山西省縣級環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站點位優(yōu)化技術(shù)路線初探

朱麗婭孫麗娟

（1山西省環(huán)境監(jiān)測中心直屬站 山西太原 0300272山西省環(huán)境監(jiān)測中心站 山西太原 030027）

山西省自2001年開始，在全省11個設(shè)區(qū)市及102個縣（市、區(qū)）陸續(xù)啟動環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站建設(shè)工作，到2006年末在全國率先建成由市、縣兩級共262個監(jiān)測點位構(gòu)成的城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，開展對環(huán)境空氣中SO2、NO2、PM10三項污染物的監(jiān)測。2012年6月5日之前在全國率先完成所有地級城市擴項工作，提前完成了環(huán)境空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)實施，開展為各級政府和社會公眾了解城市環(huán)境空氣質(zhì)量，分析污染物排放源對空氣質(zhì)量的影響，積極開展大氣污染研究防治，評價考核各級政府的環(huán)保工作業(yè)績，發(fā)揮了極其重要的技術(shù)支撐作用。

然而，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展、城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴大、城市功能區(qū)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局的不斷優(yōu)化、調(diào)整，許多城市在城市環(huán)境、城市建成區(qū)規(guī)模和人口數(shù)量、分布及工業(yè)布局等方面都有了很大變化，原有的點位都呈現(xiàn)出數(shù)量上的不足或者空間分布上的不科學(xué)，特別是縣級子站，由于建設(shè)時間比較早，技術(shù)力量薄弱，沒有進行嚴(yán)密的測算和論證就匆匆上馬，點位設(shè)置存在許多問題，近幾年來，隨著社會公眾對環(huán)境空氣質(zhì)量的日益關(guān)注，我省城市環(huán)境空氣質(zhì)量特別是縣域環(huán)境質(zhì)量與公眾直觀感覺有一定出入，縣級城市環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、代表性、可比性受到社會各界的質(zhì)疑，這些都與點位設(shè)置不合理有著密切的關(guān)系。2013年，環(huán)保部頒布了《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》（試行）HJ664-2013，對環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位的分類、布設(shè)、數(shù)量等提出了明確要求，對照規(guī)范，我們發(fā)現(xiàn)縣級站急需進行點位規(guī)范和優(yōu)化。

1 目的和意義

環(huán)境監(jiān)測點位的優(yōu)化調(diào)整，就是指在經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的條件下，用最少的測點，獲得最有空間代表性的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并以此準(zhǔn)確預(yù)警環(huán)境質(zhì)量的狀況和變化。開展本研究的主要目的是對102個縣級城市現(xiàn)有環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位進行優(yōu)化，尋求建立最優(yōu)化的大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和大氣環(huán)境質(zhì)量分析與評價模型，建立最優(yōu)化的縣級城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),更加全面、準(zhǔn)確、科學(xué)地反映環(huán)境空氣質(zhì)量，為環(huán)境管理和決策提供科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。

2 點位優(yōu)化技術(shù)路線

首先對各縣城市建成區(qū)面積、人口、工業(yè)布局及污染源情況進行調(diào)查統(tǒng)計，根據(jù)調(diào)查情況，以各區(qū)域多年的環(huán)境空氣質(zhì)量狀況及變化趨勢、產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu)特點、人口分布情況、地形和氣象條件等因素為依據(jù)，充分考慮監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》（試行）的要求，同時兼顧監(jiān)測點位設(shè)置的前瞻性和代表性的原則，通過深入調(diào)研、科學(xué)研究論證，對全省102個縣環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位進行優(yōu)化設(shè)計，提出最優(yōu)方案，優(yōu)化后將更加全面、準(zhǔn)確、科學(xué)地反映環(huán)境空氣質(zhì)量，我省縣域環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測水平將有較大提高。同時，通過此次優(yōu)化點位研究，尋求建立最優(yōu)化的大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和大氣環(huán)境質(zhì)量分析與評價模型，為今后的環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位設(shè)置提供有力的科研技術(shù)支撐。

3 具體步驟

3.1 資料收集和現(xiàn)場調(diào)研

（1）收集資料和最新文獻，了解、學(xué)習(xí)和研究環(huán)境監(jiān)測點位優(yōu)化置的基本理論、基本方法和發(fā)展趨勢，調(diào)研國內(nèi)其它城市在此項工作上的進展情況和先進經(jīng)驗。

（2）調(diào)查102個縣建成區(qū)面積、人口分布情況、氣候情況、環(huán)境功能區(qū)劃以及污染源情況、環(huán)境空氣質(zhì)量歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（3）現(xiàn)場調(diào)研，主要包括：各縣現(xiàn)有環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測子站的運行情況，點位是否符合規(guī)范要求，是否具有最大代表性，是否具有持久性，是否面遷移、配套公共設(shè)施改造等問題。

3.2 優(yōu)化方案的設(shè)計原則

優(yōu)化點位必須滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》（試行）（以下簡稱規(guī)范）對環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位設(shè)置的要求，同時遵循代表性、可控性、可行性、方便性等環(huán)境空氣自動監(jiān)測點位布設(shè)基本原則，同時點位的選址應(yīng)遵循具有較好代表性、能客觀反映一定空間范圍內(nèi)的環(huán)境空氣質(zhì)量水平和變化規(guī)律、各監(jiān)測點之間的設(shè)置條件應(yīng)盡可能一致等原則[1]。對于縣級環(huán)境監(jiān)測站來說，點位優(yōu)化主要涉及點位的新增、變更和撤銷，縣級環(huán)境監(jiān)測站應(yīng)按照規(guī)范要求，對新增、變更和撤銷的點位做出技術(shù)分析：

（1）新增點位技術(shù)指標(biāo)分析：包括新增點位原由、具體位置、經(jīng)緯度、采樣高度、功能區(qū)類別、必要性分析、優(yōu)化篩選，新增點位主要污染物濃度平均值與本轄區(qū)內(nèi)主要污染物濃度均值的偏差計算。

（2）變更點位技術(shù)指標(biāo)分析：包括變更點位原由、與原點位直線距離、變更點位具體位置、經(jīng)緯度、采樣高度、功能區(qū)類別、備選點位與原監(jiān)測點位不少于15個有效日均數(shù)據(jù)的對比監(jiān)測實驗報告和主要污染物濃度均值偏差計算；計算連續(xù)三年城市建成區(qū)內(nèi)變更前所有點位的各監(jiān)測項目年均值與變更后點位各監(jiān)測項目年均值的偏差。

（3）撤消點位技術(shù)指標(biāo)分析：包括因城市建成區(qū)建筑發(fā)生較大變化，導(dǎo)致現(xiàn)有監(jiān)測點位采樣空間縮小或采樣高度提升而不符合《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測規(guī)范》，在最近連續(xù)3年城市建成區(qū)內(nèi)用包括擬撤消點位在內(nèi)的全部點位計算的各項監(jiān)測項目的年平均值與剔除擬撤消點后計算出的年平均值的最大誤差小于5%，且該城市建成區(qū)內(nèi)的監(jiān)測點數(shù)量在撤消點位后內(nèi)能滿足《規(guī)范》要求時，可撤消點位，否則應(yīng)按《規(guī)范》要求，變更點位。

根據(jù)上述分析結(jié)果對該縣環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位點位的合理性進行評價同時對點位優(yōu)化的必要性進行評估。

3.3 優(yōu)化方案的初步確定

在上述基礎(chǔ)上編制縣級城市點位優(yōu)化方案，以市為單位聘請省內(nèi)外有關(guān)環(huán)境空氣質(zhì)量管理和規(guī)劃、監(jiān)測等方面的領(lǐng)導(dǎo)、專家和技術(shù)人員對優(yōu)化方案進行論證。以數(shù)理統(tǒng)計結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)“優(yōu)化原則”以及點位可實施性的實地考察，初步確定優(yōu)化方案。點位優(yōu)化方案應(yīng)包括以下內(nèi)容：

環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位優(yōu)化調(diào)整方案（包含以下內(nèi)容）。

1.城市基本概況：地理位置、氣象條件、建成區(qū)面積、建成區(qū)人口、城市規(guī)劃以及污染源情況。

2.環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位現(xiàn)狀。

3.環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位是否符合規(guī)范要求。

4.環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位優(yōu)化調(diào)整的必要性。

5.點位優(yōu)化后是否符合《規(guī)范》對點位設(shè)置的相關(guān)要求。

6.環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位優(yōu)化調(diào)整技術(shù)分析資料。

7.環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位分布八方位圖。

3.4 論證、評審、提交成果初步確定

（1）在各市提交的優(yōu)化方案的基礎(chǔ)上編寫山西省環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位優(yōu)化布設(shè)技術(shù)報告。

（2）對山西省空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位優(yōu)化布設(shè)技術(shù)報告進行專家論證和評審。

（3）根據(jù)專家論證和評審意見修改山西省空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位優(yōu)化布設(shè)技術(shù)報告。

（4）正式提交山西省環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位優(yōu)化布設(shè)技術(shù)報告

[1]夏新,元潔,吳曉鳳,等.環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量管理體系框架[J].中國環(huán)境管理,2013,5(4).

[2]HJ664-2013.環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范（試行）[S]．

[3]GB3095-2012.環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S]．