關于我國環境空氣質量監測點位設置的思考

王 帥 丁俊男 王瑞斌 解淑艷 張 欣

（中國環境監測總站，北京 100012）

關于我國環境空氣質量監測點位設置的思考

王 帥 丁俊男 王瑞斌 解淑艷 張 欣

（中國環境監測總站，北京 100012）

設置各種空氣質量監測點位時，應以監測網絡的監測目的為根本出發點，并同時考慮點位功能和空間代表尺度、點位環境條件以及實際經濟技術條件等因素。一個完整的環境空氣質量監測網絡應涵蓋各類功能的監測點位，從而達到監測網絡建設的多目標要求，然而空氣質量監測點位的建設是一個不斷發展和完善的過程。目前我國城市空氣質量監測點以空氣質量評價點為主，其目的是掌握城市整體空氣質量狀況和長期變化趨勢，為環境管理和污染防治提供決策依據，但這類監測點位的功能相對單一，難以滿足公眾了解詳盡的空氣質量狀況信息的需求。未來，隨著監測投入的增加，我國應進一步完善地方監測網絡建設，使之涵蓋不同功能的監測點位，從而更好地為公眾提供空氣質量預警信息和健康指引。

環境空氣質量監測；監測網絡；監測點位

空氣質量監測點位是構成空氣質量監測網絡的基本要素。監測點位的選取是否科學合理直接決定著監測評價結果的科學性和代表性，因此，世界各國都非常重視空氣監測網絡的布局和監測點位的布設。我國也制定了相關的監測技術規范，對全國的空氣監測網絡和監測點位進行了統籌規劃和管理。然而，隨著新空氣污染問題的頻發，公眾對空氣質量狀況的信息需求迅速增加，這對我國城市空氣質量監測網絡建設和點位設置提出了新的要求。針對這一實際情況，有必要對我國當前的空氣質量監測點位設置工作進行總結和分析，并明確今后空氣監測點位設置的工作方向，從而提高環境空氣監測的公眾服務能力。

1 空氣質量監測點位設置的依據

空氣質量監測點位的設置需要在一定的監測網絡框架下進行，而每一個監測網絡都存在著明確的監測目的和目標，所以在設置各種空氣質量監測點位時，均應以監測目的為根本出發點，不同的監測目的決定了監測網絡的布設方案和監測點位的選址要求。此外，空氣質量監測點位的設置還需要考慮點位功能和空間代表尺度、點位環境條件以及實際經濟技術條件等因素。

1.1 監測目的

監測目的是監測點位設置的基本依據。根據環境管理的需要，我國的《環境空氣質量監測規范》（試行）將國家環境空氣質量監測網的監測目的分為四個層次：反映全國城市區域空氣質量變化趨勢、反映區域尺度和背景水平空氣質量、判定全國空氣質量達標情況以及為制定大氣污染防治規劃和對策提供依據。相應的，國家環境空氣質量監測網絡可分為國家城市環境空氣質量監測網、國家區域環境空氣質量監測網和國家大氣背景監測網。

各地根據環境管理的需要，應在國家監測網的基礎上設置地方環境空氣質量監測網，其功能需涵蓋但不限于國家監測網的功能。對于城市空氣質量監測網絡，監測的目的可分為六個方面。包括:反映監測范圍內最高污染濃度值、反映不同功能區的代表濃度和達標情況、反映空氣質量狀況的長期變化趨勢、反映主要污染源對環境空氣質量的影響、反映所在地區的背景空氣質量狀況以及為城市大氣污染防治規劃和對策提供依據等。

無論是國家監測網還是地方監測網，每個監測點位都是實現監測網絡各種目的的基本實體（魏復盛等，2006）。

1.2 監測點位的功能分類

監測目的的多目標性決定了監測網絡的多元化和設置不同功能監測點位的必要性。在我國《環境空氣質量監測規范》（試行）中，將環境空氣質量監測點位分為4類：污染監控點、空氣質量評價點、空氣質量對照點和空氣質量背景點。污染監控點用于監控污染源對周圍環境的影響，其代表尺度約為半徑幾百米范圍，常常是污染物高濃度地區。空氣質量評價點用于評價城市不同功能區的空氣質量狀況和變化趨勢，其空間代表尺度為半徑500米到4公里范圍，反映了這一空間范圍內污染物的整體水平。空氣質量對照點用于監測不受當地城市污染影響的城市地區空氣質量狀況，代表尺度為半徑幾十公里范圍。空氣質量背景點用于監測國家或大區域范圍的空氣質量背景水平，其代表尺度為半徑幾十公里以上范圍。這里所說的點位代表性是指點位周圍一定空間范圍內的污染物濃度與這一點位的監測濃度近似或偏差在可接受范圍內。

可見，空氣監測網絡的不同監測目的需要相應功能的監測點位來支撐，不同功能的監測點位又對應著各自的空間代表尺度和選址要求，這是點位設置的基本原則之一。當然，每個環境空氣質量監測點位在滿足其主要功能需求的前提下可盡量兼顧其他功能。例如反映功能區代表濃度的同時也可用于評價空氣質量的變化趨勢。但有些監測目標是不能兼顧的，如同時反映城市建成區和城市背景區域的空氣質量，這時需要設置兩個監測點位分別反映。

一個完整的環境空氣質量監測網絡應涵蓋各類功能的監測點位，從而達到監測網絡建設的多目標要求。以城市空氣質量監測網絡為例，完善的監測網絡應能夠用于客觀評估城市環境空氣質量的整體平均水平和長期變化趨勢，又能夠有針對性地對污染源和敏感地區進行監控，還兼顧到背景地區的監測。缺少某一類監測點位必然帶來一定的監測盲區，無法較好地滿足公眾的需求。

1.3 監測點位的環境要求

監測點位在功能方面的劃分是通過對點位周圍環境的要求來具體體現的，脫離了監測點位周圍環境的要求，監測點位的功能和空間代表尺度就無從談起。在我國《環境空氣質量監測規范》（試行）中，對不同功能的監測點位的選址均提出了要求。

為保證空氣質量評價點位能夠代表半徑幾公里范圍內平均的空氣質量狀況，即監測點位的空間代表性，必須對點位周圍環境提出具體要求。例如評價點位周圍50米內不應有污染源以防止受到局部干擾的影響；采樣口周圍空氣流通，一定距離內無障礙物；點位周圍環境狀況相對穩定，安全和防火措施有保障；有穩定可靠的電力供應，通信線路易于安裝和維修；另外，采樣口高度應在一定高度范圍內，以便監測近地面空氣質量狀況。環境空氣質量評價點周圍100米的土地使用狀況應相對穩定。由于主干道附近特征污染物濃度相對較高，無法代表周圍幾公里范圍內的空氣質量。因而《環境空氣質量監測規范》（試行）規定，空氣質量評價點應避免車輛尾氣或其他污染源直接對監測結果產生干擾。點式儀器采樣口與道路之間最小間隔距離應在幾十米到一百米以外。

而對于污染監控點的設置，《環境空氣質量監測規范》（試行）規定，針對道路交通的污染監控點，采樣口距道路邊緣距離不得超過20米。

1.4 監測點位設置的綜合考慮

監測點位的設置方案必須要考慮實際的社會經濟技術條件，根據實際情況進行統籌。理想情況下，監測點位的數量越多、功能越齊全、空間覆蓋面越大越好。但由于監測點位的建設、運行和維護管理需要耗費大量的人力和物力，在實際中監測點位數量不宜過多。應綜合考慮當地的環境條件、經濟技術條件、污染形勢和環境管理水平等因素，確定監測網絡建設方案。在一定時期內，根據環境管理要求的不同，不同功能的監測點位設置會有所側重，使得監測網絡的完善程度呈現階段性發展。例如在監測點位數量有限的前提下，應集中現有資源說清迫切需要解決的主要環境問題，未來，在經濟技術條件允許的條件下可以逐步完善和細化監測網絡的功能。

2 我國空氣質量監測點位布設情況

2.1 城市監測點位設置的技術要求

國家城市環境空氣質量監測點位的設置依照《環境空氣質量監測規范》（試行）中的有關要求進行。監測點位的布設主要按照監測目的需要和點位選址要求，結合區域面積和人口來確定合理的監測點位數量和位置。國家網點位包括空氣質量評價點、空氣質量背景點和區域空氣質量監測點，地方監測網包括了空氣質量評價點以及污染監控點、空氣質量對照點等。

對于環境空氣質量評價點，《環境空氣質量監測規范》中對其選址做出了明確的要求。評價點位須位于各城市的建成區內，空間分布相對均勻，并覆蓋全部城市建成區。評價點的設置數量要兼顧我國的實際經濟技術水平和各城市的評價結果可比的要求，按照建成區面積和建成區人口確定監測點數量。如建成區城市人口在300萬以上的城市應至少設置8個監測點位。在點位的地理分布上，其主要技術指標有兩個:

一是所有評價點的均值應盡量反映城市的實際空氣質量整體水平。對此，規范規定對已劃分環境空氣質量功能區的地區，每類功能區至少應有1個監測點。為了保證監測點位的數據代表性，監測點位的數據統計特征應與實際情況相近。《環境空氣質量監測規范》(試行)中規定了相應的檢驗標準，即評價點的平均值應代表所在城市建成區污染物濃度的區域總體平均值，相對偏差小于10%。

二是要反映和代表城市污染的不同高低水平。根據所有評價點監測數據得到的城市污染物濃度的高低分布特征應反映全市的實際狀況，具體指標為由各評價點位統計得出的區域污染物濃度值的30、50、80和90百分位數與實際情況的偏差小于15%。由于環境空氣質量評價點還要用于評價城市環境空氣質量的長期變化趨勢和改善程度，所以監測點位應位于可長期穩定運行的位置。不得隨意變更位置，以免影響評價結果的可比性。

針對污染監控點的設置，《環境空氣質量監測規范》（試行）規定，有條件的地方可根據需要設置污染監控點和空氣質量對照點。為監測道路交通污染源或其他重要污染源對環境空氣質量影響而設置的污染監控點，應設在附近污染物高濃度區域。

2.2 城市監測點位的管理程序

在實際的監測工作中，環境空氣質量監測點位還會受到各種因素的影響而需要進行調整，如城市改造、建筑物拆遷、建成區面積擴大等。為了保證監測數據的可比性，每個城市環境空氣質量監測點位的增加、變更和撤銷均須向環境保護部提供相關技術論證材料，包括調整原因、監測分析結果、數據統計結果和報告等。環境保護部進一步組織專家技術論證會對申請材料進行嚴格的審查，審查通過后的點位才能進行調整。由此可以看出，我國國家空氣質量監測點位的管理是較為嚴格的。

2.3 城市監測點位布設現狀分析

目前，我國的空氣質量監測網絡建設正在穩步有序的推進，使得監測網絡的覆蓋人口和范圍都有了較大的進步，但監測點位的功能仍比較單一。根據我國的經濟技術條件和環境空氣質量形勢，目前我國城市空氣質量監測點以空氣質量評價點為主，兼顧城市對照點和污染監控點。其目的是掌握城市整體空氣質量，了解城市建成區內人口密集地區的空氣質量狀況，評價城市空氣質量的長期變化趨勢，從而為大氣污染防治提供依據。優先布設空氣質量評價點的原因是:

（1）空氣質量評價點的空間代表尺度大，有限的監測點位可覆蓋更多人口和更大的面積。我國很多大城市的人口密度較高，與發達國家相比需要更密集的評價點位才能覆蓋全市。

（2）空氣質量評價點適宜于空氣質量長期變化趨勢的評價，有利于客觀反映空氣質量變化情況，為大氣污染防治提供決策依據。污染監控點主要受到局地排放源的影響，排放源的很多不確定性因素導致監測結果出現較大波動，難以真實判斷空氣質量變化趨勢。而且污染源周圍常常是特征污染物濃度較高，不能反映其他場所的一般濃度水平。

（3）按同一規則設置的空氣質量評價點位保證了不同城市評價結果的公平性和可比性，有利于全面客觀地了解環境空氣污染在不同地區的異同，確立有針對性的污染防治措施，實現環境空氣質量管理全國一盤棋。

（4）新的環境空氣質量標準頒布實施后，已有評價點位的評價結果將能夠綜合地反映出城市空氣質量存在的主要污染問題，能夠為污染減排和污染防治提供決策依據。而路邊交通站、污染監控站等點位的針對性較強、功能單一、代表尺度小，難以作為衡量綜合環境管理措施是否有效、效果有多大的準確依據。

基于以上考慮，在當前經濟技術條件和環境質量形勢下，我國多數監測點位均作為評價點而布設，污染監控點的布設數量較少，這種網絡設計方案與我國的當前的實際情況是相符的。

與此同時，路邊交通站、污染監控站也是了解城市空氣質量狀況的重要補充。這類監測點位的布設相對靈活，雖然代表的空間尺度較小、可比性差，但往往代表了最高濃度水平，可以為公眾出行提供更好的健康指引。因此，在經濟技術條件許可的情況下，隨著監測投入的增加，地方監測網絡中應增加對交通主干道、污染源周圍的空氣質量監控，從而更好地為公眾提供空氣質量預警信息和健康指引。

另外，隨著國內空氣污染形勢的變化，細顆粒物和臭氧等區域性污染物將逐步納入常規監測項目（王帥等，2011），這些污染物對公眾健康有較大的影響。考慮到我國城市人口密度較大、排放源數量多而且分散、污染物空間分布非均勻性強，為了更好地向公眾提供健康指引，有必要在所有的城市環境空氣質量評價點位開展新項目的實時監測并向公眾發布空氣質量信息。而有條件的城市應根據各地實際情況和公眾的需要，酌情在其他敏感地區布設路邊交通站等其他監測點位，以滿足公眾對了解空氣質量狀況的需求。

3 國外空氣質量監測點位布設情況

國外發達國家開展環境空氣質量監測的時間較早，經過多年的探索，已建立了相對成熟、與自身空氣污染特征相適應的監測網絡，在監測網絡設計和點位設置方面有很多經驗值得我國借鑒。

美國有著完善的環境空氣質量監測網絡，包括SLAME、NAMS、SPMS和PAMS等監測網絡，每個監測網絡都有著特定的監測目的和目標（鐘流舉等，2007）。根據監測點位功能的不同，美國將空氣質量監測點位類型分為6類:區域內污染物最大濃度點位、高人口密度區典型濃度監測點位、污染源監控點、背景濃度點、污染物輸送監控點、生態影響監控點位等（USEPA，2010）。每個州的地方監測網絡應確保含有以上六類監測點位，從而掌握全面的空氣質量信息。每類點位對應著合理的空間代表尺度和相應的選址要求。

美國在布設空氣質量監測網時主要按照人口和污染程度來確定不同功能監測點位的最低數量要求，再按照監測點位的不同功能來決定監測點位的位置和技術要求。以細顆粒物為例，美國環保局要求每個大都市根據人口數量和污染程度設置不少于一定數量的細顆粒物監測點位。例如100萬人以上且細顆粒物接近或超過標準限值的城市至少設置3個細顆粒物監測點位。細顆粒物監測點位應盡量代表居住社區的空氣質量，多數點位的代表尺度應為半徑幾公里范圍。當監測區域傳輸時，點位的代表尺度應在半徑幾十公里以上，個別情況下也可以設置代表尺度為半徑幾百米的點位。不同代表尺度的細顆粒物監測點位對周圍環境的要求也不同，包括采樣口與交通道路之間的間隔、采樣口與墻壁和護欄的間隔等。這與我國的監測點位周圍環境要求是類似的。

歐洲在確定空氣質量監測點位時也采用與美國類似的設置方案。確定城市化區域的監測點位數量時，基本上按居住區的人口數量確定點位數量，一般25萬人口設置1～2個點。根據點位空間代表性不同，對監測點位周圍環境也提出了與美國類似的要求，即評價點位應避開局地排放源，代表所在位置附近各類排放源綜合影響后的整體水平。

美國和歐盟的空氣質量監測網絡中不同功能的監測點位的設置較為齊全，特別是最大濃度監測點位的數量遠遠多于我國，且主要為交通源監測點位。

4 我國空氣質量監測點位設置的工作方向

自2000年以來，我國的環境空氣質量監測工作取得了快速發展（劉方等，2004；孟曉艷等，2011），國家環境空氣質量監測網的城市數量和點位數量不斷增加。2012年起國家空氣質量監測網的城市數量由113個擴展到所有地級及以上城市，同時監測項目也由原來的3項增加到6項，初步形成了覆蓋全國、監測因子完善的國家環境空氣質量監測網絡。

但值得注意的是，由于經濟技術條件的限制和我國環境空氣監測工作發展的階段性，我國的環境空氣質量監測網絡與發達國家相比仍有很多不成熟的地方。主要表現在點位功能性相對單一，難以滿足公眾了解詳盡的空氣質量狀況信息的需求。隨著我國城市化進程的加快和機動車保有量的增加，城市空氣中污染物的時空變化規律將更加復雜。環境空氣監測除了應滿足環境管理和決策的需求外，還應能夠更好地維護和滿足公眾對空氣質量狀況的知情權和監督權。

因此，未來幾年內隨著投入的增加，我國應進一步完善地方監測網絡建設，使之涵蓋不同功能的監測點位，包括污染監控點和交通源監測點等。有條件的城市可以在公眾關心的敏感地區設置一些短期或長期的監測點位開展監測并發布結果，這類監測點位主要用于在特殊情況下為公眾提供及時的健康信息服務，例如奧運會、世博會期間場館附近的環境空氣質量的監測等。

5 結論

我國的相關監測技術規范已對空氣監測點位的設置和管理提出了科學的規范要求。但由于實際經濟技術條件的限制和發展的階段性，目前我國的城市空氣質量監測點位仍以空氣質量評價點為主，主要用于評價城市空氣質量的整體水平和長期變化趨勢，為環境管理和污染防治提供決策依據。與國外發達國家相比，我國城市監測點位的功能較為單一，今后應加強污染監控點的建設，對區域內高污染濃度有所反映，從而更好地為公眾出行提供健康指引。

［1］ 魏復盛等．空氣和廢氣監測分析方法指南（上冊）［M］ ．北京：中國環境科學出版社，2006，2-6．

［2］ 王帥，王瑞斌，劉冰，李亮．重點區域環境空氣質量監測方案與評價方法探討［J］ ．環境與可持續發展，2011，36（5），24-27．

［3］ 鐘流舉，鄭君瑜，雷國強，陳晶，車汶蔚．空氣質量監測網絡發展現狀與趨勢分析［J］ ．中國環境監測．2007， 23(2)：113-118．

［4］ USEPA．Network design criteria for ambient air quality monitoring．Appendix D to part 58， title 40，codes of federal regulations［S］ ．2010．

［5］ http：//eur-lex．europa．eu/LexUriServ/LexUriServ.do? uri=CELEX：32008L0050：en：NOT， 2012， 08， 03．

［6］ 劉方，王瑞斌，李鋼．中國環境空氣質量監測現狀及發展［J］ ．中國環境監測，2004，20(6)：8-10．

［7］ 孟曉艷，王瑞斌，李健軍，張欣，李鋼．國家環境空氣質量監測網絡發展歷史與展望［A］ ．羅毅．環境監測科技新進展—第十次全國環境監測學術論文集［C］ ．北京：化學工業出版社，2011：903-906．

Study on the Settings of Ambient Air Quality Monitoring Sites in China

WANG Shuai DING Junnan WANG Ruibin XIE Shuyan ZHANG Xin
(China National Environmental Monitoring Center, Beijing, 100012)

Due to various restriction factors, most monitoring sites in cities of China at present were macro-scale or above, which were used to capture the main air quality status and long term trends, as well as providing guides for environmental management and pollution prevention. Because lacking of micro-scale sites, the monitoring network was not good enough to meet the increasing requirements from the public. China should increase proportions of micro-scale sites in the monitoring network of city in the further.

Ambient air quality monitoring; Monitoring network; Monitoring site

X831

A

1673-288X（2012）04-0021-05

項目資助: 山地區域空氣質量監測點位布設技術研究(項目編號: 2009467010)

王帥, 工程師. 主要研究方向為環境監測