2. 浙江省辐射环境监测站, 杭州 310012
2. Zhejiang radiation environmental monitoring station, Hangzhou, 310012
污染源自动监控系统是通过信息化技术,将自动 监测、视频以及监控设备,通过网络传输,形成一个 物联网,促使对污染源的环境监管效率大幅提升。因 此,政府、社会各方面对污染源自动监控的需求提升 非常迅速。浙江省在“十一五”期间建成了基本覆盖 省控以上重点污染源主要污染物的自动监控系统,作 为主要污染物总量减排工作的三大体系建设内容之 一,为减排工作提供了重要的基础支撑。随着减排工 作的推进,在运行要求、监控范围、数据应用等方面 的新思路和新要求,对污染源自动监控系统也提出了 更高的要求。为此,本文结合浙江省污染源自动监控 系统运行管理的现状,分析当前系统运行管理中存 在的问题并提出合理化建议,以满足环境管理对自动 监控系统的新要求。
1 浙江省污染源自动监控系统的发展历程自动监控系统由自动监控终端、传输网络和监 控 平台三部分架构组成,是物联网在环保方面重要的应 用之一。其中,自动监控终端由采样预处理系统、自 动监测仪器、数据采集设备以及监控站房等保障设施 组成;传输网络由监控点终端到县、市、省、国家四 级监控中心组成;监控平台架设在各级监控中心,用 于自动监控数据的归集、审核、展示和应用。
浙江省于2000 年左右开展了污染源自动监控的 探索工作,这一阶段主要是排污企业自行安装自动监 测设备,以了解污染治理设施运行效果和污染物排放 情况,作为污染治理设施的组成部分,由企业自行负 责运行维护,自动监测数据未与环保部门联网,因 此,这在当时还不能称之为一个系统,同时也缺少标 准体系对设备的安装运行管理进行规范。
2007 年,国家在自动监控系统方面的标准体系初 步建立,浙江省抓住机遇,在全国率先启动了全省范 围内省控以上污染源自动监控系统的建设工作,同时 出台了一系列的配套政策和措施,自动监控管理工作 逐步走向正轨,并成为各级环保部门的日常工作之一。
2014 年,国务院在主要污染物总量减排考核体 系中增加了“传输有效率”这一指标,传输率代表数 据完整性,有效率代表数据可用性,两者的乘积至少 达到75%。这一新的考核指标,进一步规范并有力地 推动了自动监控管理工作。到2014 年底,浙江省对 1411 个省控以上重点监管企业的1545 个排污口完成 了自动监控终端的规范化建设和管理,传输有效率稳 定在90% 以上。
2 浙江省运行管理存在问题尽管浙江省污染源自动监控系统运行水平较高, 也远远高于国家的考核要求,但是在监管方面仍有漏 洞,易被违法企业利用,同时离自动监控系统的顺利 应用仍有一定差距,因此从发展的角度,发现浙江省 监控系统工作中存在的不足并提出合理化建议,确保 自动监控系统真正发挥出应有的作用。
2.1 企业方和运维方的责任意识不强首先,企业主观上不愿被自动监控系统束缚。从 最初的不愿安装自动监控设备、设备维护不及时,到 设备更新久拖不决,甚至故意损坏设备,部分企业环 保责任意识淡薄,运行自动监控设施的主动性不强。 其次,第三方运维履行合同意识不强。随着仪器设备 的折损和市场的开放,运维市场竞争激烈,利润逐年 下降,导致部分第三方运维公司以低价获取业务,以 弄虚作假、偷工减料获取利润。
2.2 自动监控设备存在短板首先,自动监控系统作为一个仪器分析、自动化 控制、数据传输的合成体,具有仪器自动化程度高、 监测频次高、实时传输的优势,同时也带来了工作环 境要求高,故障率高的劣势。其次,从监管角度看, 自动监控系统在现场检查的专业性和证据锁定方面存 在难度,一些不正常运行或者违法排污即使被发现也 不能及时取证和处置。再次,自动监控数据的质量控 制体系不够严谨。完整的数据质量控制体系应当由外 部和内部两方面的多个要素组成,当前内部质控方面 相对薄弱,有些甚至空白,对于外部质控,也因为存 在着诸多实施能力方面的问题削弱了时效性。由于自 动监测数据的质量控制体系尚未成熟,日常数据的可 信度容易受到质疑,导致应有的作用未能发挥出来。
2.3 环保部门管理水平有待加强首先,人员配备和专业技术能力保障需要一个过 程。污染源自动监控工作属于基础性工作,涉及的工 作量繁重,需要大量的基层环保人员去开展各项工 作,如日常巡检、比对监测、现场核查等,而现阶段 基层环保部门监管能力普遍不足。其次,自动监控工 作相对于大多数环保工作是个新领域,对环保人员的 专业技术能力要求较新、较高,因此在人员数量和质 量上亟待加强。再次,当前许多环保部门在各自工作 职责范围内对自动监控的态度和理念没有更新,对自 动监控系统应用的积极性和主动性不高,因此,缺少 自动监控系统的业务需求,反过来又导致自动监控工 作缺少发展动力,应当通过进一步深化改革,转变理 念,以用促管。
2.4 系统应用方面需进一步完善首先,自动监控系统运行质量还缺少科学高效的 评价体系。当前国家设置的“传输有效率”指标,能 有效解决系统建设、数据传输和有效程序认定方面的 问题,但是缺少完整的日常数据质量控制体系的支 撑,在保障自动监测数据的准确和推动在环境管理中 的应用方面尚有差距。同时,该指标是根据全国平均 发展水平而设置,并不能完全满足浙江省自动监控管 理的要求。对浙江省而言,国控传输有效率远高于国 家考核要求,但是现场端出现问题以及异常数据发生 的概率仍然频繁,缺乏一个准确反应并高效运转的运 行管理评价体系,去真实反映自动监控系统的运行质 量。其次,自动监控系统在具体应用过程中的相关政 策和制度保障还处于完善过程,因此在实际发挥系统 效能的时候时常遇到制度空缺和程序性障碍,导致各 地在开展自动监控系统应用工作时束手束脚,进而影 响各级环保部门对自动监控管理工作的积极性和主动 性。将自动监控系统应用于排污收费工作就提供了一 个比较成功的例子,浙江省在30 万千瓦以上火电厂二 氧化硫的排污收费工作中建立了相关的制度和程序, 有力地保障了排污收费工作的顺利推进,同时也获得 了相关企业的大力支持。因此,应大力推进各个应用 方向上制度和程序的建立和完善,使管理需求与实际 应用能力相匹配,从而有效发挥自动监控系统的作用。
3 通过信息化手段提升自动监控系统运行管 理的建议自动监控工作的特点和现实发展,决定了只有加 强信息化手段,才能突破当前监控工作遇到的瓶颈, 信息化必然是一条可行的道路。一是信息化本身是自 动监控系统运行的基本要素,其发展也离不开信息化 手段,自动监控系统是当前“互联网+”和“大数据 时代”等信息化理念在环保领域的代表,契合了技术 革命的新形势。二是今后自动监控工作的特点主要体 现在拓展监控范围、提高数据应用能力和拓展数据应 用领域三个方面,特别是后两个方面,决定了自动监 控系统的生存和发展之路。只有通过提升各环节的 信息化水平,才能保障污染源自动监控工作的有效推 进,保障系统建设运行的绩效发挥,提升环境管理的 科技化水平。
3.1 提升现场监管能力通过信息化构建先进的现场端自动监控管理体 系,弥补当前排污监控的不足。在现有的排放监控基 础上增加治污设施运行监控、开展远程控制和站房信 息化管理,形成一个更加完整的现场端监管体系,减 少环保监管的失职风险。
3.1.1 发挥远程控制对排放监控的调整和补充作用目前的数据采集传输国标协议仅对数据采集设备 与上位平台之间的传输方法进行了规定,对自动监控 设备和数据采集设备之间的传输没有规定,导致无法 在上位平台对现场设备进行控制,因此,当排污企业 摸清自动监测设备运行的周期和规律后,如果在空档 期进行集中排污就无法监控,从而使自动监控出现真 空期。将数据采集设备和自动监控设备之间的传输协 议给以完善,并建立相应的管理机制,通过远程反控 对监测时间和频次进行调整,可以充分弥补目前监控 方式的缺陷。
增加留样系统,通过远程或者自动控制进行留样 锁定。无论是实施运维工作,或是环保部门开展监督 考核,均能进行同步留样,工作人员到现场后,只需 记录下留样的时间和容器的编号,即可取走样品带回 实验室分析,能大幅减少在现场逗留的时间,提高工 作效率。环保部门可以通过此种方式开展不定期检 查,加强对设备运行的监管。更重要的是,在自动监 控发现存在超标排放的嫌疑时,会启动留样系统,结 合站房管理系统中的辅助设施状态监控和视频监控, 加强证据锁定。
3.1.2 开展治污设施工况监控治污设施涉及到多种工艺、多种设备,较为复 杂,对于环保监管而言,不需对全过程进行监控,应 当抓住工艺的主要特点筛选若干个关键运行参数,从 其设计范围以及相关性方面予以监管,方式可参照当 前排放监控的方式,还可以增加治污设施的视频监控 及图像对比等功能,根据治污设施的监控情况支撑和 验证排放监控数据的真实性和准确性。
3.1.3 建立有效的站房监控体系站房监控体系将站房管理要素的状态通过信息化 手段集成,传输到监控平台,提高系统故障的响应速 度和水平,不到现场也能基本掌握站房情况。站房监 控体系主要包括站房门禁系统、运行环境监测监控、 视频监控和声光报警等组成部分。
(1)站房门禁系统采用当前普遍使用的电磁门及 控制系统,取代当前形同虚设的“交钥匙”工程。企 业人员和维护人员通过刷卡均可以进出站房,通过将 门禁系统记录下的进出人员和时间等信息,与日常维 护等记录进行对比验证,确保日常维护工作及时足量 完成。更重要的是,结合站房内部的视频监控,对人 为故意更改、破坏导致监控设备不正常运行等违法犯 罪行为形成有效震慑,大幅减少非维护人员干扰监控 设备运行的隐患。例如,当门禁系统没有人员进出记 录的时段内在视频监控画面中出现了可疑人员,通过 画面对比等方式可触发报警。
(2)运行环境监测监控的对象主要分为室内环境 参数和辅助设备运行参数两部分。室内环境参数监控 是对站房内的温度、湿度等进行测量记录,并判断相 应设备的运行情况,减少仪器设备在恶劣环境下持续 工作的时间。辅助设施状态监控,针对电源电压、污 水采样管、烟气伴热管的温压流、校正设备等辅助设 施等进行监控,为提升日常维护的及时性和准确性提 供支持,可降低辅助设施不正常运行导致监测失真甚 至损害主要设备的风险。
(3)站房视频监控系统采用目前的高清视频设 备,是对站房管理以及自动监控系统巡查的有效补 充。结合门禁系统可以加强站房的管理,通过高清视 频完全能够做到不到现场即可完成数据传输方面的检 查,确保数据传输的准确性。另外,通过站房的视频 监控还可以监督日常运维的实施情况和故障响应的处 置情况。
(4)声光报警系统是在以上各系统出现运行偏差 时进行警告,配合上位平台的消息推送功能,进行报 警,相关人员根据报警信息及时响应,进行故障排除。
现场监管能力涉及各要素的逻辑关系,如图 1所示。
参照《检测和校准实验室能力的通用要求》的原 则和要求,整合自动监控设备监督考核和现行运行维 护实施方案及目标要求,构建和完善自动监测数据 的质量管理体系,通过信息化手段进行支撑并予以 规范。一方面对自动监控设施进行质量控制自动化方 面的改造提升,增加监测设备定期自动完成质量控制 校验、平行样测定、加标回收率、留样测定、故障报 警、结果偏离报警等功能。另一方面建立质量控制电 子档案管理平台,设立外控模块,用于开展自动监控 系统设备信息和验收资料电子化管理,录入监督比对 以及现场核查相关信息,自动统计监督考核所需的运 行参数指标,实现监督考核等外部质控手段的自动 化。设立内控模块,用于记录设备质控以及维修维护 信息,制作电子档案或者质量控制指南等。
3.2.2 提升系统自动巡检修复和报警信息推送的能力自动监控的网络巡检是发现设备不正常运行或者 排污者违法排污的有效办法。通过对企业正常工况下 排放情况、监控设备正常运行条件和相关数据建立模 型研究,并将模型结构和相关参数通过计算机程序纳 入到自动监控系统中,在自动监控设备的日常运行过程 中如遇到失控状况的匹配条件,则能自动判断,并进行 预警。同时对一些简单性的故障可以采取反控手段使现 场监控设备启动自动的自检自校进程,进行自我修复。
3.2.3 提升自动监控数据有效性审核效率建立一个具有信息录入管理、数据状态判定、数 据审核和合法性确认四个功能的数据有效性审核信息 管理平台。信息录入管理用于记录和保存监控站点的 基本信息、数据逻辑性审核规则、自动监测设备监督 考核以及日常运行维护的相关信息;数据状态判定是 根据监督考核的程序审核、日常运维的质控审核和基 础信息的逻辑审核的规则进行数据有效性判定;数据 审核保持有效的数据,按法定规则修正无效的数据; 合法性确认是依据相关工作凭证以及匹配度审查其有 效性审核的合法性和合理性。
3.3 建立自动监控数据应用能力自动评价体系和 数据共享渠道 3.3.1 整合多级多套自动监控平台对于浙江省某县而言,可能存在国家级、省级和 地方级三个平台,对于某运维公司可能还有自己公司 的平台,多个平台由于管理重点、业务程序、数据传 输和统计方式等不同导致重复劳动。如果能融合成一 个综合的大平台,并根据各角色关注重点和管理需求 进行账号权限的配置和使用,或者建立标准化的信息 对接方式,通过标准化的接口对重复信息进行对接, 则可减少重复劳动,避免多套数据,便于数据统计评 价方法的统一。
3.3.2 建立自动监控数据应用能力自动评价体系2013 年起实施的国控传输有效率无法体现出系统 运行管理各方的实际工作质量和成果,同时,数据有 效认定的前提太过宽泛导致有效性审核不能真实反映日 常数据的准确性,影响后续应用。因此,可以根据传输 有效率的考核方法,结合日常运行维护和管理工作的实 施情况,研究制定一个具有相同评价基础和范围,能反 映自动监控日常运行、不同工作对象、不同阶段水平的 综合评价指标体系,既可以用于评价自动监控终端的基 本运行质量,又可以用于评价该系统最终的准确和可 信程度,即应用能力的评价。通过该体系的评价结果 和日常管理、应用等进行有效结合,互相作用。
3.3.3 建立通畅的自动监控数据共享渠道自动监控系统要开展数据共享,建立通畅的渠 道,一是要解决网络方面的问题。自动监控系统当前 架设在环境保护专网上,和互联网存在着隔离,因此 与其他业务系统的对接中需要在确保网络安全的前提 下建立对接通道;二是要提供一个具有标准化的数据 接口,便于和各业务系统实现规范对接;三是要合理 规划,有效利用资源,确保每个对接渠道畅通。
4 结论自动监控系统工作的发展需要全方位的创新和落 实,在目前的制度框架下,信息化方面可以提供许多 措施和保障,突破当前污染源自动监控工作遇到的一 些瓶颈,从而提升监管能力和水平。从更高层面上 看,自动监控系统建设运行的根本目的是为了“用”, 这就要求必须提升自动监控系统转化为实际应用的能 力,确立自动监测数据的可信度和权威性,信息化在 这方面也具备先天优势。通过提升自动监控信息化水 平,进一步提高自动监测数据的准确性和有效性;通 过加强数据统计分析功能,建立高效准确的评价体系 和标准化的数据共享机制,进一步提高系统的应用能 力;通过业务部门放心大胆地使用可信权威的自动监 测数据,满足环保业务系统的应用需求,提升系统应用 的水平。总之,要通过提升信息化水平,按照“以用促 管”的思路来实现自动监控运行和环境管理的双赢。
[1] | 国务院办公厅.关于转发环境保护部"十二五"主要污染物总量减排考核办法的通知:国办发[2013]4号[A/OL]. (2013-1-5)[2015-10-17]. http://www.lawxp.com/statute/s1703996.html. |
[2] | 环境保护部.国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核办法:环发[2009]88号[A/OL].(2009-7-22)[2015-10-17]. http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bwj/200910/t20091022-174629.html. |
[3] | 中国实验室国家认可委员会.检测和校准实验室能力的通用要求:GB/T 15481-2000[S].北京:中国标准出版社,2000. |
[4] | 国家环境保护总局科技标准司.污染源在线自动监控(监测)系统数据传输标准:HJ/T 212-2005[S].北京:中国环境出版社,2006. |
[5] | 李振. 山西省污染源自动监控系统的设计与实现[J]. 中国环境监测, 2012, (03):133-138. |
[6] | 张建军. 新型现场自动监控系统的构建与应用[J]. 环境监控与预警, 2015, (01):26-28, 48. |
[7] | 余飞. 提升污染源自动监控数据传输有效率的方法探讨[J]. 油气田环境保护, 2015, (01):52-54, 61. |
[8] | 余靖. 自动监测数据有效性审核技术改进研究[J]. 资源节约与环保, 2015, (10):114. |