探秘大气环境“超级大脑”:防治从“治理”到“智理”

“各平台监测数据已经上传。”8月2日凌晨4点,位于成都市环境监测中心站的夏季大气环境质量指挥调度中心(以下简称“指挥中心”)灯火通明,大气环境质量专班工作人员正在向预测预报及效果评估小组带班领导汇报,他们要为每日召开的大气污染防治分析研判会做好数据分析支撑。

入夏以来,四川省启动了夏季大气环境质量攻坚行动,省生态环境厅联合经信、公安、住建、交通、气象、电力部门成立大气环境质量工作专班,设分析研判组、综合协调组、督察执法组3个小组。据省生态环境厅有关负责人介绍,指挥中心相当于全省大气环境治理的“超级大脑”,天空地一体化监测网络就是“千里眼”,督察执法就是“治污铁拳”。“千里眼”的数据汇聚到“超级大脑”,分析研判后由“铁拳”实施精准治污,通过高效协同开展工作,共同撑起“天府蓝”。

8月2日,凌晨2点,指挥中心值班工作人员已经开始调度全省大气环境质量的各类监测数据。这些数据来自卫星遥感、走航监测、大气颗粒物及光化学组分站(超级站)、电力监控、视频监控、在线监测、交通流量等各种途径,几乎整合了省市所有监测科技手段,将数据“一网打尽”。为了减少中间环节,这些数据会直接传输至指挥中心做数据分析。

天空地一体化监测平台被四川省生态环境监测总站誉为“千里眼”。该平台覆盖了卫星遥感(天基)、颗粒物激光雷达(空基)、空气子站常规监测+精细化挂片监测+走航监测(地基)等多种监测网络,集成多种空气质量模型和轨迹模型,为大气精细化的管理和污染防治提供科学决策的数据支撑。

“简单来说,就是通过天上的卫星遥感技术,我们可以掌握区域大气环境质量现状,做到‘面’上有数;空中的激光雷达可以精准锁定颗粒物,而地面的走航监测等设备,可将排查范围精确至百米级别,实现大气污染物由‘面’到‘线’精准溯源。”省生态环境监测总站大气室主任张巍解释说。

通过天空地一体化监测加上科学的数据分析,可实现大气污染源精确化锁定,大气环境质量监测从城市近地面常规监测向区域三维立体尺度的污染诊断监测转变、从污染物浓度监测向污染全过程监控的转变,最终形成区域、城市、区(县)“污染溯源-污染防控-效果评估”全链条防控体系,真正用数智力量守护绿水青山。

如何才能更精准的定位到污染成因和更具体的污染点位呢?那就不得不提治气“黑科技”——超级站,精准溯源,实现由“线”到“点”。与普通监测站相比,超级站就像一个大气体检“医生”,可以24小时连续不间断地监测150余种颗粒物和挥发性有机物组分及浓度,远超普通站监测的6种常规指标,主要是对细颗粒物(PM2.5)和臭氧(O₃)为代表的大气复合性污染开展多来源、多因子、度、多手段、多过程的实时监测。

据张巍介绍,今年夏季,四川省投入运行的超级站有11座,另外在成都还投入2个移动式方舱超级站,在全省范围内基本形成超级站监测网络,开展污染物来源解析,从而摸清大气污染物的构成、行业、点位,分析不同区域的特征污染因子、浓度高低时限、变化趋势等,最终锁定问题点位。

“通过天空地一体化监测网络,每次获得和需要分析的数据多达上万条。”成都市环境保护科学研究院院长谭钦文说,“得益于多年的数据分析经验的积累,利用大数据手段,我们建立了多种空气质量分析模型。”

数据和“模型”是固定的,气象条件却是瞬息万变的,对大气污染的影响也是千变万化,还需进一步分析研判,让它“更加精准”。

8月2日上午,近30位专家和省内重点区域有关单位的负责人通过线上线下的方式聚在指挥中心,不仅有2位院士专家,还有来自省内外科研单位的近30位知名专家。

“7月31日PM2.5高值区主要出现在成都市东北部,管控区PM2.5高值在自贡,O₃高值在内江。”专家团队结合各自擅长的领域,对多模型进行集中研判,充分研究、分析、论证,挖掘上万个数据的价值,把大气污染的“元凶”一一揪了出来,最终形成日分析报告。

“分析研判组关于空气质量成因分析与减排评估的汇报已成常态化。”谭钦文说,在夏季空气质量改善强化攻坚行动期间,生态环境厅每日组织召开空气质量联合会商及工作调度会,会商当日气象、空气质量预测预报情况,研判空气质量形势,分析评估污染状况,调度、安排相关工作。全天候落实主要站点监测数据15分钟调度机制、1小时溯源排查异常点位、24小时应急值守的工作机制。

“生态环境保护工作决不能搞‘一刀切’,污染防治攻坚战进入了深水区,要采取更加科学的方式方法,从平均用力向精准施策转变,从单打独斗向协同联动转变。”四川省生态环境厅相关负责人说。

8月2日14点,经过了凌晨的监测数据收集和专家团队分析研判,“超级大脑”给出的管控建议被决策部门采纳,督察执法组开始点对点深入一线,精准开展大气环境质量攻坚帮扶。

四川环境科学院大气所所长姜涛介绍,以近期开展的一次管控行动为例,通过卫星遥感,发现当日某市区域出现NOx高值异常,指挥中心启动会商机制,利用全省污染源自动监控系统对高值区范围内42家企业排放情况进行比对筛查,精准锁定数据异常几家企业,“通过现场检查发现某公司,氮氧化物日均排放量为39.94千克远远超过正常生产时的氮氧化物日均排放量18.88千克。”

8月2日晚上,督察执法组的工作动态实时传回指挥大厅,专班又投入紧张繁重的数据调度,通过数据对比,对管控措施进行效果评估,从而验证管控措施是否有效,并分析原因研判是否需要调整。至此,专班工作实现“现状分析—数据收集—研判决策—精准施策—效果评估”闭环管理。依托大数据、智能化等科技手段,实现了污染问题全方位、全流程、高效率闭环管理,有效助推四川省大气环境质量持续改善向好。

据悉,此次攻坚行动优先采取非现场执法方式,结合涉气企业正面管理清单,倒排企业污染防治管控措施落实效果,对管理规范记录良好的企业无事不扰,切实提升污染防治效能。

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