重點城市大氣復合型污染物機理研究監(jiān)測站建設初步設計方案

1、廣西環(huán)境保護科學研究院重點城市大氣復合型污染物機理研究監(jiān)測站建設初步方案一、 項目背景 近年來，隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市化進程的加快和人民生活水平的不斷提高，機動車尾氣污染也愈加嚴重，城市群開始出現(xiàn)總懸浮顆粒、二氧化硫與機動車尾氣污染并存的特殊的復合型污染。大氣復合污染物又稱灰霾，就是浮于空中的眾多有害于人體的物質，主要包括：常規(guī)的二氧化硫SO2、氮氧化物NOX和可吸入顆粒物PM10進行監(jiān)測外，還有可入肺顆粒物PM 2.5和臭氧O3等?？扇敕晤w粒物PM 2.5指空氣動力學直徑小于2.5微米的細小顆粒物，又稱為細粒子。與可吸入顆粒物PM10不同，可吸入顆粒物中空氣動力學直徑大于2.5微米小于

2、10微米部分的顆粒物只能進入人類的主氣管，而可入肺顆粒物可以直接進入人類支氣管甚至直達肺泡，并且，這些顆粒物將長期附著在支氣管和肺部，無法再人類自身的新陳代謝中被排出體外。由此，可入肺顆粒物PM2.5給人類造成的健康影響將遠大于可吸入顆粒物。光化學煙霧已經(jīng)嚴重影響到人類的生產(chǎn)和生活。光化學煙霧的籠罩，直接影響植物和作物無法正常進行光合作用，使作物生長周期加長甚至停止。光化學煙霧已經(jīng)成為農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的天敵之一，其主要組成部分是臭氧O3。測定空氣中臭氧含量以及生成其的前驅物之一的氮氧化物，對分析和判斷光化學煙霧的形成以及所能造成的危害有著很強的實際意義。 “十二五”時期要繼續(xù)加強二氧化硫和一次顆粒物

3、排放控制，有步驟地開展氮氧化物排放控制，適時啟動對揮發(fā)性有機物、臭氧和細粒子的污染控制。建設重點城市復合型大氣污染物監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行。二、建設方向（一） 設計目標1、建立長時間序列的近地層大氣化學成分數(shù)據(jù)庫，結合激光雷達、衛(wèi)星遙感資料，建設大氣化學資料同化分析系統(tǒng)，為進一步開展區(qū)域大氣化學成分預測預報、氣候預測預估和大氣污染控制提供基礎資料和數(shù)據(jù)，為全市人民身體健康安全和政府大氣環(huán)境政策需求提供直接服務。2、結合本地區(qū)城市特點，發(fā)展城市高分辨率、細網(wǎng)格和多重嵌套的空氣污染預報模式系統(tǒng)，提高現(xiàn)有空氣質量預報準確率，逐步實現(xiàn)向政府或社會發(fā)布大氣化學公報。3、建設由地基與空基相結合、固定觀測與能見度

4、儀點面有機結合的大氣成分觀測系統(tǒng)；通過地面定標系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)衛(wèi)星定量遙感觀測大氣成分變化。初步形成一個布局較為合理、自動化程度較高、持續(xù)穩(wěn)定運行的大氣成分觀測體系，為大氣成分觀測、預測預報，為氣候預測、預估以及區(qū)域大氣污染控制等提供科學依據(jù)，并直接服務于大氣成分特別是我市灰霾霧害的預報、預警、評估和服務。4、開展氣溶膠光學特性、物理化學特性的在線和采樣觀測，包括氣溶膠光學吸收特性、散射特性、整層大氣氣溶膠光學厚度及關鍵輻射傳輸參數(shù)、氣溶膠質量濃度，同時在部分站點開展氣溶膠垂直廓線觀測；完成氣溶膠樣品和各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、處理、質量控制及傳送，獲得城市中心區(qū)和遠郊區(qū)氣溶膠光學和物理化學特性長期

5、變化的基礎信息資料。5、選擇性地開展包括臭氧、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氨、揮發(fā)性有機物、甲醛、過氧乙酰硝酸酯、過氧化氫和總氮氧化物在內的反應性氣體觀測，取得它們的本底濃度值和相應變化趨勢，為地面O3預報和區(qū)域空氣質量預報、大氣光化學模式、氣溶膠模式、酸沉降模式的研究和業(yè)務應用，以及大氣物理化學過程的研究、生態(tài)和健康影響評估提供基礎數(shù)據(jù)。6、結合風向、風速、溫度、濕度、氣壓和能見度等氣象學監(jiān)測指標，使系統(tǒng)可以真實、客觀、準確的反應，大氣中各種污染物的濃度。 （二） 總體功能和結構重點城市大氣復合型監(jiān)測站超級站系統(tǒng)主要包括各類大氣成分觀測、分析、研究與服務。建立區(qū)域大氣成分觀測網(wǎng)，增強對各類

6、環(huán)境大氣的觀測能力；建立質量保證、數(shù)據(jù)質量控制體系；完善城市灰霾和環(huán)境大氣數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)共享服務平臺建設；開展相關環(huán)境大氣的觀測分析，形成多樣化產(chǎn)品和服務能力。重點城市大氣復合型監(jiān)測站超級站主要內容是“觀測信息傳輸研究服務”幾位一體聯(lián)動運行。開展準確的各類環(huán)境大氣觀測、分析、科技支撐和人員教育培訓，以及有效的資料采集、傳輸、存儲、加工、質量控制與應用；開展城市灰霾和環(huán)境大氣再分析資料的研發(fā)與應用，并通過相應的渠道發(fā)布或提供決策性和專項性服務，減緩與環(huán)境大氣有關的各種污染與災害的影響，為政府頒布相應政策提供支持。（三） 站點布局1、根據(jù)南寧市城市發(fā)展現(xiàn)狀、規(guī)劃主要的環(huán)境問題，南寧市大氣成

7、分和灰霾觀測站網(wǎng)由兩個站點組成，中心站1個，背景站1個。中心站設在 南寧市中心 ，背景站設在 周邊縣份 。隨著城市灰霾和大氣成分觀測網(wǎng)絡的發(fā)展，可以在全區(qū)十四個地市拓展建設城市組團站點。2、能見度觀測依托城區(qū)、郊區(qū)、大氣環(huán)境的差異以及道路交通觀測系統(tǒng)分布建設，細分為城區(qū)、城鄉(xiāng)結合部、等布點觀測，將可以綜合發(fā)揮設備利用的最大效率。3、選址要求a) 根據(jù)不同功能區(qū)（人類活動影響較大的主要經(jīng)濟區(qū)域，或具有典型氣候帶特點的地區(qū)）的觀測需求，選擇具有一定空間尺度代表性的地區(qū)。b) 選擇位于當?shù)睾０胃叨认鄬^高的高地（相對高差最好能大于50米）。在大范圍較平坦地表設立的觀測站，應選擇高大建筑物或架高觀測平

8、臺，使觀測結果盡可能多地代表較大范圍或區(qū)域大氣的平均狀況。c) 應設在能較好地反映本地較大范圍的大氣成分變化特點的地方，應位于主要污染源或居民點盛行風的上風向或側風向，并要避開易造成不利天氣現(xiàn)象（如靜風、貼地逆溫、霧等）的地形（如洼地）。d) 觀測平臺四周應盡量空曠平坦，避免陡坡、洼地或鄰近有鐵路、公路、工礦、煙囪、高大建筑物的地方，盡量避免因復雜地形而引起的局地環(huán)流或易于形成穩(wěn)定逆溫層的區(qū)域，以便獲得具有代表性的區(qū)域平均狀況的資料（全年獲得具有區(qū)域代表性資料的時間不少于60%）。e) 如果站點將要建設在已有的大氣站觀測區(qū)域內時，應布設在大氣站觀測區(qū)域的盛行風的上風方，以避免其他項目的觀測活動

9、影響超級站觀測的可靠性。三、建設內容重點城市城市復合型污染物監(jiān)測站的業(yè)務流程是 “觀測研究服務”，采用國際通用的超級站的觀測方法和觀測設備，有效整合各種資源，逐步構建和優(yōu)化環(huán)境大氣網(wǎng)絡化觀測體系。1、數(shù)據(jù)流程 圖 城市灰霾和超級站的數(shù)據(jù)流程圖2、產(chǎn)品制作流程圖 產(chǎn)品制作流程123、設備選型序號項目名稱選用品牌型號數(shù)量用途1能見度儀Belfort 6000/美國1臺測量大氣能見度2NOx監(jiān)測儀EC9841B/澳大利亞1臺測量NOx氣態(tài)污染物3NOy監(jiān)測儀EC9841-NOy /澳大利亞1臺測量NOy氣態(tài)污染物4SO2監(jiān)測儀EC9850B/澳大利亞1臺測量SO2氣態(tài)污染物503分析儀EC9810/

10、澳大利亞1臺測量O3氣態(tài)污染物6CO監(jiān)測儀EC9830/澳大利亞1臺測量CO氣態(tài)污染物7CO2監(jiān)測儀EC9820/澳大利亞1臺測量CO2氣態(tài)污染物8顆粒物監(jiān)測儀PM10/PM2.5/PM1TEOM 1405系列/美國Grimm180/德國1臺1臺測量PM10/PM2.5或PM1氣溶膠顆粒物物理特性測量PM10/PM2.5/PM1氣溶膠顆粒物物理特性9濁度計Aurora1000 Nephelometer/澳大利亞1臺測量氣溶膠吸收系數(shù)（黑碳濃度）10黑碳儀AE31 Aethalometer/美國1臺測量氣溶膠吸收系數(shù)（黑碳濃度）11自動跟蹤太陽光度計CE318/法國1臺氣溶膠光學厚度, 9個觀測

11、波段，一個定標波段12.1微脈沖偏振激光雷達MPL-TP/中國1臺測量氣溶膠垂直結構12.2微脈沖偏振激光雷達MPL-4P/美國1臺測量氣溶膠垂直結構13大氣微波輻射儀MP-3000A1臺測量大氣溫濕垂直結構14VOC臭氧前提物在線監(jiān)測系統(tǒng)(C2-C12)GC5000/德國1臺VOC連續(xù)監(jiān)測，涵蓋56種有毒有害揮發(fā)性有機氣體15全天空成像儀Yankee/美國1臺日間彩色天空狀況影像16水溶性氣溶膠陰陽離子成分分析MAGE/瑞士1臺水溶性氣溶膠陰、陽離子監(jiān)測17有機碳/元素碳分析儀DRI-2001A/美國1臺測量有機碳、元素碳、總碳和碳酸鹽18氣溶膠采樣器(標準流量16.7L/min)PQ200

12、/美國1臺氣溶膠采樣（PM10/PM2.5）19大氣穩(wěn)定度儀OPSIS/瑞典1臺用于大氣穩(wěn)定度的監(jiān)測20氣體監(jiān)測儀器的校準儀器零點空氣發(fā)生器Sabio/美國1臺用于系統(tǒng)標定和校準21監(jiān)測儀器系統(tǒng)的采樣、標準氣體和安裝連接輔助設備數(shù)據(jù)采集器和采集軟件BMET/中國1臺系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)采集、分析和處理4、輔助工程及設備安裝（1）室內及供電大氣成分超級站的工作室面積應不小于30m2，工作室內裝修應采用防靜電的材料，應采取防漏水措施?？照{機的室內部分要離數(shù)據(jù)記錄器1.5米以上，以免影響工作。工作室配置微機工作臺兩個，可移動式靠背椅十張。交流電源應從配電盤接專線供電，不得與其它用電混用。工作室的峰值功耗應

13、能滿足業(yè)務需要。電壓波動要求：220V+10-15。工作室內線路安裝應符合供電部門的設計要求，即出口電線應固定在墻上，插座都要固定在離工作臺最近的墻上，并有利于用電操作。輔助設備包括空調機、非自動站設備的電源及照明等，其功率負荷應滿足工作需要，且留有余量。各種電力電源的插座應當固定在墻面上，并靠近各個工作臺；活動插座應當堅固。電力、電話、信號等纜線的布設應當隱蔽、無暴露、美觀和檢修方便。室內線路的安裝應符合供電部門的要求。2、大氣成分超級站防雷接地1）室外設備的防雷要求：對大氣成分超級站場地防雷接地的建設與一般大氣自動站的要求并無差異。2）室內設備的防雷要求：大氣成分超級站室內設備主要有數(shù)據(jù)采

14、集器、微機、打印機、接口及保護電路組成。對室內部分防雷作出以下要求：工作室本身應具備有效的直擊雷防護措施；工作室需要有良好的接地體，工頻接地電阻應小于3；鋼架平臺上的探測器到室內的引線的感應雷防護，由廠家提供的接口防雷保護器擔任。四、進度安排2010年編制完成重點城市大氣復合型監(jiān)測站建設實施方案，20112015年完善重點城市大氣復合型監(jiān)測站的建設。 五、解決問題 建立大氣污染區(qū)域調控決策支持平臺，促進區(qū)域大氣質量動態(tài)控制目標制定和協(xié)同控制戰(zhàn)略實施，有效改善重點城市群大氣環(huán)境質量。開發(fā)重污染過程預警及突發(fā)事件預報預警決策技術，實現(xiàn)突發(fā)事件過程中污染物濃度分布的實時預報和可視化信息發(fā)布機制。為重

15、點城市空氣質量的治理提供決策依據(jù)。六、投資估算重點城市復合型大氣污染物機理研究監(jiān)測站建設初步預算表序號項目名稱單位數(shù)量單價（萬元）總價（萬元）備注一基本建設1001監(jiān)測站房（含內部設施）項190902設備防雷工程項11010二設備購置1390.51能見度儀(含調校包)臺112122NOx分析儀臺11093NOy分析儀臺116164SO2分析儀臺110105O3分析儀臺 1776CO分析儀臺19.59.57CO2分析儀臺19.59.58.1顆粒物質量濃度監(jiān)測儀套165651套兩臺儀器可測量PM10/PM2.5/PM18.2顆粒物監(jiān)測儀(粒徑譜)臺14590可同時在線測量PM10/PM2.5/PM1的數(shù)濃度9濁度儀臺116.516.510黑碳儀臺1323211自動跟蹤太陽光度計臺1555512.1微脈沖偏振激光雷達MPL-TP臺1100100國產(chǎn)12.2微脈沖偏振激光雷達MPL-4臺1176176進口13大氣微波輻射儀臺1230