一、方案介绍
随着城市化进程不断加快，空气污染对人群健康造成的影响日益严重，呼吸系统疾病、心脑血管疾病等与大气污染密切相关。疾控中心作为公共健康安全的重要防线，急需建立一套集实时监测、风险评估、预警干预为一体的空气质量智能监测系统。本方案基于多参数空气传感、数据融合分析与健康模型计算，实现空气污染数据的自动采集、健康影响分析与每日风险评估，助力疾控机构科学研判空气污染事件对人群健康的实际风险，提升公共卫生管理效能。
二、监测目标
本方案旨在实现以下目标：第一，构建全天候、多因子空气质量自动监测体系；第二，对敏感人群（儿童、老年人、慢性病患者等）健康风险进行动态评估；第三，形成高频空气质量日报和健康风险等级分级预警；第四，为突发污染事件提供快速应急响应数据支持；第五，支持长期污染趋势分析和健康危害研究。
三、需求分析
疾控中心对空气质量监测的需求主要集中在以下几个方面。首先，数据必须具有高精度和高时效性，能够实现分钟级采集和小时级统计。其次，需覆盖多个典型场景，包括学校、社区、医院、工业区等，保证监测结果具有代表性和实用性。再次，需要对不同污染物（如PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO、O₃等）进行全因子监控，并结合气象因素分析其扩散与变化趋势。最后，系统需具备健康风险分析功能，输出对不同人群的影响等级和防护建议。
四、监测方法
采用分布式部署方式，在重点区域布设空气监测站点，传感器采集各类污染物浓度数据，并同步采集温度、湿度、气压、风速等气象参数。通过边缘计算设备对原始数据进行初步处理，采用无线通信方式上传至云端平台。平台对数据进行汇总、比对和校验，生成污染物变化曲线、时段统计报表及健康风险等级判断。结合历史疾病数据与模型算法，系统进一步分析污染物与人群健康的关系，并生成日报与预警结果。
五、应用原理
系统基于空气污染与健康影响之间的剂量-反应关系原理，综合分析污染物浓度、暴露时间、人群结构、气象条件等变量，构建健康风险评估模型。模型输出结果可分为多个风险等级（如安全、低风险、中风险、高风险），并结合监测数据趋势预测未来几个小时内的风险变化，供疾控人员做出提前干预。
六、功能特点
本方案具备实时监测、自动采集、远程传输、智能评估、健康预警、数据可视化等核心功能，支持多点布设与集中管理。系统内嵌健康风险评估模型，能针对不同人群提出差异化防护建议。同时支持日报自动生成、短信与APP预警推送、微信端公示等服务，有效提升公众健康意识与响应速度。
七、硬件清单
空气质量监测终端主机
高精度PM2.5/PM10激光传感器模块
SO₂、NO₂、CO、O₃电化学传感器模块
温湿度、气压、风速、风向气象模块
数据采集控制器（含边缘计算芯片）
4G/5G无线通信模块
太阳能+市电双电源供电系统
立杆支架与防护箱体等辅助设施
八、硬件参数（量程、精度）
PM2.5：量程0-1000μg/m³，精度±10μg/m³
PM10：量程0-2000μg/m³，精度±10μg/m³
SO₂：量程0-20ppm，精度±0.1ppm
NO₂：量程0-20ppm，精度±0.05ppm
CO：量程0-100ppm，精度±1ppm
O₃：量程0-20ppm，精度±0.1ppm
温度：量程-4085℃，精度±0.3℃100%RH，精度±2%RH
湿度：量程0
气压：量程300-1100hPa，精度±1.5hPa
风速：量程0-30m/s，精度±0.3m/s
风向：量程0-360°，精度±3°
九、方案实现
按照区域污染状况与人群分布合理规划站点布局，部署一体化空气监测设备，通过内置传感器采集污染物浓度，边缘计算设备对数据进行预处理并通过无线网络上传至平台。平台对多点数据进行同步分析、异常识别、趋势预测与风险评估，自动生成空气质量日报及健康预警提示，并推送至主管部门及用户端。平台开放数据接口，可接入疾控中心、政府环保部门或智慧城市平台。
十、数据分析
平台将采集到的多因子污染数据进行分时段处理与曲线分析，识别高污染时段及其关联气象特征。结合人群分布与疾病数据，运用统计学与机器学习算法分析污染物浓度变化对不同人群健康指标（如门诊量、住院率、发病率等）的影响，生成风险曲线与健康预警报告。支持多维度报表导出，包括单因子、复合污染物、不同区域对比、季节趋势变化等。
十一、预警决策
系统设定污染物浓度阈值及对应健康风险等级，若达到或超过预设值即触发预警机制。预警内容包括污染因子、超标时长、风险人群、建议措施等。预警信息可通过短信、微信公众号、APP等渠道推送至相关负责人、医疗机构与公众。支持区域联动预警，如连续多点高污染可自动汇报至市级疾控指挥系统进行综合响应。
十二、方案优点
部署灵活，支持分布式与集中式结合
响应快速，分钟级采集，小时级分析
风险评估科学，融合本地人群特征与污染模型
平台功能丰富，支持移动端与多终端同步展示
可与疾控、环保、医疗等多部门数据互通共享
后期可拓展至噪声、辐射、病原微粒等环境监测要素
十三、应用领域
城市社区空气健康监测
医院、养老院空气质量风险预警
学校及托幼机构室内外污染物防控
工业园区健康防护屏障构建
大型公共活动空气质量安全保障
智慧疾控、智慧城市环境健康系统建设
十四、效益分析
公共健康效益方面，提前发现空气污染健康风险，有效减少因污染引发的疾病发病率和门诊量。
管理效益方面，提升疾控中心应对环境因素公共卫生事件的响应能力和科学决策能力。
经济效益方面，通过预防为主、早干预措施，降低医疗资源支出和污染治理成本。
社会效益方面，增强公众环保意识与健康防护行为，构建绿色、健康、宜居的城市环境。
十五、案例分享
某省疾控中心部署空气健康监测网络20套，覆盖重点学校、社区与医院，实现对PM2.5、O₃等污染物的实时监控。系统每日自动推送健康风险日报，并在春季连续雾霾期间提前发布风险等级预警，使相关医疗机构提前准备，缓解就诊压力，最终实现污染期间呼吸系统急诊同比下降12%。
另一个应用于工业园区的示范项目，通过布点监测及健康数据比对，发现某厂夜间排放与周边居民哮喘发作率显著相关，推动地方政府实施针对性限排措施，污染强度下降近40%，有效缓解居民健康压力。