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浙江省环保装备行业协会是2009年成立,是以浙江省环保装备和资源综合利用装备制造厂商为主以及从事科技开发、设计和技术服务的企事业单位自愿参加组成的跨地区、跨部门、跨所有制的行业性、全省性的非赢利性社会组织,是经浙江省民政厅核准登记的社会团体法人。
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PM2.5监测点位怎么布设?
发布时间:2012-07-30 点击数:
 

作者:王帅 解淑艳 丁俊男 张欣 王瑞斌


  编者按

随着公众对环境空气质量越来越关心,近期有关PM2.5监测点位的选址问题引起了关注。一些公众对学校和公园内的PM2.5监测点位表示质疑,认为这些地区的监测数据会掩盖真实的污染情况,无法为科学决策和环境治理提供依据。到底监测点位要如何布置?怎样才能更科学、更客观?本报特约请相关专家进行解读,以期对读者有所借鉴。


  环境质量监测点位是构成监测网络的基本要素,完善的环境质量监测网络是客观评价环境质量的重要前提。环境质量监测点位的选取是一项复杂且专业性较强的工作。环境空气质量监测点位布设要具有科学性和代表性。


  点位布设的主要原则


  ■阅读提示

为了确保监测数据的代表性和评价结果的科学性,必须根据监测目的、点位功能和点位的空间尺度,结合实际情况合理布设监测点位。


  环境空气质量监测点位是环境空气质量监测网络的实体。为了确保监测数据的代表性和评价结果的科学性,必须根据监测目的、点位功能和点位的空间尺度,结合实际情况合理布设监测点位。


  一、监测目的


  开展环境空气质量监测,首先要明确监测的目的。监测目的不同,对点位的选址要求也有很大区别,包括点位数量要求和点位的地理空间分布等。在城市范围内,根据实际监测工作的侧重点不同,环境空气质量监测的目的可分为不同方面。包括:反映评价范围最高污染浓度值、反映不同功能区的代表浓度和达标情况、反映空气质量状况的长期变化趋势、反映主要污染源对环境空气质量的影响、反映所在地区的背景空气质量状况等。

  二、监测点位的功能分类


  在我国《环境空气质量监测规范》(试行)中,将环境空气质量监测点位分为4类:污染监控点、空气质量评价点、空气质量对照点和空气质量背景点。


  污染监控点用于监控污染源对周围环境的影响,其代表尺度约为半径几百米范围,常常是污染物高浓度地区。


  空气质量评价点用于评价城市不同功能区的空气质量状况和变化趋势。其空间代表尺度为半径500米到4公里范围,反映了这一空间范围内污染物的整体水平。


  空气质量对照点用于监测不受当地城市污染影响的城市地区空气质量状况,代表尺度为半径几十公里范围。


  空气质量背景点用于监测国家或大区域范围的空气质量背景水平,其代表尺度为半径几十公里以上范围。


  这里所说的点位代表性是指点位周围一定空间范围内的污染物浓度与这一点位的监测浓度近似或偏差在可接受范围内。每个环境空气质量监测点位在满足其主要功能需求的前提下可尽量兼顾其他功能。但有些监测目标是不能兼顾的,如同时反映城市建成区和城市背景区域的空气质量。


  因此,一个完整的环境空气质量监测体系应涵盖各类功能的监测点位。既能够客观评估城市环境空气质量的整体平均水平和长期变化趋势,又能够有针对性地对污染源和敏感地区进行监控,还兼顾到背景地区的监测。缺少某一类监测点位必然带来一定的监测盲区。例如仅布设了污染监控点时,公众必然会关心居住社区、办公场所的空气质量如何。在居住社区布设监测点位后,公众还可能会关心公园、郊区、农村等其他地区的空气质量如何。


  三、监测点位的筛选与优化


  理想情况下,监测点位的数量越多、空间覆盖面越大越好。但监测体系的完善程度应与当地的经济社会发展水平、污染形势和环境管理水平相协调,并与环境污染防治工作紧密结合。因而监测网络的建设是一个逐步完善、不断更新的过程。由于监测点位的建设、运行和维护管理需要耗费大量的人力和物力,因此在实际中监测点位不可能遍布城市各个街区。而是通过有限的监测点位来最大程度地说清空气质量状况,达到最大的经济社会效益。通过优化布设监测点位,使监测网络覆盖尽可能多的人口和空间范围,掌握污染物的高低分布情况。


  根据我国的经济技术条件和环境空气质量形势,目前我国城市空气质量监测点以空气质量评价点为主。其目的是掌握城市整体空气质量,了解城市建成区内人口密集地区的空气质量状况,评价城市空气质量的长期变化趋势。


  优先布设空气质量评价点的原因是:


  (1)空气质量评价点的空间代表尺度大,有限的监测点位可达到更大的人口和空间覆盖程度,反映人群受到的平均暴露水平。我国很多大城市的人口密度较高,与发达国家相比需要更密集的评价点位才能覆盖全市。


  (2)空气质量评价点适宜于空气质量长期变化趋势的评价,有利于客观反映空气质量变化情况,为大气污染防治提供决策依据。污染监控点主要受到局地排放源的影响,排放源的很多不确定性因素导致监测结果出现较大波动,难以真实判断空气质量变化趋势。而且污染源周围常常是特征污染物浓度较高,不能反映其他场所的一般浓度水平。


  (3)按同一规则设置的空气质量评价点位保证了不同城市评价结果的公平性和可比性。


  (4)针对目前我国空气质量的严峻形势,按照新的环境空气质量标准进行评价后,已有评价点位的评价结果将能够综合地反映出城市空气质量存在的主要污染问题,能够为污染减排和污染防治提供决策依据。而路边交通站、污染监控站等点位的针对性较强、功能单一、代表尺度小,难以作为衡量综合环境管理措施是否有效、效果有多大的准确依据。


  基于以上考虑,在当前经济技术条件和环境质量形势下,我国多数监测点位均作为评价点而布设,污染监控点的布设数量较少。


  但是,路边交通站、污染监控站却是了解城市空气质量状况的重要补充。这类监测点位的布设相对灵活,虽然代表的空间尺度较小、可比性差,但往往代表了最高浓度水平,可以为公众出行提供更好的健康指引。因此,在经济技术条件许可情况下,随着监测投入的增加,地方监测网络中应增加对交通主干道、污染源周围的空气质量监控,从而更好地为公众提供空气质量预警信息和健康指引。


  四、国外经验


  国外发达国家开展环境空气质量监测的时间较早,经过多年的探索,已建立了相对成熟、与自身空气污染特征相适应的监测网络。


  例如,美国将空气质量监测点位类型分为6类:区域内污染物最大浓度点位、高人口密度区典型浓度监测点位、污染源监控点、背景浓度点、污染物输送监控点、生态影响监控点位等。


  每类点位对应着合理的空间代表尺度和相应的选址要求。以PM2.5为例,美国环保局要求每个大都市根据人口数量和污染程度设置不少于一定数量的PM2.5监测点位。例如100万人以上且PM2.5接近或超过标准限值的城市至少设置3个PM2.5监测点位。PM2.5监测点位应尽量代表居住社区的空气质量,多数点位的代表尺度应为半径几公里范围。当监测PM2.5的区域传输时,点位的代表尺度应在半径几十公里以上,个别情况下也可以设置代表尺度为半径几百米的点位。不同代表尺度的PM2.5监测点位对周围环境的要求也不同,包括采样口与交通道路之间的间隔、采样口与墙壁和护栏的间隔等。


  欧洲在确定空气质量监测点位时也采用类似的设置方案。对于城市化区域,基本上按居住区的人口数量确定点位数量,一般25万人口设置1~2个点。根据点位空间代表性不同,对监测点位周围环境也提出了与美国类似的要求,即评价点位应避开局地排放源,代表所在位置附近各类排放源综合影响后的整体水平。

  点位设置的要求和程序


  ■阅读提示


  在一定的经济技术条件下,数量有限的城市环境空气质量监测点位主要用于评价城市整体状况和趋势,兼顾城市对照点和污染监控点。


  我国的国家城市环境空气质量监测点位的设置严格按照国家有关规范进行。监测点位布设原则与国外类似,都是按照一定的监测目的需要和相应的点位选址要求,结合区域面积和人口来确定合理的监测点位数量和位置。在一定的经济技术条件下,数量有限的城市环境空气质量监测点位主要用于评价城市整体状况和趋势,兼顾城市对照点和污染监控点。


  一、环境空气质量监测点位布设的技术要求


  对于环境空气质量评价点,《环境空气质量监测规范》中对其选址做出了明确的要求。评价点位须位于各城市的建成区内,空间分布相对均匀,并覆盖全部城市建成区。评价点的设置数量要兼顾我国的实际经济技术水平和各城市的评价结果可比的要求。目前我国按照建成区面积和建成区人口确定监测点数量。如建成区城市人口在300万以上的城市应至少设置8个监测点位。在点位的地理分布上,其主要技术指标有两个:


  一是所有城市建成区评价点的总体均值应尽量反映城市的实际空气质量总体均值。对于这个要求,规范规定对已划分环境空气质量功能区的地区,每类功能区至少应有1个监测点。为了保证监测点位的数据代表性,监测点位的数据统计特征应与实际情况相近。《环境空气质量监测规范》(试行)中规定了相应的检验标准,即评价点的平均值应代表所在城市建成区污染物浓度的区域总体平均值,相对偏差小于10%。


  二是要反映和代表城市污染的不同高低水平。根据所有评价点监测数据得到的城市污染物浓度的高低分布特征应反映全市的实际状况,具体指标为由各评价点位统计得出的区域污染物浓度值的30、50、80和90百分位数与实际情况的偏差小于15%。由于环境空气质量评价点还要用于评价城市环境空气质量的长期变化趋势和改善程度,所以监测点位应位于可长期稳定运行的位置。不得随意变更位置,以免影响评价结果的可比性。


  为保证评价点位能够代表半径几公里范围内平均的空气质量状况,提高监测网络的覆盖面积,必须保证监测点位有较好的时空代表性,对点位周围环境提出具体的规范要求。


  《环境空气质量监测规范》(试行)对监测点周围环境和采样口设置也做出了具体要求。例如,为防止受到局部人为干扰的影响,保证评价点位的代表性,评价点位周围50米内不应有污染源。采样口周围空气流通,一定距离内无障碍物。而且点位周围环境状况相对稳定,安全和防火措施有保障。有稳定可靠的电力供应,通信线路易于安装和维修。另外,采样口高度应在一定高度范围内,以便监测近地面空气质量状况。环境空气质量评价点附近100米的土地使用状况应相对稳定。由于主干道附近特征污染物浓度相对较高,无法代表周围几公里范围内的空气质量。因而《环境空气质量监测规范》(试行)规定,空气质量评价点应避免车辆尾气或其他污染源直接对监测结果产生干扰。点式仪器采样口与道路之间最小间隔距离应在几十米到一百米以外。


  针对污染监控点的设置,《环境空气质量监测规范》(试行)规定,有条件的地方可根据需要设置污染监控点和空气质量对照点。为监测道路交通污染源或其他重要污染源对环境空气质量影响而设置的污染监控点,应设在附近污染物高浓度区域。例如,针对道路交通的污染监控点,采样口距道路边缘距离不得超过20米。


  二、环境空气质量监测点位的管理程序


  在实际的监测工作中,环境空气质量监测点位还会受到很多其他因素的影响而需要进行调整。例如,城市改造、建筑物拆迁、建成区面积扩大等。为了保证监测数据的可比性,每个城市环境空气质量监测点位的增加、变更和撤销均须向环境保护部提供相关技术论证材料,包括调整原因、监测分析结果、数据统计结果和报告等。环境保护部进一步组织专家技术论证会对申请材料进行严格的审查,审查通过后的点位才能进行调整。因此,已有的国家城市环境空气质量监测点的设置经过了严格的科学技术论证,是多年来环境空气监测工作探索的成果,其设置方案是合理的。


  对于PM2.5来说,由于它在空气中的停留时间长、空间分布相对均匀,美国和欧盟对PM2.5监测点位的数量设置要求均少于PM10。考虑到我国城市人口密度较大、排放源数量多而且分散、污染物空间分布非均匀性强,为了更好地向公众提供健康指引,环境保护部要求所有城市环境空气质量评价点位都将开展PM2.5等新项目的实时监测并向公众发布空气质量指数。而有条件的城市应根据各地实际情况和公众的需要,酌情在其他敏感地区布设路边交通站等其他监测点位,以满足公众对了解空气质量状况的需求。


  点位设置的工作设想


  ■阅读提示


  未来几年内随着投入的增加,我国不仅要加强国家城市环境空气质量监测网络建设和区域站、背景站建设,还应进一步完善地方监测网络建设,使之涵盖不同功能的监测点位。


  随着我国城市化进程的加快和机动车保有量的增加,城市空气中污染物的时空变化规律更加复杂。环境空气监测除了应满足环境管理和决策的需求外,还应能够更好地维护和满足公众对空气质量状况的知情权和监督权。


  自2000年以来,我国的环境空气质量监测工作取得了快速发展,国家环境空气质量监测网的城市数量和点位数量不断增加。2012年起国家空气质量监测网的城市数量由113个扩展到338个所有地级及以上城市。同时监测项目也由原来的3项增加到6项。初步形成了覆盖全国、监测因子完善的国家环境空气质量监测网络。为环境管理和决策提供了重要支撑,并为公众出行提供了健康指引。


  同时,我们必须注意到,由于经济技术条件的限制和我国环境空气监测工作发展的阶段性,我国的环境空气质量监测网络与发达国家相比仍有很多不成熟的地方。主要表现在点位功能性相对单一,难以满足公众了解详尽的空气质量状况信息的需求。


  今后,随着经济投入的不断增加,有条件的城市可以在公众关心的敏感地区设置一些短期或长期的监测点位开展监测并发布结果。例如奥运会、世博会场馆附近的空气质量监测信息等。这类监测点位主要用于在特殊情况下为公众提供及时的健康信息服务,不宜用在城市空气质量整体评价。由于全国的统一考核评价要建立在各城市的代表性范围、特征指标等具有可比性的基础上,因此这些测点的结果也不应参加全国统一考核评价。


  因此,未来几年内随着投入的增加,我国不仅要加强国家城市环境空气质量监测网络建设和区域站、背景站建设,还应进一步完善地方监测网络建设,使之涵盖不同功能的监测点位。


  作者单位:中国环境监测总站