監(jiān)測(cè)惡臭異味，能讓AI學(xué)會(huì)“聞味道”嗎？

知道臭，不知道臭從哪兒來(lái)。監(jiān)測(cè)人員趕來(lái)了，異味兒早都散了。

在處理群眾投訴時(shí)，難以及時(shí)、有效采集到污染樣品；對(duì)于惡臭產(chǎn)業(yè)集中的地區(qū)，有時(shí)難以有效溯源。這是當(dāng)前惡臭異味監(jiān)管面臨的現(xiàn)實(shí)困境。

中國(guó)工程院院士、中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)惡臭異味污染防治專業(yè)委員會(huì)主任委員劉文清在近日的發(fā)言中指出，當(dāng)前，需要發(fā)展覆蓋范圍更廣、時(shí)空分辨率更高、監(jiān)測(cè)精度更高的智能化惡臭氣體立體監(jiān)測(cè)技術(shù)。

惡臭定義“難以量化”，生活服務(wù)區(qū)缺乏排放標(biāo)準(zhǔn)限制

“惡臭氣體是指一切刺激嗅覺(jué)器官、引起人們不愉快及損壞生活環(huán)境的氣體物質(zhì)，包括高濃度的香味。但‘不愉快’是較難量化的?！敝袊?guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站研究員張穎指出了惡臭監(jiān)測(cè)面臨的獨(dú)特挑戰(zhàn)。

她表示，惡臭的定義基于人類感官，是一種非定量、非標(biāo)準(zhǔn)化的概念，這與傳統(tǒng)污染物的濃度超標(biāo)定義截然不同。由于人種、溫度、情緒甚至現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同，人們對(duì)惡臭的感知差異巨大，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)和監(jiān)管難以操作。

目前，國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)采用單一因子評(píng)價(jià)，即一項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)就算不達(dá)標(biāo)，但“今天不愉快，明天可能愉快”的感官特性，使得惡臭監(jiān)測(cè)充滿不確定性。

臭氣濃度檢測(cè)依賴于人的感官，即通過(guò)稀釋倍數(shù)判斷是否“聞不到”，這是一種無(wú)量綱的檢測(cè)方法。而無(wú)論是儀器分析還是實(shí)驗(yàn)室分析都主要是針對(duì)單因子物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，這兩者間存在系統(tǒng)性差異，也導(dǎo)致了檢測(cè)結(jié)果與感官體會(huì)到的不一定“百分百對(duì)得上”。

“三廢處理區(qū)域、工業(yè)園區(qū)和生活服務(wù)區(qū)是惡臭的主要來(lái)源，工業(yè)園區(qū)有相關(guān)的排放控制標(biāo)準(zhǔn)限制，相對(duì)可控。但生活服務(wù)區(qū)只有衛(wèi)生防護(hù)距離，缺乏排放控制標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致投訴不斷?！睆埛f進(jìn)一步指出，其實(shí)歸根結(jié)底緣于國(guó)內(nèi)缺乏環(huán)境空氣質(zhì)量的惡臭排放標(biāo)準(zhǔn)。

此外，由于各行業(yè)原料、工藝和管理差異，惡臭排放的底數(shù)仍不清晰。如何在排查中降低成本并有效除臭，仍需在未來(lái)的政策文件及技術(shù)指南中進(jìn)一步明確。張穎表示：“從政府監(jiān)管、監(jiān)測(cè)技術(shù)到居民感知，推動(dòng)三者一致仍有很長(zhǎng)的路要走?！?/p>

傳統(tǒng)檢測(cè)方式時(shí)間滯后，智慧化監(jiān)管或成破局關(guān)鍵

生態(tài)環(huán)境部惡臭污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室執(zhí)行主任王亙介紹，目前大多數(shù)地區(qū)仍采用“人工排查+實(shí)驗(yàn)室分析” 這種“慢半拍”的傳統(tǒng)方式進(jìn)行監(jiān)管，效率低下，難以應(yīng)對(duì)惡臭污染的瞬時(shí)性和復(fù)雜性。

他解釋，當(dāng)收到居民投訴惡臭問(wèn)題時(shí)，生態(tài)環(huán)境監(jiān)管部門需要到現(xiàn)場(chǎng)查看并采樣檢測(cè)。但由于惡臭污染的陣發(fā)性和瞬時(shí)性，現(xiàn)場(chǎng)往往難以采集到有效樣品，更無(wú)法明確污染源頭?！斑@些環(huán)節(jié)導(dǎo)致后續(xù)管理手段難以跟上，污染問(wèn)題得不到有效控制。”王亙說(shuō)。

惡臭異味物質(zhì)污染瞬時(shí)、陣發(fā)的特性，對(duì)監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備提出更高的要求——實(shí)時(shí)追蹤、連續(xù)監(jiān)測(cè)、又快又準(zhǔn)地識(shí)別及分析污染物。

“大氣擴(kuò)散會(huì)將異味帶至遠(yuǎn)處。”張穎以上海某大型垃圾處置區(qū)域舉例，此前這一區(qū)域的惡臭投訴曾一直集中在5公里外的區(qū)域。

為解決這一問(wèn)題，這一區(qū)域采用了智慧化管理手段，積極安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)惡臭濃度，一旦檢測(cè)到濃度超標(biāo)，便自動(dòng)增加掩蔽劑的投放量和投放速度。這一**舉措不僅有效降低了投訴率，還為企業(yè)每年節(jié)省了數(shù)百萬(wàn)元的成本。

張穎稱，惡臭監(jiān)測(cè)的復(fù)雜性遠(yuǎn)超傳統(tǒng)污染物，從超標(biāo)點(diǎn)位排查到后續(xù)處置，都需要綜合性解決方案。智慧化管理和實(shí)時(shí)化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，或?qū)⒊蔀槲磥?lái)惡臭監(jiān)測(cè)困境破局的關(guān)鍵。

精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)將搭上AI發(fā)展快車

據(jù)了解，現(xiàn)有惡臭異味監(jiān)測(cè)以傳感器、電子鼻、光譜、質(zhì)譜—?dú)庀嗌V儀聯(lián)用等技術(shù)為主。

劉文清院士指出，從實(shí)際需求出發(fā)，當(dāng)前需要研發(fā)覆蓋范圍更廣，時(shí)空分辨更高，監(jiān)測(cè)精度更高、更智能化的異味惡臭氣體立體探測(cè)技術(shù)。

“比如一個(gè)小區(qū)，進(jìn)入的氣體濃度是多少？逃逸的氣體濃度是多少？整個(gè)小區(qū)的排放通量是多少？對(duì)可能發(fā)生的異味有沒(méi)有模擬預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)？這樣的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)技術(shù)是目前所需要的?！眲⑽那逭f(shuō)道。

劉文清介紹，近年來(lái)，在各類項(xiàng)目的支持下，我國(guó)發(fā)展了高靈敏環(huán)境監(jiān)測(cè)新方法、新技術(shù)，研發(fā)了一系列環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)了我國(guó)環(huán)境探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。例如，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超光譜成像遙感可以解析各類型企業(yè)排口煙羽中污染物分布特征，及時(shí)發(fā)現(xiàn)苯、苯甲醛以及二硫化碳（CS2）等污染物的濃度高值。

“AI模型在污染源識(shí)別和數(shù)據(jù)分析中發(fā)揮著重要作用。通過(guò)軟件模擬和數(shù)據(jù)分析，可以區(qū)分多種污染物，輔助提高監(jiān)測(cè)效率?！眲⑽那鍙?qiáng)調(diào)，除了硬件技術(shù)的突破，人工智能（AI）與監(jiān)測(cè)技術(shù)的結(jié)合將成為惡臭精準(zhǔn)溯源的重要技術(shù)發(fā)展方向。

“衛(wèi)星遙感會(huì)受到天氣、云層覆蓋等參數(shù)的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失。而基于AI技術(shù)通過(guò)結(jié)合衛(wèi)星遙感、氣象場(chǎng)、人口分布、地形參數(shù)和排放源清單等多源數(shù)據(jù)，可以有效填補(bǔ)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的缺失，重構(gòu)全球范圍內(nèi)污染氣體、惡臭異味氣體等的高時(shí)空分辨率分布數(shù)據(jù)?！眲⑽那迮e例指出，團(tuán)隊(duì)利用AI技術(shù)重構(gòu)了全球甲醛分布，并精準(zhǔn)分析了此前北美野火甲醛排放給周邊大型城市帶來(lái)的影響，分辨精度可以從70%提升至90%。

在上海大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院副研究員高松看來(lái)，可以用AI技術(shù)讓臭味監(jiān)測(cè)更智能、更精準(zhǔn)，還能通過(guò)AI溯源，提升異味管控的效率。

“比如讓AI學(xué)會(huì)‘聞味道’。目前電子鼻就是這種思路。AI可以從大量氣味數(shù)據(jù)中找出規(guī)律，快速分辨出各種臭味，并評(píng)估大概‘有多臭’。根據(jù)當(dāng)前的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及天氣情況，高精度實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)臭味的變化趨勢(shì)。甚至，對(duì)于一些小區(qū)、街道、園區(qū)，可以通過(guò)多站點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，搭建AI小尺度智能溯源模型，實(shí)現(xiàn)異味污染源迅速定位?！备咚筛嬖V記者。

高松進(jìn)一步指出，還可以通過(guò)云計(jì)算搭建數(shù)據(jù)共享與協(xié)同平臺(tái)，讓不同地區(qū)、不同機(jī)構(gòu)的惡臭、異味數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)發(fā)生區(qū)域跨界污染時(shí)，協(xié)同分析、高效管控。

“智能化勢(shì)必會(huì)成為惡臭氣體精準(zhǔn)溯源和高效治理的關(guān)鍵。結(jié)合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校準(zhǔn)、自主學(xué)習(xí)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)，提升監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。多傳感器融合技術(shù)將通過(guò)優(yōu)化傳感器陣列設(shè)計(jì)和**的AI融合算法，增強(qiáng)對(duì)復(fù)雜氣味混合物的識(shí)別和分析能力，提高系統(tǒng)的可靠性和精確性?！备咚烧f(shuō)。