掛個“專家號”，為你解釋如何用大數據對大氣污染降維打擊
【谷騰環保網訊】“一看到數據高了，就盲目地上‘措施’上‘手段’，用霧炮車除臭氧，除顆粒物，干擾國控站點，這些都是典型的空氣污染‘患者’對照數據自醫過程中的‘瞎吃藥’行為。”中國環境科學研究院研究員段菁春告訴記者。
近年來，面向大氣污染防治的天地空一體的監測體系逐漸建立， 伴隨著各地如火如荼建設環境大數據平臺，卻出現了面對繁雜數據不知該如何下手的狀況。如何科學看待數據，透過數據現象看到空氣質量問題本質，成為治氣關鍵。
數據對于空氣質量意味著什么？
如果人們身體不適，要去醫院首先體檢。無論是做CT還是驗血項，可以將其稱為“現象”的“象”，通過各種各樣的“象”，來試圖認清疾病這一“本質”。
“大氣污染亦是如此。需要通過各樣的數據‘象’來認清大氣污染這個‘質’。” 段菁春表示。
為推動“治氣”更加精準，作為“象”的數據也愈加豐富。
2012年，我國《環境空氣質量標準》重新修訂，初步實現與國際接軌，其中增加了PM2.5指標。CO、O3、PM2.5這3項污染物成為新增監測項目，與原先的SO2、PM10、NO23項指標一同構筑了空氣質量指數的6項指標。
隨著2013年《大氣污染防治行動計劃》的出臺與2018年《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》的發布，中國的空氣質量在線監測需求增長迅猛。同時，各種各樣的環保平臺隨著智慧城市建設如雨后春筍般增長，新興數據層出不窮：雷達、衛星、走航、企業用電；交通流、離子、金屬、VOCs；從大氣超級站到組網再到網格化……
“而因此產生的數據從KB，到MB，到GB，到TB，再到PB，數據的增長速度幾乎可以用幾何級概括，是超出大家想象的。”段菁春評價。
傳統的污染成因主要經歷觀察——假設——理論——驗證——應用這些階段。
圖源大氣污染成因分析技術交流
“比如說二氧化硫高了，我們認為可能是燃煤、煙花燃放的問題。但在一些有色冶煉產業發達的城市，二氧化硫高，有可能是工業生產問題。然后，通過上措施驗證，再應用到實際中。” 段菁春解釋，一個指標背后的成因是多元復雜的，需要依靠科學的力量支撐，得出客觀結論。
這意味著，數據僅僅是污染的表象之一, 它可以提供給專家“抓手”，卻并不等于污染的成因。
一旦進入大數據時代，非專業人士看到紛繁數據，反而難以決策。結果是數據越多，矛盾越多，觀點越多，問題越復雜了。
段菁春認為，各地更應加強對數據綜合研判，再進行決策，對大數據信息實現降維化。
在段菁春看來，平臺大數據的處理可分為四個階段。
第一階段中，平臺建設以數據展示為主。缺少問題識別的指標和指標體系、判斷標準以及調控的技術路線。
“很多地方斥巨資在做環境大數據平臺，搞智慧環保，大屏幕上跳動著的顏色、線條、數字固然讓人興奮，但是，如果不對數據進行綜合分析，這些低信息密度的冗余數據就幾乎直接從在線儀器流向數據垃圾桶，經過展示后，便失去了價值。” 段菁春表示。
在第二階段，平臺可初步實現客觀指標的搭建，數據不再是單純展示，而是走向指標化。就如同患者去體檢查驗血象后，每項都會有對應的范圍一樣，第二階段的處理意味著能夠實現對空氣質量相關數據的初步分類及預警。
“這個指標體系不僅僅是反映比如PM2.5是否超標的問題，更多的是多種數據綜合起來，在動態變化中反映污染成因背后的規律。” 段菁春說。
第三階段，是帶著數據指標去掛“專家號”，對數據進行研判，基于多種證據的耦合性來增加對結論判斷的精準性。
這一階段的重要性體現在，一些地區進入治氣“深水區”，長年與空氣污染打交道，時間一長“久病成醫”，有了大數據平臺這張“說明書”后，可以直接精準查找污染源：查找機動車排放超標線索、秸稈焚燒哪里冒煙了有火點了……極大提高治氣效率。
但是，涉及臭氧等更復雜的空氣污染問題，即使看到VOCs、大氣邊界層高度等數據，仍然需要專業科學人員進行綜合研判分析。
“就像病人經過體檢拿到了CT結果或者血象指標后，仍然需要拿去找醫生復查一樣。”段菁春解釋，第三階段對數據的處理十分考驗管理者的綜合素質，應更多地結合大數據，讓科研專家來給治氣開“處方藥”。
“最怕的是，一看到數據高了，就盲目地上‘措施’上‘手段’，用霧炮車除臭氧，除顆粒物，干擾國控站點被處罰，這些都是典型的空氣污染‘患者’對照數據自醫過程中的‘瞎吃藥’行為。”他補充道。
圖為段菁春在橫斷山脈瀾滄江邊調研。
第四階段則是智能化階段。目前全國的大氣污染防治的需求廣泛，但是專家仍然有限。 “面向未來，希望我們的大數據平臺能夠實現真正智能化的發展。面對復雜的類似臭氧污染的問題，不再完全依賴科學家人工研判，而是能夠智能分析數據指標，自動化地報告空氣污染成因并提供科學的措施建議。” 段菁春表示。
他坦言，當前的平臺建設能夠達到自動化已經不易，距離真正智慧化階段尚存距離，仍需加大投入，不斷攻堅。
“信息化平臺建成后，越少越好，不是東建一個、西建一個，而是要科學集納功能，實現數據聯通。”段菁春表示，當前一些地方平臺只重視建設，建成后功能缺位，缺乏維護，使用率低，最終信息化平臺淪為展示平臺。
在長期關注的基礎上，段菁春提及，生態環境部生態環境執法局的監督幫扶信息化保障支撐平臺在此方面建設成果顯著。
記者從生態環境執法局了解到，這一平臺的使用率非常高。自2022年至今的14輪次監督幫扶工作，涉及京津冀及周邊地區、汾渭平原、長三角、珠三角、成渝、長江中游城市群、天山北坡城市群等120多個城市，每輪次監督幫扶都在使用此平臺。
“目前監督幫扶平臺已經實現了每輪次問題線索的智能化生成。根據監督幫扶新的任務需求和現場檢查情況的反饋，我們也一直在優化技術路線，使問題線索識別更加精準，同時不斷完善平臺設計和功能開發，促進功能迭代升級，方便滿足各類用戶的使用需要。”生態環境執法局相關平臺負責人白飛說。
據了解，平臺集納了綜合會商、問題線索、任務清單、排查審核、幫扶調度等多項重要模塊，貫穿了監督幫扶工作的全流程。
此外，平臺建設中，科技支撐、數據聯通程度高。生態環境執法局組織評估中心、環科院、衛星中心、監測總站、信息中心5個技術支持單位，通過協調接入排污許可、衛星遙感、空氣質量站點、地面微站、污染源監控、執法監管等49類數據，將重點行業企業、高值區、冒泡區、自動監測異常、面源管控、重污染應急等各類任務場景集成在平臺中，實現數據展示和分析。
圖為2022年夏季臭氧監督幫扶平臺部分展示。
“隨著這一平臺不斷建設，功能也不斷‘傻瓜化’，特別便利地方錄入問題。平臺把專家的經驗、科研凈化都‘濃縮’在功能中，較好實現了與科學的結合。地方填寫只是需要填選項，平臺會自動歸類。如果還有不清楚的地方，專家會遠程提供技術支持服務。”段菁春介紹。
平臺還組建遠程在線監督幫扶工作專班，實行常態化聯合辦公，定期開展空氣質量預測預報和臭氧污染形勢研判，篩選問題線索和任務清單，組織技術培訓和線上答疑，評估問題整改和工作成效等。
“這樣一來，平臺經歷不斷開發維護，使得業務化率大大提高，這就能讓平臺‘活下來’，不斷走向未來，為智能化打下良好基礎。” 段菁春評價道。
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