挂个“专家号”，为你解释如何用大数据对大气污染降维打击

【讯】“一看到数据高了，就盲目地上‘措施’上‘手段’，用雾炮车除臭氧，除颗粒物，干扰国控站点，这些都是典型的空气污染‘患者’对照数据自医过程中的‘瞎吃药’行为。”中国环境科学研究院研究员段菁春告诉记者。

近年来，面向大气污染防治的天地空一体的监测体系逐渐建立， 伴随着各地如火如荼建设环境大数据平台，却出现了面对繁杂数据不知该如何下手的状况。如何科学看待数据，透过数据现象看到空气质量问题本质，成为治气关键。

数据对于空气质量意味着什么？

如果人们身体不适，要去医院首先体检。无论是做CT还是验血项，可以将其称为“现象”的“象”，通过各种各样的“象”，来试图认清疾病这一“本质”。

“大气污染亦是如此。需要通过各样的数据‘象’来认清大气污染这个‘质’。” 段菁春表示。

为推动“治气”更加精准，作为“象”的数据也愈加丰富。

2012年，我国《环境空气质量标准》重新修订，初步实现与国际接轨，其中增加了PM2.5指标。CO、O3、PM2.5这3项污染物成为新增监测项目，与原先的SO2、PM10、NO23项指标一同构筑了空气质量指数的6项指标。

随着2013年《大气污染防治行动计划》的出台与2018年《打赢蓝天保卫战三年行动计划》的发布，中国的空气质量在线监测需求增长迅猛。同时，各种各样的环保平台随着智慧城市建设如雨后春笋般增长，新兴数据层出不穷：雷达、卫星、走航、企业用电；交通流、离子、金属、VOCs；从大气超级站到组网再到网格化……

“而因此产生的数据从KB，到MB，到GB，到TB，再到PB，数据的增长速度几乎可以用几何级概括，是超出大家想象的。”段菁春评价。

传统的污染成因主要经历观察——假设——理论——验证——应用这些阶段。

图源大气污染成因分析技术交流

“比如说二氧化硫高了，我们认为可能是燃煤、烟花燃放的问题。但在一些有色冶炼产业发达的城市，二氧化硫高，有可能是工业生产问题。然后，通过上措施验证，再应用到实际中。” 段菁春解释，一个指标背后的成因是多元复杂的，需要依靠科学的力量支撑，得出客观结论。

这意味着，数据仅仅是污染的表象之一, 它可以提供给专家“抓手”，却并不等于污染的成因。

一旦进入大数据时代，非专业人士看到纷繁数据，反而难以决策。结果是数据越多，矛盾越多，观点越多，问题越复杂了。

段菁春认为，各地更应加强对数据综合研判，再进行决策，对大数据信息实现降维化。

在段菁春看来，平台大数据的处理可分为四个阶段。

第一阶段中，平台建设以数据展示为主。缺少问题识别的指标和指标体系、判断标准以及调控的技术路线。

“很多地方斥巨资在做环境大数据平台，搞智慧环保，大屏幕上跳动着的颜色、线条、数字固然让人兴奋，但是，如果不对数据进行综合分析，这些低信息密度的冗余数据就几乎直接从在线仪器流向数据垃圾桶，经过展示后，便失去了价值。” 段菁春表示。

在第二阶段，平台可初步实现客观指标的搭建，数据不再是单纯展示，而是走向指标化。就如同患者去体检查验血象后，每项都会有对应的范围一样，第二阶段的处理意味着能够实现对空气质量相关数据的初步分类及预警。

“这个指标体系不仅仅是反映比如PM2.5是否超标的问题，更多的是多种数据综合起来，在动态变化中反映污染成因背后的规律。” 段菁春说。

第三阶段，是带着数据指标去挂“专家号”，对数据进行研判，基于多种证据的耦合性来增加对结论判断的精准性。

这一阶段的重要性体现在，一些地区进入治气“深水区”，长年与空气污染打交道，时间一长“久病成医”，有了大数据平台这张“说明书”后，可以直接精准查找污染源：查找机动车排放超标线索、秸秆焚烧哪里冒烟了有火点了……极大提高治气效率。

但是，涉及臭氧等更复杂的空气污染问题，即使看到VOCs、大气边界层高度等数据，仍然需要专业科学人员进行综合研判分析。

“就像病人经过体检拿到了CT结果或者血象指标后，仍然需要拿去找医生复查一样。”段菁春解释，第三阶段对数据的处理十分考验管理者的综合素质，应更多地结合大数据，让科研专家来给治气开“处方药”。

“最怕的是，一看到数据高了，就盲目地上‘措施’上‘手段’，用雾炮车除臭氧，除颗粒物，干扰国控站点被处罚，这些都是典型的空气污染‘患者’对照数据自医过程中的‘瞎吃药’行为。”他补充道。

图为段菁春在横断山脉澜沧江边调研。

第四阶段则是智能化阶段。目前全国的大气污染防治的需求广泛，但是专家仍然有限。 “面向未来，希望我们的大数据平台能够实现真正智能化的发展。面对复杂的类似臭氧污染的问题，不再完全依赖科学家人工研判，而是能够智能分析数据指标，自动化地报告空气污染成因并提供科学的措施建议。” 段菁春表示。

他坦言，当前的平台建设能够达到自动化已经不易，距离真正智慧化阶段尚存距离，仍需加大投入，不断攻坚。

 

“信息化平台建成后，越少越好，不是东建一个、西建一个，而是要科学集纳功能，实现数据联通。”段菁春表示，当前一些地方平台只重视建设，建成后功能缺位，缺乏维护，使用率低，最终信息化平台沦为展示平台。

在长期关注的基础上，段菁春提及，生态环境部生态环境执法局的监督帮扶信息化保障支撑平台在此方面建设成果显著。

记者从生态环境执法局了解到，这一平台的使用率非常高。自2022年至今的14轮次监督帮扶工作，涉及京津冀及周边地区、汾渭平原、长三角、珠三角、成渝、长江中游城市群、天山北坡城市群等120多个城市，每轮次监督帮扶都在使用此平台。

“目前监督帮扶平台已经实现了每轮次问题线索的智能化生成。根据监督帮扶新的任务需求和现场检查情况的反馈，我们也一直在优化技术路线，使问题线索识别更加精准，同时不断完善平台设计和功能开发，促进功能迭代升级，方便满足各类用户的使用需要。”生态环境执法局相关平台负责人白飞说。

据了解，平台集纳了综合会商、问题线索、任务清单、排查审核、帮扶调度等多项重要模块，贯穿了监督帮扶工作的全流程。

此外，平台建设中，科技支撑、数据联通程度高。生态环境执法局组织评估中心、环科院、卫星中心、监测总站、信息中心5个技术支持单位，通过协调接入排污许可、卫星遥感、空气质量站点、地面微站、污染源监控、执法监管等49类数据，将重点行业企业、高值区、冒泡区、自动监测异常、面源管控、重污染应急等各类任务场景集成在平台中，实现数据展示和分析。

图为2022年夏季臭氧监督帮扶平台部分展示。

“随着这一平台不断建设，功能也不断‘傻瓜化’，特别便利地方录入问题。平台把专家的经验、科研净化都‘浓缩’在功能中，较好实现了与科学的结合。地方填写只是需要填选项，平台会自动归类。如果还有不清楚的地方，专家会远程提供技术支持服务。”段菁春介绍。

平台还组建远程在线监督帮扶工作专班，实行常态化联合办公，定期开展空气质量预测预报和臭氧污染形势研判，筛选问题线索和任务清单，组织技术培训和线上答疑，评估问题整改和工作成效等。

“这样一来，平台经历不断开发维护，使得业务化率大大提高，这就能让平台‘活下来’，不断走向未来，为智能化打下良好基础。” 段菁春评价道。