監(jiān)測惡臭異味，能讓AI學(xué)會“聞味道”嗎？

知道臭，不知道臭從哪兒來。監(jiān)測人員趕來了，異味兒早都散了。

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

中國工程院院士、中華環(huán)保聯(lián)合會惡臭異味污染防治專業(yè)委員會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、時空分辨率更高、監(jiān)測精度更高的智能化惡臭氣體立體監(jiān)測技術(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。”中國環(huán)境監(jiān)測總站研究員張穎指出了惡臭監(jiān)測面臨的獨特挑戰(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)場環(huán)境的不同，人們對惡臭的感知差異巨大，導(dǎo)致監(jiān)測和監(jiān)管難以操作。

目前，國家排放標(biāo)準(zhǔn)采用單一因子評價，即一項指標(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)測充滿不確定性。

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

“三廢處理區(qū)域、工業(yè)園區(qū)和生活服務(wù)區(qū)是惡臭的主要來源，工業(yè)園區(qū)有相關(guān)的排放控制標(biāo)準(zhǔn)限制，相對可控。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。”張穎進(jìn)一步指出，其實歸根結(jié)底緣于國內(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)測技術(shù)到居民感知，推動三者一致仍有很長的路要走。”

傳統(tǒng)檢測方式時間滯后，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實驗室執(zhí)行主任王亙介紹，目前大多數(shù)地區(qū)仍采用“人工排查+實驗室分析” 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)對惡臭污染的瞬時性和復(fù)雜性。

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

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

“大氣擴(kuò)散會將異味帶至遠(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)測系統(tǒng)實時檢測惡臭濃度，一旦檢測到濃度超標(biāo)，便自動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)百萬元的成本。

張穎稱，惡臭監(jiān)測的復(fù)雜性遠(yuǎn)超傳統(tǒng)污染物，從超標(biāo)點位排查到后續(xù)處置，都需要綜合性解決方案。智慧化管理和實時化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，或?qū)⒊蔀槲磥韾撼舯O(jiān)測困境破局的關(guān)鍵。

精準(zhǔn)監(jiān)測將搭上AI發(fā)展快車

據(jù)了解，現(xiàn)有惡臭異味監(jiān)測以傳感器、電子鼻、光譜、質(zhì)譜—氣相色譜儀聯(lián)用等技術(shù)為主。

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

“比如一個小區(qū)，進(jìn)入的氣體濃度是多少？逃逸的氣體濃度是多少？整個小區(qū)的排放通量是多少？對可能發(fā)生的異味有沒有模擬預(yù)測預(yù)報？這樣的精準(zhǔn)監(jiān)測技術(shù)是目前所需要的。”劉文清說道。

劉文清介紹，近年來，在各類項目的支持下，我國發(fā)展了高靈敏環(huán)境監(jiān)測新方法、新技術(shù)，研發(fā)了一系列環(huán)境監(jiān)測技術(shù)與設(shè)備并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，促進(jìn)了我國環(huán)境探測技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。例如，團(tuán)隊研發(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模型在污染源識別和數(shù)據(jù)分析中發(fā)揮著重要作用。通過軟件模擬和數(shù)據(jù)分析，可以區(qū)分多種污染物，輔助提高監(jiān)測效率。”劉文清強(qiáng)調(diào)，除了硬件技術(shù)的突破，人工智能（AI）與監(jiān)測技術(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)通過結(jié)合衛(wèi)星遙感、氣象場、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空分辨率分布數(shù)據(jù)。”劉文清舉例指出，團(tuán)隊利用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，可以用AI技術(shù)讓臭味監(jiān)測更智能、更精準(zhǔn)，還能通過AI溯源，提升異味管控的效率。

“比如讓AI學(xué)會‘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，并評估大概‘有多臭’。根據(jù)當(dāng)前的監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)以及天氣情況，高精度實時預(yù)測臭味的變化趨勢。甚至，對于一些小區(qū)、街道、園區(qū)，可以通過多站點監(jiān)測數(shù)據(jù)，搭建AI小尺度智能溯源模型，實現(xiàn)異味污染源迅速定位。”高松告訴記者。

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

“智能化勢必會成為惡臭氣體精準(zhǔn)溯源和高效治理的關(guān)鍵。結(jié)合人工智能技術(shù)，實現(xiàn)自動校準(zhǔn)、自主學(xué)習(xí)和動態(tài)響應(yīng)，提升監(jiān)測的準(zhǔn)確性和實時性。多傳感器融合技術(shù)將通過優(yōu)化傳感器陣列設(shè)計和**的AI融合算法，增強(qiáng)對復(fù)雜氣味混合物的識別和分析能力，提高系統(tǒng)的可靠性和精確性。”高松說。