空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)急需哪些改進(jìn)？
經(jīng)過多年努力，我國空氣污染防治工作取得積極進(jìn)展，但與國外發(fā)達(dá)國家的環(huán)境空氣質(zhì)量相比，污染物濃度仍保持在高位水平。同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加速，我國環(huán)境空氣污染類型正從以一次污染物為主的煤煙型污染，轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮挝廴竞投挝廴静⒋娴膹?fù)合型空氣污染，從城市的局地污染發(fā)展為城市群的區(qū)域污染；姻、光化學(xué)煙霧和酸雨等復(fù)合型大氣污染問題日益突出。呈現(xiàn)出煤煙型與氧化型污染共存、局地污染和區(qū)域污染相疊加、污染物之間相互耦合的復(fù)合型大氣污染特征。
要準(zhǔn)確全面掌握環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，認(rèn)識(shí)其發(fā)展和演變規(guī)律是制定環(huán)境保護(hù)政策和確定環(huán)境污染防治措施的基礎(chǔ)。為改善環(huán)境空氣質(zhì)量，需要全面了解環(huán)境空氣質(zhì)量狀況的現(xiàn)狀特征及其污染物的來源。此外，環(huán)境保護(hù)政策和環(huán)境污染防治措施是否恰當(dāng)、其實(shí)施效果如何也需要依靠環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。因此，環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)是改善環(huán)境空氣質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，提高監(jiān)測(cè)水平至關(guān)重要。
空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)能力亟待提高
盡管我國環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)技術(shù)取得了長足的發(fā)展，但在我國已進(jìn)入復(fù)合型環(huán)境污染的新形勢(shì)下，現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需要，無法反映出綜合的環(huán)境空氣質(zhì)量，不能為環(huán)保部門解決復(fù)雜污染問題，不利于有效控制污染源，不足以為節(jié)能減排提供全面的技術(shù)支撐。
如果要全面說清我國煤煙型與氧化型污染共存、局地污染和區(qū)域污染相疊加、污染物之間相互耦合的復(fù)合型大氣污染特征，在監(jiān)測(cè)能力方面還存在如下問題:
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目偏少，一些重要的指標(biāo)尚未開展監(jiān)測(cè)。SO2、NOX、和顆粒物等雖然是造成空氣污染的主要原因，但是由于光化學(xué)煙霧以及與空氣污染有關(guān)的霾和各種低能見度天氣現(xiàn)象與一次污染物的關(guān)系非常復(fù)雜，呈非線性關(guān)系。因此，并不能通過一次污染物的監(jiān)測(cè)就能全面說清環(huán)境空氣污染狀況及污染物來源。例如PM2.5的濃度雖然是影響能見度的主要因素之一，但其與能見度之間存在著非線性和非單值的關(guān)系，能見度還受到相對(duì)濕度等多種因素的影響，僅監(jiān)測(cè)PM2.5并不能完全確定和說清能見度的高低特征。要滿足認(rèn)知環(huán)境污染機(jī)制和演變過程的需求，就要從少數(shù)獨(dú)立的污染物指標(biāo)監(jiān)測(cè)到相互關(guān)聯(lián)的多參數(shù)污染物指標(biāo)監(jiān)測(cè)。多參數(shù)測(cè)定的監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)、業(yè)務(wù)化應(yīng)用以及科學(xué)研究的專用監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)備是環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。
缺乏高精度監(jiān)測(cè)點(diǎn)位篩選確定技術(shù)、點(diǎn)位代表性評(píng)估指標(biāo)體系。現(xiàn)有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位篩選確定方法不確定度較大，與數(shù)據(jù)的使用、評(píng)估目的等聯(lián)系較少，用同樣方法選擇的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位代表性差異較大，點(diǎn)位代表性評(píng)估指標(biāo)體系不完善。因此，為了能夠用較少的點(diǎn)位反映較大尺度的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況信息，應(yīng)建立起一套高精度的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位篩選確定技術(shù)，并完善評(píng)估指標(biāo)體系。
急需能夠開展高頻次、高準(zhǔn)確度、高分辨率的立體監(jiān)測(cè)方法和設(shè)備。要全面了解和分析污染物的輸送轉(zhuǎn)化過程，分清各地空氣污染物的局地和區(qū)域輸送來源，必須依賴于地面監(jiān)測(cè)與立體監(jiān)測(cè)相結(jié)合的技術(shù)，要從城市監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)域監(jiān)測(cè)。目前我國立體監(jiān)測(cè)技術(shù)還處于科學(xué)研究階段，只在部分科研院所和高校有所應(yīng)用，還沒有在廣大監(jiān)測(cè)工作中開展，迫切需要能夠開展高頻次、高準(zhǔn)確度、高分辨率的立體監(jiān)測(cè)方法和設(shè)備。
部分監(jiān)測(cè)設(shè)備的質(zhì)量控制技術(shù)不能適應(yīng)大量業(yè)務(wù)觀測(cè)需求。SO2、NO2、CO等氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)設(shè)備的校準(zhǔn)是通過鋼瓶標(biāo)氣開展。但臭氧具有反應(yīng)性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，臭氧分析儀的質(zhì)量保證與控制工作與常規(guī)污染物分析儀不同，沒有標(biāo)準(zhǔn)鋼瓶氣進(jìn)行儀器校準(zhǔn)，需要一個(gè)能夠溯源到權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)的傳遞標(biāo)準(zhǔn)。此外，顆粒物監(jiān)測(cè)設(shè)備通過儀器自帶的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)膜進(jìn)行校準(zhǔn)，目前還缺乏對(duì)顆粒物的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溯源和校準(zhǔn)體系。
缺乏對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的深度分析挖掘。各污染物之間、各污染物與氣象參數(shù)等信息之間還存在著復(fù)雜的關(guān)系，通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深度分析，可以挖掘出數(shù)據(jù)更深層次的信息，從而更有效地分析和提取各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)所包含的環(huán)境空氣污染特征信息。然而，目前我國環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息多采用平均值與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡單比較，并未深入分析。例如，由于研究手段和技術(shù)的局限，空氣污染和低能見度之間的關(guān)系尚不明確。如何全面深入研究我國大氣細(xì)粒子(PM2.5、PM1)、光化學(xué)污染物(NOX、VOCS、臭氧)同低能見度天氣之間的關(guān)系，成為目前急需解決的問題。此外，造成低能見度天氣的空氣污染原因、相應(yīng)控制途徑以及全國低能見度現(xiàn)象監(jiān)測(cè)的技術(shù)路線等問題也亟待解決。
空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)與污染控制措施效果的評(píng)估技術(shù)需改進(jìn)。大氣環(huán)境是一個(gè)巨大、復(fù)雜、多因素相互作用的系統(tǒng)，由于污染物在時(shí)間、空間與數(shù)量上的不確定性，增加了政府與企業(yè)在治理措施選擇上的難度，因此改進(jìn)空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)與污染控制措施效果的評(píng)估技術(shù)，可得出大氣污染治理措施對(duì)控制空氣污染有效性之間的定量關(guān)系，對(duì)防治措施提出具體的對(duì)策和建議，鞏固大氣治理取得的成果。
缺乏環(huán)境質(zhì)量與污染源歸因與反控制技術(shù)研究。污染源的變化對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量存在一定的影響，通過對(duì)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)與污染源數(shù)據(jù)之間的深度關(guān)聯(lián)和歸因分析技術(shù)，可及時(shí)、科學(xué)地了解何種污染狀況下需控制何種污染源，在可能出現(xiàn)空氣污染的情況下，采取必要的措施控制污染源的排放，確保環(huán)境空氣質(zhì)量，保障公眾健康及生態(tài)安全。
急需開發(fā)預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)研究。以往，各城市較為關(guān)注城市內(nèi)的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況，隨著社會(huì)發(fā)展、監(jiān)測(cè)工作的不斷加強(qiáng)和完善、公眾對(duì)環(huán)境知情權(quán)的需求增加，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的空氣質(zhì)量預(yù)警預(yù)報(bào)已成為越來越多的城市和地區(qū)的迫切需求。因此，開發(fā)區(qū)域聯(lián)動(dòng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)，包括開發(fā)預(yù)報(bào)預(yù)警模型技術(shù)研發(fā)、適用性研究與評(píng)估篩選技術(shù)等，對(duì)不同城市間及時(shí)有效防止環(huán)境空氣污染十分重要。北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)和廣州亞運(yùn)會(huì)的成功案例也充分說明了區(qū)域合作的重要性。
急需建立監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備的不確定性評(píng)估研究平臺(tái)。在實(shí)際監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)應(yīng)用中，同樣方法的監(jiān)測(cè)設(shè)備之間監(jiān)測(cè)結(jié)果存在一定差異，不同等效監(jiān)測(cè)方法的監(jiān)測(cè)設(shè)備之間也存在差異。目前，中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站質(zhì)檢室主要負(fù)責(zé)各類環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的適用性檢測(cè)，承擔(dān)著環(huán)境保護(hù)部環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)的技術(shù)和日常工作，共包括3部分的認(rèn)證檢測(cè):氣態(tài)污染物采樣和監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)(SO2、NO2、CO、O3)；PM10采樣和分析系統(tǒng)；氣體校準(zhǔn)系統(tǒng)(零氣發(fā)生器、多元?dú)怏w校準(zhǔn)裝置)。但還不具備PM2.5等新增項(xiàng)目監(jiān)測(cè)設(shè)備的認(rèn)證能力，因此，建立監(jiān)測(cè)技術(shù)與設(shè)備的不確定性評(píng)估研究平臺(tái)非常必要和迫切。
“十二五”空氣監(jiān)測(cè)科研重點(diǎn)
當(dāng)前，國家急需研發(fā)大氣灰霾、光化學(xué)煙霧及其前體物、區(qū)域污染輸送、重金屬污染等監(jiān)測(cè)新技術(shù)和高準(zhǔn)確度污染源識(shí)別技術(shù)，開發(fā)新型的立體的環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)技術(shù)。
2008年以來，我國先后在天津、上海、重慶、廣州等9個(gè)城市開展了灰霾影響城市環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作，并且在廣東省和江蘇省區(qū)域環(huán)境空氣背景監(jiān)測(cè)站開展灰霾影響區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量的監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作。通過試點(diǎn)監(jiān)測(cè)，積累了細(xì)粒子監(jiān)測(cè)的初步經(jīng)驗(yàn)。目前，我國已建設(shè)完成了31個(gè)區(qū)域環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)站和14個(gè)國家大氣背景值監(jiān)測(cè)站。中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站大氣綜合監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室也初步建成。此外，總站還配備了具有國際一流水平的實(shí)驗(yàn)室分析儀器設(shè)備。中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站和相關(guān)監(jiān)測(cè)站已具備了開展大型綜合監(jiān)測(cè)科研攻關(guān)的能力。
緊密結(jié)合“十二五”國家大氣環(huán)境管理工作的需求，以滿足社會(huì)公眾高度關(guān)注的環(huán)境問題的知情權(quán)，有效指導(dǎo)大氣污染控制為目標(biāo)，建議重點(diǎn)開展以下幾方面研究:
一是針對(duì)區(qū)域性污染的典型特征，開展大氣污染物(顆粒物、臭氧、VOCS)的空間立體監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。研究開發(fā)區(qū)域性污染物監(jiān)測(cè)的新技術(shù)和新手段。
二是開展區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、區(qū)域空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)體系及表征方法、信息發(fā)布系統(tǒng)研究。
三是開展區(qū)域空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警體系研究。研究環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警模型的適用性，結(jié)合環(huán)境管理需求開展環(huán)境空氣預(yù)警與應(yīng)急處置聯(lián)動(dòng)機(jī)制研究，以指導(dǎo)區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控，有效改善環(huán)境質(zhì)量。
四是開展區(qū)域污染物的源解析研究。通過對(duì)污染物的成分分析，結(jié)合污染源排放清單，研究污染物的主要來源，為確定控制途徑和綜合防治對(duì)策提供科學(xué)支持。
這些研究具體包括:研究利用現(xiàn)代光學(xué)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)和激光雷達(dá)技術(shù)，開展大氣污染的空間立體監(jiān)測(cè)技術(shù)，包括大氣細(xì)粒子和臭氧的激光雷達(dá)監(jiān)測(cè)技術(shù)方法、常規(guī)氣態(tài)污染物的被動(dòng)差分吸收光譜技術(shù)方法、VOCS等有機(jī)污染物的傅里葉紅外光譜監(jiān)測(cè)技術(shù)方法等，并結(jié)合氣象觀測(cè)技術(shù)，研究大氣污染物在區(qū)域間的輸送走向和削減過程；PM2.5、臭氧及其前體物、VOCS、重金屬等污染物的監(jiān)測(cè)新技術(shù)研究；區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架設(shè)計(jì)及區(qū)域點(diǎn)位選址研究；區(qū)域空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)體系及表征方法研究，空間數(shù)據(jù)綜合分析技術(shù)研究；區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、信息共享和發(fā)布系統(tǒng)研究；研發(fā)多種預(yù)報(bào)模型技術(shù)，開展多種預(yù)報(bào)模型的適用性研究；制定區(qū)域空氣預(yù)報(bào)預(yù)警方案，建立環(huán)境空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警聯(lián)合會(huì)商平臺(tái)和應(yīng)急處置聯(lián)動(dòng)機(jī)制；開展大氣污染源調(diào)查與估計(jì)技術(shù)研究，研究污染源排放清單動(dòng)態(tài)更新技術(shù)；研究污染源的排放特征，建立污染物排放因子數(shù)據(jù)庫和重點(diǎn)污染源排放的化學(xué)特征譜；研究污染物定量源解析技術(shù)，開展污染物化學(xué)成分監(jiān)測(cè)技術(shù)研究，通過對(duì)污染物化學(xué)組成成分的分析，結(jié)合源排放清單，分析不同污染物的來源；區(qū)域空氣監(jiān)測(cè)體系在線質(zhì)量保證/質(zhì)量控制研究；PM2.5等新增污染物監(jiān)測(cè)設(shè)備認(rèn)證平臺(tái)研制。
總之，我國環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)以建立體系完備、技術(shù)一流、監(jiān)測(cè)信息準(zhǔn)確完整、數(shù)據(jù)獲取手段多樣、信息處理智能的天地空一體化環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)預(yù)警體系為目標(biāo)，開展支持區(qū)域環(huán)境綜合管理的先進(jìn)環(huán)境質(zhì)量綜合立體監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究，并進(jìn)行綜合示范，提高改善環(huán)境空氣質(zhì)量的科技支撐能力，形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)技術(shù)方法體系、環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)方法體系。
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