我国PM2.5 监测技术所面临的挑战

【小木虫学术科研第一站讯】我国PM_2.5 污染形势严峻，已成为政府和公众关注的焦点环境问题。我国在大气污染防治方面的一系列重大举措的出台，标志着我国环境管理开始由以大气污染物排放总量控制为目标导向向以环境质量改善为目标导向转变。

《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）

《大气污染防治行动计划》（国发〔2013〕37号）

《大气污染防治行动计划实施情况考核办法（试行）》（国办发〔2014〕21 号）

《大气污染防治行动计划实施情况考核办法（试行）实施细则》（环发〔2014〕107 号）

《中华人民共和国大气污染防治法》(主席令第31号，2015年)

PM_2.5 监测技术是环境空气质量管理的基础和关键

PM_2.5 监测能力建设是新环境空气质量标准下空气质量监测体系的重要支撑。PM_2.5监测结果将直接作为考核的依据，其结果的准确与否决定污染评价的客观性、计划实施考核的公平性和防治措施的有效性。环境空气中PM_2.5 浓度能否测得准，数据是否可靠，区域间是否有可比性，是全国环境监测工作面临的一项重要课题。

我国城市环境空气中PM_2.5 监测技术与规范研究

我国PM_2.5 监测技术的发展刚刚起步，PM_2.5 监测技术正面临前所未有的新挑战，深入开展监测网络优化设计、研究开发新的监测技术、综合运用多种监测手段、严格质量控制已是迫在眉睫的需求。在环保公益性行业科研专项“城市环境空气中PM_2.5 监测技术与规范研究”的研究成果基础上编写而成《PM_2.5 监测方法与应用》对PM_2.5 优化布点方法、PM_2.5 手工监测方法、自动监测方法、激光雷达反演PM_2.5 浓度方法进行了相关探讨。

1. 综合考虑我国环境空气质量监测现状、大气污染特征、社会经济能力和人口分布特点，建立了适合我国的环境空气颗粒物监测优化布点方法体系。该方法体系可用于指导我国环境空气颗粒物监测优化布点。

2. 对手工监测的滤膜性能、采样器流量、称重条件等进行了研究，提出环境空气中PM_2.5手工监测方法修改建议，为《环境空气颗粒物（PM_2.5）手工监测方法（重量法）技术规范》（HJ 656—2013）的修订提供科学依据。

3. 针对目前自动监测设备监测结果影响因素较多、设备种类多的问题，充分考虑相对湿度、挥发性组分等影响因素，分析了相对湿度、温度、采样时间、滤膜纸带性能对监测结果的影响，开展了不同种类自动监测设备的适用性测试，为规范我国的环境空气中PM_2.5 连续自动监测提供技术文件，也为制定相关文件提供参考和借鉴，有效提高监测结果的代表性和可比性。

4. 通过建立激光雷达探测颗粒物浓度的反演方法，在中国科学院大气物理研究所铁塔开展观测实验进行验证，并在典型区域进行激光雷达探测颗粒物示范，建立了应用Mie 散射激光雷达反演PM_2.5 浓度技术方法，为遥感技术应用于环境管理提供了技术基础。

PM_2.5 监测技术发展展望

PM_2.5 监测技术是不断发展和完善的，特别是目前我国PM_2.5 监测技术处于起步阶段，还有很多问题需要进一步研究：

1. 深入开展监测网络优化设计技术研究。

通过研究高精度监测点位筛选确定技术和点位代表性评估指标体系，在综合考虑多方面的因素和制约条件的前提下，遵循“自上而下，逐级组网，避免重复”原则，组建代表性好的监测网络，同时满足空气质量评价、污染物跨界传输、背景对照的需要。

2. 加强我国PM_2.5 监测技术的质量保证和质量控制。

建立标准量值传递体系，研制检定标准粒子和标准尘膜，研发PM_2.5 测量参考方法（重量法）的溯源性研究的装置和方法，开展我国PM_2.5 监测仪器的检定/校准研究，严格规范行业标准及准入制度；开展对重污染、高湿度等极端天气条件下，PM_2.5 监测结果的影响因素、影响程度、不同仪器的适用性研究，研制适合我国国情的监测仪器；建立PM_2.5 采样滤膜质量标准及性能评价技术规范，规范生产、检测与品质监管验收程序，明确重量测量、物理性质、化学组分分析所用的滤膜种类和使用范围，规范滤膜的弹性系数、重量稳定性、最大吸湿性、穿透粒度等性能参数取值范围，提高滤膜称重法的可参比度；强化PM_2.5 自动监测的质量控制，完善细化PM_2.5 自动监测操作规程，规范监测频次、仪器性能、数据质量保证和质量控制、达标分析等全过程的质量控制。

3. 加强对PM_2.5 成分和前体物的观测。

PM_2.5 成分和前体物测量结果是开展来源解析、污染传输和人体健康影响研究的必要信息，因此需要增加相应手工监测站点，组建国家和区域级的手工监测网络，开展长期PM_2.5 组分观测，同时加强超级站的建设，组建国家级超级站自动监测网络。

4. 发展PM_2.5 监测新技术，研发高频次、高准确度、高分辨率的立体监测方法和设备。

根据监测目的，综合应用多种监测手段，可利用激光雷达高时空分辨率、高探测灵敏度等优点，开展较大范围的颗粒物浓度分布和气象要素特征的三维立体快速观测；有条件地区可以开展颗粒物粒度谱、离子、碳组分等理化特征在线监测；在研究污染物形成机制、大尺度的水平分布特征、污染物的垂直分布扩散、远距离传输问题时，需利用地面监测与立体监测相结合的技术，综合运用飞行器航空测量、卫星遥感、系留气艇、高空探测气球等空中观测技术，弥补常规地面观测技术仅能捕捉近地面的污染物浓度的缺陷。

总之，未来环境监测目的不再是单纯的污染水平监测，正逐步实现从常规监测到诊断监测、从城市监测到区域监测、从地面监测到立体监测的跨越。PM_2.5 监测技术在持续发展和完善的过程中，我们还有很长的路要走。