环境监测技术在空气质量控制中的作用与发展

摘要：在空气质量控制的关键领域，环境监测技术担当着无可替代的重要角色。通过先进的光谱分析、传感器监测等手段，它能够精准捕捉空气中各类污染物的实时数据，为空气质量恶化提供及时预警，并对污染程度及范围作出科学评估。这些详实数据成为政府制定与执行空气质量控制政策的有力支撑。当前，技术应用虽广泛，但仍面临精度、数据传输稳定性等难题。展望未来，技术创新将聚焦于提升监测灵敏度与拓展监测指标，融合人工智能、大数据等技术，跨领域协同发展，为空气质量持续改善注入强大动力。

关键词：环境监测技术；空气质量控制；技术发展

引言

空气质量宛如人类生存与生态环境的生命线，其优劣直接关联着人们的健康福祉与生态系统的平衡稳定。雾霾频发、有害气体超标等空气质量问题，已对人类生活与生态环境构成严峻挑战。在此背景下，环境监测技术作为空气质量控制的 “侦察兵”，其核心地位愈发凸显。深入剖析该技术在空气质量控制中的作用与发展路径，不仅能为当下环境治理提供有效策略，更是为人类可持续发展筑牢根基，具有不可估量的现实意义与紧迫性。

一、环境监测技术在空气质量控制中的作用

1.1 精准数据采集

环境监测技术凭借多样化手段实现对空气污染物的精准探测。光谱分析技术利用不同污染物对特定光谱的吸收与发射特性，精确识别并量化二氧化硫、氮氧化物等气态污染物。例如，傅里叶变换红外光谱仪可在复杂混合气体中，精准测定各类污染物浓度，误差控制在极小范围。传感器监测技术则更为灵活，如基于纳米材料的气体传感器，对细微颗粒污染物及挥发性有机物极为敏感，能实时捕捉空气中污染物浓度的瞬间变化，并通过无线传输模块，将数据迅速反馈至监测中心，实现全天候、不间断的数据采集，为后续空气质量分析提供坚实的数据基础。

1.2 污染预警与评估

基于实时采集的数据，监测技术构建起高效的污染预警与评估体系。通过数据分析模型，当空气质量指标趋近或超出阈值时，系统即刻发出预警。如在重污染天气来临前，依据颗粒物浓度、气象条件等多参数综合分析，提前预测污染峰值及持续时间，为政府启动应急响应提供依据。同时，利用地理信息系统（GIS）技术，直观呈现污染区域范围及扩散趋势，评估其对周边人口密集区、生态敏感区的影响程度，助力相关部门精准施策，最大程度降低污染危害。

1.3 支撑政策制定与执行

监测数据为政府制定科学合理的空气质量控制政策提供关键依据。政府参考长期监测数据，明确污染重点区域、主要污染物类型，针对性制定减排目标与治理措施。例如，依据某区域工业源排放数据，制定工业废气排放标准及限产停产政策。在政策执行过程中，监测技术持续跟踪评估政策效果，通过对比政策实施前后空气质量数据变化，判断政策是否达到预期目标，为政策调整优化提供量化支撑，保障空气质量控制政策切实有效落地。

二、当前环境监测技术在空气质量控制中的应用现状

2.1 主流技术介绍

光谱分析技术在环境监测中应用广泛。其中，傅里叶变换红外光谱仪通过测量物质对红外光的吸收特性，可同时检测多种气态污染物，具有高分辨率、测量速度快的优势，常用于固定监测站对大气成分的精确分析。传感器监测技术则以其便捷性和实时性受到青睐。半导体气体传感器能快速感知空气中有害气体浓度变化，成本低、体积小，可广泛部署于城市街道、工业园区等，组成网格化监测体系，实时反馈区域空气质量状况。此外，差分吸收光谱技术利用光线在大气中传输时不同气体对特定波长光的吸收差异，实现对远距离大气污染物的监测，常用于监测工业污染源的排放扩散情况，与其他技术相互补充，共同构建起全面的空气质量监测网络。

2.2 技术应用难点

在实际应用过程中，监测技术面临诸多挑战。监测精度方面，复杂多变的环境因素对测量结果干扰严重。高温、高湿环境会影响传感器的性能，使其对污染物浓度的测量出现偏差，在夏季高温时段，某些传感器对挥发性有机物的测量误差可达 10% - 20%。数据传输稳定性也是一大难题，在偏远山区或信号覆盖弱的区域，监测设备与数据中心之间的无线传输常出现信号中断、数据丢包现象，导致监测数据不完整，影响对空气质量的连续监测与分析。而且，不同品牌、类型的监测设备数据格式、通信协议存在差异，难以实现数据的无缝对接与协同分析，限制了监测系统整体效能的发挥。

2.3 应用覆盖范围

在经济发达的大城市，环境监测技术应用成熟且全面。城市中心区域监测站点密集，配备多种先进监测设备，能实时掌握空气质量的细微变化。例如北京、上海等城市，每平方公里内就设有多个监测站点，涵盖了对各类污染物的监测。然而，在偏远农村地区以及经济欠发达地区，监测站点数量稀少，部分地区甚至仅有一两个简易监测点，监测设备陈旧、技术落后，只能进行基本的污染物浓度监测，无法全面反映当地空气质量状况，存在较大的监测空白区，不利于区域空气质量的整体管控与改善。

三、环境监测技术在空气质量控制中的发展趋势

3.1 技术创新方向

未来环境监测技术创新将朝着更高灵敏度与更广泛监测指标方向发展。在提升灵敏度上，研发新型纳米材料传感器，利用纳米材料的特殊物理化学性质，有望将对某些痕量污染物的检测限降低至 ppt级别。在拓展监测指标方面，随着对新型污染物研究的深入，如对全氟和多氟烷基物质、抗生素等新兴污染物的监测技术将不断涌现，使环境监测能够及时跟上污染物种类变化的步伐，为全面评估空气质量提供更丰富的数据维度，助力环境治理更具针对性。

2.2 智能化与信息化融合

人工智能与大数据技术将深度融入环境监测。人工智能算法可对海量监测数据进行智能分析，建立空气质量预测模型，不仅能准确预测未来数小时甚至数天的空气质量变化趋势，还能自动识别异常数据，及时排查设备故障。大数据技术则用于整合不同来源、格式的监测数据，通过数据挖掘技术发现数据间的潜在关联，如污染物浓度与气象条件、人类活动之间的关系，为环境决策提供更科学、高效的支持，提升环境监测的整体效率与质量，实现从传统监测向智能化、信息化监测的转变。

3.3 跨领域合作与协同发展

环境监测技术将与多领域开展紧密合作。与气象领域合作，共享气象数据与监测数据，结合气象模型与空气质量模型，更精准预测污染扩散路径与范围，在重污染天气应对中发挥更大作用。与地理信息科学协同，利用地理信息技术精确绘制污染地图，直观展示空气质量空间分布特征，为环境管理与规划提供依据。与生态学合作，评估空气质量变化对生态系统中动植物生长、繁殖的影响，共同探索生态修复与空气质量改善的协同策略，通过跨领域协同创新，全方位提升空气质量控制水平，推动环境质量持续向好。

四、结论

当前主流技术虽广泛应用，但面临精度、传输及覆盖等难题。展望未来，技术创新、智能化融合及跨领域合作将成为发展主方向。通过不断突破技术瓶颈，构建更完善的监测体系，环境监测技术必将在空气质量控制中释放更大效能，为人类营造清新、健康的空气环境，推动生态文明建设迈向新高度。

参考文献：

[1]刘贵敏.空气污染源解析及环境监测技术综述[J].中国轮胎资源综合利用，2025，（01）：76-78.

[2]唐月孔.生态环境保护工作中环境监测技术的应用分析[J].皮革制作与环保科技，2024，5（23）：29-31.

[3]庞莉.集成环境监测技术在城市空气质量评估中的应用研究[J].皮革制作与环保科技，2024，5（19）：68-70.

作者简介；杨银霞（1997年），女，汉族，云南省大理人，本科，技术员，研究方向：环境检测。