環境空氣自動站點位采樣口高度的變更

姜 峰，邢巍巍

（大連市生態環境事務服務中心，遼寧 大連 116023）

引言

空氣質量監測點位是構成空氣質量監測網絡的基本要素[1]。環境空氣質量評價城市點是以監測城市建成區的空氣質量整體狀況和變化趨勢為目的而設置的監測點，參與城市環境空氣質量評價[2]。環境監測點位布設是環境監測工作中的重要環節，監測點位布設是否合理，對環境監測結果的代表性和準確性至關重要[3]。環境空氣質量標準（GB3095-2012）中規定需要對二氧化硫、二氧化氮、臭氧、一氧化碳、PM10和PM2.5進行監測，常規污染物的點位采樣口到附近最高建筑物之間的水平距離和樣口周圍水平面以上的捕集空間是否符合要求對點位的代表性有著重要意義。隨著點位所在建筑物以及周邊建筑物的改造會造成點位采樣口不滿足國家相應技術規范的要求，通過變更采樣口高度可以部分解決此類問題。

1 技術依據

1.1 國家技術規范對氣態污染物采樣口要求

（1） 應采取措施保證監測點附近1 000 m 內的土地使用狀況相對穩定。

（2） 點式監測儀器采樣口周圍，監測光束附近或開放光程監測儀器發射光源到監測光束接收端之間不能有阻礙空氣流通的高大建筑物、樹木或其他障礙物。從采樣口或監測光束到附近最高建筑物之間的水平距離，應為該建筑物與采樣口或監測光束高度差的兩倍以上，或從采樣口至障礙物頂部與地平線夾角小于30°。

（3） 采樣口周圍水平面應保障270°以上的捕集空間，如果采樣口一邊靠近建筑物，采樣口周圍水平應有180°以上的自由空間。

（4） 監測點周圍環境狀況相對穩定，所在地質條件需長期穩定和足夠堅實，所在地點應避免受山洪、雪崩、山林火災和泥石流等局地災害影響，安全和防火措施有保障。

（5） 在建筑物上安裝監測儀器時，監測儀器的采樣口離建筑物墻壁、屋頂等支撐物表面的距離應大于1 m[1]。

（6） 監測點附近無強大的電磁干擾，周圍有穩定可靠的電力供應和避雷設備，通信線路容易安裝和檢修。

（7） 區域點和背景點周邊向外的大視野需360°開闊，1～10 km 方圓距離內應沒有明顯的視野阻斷。

（8） 應考慮監測點位設置在機關單位及其他公共場所時，保證通暢、便利的出入通道及條件，在出現突發狀況時，可及時趕到現場進行處理。

（9） 采樣口離建筑物、屋頂等支撐物表面的距離應大于1 m，若支撐物表面有實體圍欄，采樣口應高于實體圍欄至少0.5 m 以上[4]。

1.2 國家技術規范對顆粒物（(PM10 和PM2.5）采樣口要求

采樣口離建筑物墻壁、屋頂等支撐物表面的距離應大于1 m，若支撐物表面有實體圍欄，采樣口應高于實體圍欄至少0.5 m[5]。

2 存在問題

該空氣自動站布設于某單位綜合辦公樓5 樓（共5層），該綜合辦公樓經多年使用，需要進行工程改造。改造工程需要按照消防安全設計要求在樓頂加蓋消防水站泵房（以下簡稱泵房），泵房建成后高度為4.1 m；根據辦公需要，計劃在房屋西側女兒墻外側安裝電梯一部，配套電梯井高度為1.7 m，高度均以樓頂為基準測算，消防水站泵房、電梯井、采樣口的相對位置見圖1。

圖1 PM2.5、PM10 和氣態污染物采樣口與新建消防水站泵房相對位置

2.1 消防水站泵房情況

技術人員對新建泵房對采樣影響情況進行現場踏勘，PM2.5、PM10及氣態污染物采樣口距離樓頂高度分別為2 m、1.94 m 及1.35 m；距離消防水站泵房水平距離分別為2.40 m、3.65 m 及5.25 m，結合消防水站泵房高度為4.1 m，房屋與采樣口高度差分別為2.1 m、2.16 m 及2.75 m。

PM2.5采樣口離消防水站泵房最近，水平距離為2.40 m，滿足技術規范“在建筑物上安裝監測儀器時，監測儀器的采樣口離建筑物墻壁、屋頂等支撐物表面的距離應大于1 m。”的規范要求。根據圖1 采樣口和新建泵房的相對位置，采樣口滿足“采樣口周圍水平面應保障270°以上的捕集空間，如果采樣口一邊靠近建筑物，采樣口周圍水平應有180°以上的自由空間”的規范要求。

根據測量計算，消防水站泵房對PM2.5、PM10及氣態污染物采樣口的主要影響在于無法滿足“從采樣口或監測光束到附近最高建筑物之間的水平距離，應為該建筑物與采樣口或監測光束高度差的兩倍以上”的規范要求，即水平距離應大于兩倍的高度差。具體測量數據見表1，各采樣口與消防水站泵房的位置情況見圖2。

圖2 點位采樣口與消防水站泵房位置示意

表1 各采樣口距離消防水站泵房具體測量數據 單位:m

2.2 電梯井情況

根據辦公需要，計劃在大樓西側女兒墻外側安裝電梯一部，配套電梯井高度為1.7 m，目前還未動工建設，根據設計圖紙結合現場測量情況，PM2.5、PM10及氣態污染物采樣口距離電梯井距離房屋水平距離分別為4.95 m、4.95 m 及6.93 m（PM2.5、PM10相對電梯井處于一條直線）。PM2.5和PM10采樣口距離樓頂高度分別為2 m、1.94 m，高于電梯井，高度差分別為0.3 m和0.24 m，水平距離均為4.95 m，滿足“采樣口周圍水平面應保障270°以上的捕集空間，如果采樣口一邊靠近建筑物，采樣口周圍水平應有180°以上的自由空間”和“在建筑物上安裝監測儀器時，監測儀器的采樣口離建筑物墻壁、屋頂等支撐物表面的距離應大于1 m”的條件，不滿足“采樣口離建筑物墻壁、屋頂等支撐物表面的距離應大于1 m，若支撐物表面有實體圍欄，采樣口應高于實體圍欄至少0.5 m”的規范要求。氣態污染物采樣口距離樓頂高度分別為1.35 m，低于電梯井高度1.7 m，高度差為0.35 m，結合圖2采樣口和新建消防水站泵房相對位置，采樣口南面和西面均有障礙物，不能滿足“如果采樣口一邊靠近建筑物，采樣口周圍水平應有180°以上的自由空間”和“若支撐物表面有實體圍欄，采樣口應高于實體圍欄至少0.5 m 以上”的規范要求。具體測量數據見表2，各采樣口與電梯井的位置情況見圖3，PM2.5、PM10相對電梯井處于一條直線高度，高度差別不大，圖3 統一標識。

圖3 點位采樣口與電梯井位置示意

表2 各采樣口距離電梯井具體測量數據 單位:m

3 解決方案

針對PM2.5及PM10采樣口不符合“從采樣口或監測光束到附近最高障礙物之間的水平距離，應為該障礙物與采樣口或監測光束高度差的兩倍以上”（泵房影響）及“若支撐物表面有實體圍欄，采樣口應高于實體圍欄至少0.5 m”（電梯井影響）的情況，經計算將PM2.5及PM10采樣口距離樓頂高度均抬高至3 m（分別抬高1 m 及1.06 m），即可滿足相關規范要求。抬高后PM2.5及PM10采樣管長度分別為4.5 m 及4.56 m，均符合《環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統安裝驗收技術規范》（HJ 655-2013）采樣管長度不超過5 m的要求。

針對氣態污染物采樣口不符合“從采樣口或監測光束到附近最高障礙物之間的水平距離，應為該障礙物與采樣口或監測光束高度差的兩倍以上”（泵房影響）、“如果采樣口一邊靠近建筑物，采樣口周圍水平面應有180°以上的自由空間”（電梯井影響）及“若支撐物表面有實體圍欄，采樣口應高于實體圍欄至少0.5 m 以上”（電梯井影響）的情況，經計算將氣態污染物采樣口距離樓頂高度抬高至2.2 m（抬高0.85 m），即可滿足相關規范要求（詳見表3 及表4）。

表3 星海三站點位采樣口抬高后與泵房情況 單位:m

表4 星海三站點位采樣口抬高后與電梯井情況 單位:m

空氣質量監測點位根據區域和監測目的分為國控子站、省控子站和市控子站，按現階段事權劃分原則對應國家事權、省級事權和市級事權。采樣口高度的調整可能會對監測結果產生影響，必須報相應事權責任部門審批后進行實施，避免出現人為干擾監測的問題。采樣口高度的調整可能會對監測結果產生影響，在調整前可選取原采樣口位置、PM2.5、PM10和氣態污染物采樣口提高后位置和周邊參考點位置開展同步比對監測。通過同步比對監測，可以分析采樣口高度調整對空氣質量監測點位監測的影響，在PM2.5、PM10和氣態污染物采樣口提高后位置和可采用周邊參考點位置采樣設備可采用微型空氣站進行，PM2.5、PM10和氣態污染物分析原理應與自動站監測設備相同，并按國家比對監測要求進行準備，監測前進行設備時間同步，按照國家質控要求對監測設備進行校準，參與比對監測設備與自動站監測設備進行同步監測，根據比對監測結果進行抬高采樣口的技術說明。

4 結論

點位所在建筑物以及周邊建筑物的改造會造成點位采樣口不滿足國家相應技術規范的問題，隨著城市的發展會經常發生，在城市建成區選擇新的監測點位又受電力接入、用地審批等客觀條件的制約，因此基于自動站本身條件，通過抬高采樣管高度的方式解決此類問題是目前切實可行的方法。