性和可视化等特点,往往难以引起公众的关注和兴趣,无法满足公众对空气质量信息的多样化需求,也无法激发公众参与环境保护的积极性。例如,根据中国社会科学院(CASS)发布的《2017年中国城市蓝皮书》,全国城市居民对空气质量的满意度只有49.3%,而对空气质量信息的获取方式的满意度只有38.6%。

为了克服传统空气质量监测系统的局限性,提高空气质量监测的效率和效果,近年来出现了一种新型的空气质量监测系统——网格化空气质量监测系统。

网格化空气质量监测系统是指利用大量分布广泛、成本低廉、功能多样的移动或固定式传感器设备(如智能手机、车载设备、无人机、路灯等),通过无线通信技术,将空气质量数据实时上传到云端平台,通过大数据分析和人工智能技术,对空气质量进行高分辨率、高频率、高维度的监测和评估,形成网格化的空气质量分布图和预测模型,并通过多种渠道和形式,向公众和决策者提供空气质量信息和服务。

网格化空气质量监测系统具有以下几个方面的特点和优势:

空间覆盖广泛:由于传感器设备数量众多,可以覆盖城市的各个角落,甚至是农村、山区等偏远地区,可以反映空气质量的细微差异和变化趋势,提高空气质量监测的精度和灵敏度。例如,北京市利用约1.2万个路灯杆上安装的传感器设备,构建了一个覆盖全市范围的网格化空气质量监测系统,实现了每平方公里一个监测点,每15分钟更新一次数据。

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时间响应及时:由于传感器设备可以实时上传数据,无需经过复杂的数据处理和审核环节,可以实时反映空气质量状况和变化,提高空气质量监测的时效性和实用性。例如,上海市利用约3万辆出租车上安装的传感器设备,构建了一个覆盖全市范围的网格化空气质量监测系统,实现了每平方公里约10个监测点,每5分钟更新一次数据。

数据共享充分:由于传感器设备可以采用开放式的数据协议和标准,可以实现数据的互联互通和互操作,打破数据孤岛和壁垒,提高数据的透明度和可信度,促进数据的协同和驱动。例如,美国加州利用约1.2万个由公众自发购买并安装在家庭或办公场所的传感器设备(PurpleAir),构建了一个覆盖全州范围的网格化空气质量监测系统,实现了每平方公里约1个监测点,每10分钟更新一次数据,形成了加州网格化空气质量分布图,并通过手机APP、微信小程序、网站等渠道向公众提供空气质量信息和服务。

公众参与积极:由于传感器设备可以提供个性化、互动性和可视化等特点,可以吸引公众的关注和兴趣,满足公众对空气质量信息的多样化需求,激发公众参与环境保护的积极性。例如,北京市利用手机APP、微信小程序、网站等渠道向公众提供空气质量信息和服务,同时还开放了空气质量数据的API接口,鼓励公众开发各种应用程序和产品,如空气质量地图、空气质量日历、空气质量闹钟等。

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可以看出,网格化空气质量监测系统是一种创新的、高效的、智能的空气质量监测方式,它克服了传统空气质量监测系统的局限性,提高了空气质量监测的精度、时效性、透明度和公众参与度,为环境保护和治理提供了有力的数据支撑和服务。网格化空气质量监测系统不仅可以提升城市的环境管理水平,也可以增强公众的环境意识和责任感,促进城市的可持续发展和绿色发展。网格化空气质量监测系统还有着广阔的发展前景和挑战,需要进一步完善技术标准和规范,提高数据质量和安全,加强数据分析和应用,扩大数据共享和协作,增加数据价值和效益。

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