污染源在线监测系统开发文献综述
2020-05-25 23:39:56
一、课题研究背景
随着社会生产的不断发展,城市建设的不断加强,环境污染问题日益严重,已严重威胁到人类健康及生存环境的可持续发展。信息时代的到来促使环境管理工作踏入到管理信息化的现代模式,环境信息系统作为信息技术在环境科学体系领域内发展的一个新型分支,为环境保护工作提供可靠的信息服务和决策支持。据有关部门统计,有效利用现代科技技术来实现保护环境、防护污染机关配资源可节省资源7~15%,而采取传统工作模式,缺乏信息流通及科学的数字化资料管理,将浪费高达45%的物力、财力。
近年来,由于我国工业的无需生产、粗放型经营现象的普遍存在,加上城市人口的激增和服务行业的快速发展,导致城市废水、废弃和生活垃圾等污染物急剧增长,环境污染、生态破坏较为严重,然而环境的保护与管理效率的提高速度与经济发展速度开始出现部分的不协调,最终导致城市环境日益恶化。政府虽对此采取了相应措施进行环境污染防治工作,如建设各级环境监测中心站,设立各级环境与监控部门,投入大量资金用于购置大气、水体以及固体废弃物等污染源监控设备与处置场地,环境的污染防治管理工作亦因此取得了一定成绩。但随着城市化力度的加大导致环境监管工作量变得日益庞杂,现存的环境监察、监测能力已不能完全满足当前环境监管工作的需求。许多污染监测数据仍需用人工测定和统计,导致工作效率的低下和管理决策的滞后;污染源监测设备未能实现网络互连,实时获取的数据缺乏专业的管理系统进行科学高效的管理,导致监测数据不能及时准确的送达环境监管部门,影响实时的环境决策;海量环境信息管理与存储混乱,导致信息利用率低下。这些问题的存在都导致环境监管工作投入大收效却不明显。鉴于上述问题解决的紧迫性,同时为顺应信息化的发展和办公自动化的要求,如何构建一个专业的污染源多功能管理信息系统是当前急需解决的问题。
二、国内外研究现状及趋势
(1)国内研究进展
我国环境保护研究起步较晚,1971 年的官厅水库污染事件开始引发政府对环境的关注,继1972年中国代表参加联合国第一次国际环保大会之后,环境问题正式得到政府重视,1973年8 月召开我国第一次全国环境保护会议,揭开了中国环境保护事业的序幕,自此环境保护成为我国基本国策。随着环境保护工作的逐步开展,信息技术在环境行业得到逐步应用,受国际环境信息的影响,我国的环境信息系统研究也随之展开。
我国的环境信息系统的发展大致经历了三个阶段:1、环境数据的电子处理,电子数据处理就是将数据的处理计算机化,相对纸质的数据管理和存储效率有了很大的提高。秦皇岛市环境管理信息系统(QHDEMIS)是我国最早的投入运行的环境信息管理系统,系统基于DOS 操作,能进行一些简单的数据处理,如污染数据统计等,但在功能扩展、数据存储等方面不能适应环境信息行业的快速发展;2、环境信息管理,系统将海量的污染数据进行收集、整理并规范化,使之转变为有助于环保部门决策的数据,通过计算机高速精确的计算能力和数据存储能力,有效提高了污染源排污监测、排污数据管理、环保机构职能管理等环境管理工作效率,《全国环境统计管理信息系统》、《全国污染源排污申报登记信息管理系统》等一系列大型环境管理系统均为这一阶段的代表;3、环境决策支持,这是对环境信息管理系统功能的升级,系统不仅可以进行环境数据的管理,还能通过系统提供的解决方案帮助工作人员选择最优决策。环境决策支持系统是以环境信息系统为数据支撑,通过融入多种数学模型,形成具备智能分析数据功能的新型系统,分析得出的数据正是工作人员所需数据,进而帮助环境保护部门进行环境工作决策。目前环境信息管理系统和环境决策支持系统均是环境信息系统研究的重点。
我国的环境信息框架建设是按照由国家至省再至城市逐级实现环境信息网络建设和管理系统建设,并初步形成以环境监测、环境信息统计和管理为主要系统功能的环境信息体系。环保系统从管理角度划分为多个子部分,包括政府机构、环保监管机构、职能机构、排污企业、社会群众。信息是各部门间的沟通桥梁,随着网络的飞速发展,信息流通将更加便捷,然而人们对于这样的信息模式并未完全适应,导致信息沟通不及时,无论由上级传达至下级或是下级反映至上级,均存在一定的信息沟通缺陷。因此要将网络信息传递模式深入至环保系统各模块,才能有效提高工作效率。
我国对污染源在线监测和管理方面的研究工作虽起步于八十年代中期,但真正在全国范围内实施则始于”九五”期间,环保部门选择了部分省市进行试点,对污染源的监测手段和管理工作做出一定成效。自1999年起,在淮河、长江、黄河、松花江和太湖流域建设了全国联网的水质自动监测站,监测数据通过卫星通信传输到国家环保部中心控制室,经过多年的努力,我国目前已基本建立全国主要城市和全国重点流域水质在线监测系统。
(2)国外研究进展