环境应急监测信息化管理软件的功能.docx

环境应急监测信息化管理软件的功能【摘要】为了快速应对突发环境污染事故，把需要的信息储存起来，以便快速查询;把需要的分散的技术经历向导化，使现场应急监测更有序;把可能用到的技术集成起来，使现场技术使用一键化;把报告模块化，建立环境应急监测信息化支持系统是很有必要的。阐述了基于当地环境监测网络和GIS平台，横向功能实现查询、应急监测向导、地图直接布点、监测方案自动生成、预测、评估、报告自动生成等功能，重点阐述了建设重点源库方法、根据、化学品库、技术人员信息库、设备库、应急监测专家库、应急监测案例库、监测方法库。整个系统以污染事故发展为主线，污染物为核心，实现应急信息的现场与指挥之间、上下级环保部门之间的远程实时互动，使管理和指挥更直接和有效，实现实时沟通，使应急监测愈加智能化、科学化。【关键词】应急监测信息化，查询功能，评估功能，预测功能1应急监测信息化管理的意义由于环境污染事故发生忽然、污染物种类繁多、危害严重。为了在短时间内解答应急指挥所必需的几个问题“是什么?是多少?范围有多大?风险有多少?不仅需要过硬的硬件支持，同时还需要结合当代互联网技术，把需要的信息储存起来以便快速查询;把需要的分散的技术经历向导化，使现场应急更有序;把可能用到的技术集成起来，使现场技术使用一键化;把报告模块化。同时通过搭建上下互通联动的应急监测指挥系统，全省应急资源能分享与调度，实现应急监测全省一盘棋。2应急监测信息化系统大概情况针对环境突发污染事故的忽然性、急迫性、复杂性、重大危害性等特点的需求，建立环境应急监测现场支持系统。基于当地环境监测网络和GIS平台，建立查询、向导、事故地点确定与直接导航、地图直接布点与导航、监测方案自动生成、预测、评估、报告自动生成等功能，通过手机与电脑端的实时关联，实现应急信息的现场与指挥之间、上下级环保部门之间的远程实时互动，使系统服务愈加集成化、科学化和智能化，为应急监测提供技术支持。针对环境突发污染事故的特点建立网络版和手机版2个版本的软件系统。网络版:提供系统主要功能和各种信息的实时更新。手机版:是网络版的补充。在应急监测施行经过中，方便实时记录样本采集时间、地点、分析结果、处理人员安排、上传现场照片等相关信息，同时也具备简单的查询功能。3施行的技术道路3.1采用云平台方式构建系统框架并支持多种部署方案充分利用云平台的优点，按环境应急决策系统功能需求构建一个集应急环境数据管理、应急环境现状评价与分析为一体的应急环境信息服务系统。网上空间数据，采用纯Internet的形式，利用网上GIS技术实现。系统功能如数据库、网页前端、模拟系统、手机版应用连接器等都以完全模块化形式开发。各模块可在不同虚拟机上独立运行，可以在单一服务器上运行。部分模块可按需要运行一个或多个虚拟实例，配合负载平衡设置，达致更快速有效的应急环境评价与分析。3.2利用GIS技术提供空间数据管理功能GIS是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术。利用百度提供的遥感地图作为地理信息系统的基础，同时，用户地理信息数据导入模块以实现传统GIS系统的基本功能和导出模块，实现与商用GIS系统(如ArcGIS)的数据结合。能够更灵敏和经济地实现一向只要传统但昂贵的GIS系统才能实现的功能，而且能够和Web无缝整合。3.3基于大型关系型数据库实现空间数据和属性数据的统一管理MicrosoftSQLServer数据库系统是现今最流行而具有工业强度的关系型数据库系统。SQLServer具有功能强大、使用灵敏和形式多样等特点。SQLServer采用了2018年第5期环境与可持续发展ENVIONMENTANDSUSTAINABLEDEVELOPMENTNo.5，2018对象/关系模型，能够支持多种数据类型，包括文本、视频、图形、空间对象等。SQLServer提供了自动备份和恢复功能，改良了对大规模和愈加细化的分布式操作系统的支持，通过安全服务器中提供的安全服务，加强了WebServer中原有用户验证和用户管理。基于SQLServer数据库，可实现空间数据和属性数据的一体化存储和访问操作。此外，SQLServer有云平台版本，能够更有效地支持网上应用。4施行方案横向功能实现查询、应急监测向导、地图直接布点、预测、评估、报告随时自动生成，同时通过当地污染源挑选，根据污染源特征建设重点源库、化学品库、技术人员信息库、设备库、应急监测专家库、应急监测案例库、监测方法库。整个系统以污染事故发展为主线，污染物为核心，以应急向导为纽带实现各项功能的集成化、运作高效化、服务智能化。详细应实现下面功能和要求:4.1查询功能根据污染事故现场应急监测的需求，建立重点源库、化学品库、技术人员信息库、应急监测设备库、应急监测专家库、应急监测案例库、监测方法库。4.1.1重点危险源库重点危险源的挑选:在事故状态下其排放物、产品、中间体等可能引起环境污染的企业能够选为重点危险源，所以以化学品为基础进行挑选，挑选的目的主要以化工企业发生突发环境事故状态下，对环境危害比拟大的化合物。挑选工作主要考虑下面几个方面的因素:(1)化学品的致癌性(Carcinogenic):化合物的致癌性评估引用目前较具公信力的美国环保署的综合风险咨询系统(IntegratediskInformationSystem，IIS)，网址为:epa.gov/iris。目前根据现有的毒性资料将致癌性分为五大类:人体致癌物、可能的人体致癌物、毒理资料显示致癌性，但无足够的资料量化对人体的致癌作用、缺乏对人体致癌性毒理资料、对人体无致癌可能性。据该数据库的评价结果，得到名单中4种致癌物:苯、1，3丁二烯、氯乙烯、甲醛。(2)化学品的急性毒性(Toxicity):急性毒性以LD50(mg/kg)或LC50(mg/m3)评价，中国环境科学研究院杨友明等将LD50和LC50分成四个等级。(3)化工区化学品的用量(Quantity):经过致癌性和急性毒性挑选后，余下的化合物挑选重点是化合物用量能否在1000t/a以上，用量不到的排除在挑选范围之外。(4)化学品的生物累积性(Bioaccumulative):生物累积性以生物富集系数(BCF)来评价，但数据较难收集，由于化合物在正辛醇和水中的分配值与生物富集有一定的相关性，可以采用正辛醇/水的分配系数(POLw)来表示。logPOLw=1作为分级点，大于1的作为特征污染物，反之需进一步挑选。重金属用POLw很难评价其生物累积性，但其进入水体后能够通过食物链进行累积。(5)化学品的持久性(Persistent)化合物的持久性:本次挑选主要考虑化合物在水中的稳定性，即其水解性。本系统化合物的水解特性资料是通过查询欧洲化学物质系统(EuropeanChemicalSubstanceInformationsystem，ESIS)得到的。在以上筛查的基础上，只要包含某种化学品的以上性质，无论它以污染物还是产品或中间体形式，都把该企业的该化合物列为危险源，列入危险源库。通过资料搜集、现场调查与监测，结合本地区污染源普查企业信息库，对所有化工行业的企业进行挑选，通过考虑企业原辅材料、产品情况等，来断定该企业所使用的化合物种类和用量，然后把各个企业化合物种类进行汇总。由于化工行业类型很多，本挑选的企业类型是根据污染源普查的分类方法，结合本地区现有的化工行业，可分为初级形态的塑料及合成树脂制造、腈纶纤维制造、合成纤维单(聚合)体的制造、农药制造、氮肥制造、染料制造、医药制造、化学原料及化学制品制造业、无机盐及无机酸碱制造、有机化工原料制造、原油加工及石油制品制造、专项化学品制造、化学品仓储与运输、电镀行业等。4.1.2化学品库及半定性库将收录包括4000种危险品的理化常数:编号、化学特性、物理特性、主要用处，应急处理、防护措施、急救措施、监测方法、对环境的影响，泄漏紧急疏散距离等。并将对其中695种危险品的各种监测方法和各类相关评价标准进行归类分析，包括国标、行标、美国EPA标准、日本JIS标准、前苏联居民区等标准，为应急监测向导做基本根据。系统将具有搜索、添加、修改功能，可及时对危险品信息进行更新。由于应急的复杂性，当污染物不在化学品库之内时，系统将直接链接到百度库进行查询。半定性库:当污染物种类难以确认时，建立根据污染物气味、颜色查询可能污染物的种类。4.1.3应急监测设备库应急监测设备是应急监测的关键，需要所有仪器设备365天24小时处于待命中，需对设备的精细化进行管理。在设备需充电、充气前，提早一天短信提醒相关负责人;在需要质保前，提早一周提醒相关负责人;在仪器需更换之前，提早一个月提醒相关负责人(如检测管，正压空气呼吸器等)，施行设备的动态管理。4.1.4应急监测技术人员库应急监测技术人员是施行应急监测的关键。怎样在应急时能快速到现场有序开展应急监测工作，需要对应急监测技术人员进行系统管理，包括专业特长、培训演练记录、值班周期。4.1.5案例库收录发生在国内外的各类具有典型意义的突发性污染事故案例，其目的是为了在类似的污染事故中，为建立应急监测方案提供参考。案例库包括事故发生时间、地点、监测项目及监测值、事故处理方法、现场描绘及事故现场录像等，在案例清单基础上能够点开每个案例进行具体查询。假如有新的事故发生，在事故结束后，整个经过自动生成案例，能够对整个经过进行回放总结，可以存进案例库作为以后事故的参考。4.1.6专家库专家库的专家分为两种，一种是固定污染源专家(即已知污染物是哪一种化学物质)，对这些比拟熟悉的专家如工厂里的技术人员、环保局工作人员等;另一种是不固定污染源专家(未知污染物是哪一种化学物)，这方面的专家有大学教授、科研单位研究员等。4.1.7应急监测方法库应急监测方法库的构建一方面考虑通用污染物，另一方面要根据当地污染源的状况，挑选化工企业发生突发环境事故状态下，对环境危害比拟大的化合物。本系统的方法库将收集实验室快速方法和现场快速方法216种，同时将收集汇总695种污染物的实验室方法，供现场监测参考。这些方法能够随着污染源和技术的变化而增加、修改、删除。对每一种检测方法均可点开具体查询。4.2布点与导航功能在应急监测施行经过中，应急监测布点是关键，由于应急事故发生的不定性，应急监测布点需要根据当时的情况有的放矢地去布。因而，系统在地图上能够直接布点，同时布点的信息传输到应急人员的手机端，在手机端按一下点位，能够直接链接到百度或高得导航，能够准确导航到该位置进行监测。这些布点能够在应急现场布点，可以以远程指挥布点实现，实现现场与指挥之间、上下级之间的双向互动。4.2.1数据与图片双向传输监测人员到了点位监测后，监测结果和现场手机拍照的图片，通过手机传输到PC端，根据监测的位置GPS，在地图上直接显示监测结果。现场指挥能够在地图上直观看到现场的监测情况和事故的发展状况，并根据现场事故发展态势，能够施行布点更新或其他命令的传输。实现现场与指挥之间、上下级之间的双向互动。4.2.2向导功能当环境突发事件发生后，为快速查明污染事故污染物的种类、污染程度、范围以及污染发展趋势，用单一的仪器设备往往难以完成，在详细施行现场监测时，针对不同的应急类型和应急时段，选择最合适的仪器和分析方法，以便在最短的时间内，用最简单有效的方法获取最有价值的监测数据。根据污染事故处理经过及各种仪器设备的特点，建立粗精粗精的应急监测仪器选用向导。科学合理的应急监测程序是保证在事故现场开展有序快速监测。4.3预测功能突发性污染事故属于非正常排放，本系统采用当地适用的污染物扩散模型，并结合地理信息系统，对非正常排放情况进行预报。本系统建立了污染预报和事故后果分析的数学模型。该数学模型能够预报事故影响范围、影响程度，根据危险物浓度划分危险区，同时可查出该区域的人口、单位等，由此确定疏散人口数量。信息系统模型参考系统在地理信息系统中，内置空气污染扩散。污染事故发生后，能够使用某一点污染物浓度值，展示污染物发展走向;空气污染扩散模型，系统根据简单参数及地貌环境等因素渲染变化趋势;系统内置模型提供简单计算，作为管理者的决策参考。大气扩散模型的建立，在气象参数完好的情况下，采用动力学模型，危险品扩散多为点源扩散，采用高斯模型的方法;在气象参数不完好的情况下，系统根据国家总局应急手册上的紧急疏散距离作为根据，同时采用统计学的方法、结合案例库和现场数据，计算扩散距离。水质模型分析是利用地理信息系统先进的空间数据管理功能和模型分析能力，将区域水环境质量、水污染状况与地理信息等结合在一起，用先进的技术手段，对其进行综合分析、计算、评价，为区域水污染控制提供可操作的环境管理决策支持。4.4评估功能突发性污染事故发生后，经常需要判定遭遭到污染或应急处置后的环境质量状况，但环境质量评价标准级别之间差距较大难以准确的反响污染或治理的状况，同时由于指标有限，难以客观评估在指标外的污染状况，因而，需要通过以毒理为基础的模型计算来判定突发性污染事故的健康风险。本系统结合气象和水系状况参数，采用目前公认的美国NAS健康风险模型如图1所示，经过气和水污染源扩散模型计算，预测污染源对人体健康的污染范围和污染等级。采用“浓度暴露剂量效应形式评价污染源对人体健康的影响程度。4.5报告自动生成功能根据应急监测的特点，构建报告输出模板，在应急监测的不同阶段根据需要系统会自动把前面开展的应急监测信息包括布点信息在地图上显示，对于需要进入报告的信息打勾，报告中可以以根据需要添加文字，同时能够对传输上来的数据和图片进行选择，需要的能够进入报告，不需要的能够不选。按“生成报告，自动生成报告，能够生成PDF可以以生成WOD版，输出相应的应急监测报告，为现场应急指挥提供决策解决方案。初报1:在出警的路上，通过查询，初步判定污染物可能是什么，污染物的理化性质是什么，需要怎么去处置。到现场给指挥部第一份报告，给现场应急指挥有个初步判定和指导。初报2:到达现场，用先导式监测方法以最快的速度测定后，构成初报2，初步回答大概是什么，大概有多少，为现场应急指挥决策提供初步的根据。中报1:在初报的基础上，进一步用精细仪器设备对污染物进行定性定量，准确回答是什么，有多少的问题。同时通过查询，系统自行附上污染物的理化性质，处置方法，防护标准等。中报2:在中报1的基础上，结合监测结果和当时气象条件通过预测模型，模拟扩散范围，现场回答范围污染有多大，受影响的敏感点有多少，多少范围群众要疏散，多少范围内要警戒等，给应急指挥提供根据。综合监测报告:在应急监测获得阶段性成果，需要有综合的应急监测信息对政府、公众和媒体进行公开，为政府的事故处置提供技术支持，让媒体和公众对污染事故发展及处置状况有比拟全面的了解。不但有数据，更要有结论;不但有结论还要有建议。