清鎮(zhèn)市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測優(yōu)化布點研究

肖致強

摘要：指出了網(wǎng)格實測法是環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測優(yōu)化布點的重要方法。介紹了2014年清鎮(zhèn)市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測優(yōu)化布點工作實例，闡述了網(wǎng)格實測法在優(yōu)化布點工作中的具體應用。探討了網(wǎng)格實測法在清鎮(zhèn)市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測優(yōu)化布點工作中的應用。

關鍵詞：環(huán)境空氣；優(yōu)化；布點；研究

1清鎮(zhèn)市環(huán)境概況

清鎮(zhèn)市處于貴州省黔中經(jīng)濟區(qū)的核心位置，距貴陽市行政中心15km，清鎮(zhèn)城區(qū)屬于北亞熱帶季風濕潤氣候，風向具有季節(jié)性變化，冬季盛行東北風，夏季盛行南東南風，春秋兩季偏北風與偏南風交替出現(xiàn)。由清鎮(zhèn)年平均各風向全年東北風（NE）風頻率14%，南南東（SSE）風頻率12%，靜風頻率12%，年均風速27m/s，春節(jié)的平均風速最大，其次為夏季，冬季、秋季較小。

城區(qū)環(huán)境空氣污染屬煤煙型及交通污染，主要大氣污染物為SO2、NO2、PM10。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，清鎮(zhèn)市建設、社會、經(jīng)濟、技術及人口發(fā)生了巨大變化，城區(qū)建成面積由2000年的56km2，發(fā)展到2013年的162km2。2014年清鎮(zhèn)市生態(tài)局決定進行網(wǎng)格實測優(yōu)化布點。

2優(yōu)化布點的原則

優(yōu)選出的點位必須具有足夠的代表性，要含有污染適度較輕點和重點，能真正反映出建成區(qū)范圍內(nèi)的大氣環(huán)境污染水平、規(guī)律及變化趨勢，污染物的污染特征。

擬新建城市點的污染物濃度的平均值與同一時期用城市加密網(wǎng)格點實測或模式模擬計算的城市總體平均值估計值相對誤差應在10%以內(nèi)。

優(yōu)選出的點位區(qū)域分布要盡可能均勻，點位的覆蓋面要大，同時綜合考慮污染分布、氣象特征等因素。

優(yōu)選的點位具有可操作性（含交通、電源等）。優(yōu)選點的地形條件必須滿足大氣監(jiān)測技術規(guī)范的要求。

3優(yōu)化布點的方法

3.1技術路線

根據(jù)統(tǒng)計數(shù)學抽樣誤差理論證明，采用幾何圖形均勻布點法，在相同的采樣精度下，獲取的某一環(huán)境污染因子的均值與區(qū)域內(nèi)的總體均值（即真實）之間的誤差最小，按照有關要求，結合近幾年來城區(qū)的發(fā)展變化和今后的規(guī)劃，采用網(wǎng)格實測法。

3.2網(wǎng)格設計

在清鎮(zhèn)市建成區(qū)范圍內(nèi)以800m×800m的等密度布設10個實測網(wǎng)格，監(jiān)測點設在網(wǎng)格中央位置，具體網(wǎng)格及點位見表1。測點采樣高度5～15m，避開高層建筑和汽車，設于氣流不受阻礙的位置。清鎮(zhèn)市建成區(qū)面積16.2km2，按要求優(yōu)化點位數(shù)應有3個（含清潔對照點）。

表1環(huán)境空氣質(zhì)量點位情況表

網(wǎng)格編號監(jiān)測點空氣功能區(qū)類型環(huán)境特征1"旅游學校二類居民2"梯青塔二類居民、商業(yè)3"市政協(xié)二類居民、商業(yè)4"市中醫(yī)院二類居民、商業(yè)、交通5"環(huán)保局二類居民、商業(yè)、交通6"紅楓大壩電廠二類居民、商業(yè)7"貴州商業(yè)職業(yè)技術術學院二類居民8"湖城國際二類居民、商業(yè)、交通9"盤江民爆生產(chǎn)區(qū)二類居民、工業(yè)10"貴州省機械學校二類居民

3.3監(jiān)測項目的選擇及分析方法

根據(jù)清鎮(zhèn)城區(qū)環(huán)境空氣污染源主要為冬季居民燃煤取暖污染，交通運輸所排放廢氣污染，建筑施工引起的揚塵污染，本次優(yōu)化參數(shù)選擇SO2、NO2、PM10、PM2.5四項因子。分析方法均按《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》中有關規(guī)定進行。

3.4監(jiān)測時段的選擇

根據(jù)歷年監(jiān)測數(shù)據(jù)，清鎮(zhèn)市環(huán)境空氣污染以冬、春兩季為重，選擇冬季，2014年1月22日至2014年1月31日，2014年2月10日至2月14日，監(jiān)測15d，監(jiān)測期間涵蓋了11個工作日和4個周假日，包含了晴天、陰天、雨天等天氣狀況，監(jiān)測過程均嚴格按照監(jiān)測質(zhì)量保證的要求執(zhí)行，因此所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)具有較好的時空代表性、完整性和可靠性。

4優(yōu)化組的優(yōu)選

經(jīng)過15d對10個網(wǎng)格點和一個清潔對照點的監(jiān)測，共獲得SO2、NO2、PM10、PM2.5監(jiān)測數(shù)據(jù)各150個，為點位的優(yōu)選提供了足夠的信息量。點位優(yōu)選數(shù)據(jù)的處理按以下步驟進行。

日均值：對每個監(jiān)測項目分別計算各監(jiān)測點逐日的日均值和20d的點日均值，取得了城區(qū)10個監(jiān)測點每日的日均值和15d的城區(qū)日均值。建立點位組合組，將城區(qū)10個監(jiān)測點按3個一組進行組合，共有11個點位組合組。初選：計算各組合與市日均值的相關系數(shù)，相關系數(shù)r越大，越能夠反映區(qū)域內(nèi)污染物的變化規(guī)律，當r≥r0.05（0.4438）時，說明在95%的置信水平上其相關性是非常顯著的，各組合均值與全市總均值相關系數(shù)r≥r0.05（0.4438）且相對偏差小于10%，大于-10%的組合有：SO2：1組（1.3.9）、7組（2.5.9）、8組（2.6.5）；NO2：6組（2.4.9）、7組（2.5.9）、8組（2.6.5）；PM10：2組（1.4.9）、6組（2.4.9）、8組（2.6.5）、11組（2.6.8）；PM2.5：1組（1.3.9）、3組：（1.5.9）、4組（1.6.9）、6組（2.4.9）、7組（2.5.9）、8組（2.6.5）、10組（2.6.9）、11組（2.6.8）。

同時滿足SO2、NO2、PM10、PM2.5日均值與全市總均值相關系數(shù)r≥0.4438且相對偏差小于10%，大于-10%的組合有：8組（2.6.5）。

結果表明：各組合日均值第30、50、80、90百分位數(shù)與全市日均值第30、50、80、90百分位數(shù)相對偏差小于15%、大于-15%的組合為：SO2：1組（1.3.9）、7組（2.5.9）、8組（2.6.5）、9組 （2.6.4）；PM10：1組（1.3.9）、2組（2.4.9）、6組（2.4.9）、7 組 （2.5.9）、8組（2.6.5）、11組（2.6.8）；NO2：2組（1.4.9）、8組（2.6.5）、10組（2.6.9）、11 組 （2.6.8）；PM2.5：2組（1.4.9）、4組（1.6.9）、5組（1.7.9）、6組（2.4.9）、8組（2.6.5）、9組（2.6.4）、11組（2.6.8）。

同時滿足SO2、PM10、NO2及PM2.5的組合為8組（2.6.5）（梯青塔、紅楓大壩、環(huán)保局），即這種組合中污染物濃度變化趨勢與全市污染物變化趨勢基本一致。

5優(yōu)選結果分析

根據(jù)優(yōu)選條件，對監(jiān)測結果進行分析，8組（2.6.5）組合既能滿足初選條件要求，也能滿足優(yōu)選條件要求，可適合作為清鎮(zhèn)市城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量評價監(jiān)測點。

環(huán)保局點位在未來幾年內(nèi)周邊將面臨大規(guī)模拆遷，不適合設置為常年的監(jiān)測點位，結合《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設技術規(guī)范》（HJ664-2013）6.1對點位數(shù)量要求，清鎮(zhèn)市城區(qū)保留2個監(jiān)測點位即可。梯青塔位于清鎮(zhèn)市中心城區(qū)的西部居住分區(qū)內(nèi)，作為新舊城區(qū)的交界點，成為城市的中心，按照《環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點位布設技術規(guī)范》（HJ664-2013）監(jiān)測點代表范圍規(guī)定，在此處設立監(jiān)測點可代表老城區(qū)及職教園區(qū)潛龍路以西的環(huán)境空氣質(zhì)量，滿足能兼顧新舊城鄉(xiāng)空間變化趨勢的監(jiān)測要求。紅楓大壩點位是現(xiàn)有城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量清潔對照點，隨著經(jīng)濟發(fā)展，建成區(qū)擴大，紅楓大壩已屬于清鎮(zhèn)市中心城區(qū)舊城區(qū)，所在區(qū)域不屬于紅楓湖一、二級水源保護區(qū)，為環(huán)境空氣功能區(qū)二類。因此擬把紅楓大壩作為環(huán)境空氣質(zhì)量評價監(jiān)測點，保持環(huán)境空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的延續(xù)性。

6結語

本研究采用網(wǎng)格實測法，通過對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，經(jīng)初選、綜合優(yōu)選后獲得符合條件的組合組，并進行多種指標檢驗，最后確定清鎮(zhèn)市區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量例行監(jiān)測點位。省環(huán)保廳專家組驗收確認了優(yōu)化點位。點位確定后進行新舊點位對比監(jiān)測，新點位8組（2.6.5）（梯青塔、紅楓大壩、環(huán)保局）組合監(jiān)測結果接近于優(yōu)化布點監(jiān)測期間10個點位15d的市均值，舊點位組合組的SO2和PM10監(jiān)測結果明顯高于市均值，證實新點位能客觀真實地反映清鎮(zhèn)市環(huán)境空氣質(zhì)量的總體水平。

參考文獻：

[1] 清鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)建設委員會.清鎮(zhèn)市城市總體規(guī)劃[2012-2030]-中心城區(qū)近期建設用地規(guī)劃[R].清鎮(zhèn)：清鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)建設委員會，2012.

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