空气质量监测能力亟待提高

 监测项目偏少,一些重要的指标尚未开展监测;缺乏高精度监测点位筛选确定技术、点位代表性评估指标体系;急需可以开展高频次、高准确度、高分辨率、立体监测的方法和设备;部分监测设备的质量控制技术不能适应大量业务观测的需求;缺乏对监测数据信息的深度分析挖掘等


  尽管我国环境空气监测技术取得了长足的发展,但在我国已进入复合型环境污染的新形势下,现有环境监测技术远远满足不了需要,无法反映出综合的环境空气质量,不能为环保部门解决复杂污染问题,不利于有效控制污染源,不足以为节能减排提供全面的技术支撑。


  如果要全面说清我国煤烟型与氧化型污染共存、局地污染和区域污染相叠加、污染物之间相互耦合的复合型大气污染特征,在监测能力方面还存在如下问题:


  监测项目偏少,一些重要的指标尚未开展监测。SO2、NOX、和颗粒物等虽然是造成空气污染的主要原因,但是由于光化学烟雾以及与空气污染有关的霾和各种低能见度天气现象与一次污染物的关系非常复杂,呈非线性关系。因此,并不能通过一次污染物的监测就能全面说清环境空气污染状况及污染物来源。例如PM2.5的浓度虽然是影响能见度的主要因素之一,但其与能见度之间存在着非线性和非单值的关系,能见度还受到相对湿度等多种因素的影响,仅监测PM2.5并不能完全确定和说清能见度的高低特征。要满足认知环境污染机制和演变过程的需求,就要从少数独立的污染物指标监测到相互关联的多参数污染物指标监测。多参数测定的监测技术研发、业务化应用以及科学研究的专用监测技术设备是环境监测技术发展的关键。


  缺乏高精度监测点位筛选确定技术、点位代表性评估指标体系。现有监测点位筛选确定方法不确定度较大,与数据的使用、评估目的等联系较少,用同样方法选择的监测点位代表性差异较大,点位代表性评估指标体系不完善。因此,为了能够用较少的点位反映较大尺度的环境空气质量状况信息,应建立起一套高精度的监测点位筛选确定技术,并完善评估指标体系。


  急需能够开展高频次、高准确度、高分辨率的立体监测方法和设备。要全面了解和分析污染物的输送转化过程,分清各地空气污染物的局地和区域输送来源,必须依赖于地面监测与立体监测相结合的技术,要从城市监测转变为区域监测。目前我国立体监测技术还处于科学研究阶段,只在部分科研院所和高校有所应用,还没有在广大监测工作中开展,迫切需要能够开展高频次、高准确度、高分辨率的立体监测方法和设备。


  部分监测设备的质量控制技术不能适应大量业务观测需求。SO2、NO2、CO等气态污染物监测设备的校准是通过钢瓶标气开展。但臭氧具有反应性和不稳定性的特点,臭氧分析仪的质量保证与控制工作与常规污染物分析仪不同,没有标准钢瓶气进行仪器校准,需要一个能够溯源到权威标准的传递标准。此外,颗粒物监测设备通过仪器自带的标准校准膜进行校准,目前还缺乏对颗粒物的标准物质溯源和校准体系。


  缺乏对监测数据信息的深度分析挖掘。各污染物之间、各污染物与气象参数等信息之间还存在着复杂的关系,通过监测数据的深度分析,可以挖掘出数据更深层次的信息,从而更有效地分析和提取各种监测数据所包含的环境空气污染特征信息。然而,目前我国环境监测数据信息多采用平均值与标准进行简单比较,并未深入分析。例如,由于研究手段和技术的局限,空气污染和低能见度之间的关系尚不明确。如何全面深入研究我国大气细粒子(PM2.5、PM1)、光化学污染物(NOX、VOCS、臭氧)同低能见度天气之间的关系,成为目前急需解决的问题。此外,造成低能见度天气的空气污染原因、相应控制途径以及全国低能见度现象监测的技术路线等问题也亟待解决。


  空气质量评价与污染控制措施效果的评估技术需改进。大气环境是一个巨大、复杂、多因素相互作用的系统,由于污染物在时间、空间与数量上的不确定性,增加了政府与企业在治理措施选择上的难度,因此改进空气质量评价与污染控制措施效果的评估技术,可得出大气污染治理措施对控制空气污染有效性之间的定量关系,对防治措施提出具体的对策和建议,巩固大气治理取得的成果。


  缺乏环境质量与污染源归因与反控制技术研究。污染源的变化对环境空气质量存在一定的影响,通过对环境质量数据与污染源数据之间的深度关联和归因分析技术,可及时、科学地了解何种污染状况下需控制何种污染源,在可能出现空气污染的情况下,采取必要的措施控制污染源的排放,确保环境空气质量,保障公众健康及生态安全。


  急需开发预报预警技术研究。以往,各城市较为关注城市内的环境空气质量状况,随着社会发展、监测工作的不断加强和完善、公众对环境知情权的需求增加,准确实时的空气质量预警预报已成为越来越多的城市和地区的迫切需求。因此,开发区域联动的环境监测预报预警技术,包括开发预报预警模型技术研发、适用性研究与评估筛选技术等,对不同城市间及时有效防止环境空气污染十分重要。北京奥运会、上海世博会和广州亚运会的成功案例也充分说明了区域合作的重要性。


  急需建立监测技术与设备的不确定性评估研究平台。在实际监测业务应用中,同样方法的监测设备之间监测结果存在一定差异,不同等效监测方法的监测设备之间也存在差异。目前,中国环境监测总站质检室主要负责各类环境监测仪器设备的适用性检测,承担着环境保护部环境监测仪器质量监督检验的技术和日常工作,共包括3部分的认证检测:气态污染物采样和监测分析系统(SO2、NO2、CO、O3);PM10采样和分析系统;气体校准系统(零气发生器、多元气体校准装置)。但还不具备PM2.5等新增项目监测设备的认证能力,因此,建立监测技术与设备的不确定性评估研究平台非常必要和迫切。