秸秆燃烧空气污染监测
时间：2025-05-16
涉川
一、方案介绍
秸秆焚烧是我国农村地区秋冬季节大气污染的重要来源之一，直接导致PM2.5、PM10、CO、NOx等污染物浓度升高，严重影响区域空气质量和群众健康。为有效遏制非法焚烧现象，推动生态环保工作，需建设一套集实时监测、智能识别、远程报警、数据管理于一体的秸秆燃烧空气污染监测系统，实现“发现早、响应快、管控严、数据明”。
本方案采用布点式激光粒子监测站、红外CO/NOx传感器、可视化高清摄像监控、气象站与AI图像识别等技术，结合4G数据传输与智能云平台，构建“网格化+智能化”的秸秆燃烧监管体系。
二、监测目标
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实时监测农村区域空气中主要污染因子浓度变化
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快速识别疑似焚烧行为与污染源分布
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建立报警机制并联动属地管理人员快速响应
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积累历史数据，评估秸秆治理成效与环境改善趋势
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为执法取证、溯源监管提供数据支撑
三、需求分析
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类别
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需求内容
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|---|---|
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监测因子
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PM2.5、PM10、CO、NOx、温湿度、风速风向等
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数据采集
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连续24小时实时采集，间隔1分钟
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空间覆盖
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农田、村落周边、重点监控路段布点部署
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通信方式
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采用4G无线网络传输至数据平台
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识别方式
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结合AI图像分析识别烟柱和焚烧火点
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报警机制
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设置污染阈值，超标即时推送微信/SMS告警
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多端支持
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手机APP+电脑网页端同步查看与数据导出
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四、监测方法
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颗粒物监测：激光散射法PM2.5/PM10监测模块，精度高、响应快
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气体污染物：红外与电化学复合传感器监测CO、NO、NO₂、SO₂等
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视频监控识别：利用热成像+AI算法识别黑烟、火点、烟柱运动轨迹
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气象因素监测：风向风速决定污染扩散方向，辅助分析污染源
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卫星遥感辅助（可选）：与第三方遥感数据平台对接，获取热点区域信息
五、应用原理
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感知层：分布式部署传感节点，采集空气质量与现场图像信息
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网络层：采用4G/NB-IoT将数据上报至云平台
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平台层：通过数据处理与算法模型判断是否为焚烧行为
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响应层：若识别为异常污染事件，系统触发预警并通知相关责任人处理
六、功能特点
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实时监测：高频率、全天候采集空气质量与图像数据
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智能识别：AI图像算法区分烟雾、云雾与人为焚烧
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区域布控：支持多个乡镇、村级网格化分布部署
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报警推送：短信/微信/平台多渠道预警通知
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数据留痕：所有监测、报警、处理过程留痕可溯源
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多级联动：可联动村委、街道、县区生态办执法队伍
七、硬件清单（示意）
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名称
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型号
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数量
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参数
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|---|---|---|---|
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空气质量监测终端
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AQSensor-X7
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若干
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PM2.5/PM10/CO/NOx
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AI视频监控机
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AI-CAM-IR800
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若干
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支持红外夜视/烟雾识别
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一体式微型气象站
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WS-COMPACT
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若干
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风速、风向、温湿度、气压
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数据采集主机
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EdgeBox-4G
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1/点位
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支持4G/RS485接入
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太阳能供电系统
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SOLAR-100W
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1套/点
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自主供电、锂电池存储
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云平台账户
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Web+APP系统
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1套
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分级管理、地图定位、告警展示
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八、硬件参数（部分）
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项目
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量程
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精度
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响应时间
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|---|---|---|---|
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PM2.5
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0~1000 μg/m³
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±10%
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<10s
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CO
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0~100 ppm
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±3%FS
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<30s
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NO₂
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0~20 ppm
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±5%FS
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<45s
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风速
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0~60m/s
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±0.3m/s
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<1s
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风向
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0~360°
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±3°
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<1s
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九、数据分析与平台功能
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地图展示：污染源实时分布，重点区域红色标记
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历史对比：同比/环比曲线分析焚烧频率与污染变化
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热力图分析：识别重点高发区域，精准施策
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行为统计：按天/周/月生成污染事件数量与响应率报表
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手机查看：支持移动端远程定位、图像调阅、预警处置反馈填写
十、预警决策机制
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系统预设报警阈值（如PM2.5 > 150 μg/m³ + CO急剧升高）
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视频模块识别烟柱或火焰特征图像
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联合判断后自动报警
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推送至乡镇环保员、村干部、网格员等管理人员
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支持上传现场处置图文记录，形成闭环管理
十一、方案优点
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自动化高：实现全天候无盲区监测
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响应快速：3分钟内完成数据判定与告警
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布设灵活：支持市电或太阳能供电，适应偏远地区
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投入可控：单点成本低于传统空气站10倍
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可扩展性强：可对接秸秆回收、禁烧政策监管系统
十二、应用领域
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农村秸秆焚烧重点区域监管
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生态环保执法、乡镇网格化大气管控
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智慧农业、绿色种植区空气质量保障
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高校研究项目、示范区试点工程
十三、效益分析（参考）
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项目
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实施前
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实施后
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成效提升
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|---|---|---|---|
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焚烧次数（月均）
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18起
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3起
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↓83%
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群众投诉
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多发
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明显减少
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↓70%
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PM2.5爆表天数
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6天/月
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1天/月
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↓83%
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执法查处效率
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低
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快速定位+自动抓拍
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↑显著提升
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十四、国标规范
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GB 3095-2012《环境空气质量标准》
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HJ 653-2013《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）自动监测技术规范》
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GB/T 23705-2009《大气污染监测数据采集与传输规范》
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农业农村部《秸秆禁烧与综合利用工作技术指南》
十五、参考文献
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《农村秸秆资源管理与环境治理》 中国农业出版社
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《大气污染治理监测技术手册》 环保部科技标准司
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某地环保局2023年度秸秆焚烧监控总结报告
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国家卫星遥感中心《火点遥感监测应用年报》
十六、案例分享
项目名称：河南某县智慧禁烧大气监测系统
部署规模：12套空气监测设备+8处AI烟柱识别摄像点
实施成果：
部署规模：12套空气监测设备+8处AI烟柱识别摄像点
实施成果：
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日均响应时间缩短至5分钟内
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焚烧频率同比下降86%
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入选省级“农村环境数字监管试点工程”
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