建筑工地扬尘污染自动监控系统的技术特点和应用分析

一、引言

根据国家环保部监测数据，目前一些大中城市的雾霾天气较为严重，尤其是在京津冀、长三角、珠三角最为严重。监测表明，这些地区每年出现霾的天数在100天以上，个别城市甚至超过200天。空气污染严重的深层次原因是我国快速工业化、城镇化过程中所积累环境问题的显现，高耗能、高排放、重污染、产能过剩、布局不合理、能源消耗过大和以煤为主的能源结构持续强化，城市机动车保有量的快速增长，污染排放量的大幅增加，建筑工地遍地开花，污染控制力度不够，主要的大气污染排放总量远远超过了环境容量等多种原因。其中，因建筑施工产生的扬尘污染，已经成为影响城市空气质量的主要原因之一。

建筑工地扬尘污染是建筑施工过程中排放的无组织颗粒物污染，既包括施工工地内部各种施工环节造成的一次扬尘，也包括因施工运输车辆粘带泥土以及建筑材料逸散在工地外部道路上所造成的二次交通扬尘。

根据北京市环保部门的监测和分析，扬尘污染约占PM2.5来源的15.8%。南京的六类主要污染源中，扬尘的比例最大，达37.28%。由于建筑工地扬尘的排放高度一般较低，并且往往集中在人口密集的城市地区，因此建筑工地扬尘对空气质量的影响日益受到关注。

为了有效监控建筑工地扬尘污染，接受市民的监督和投诉，共建绿色环保建筑工地，有必要进行建设工程扬尘污染自动监控系统的研究和开发。

二、系统组成与功能

（一）系统组成

“建筑工地扬尘污染自动监控系统”由颗粒物在线监测仪、数据采集和传输系统、视频监控系统、后台数据处理系统及信息监控管理平台共四部分组成。系统集成了物联网、大数据和云计算技术，通过光散射在线监测仪、360球形摄像头、气象五参数采集设备和采集传输等设备，实现了实时、远程、自动监控颗粒物浓度；数据通过采用3G网络传输，可以在智能移动平台、桌面PC机等多终端访问；监控平台还具有多种统计和高浓度报警功能，可广泛应用在散货堆场和码头、混凝土搅拌站以及工厂企业无组织排放的实时监控。

“建筑工地扬尘污染自动监控系统”的四部分组成如图1所示。

图1系统组成图

1、感知层：污染源在线监测仪，包括颗粒物浓度监测仪、气象五参数监测仪、噪声监测仪和视频监控摄像机，对颗粒物浓度、气象参数、噪声和现场视频进行连续自动在线监测；

2、传输层：采用有线、无线、3G等方式传输各种监测数据；

3、平台层：数据服务云平台，依托在建工地扬尘与噪声监测平台的数据，进行系统分析、提供跨区域、全时间、多层次的数据挖掘和对比，为科学治理雾霾提供数据支撑；

4、应用层：面向不同环保局、建筑工地的客户端系统，实现基于Web的污染源实时数据在线监测、现场图像和视频的监控、污染源超标报警、以及面向不同管理层的各种管理与统计分析。

（二）系统平台

建设工程污染在线监测信息监控管理平台可支持各种终端平台通过公网访问，实现了基于Web的污染源实时数据在线监测，现场图像和视频的监控（包括对前端云台和摄像机的实时控制）、污染源超标报警、以及面向不同管理层的各种管理与统计分析。

三、技术特点及优势

系统基于对城市工地扬尘污染监控管理的需求而设计，技术特点和优势主要体现在以下三点：

（一）监测终端系统系统集成了总悬浮颗粒物、PM10、PM2.5、温度、湿度、风向和风速等多个环境参数，24小时在线连续监测，全天候提供工地的空气质量数据，超过报警值时还能自动启动监控设备，具有多参数、实时性、智能化等特性；

（二）通过传感网、无线网、因特网这三大网络传输传输数据，快速便捷地更新实时监测数据；

（三）基于云计算的数据中心平台汇集了不同区域、不同时段的监测数据，具有海量存储空间，可进行多维度、多时空的数据统计分析，便于管理部分有序开展工作，同时也为建立工地环境污染控制标准积累数据，以推动对空气污染的长效管理。

四、工程应用

系统在上海、重庆、山东、西安等地部署实施，在重点施工工地进出口设置一处扬尘监测点，对工地及其周边扬尘污染实施监测，对工地周边环境信息进行搜集、整理、汇总、分析、编制环境质量报告和环境监测简报，建立监测动态档案。依据每天工地自动监测的PM10浓度值的比值大小，对各施工工地扬尘源进行打分考评，监测数值作为对工地管理的考核依据。

以济南历下区为例，通过对区属工地环境信息进行搜集整理和汇总分析，编制了工地环境质量报告和环境监测简报，建立了工地环境监测动态档案。依据每天历下区PM10浓度值与工地自动监测的PM10浓度值的比值大小，管理部门对各施工工地进行打分考评，在整个考评体系占30分。另外，施工工地现场、冲洗点及出口各安装一套监控探头，对所有冲洗点实行24小时监控，每部出门车辆的号牌、车身、冲刷过程及施工作业管理等全部处在监控探头范围之内，并与分管领导和区数字化城管监督指挥中心联网。系统实施后，切实做到了全范围、全时段、全过程24小时扬尘污染监管，系统已成为区委管理班子进行环境监测及管控的得力帮手。

五、结语

“建筑工地扬尘污染在线监测系统”实现了建筑工地扬尘污染在线监测、管理一体化，提升了科学管理的效率和能力。该系统对掌握建筑工地扬尘污染现状的真实状况，以及采取控尘措施的效果具有权威性。

在绿色工地创建和文明施工测评中，该系统可用定量化的数据反映工地现场扬尘污染治理的水平，是各地“清洁空气计划”的重要组成部分，也有望成为建设智慧环保的有效抓手，为大气环境治理作出贡献。

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