浅谈 | 建立健全空气质量监测网络，助力我国PM2.5和O3污染协同治理

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近年来，我国实施了一系列大气污染防治政策和措施，空气质量得到显著提升。但我国部分地区PM2.5年均浓度仍高于国家空气质量标准，且一些区域夏季O3浓度呈现逐年上升趋势。

PM2.5中的二次组分（硫酸盐、硝酸盐、铵盐及部分有机碳等）和O3同属复杂的二次污染物，具有一定“同源性”，主要通过NOx、VOCs等前体物经复杂的光化学反应形成^{1, 2}。为实现PM2.5和O3污染协同治理，摸清两者及其前体物的浓度分布和变化趋势至关重要。因此，我国需进一步建立健全空气污染物监测网络，如常规监测网络、组分监测网络及路边监测网络等。 美国于20世纪90年代开展大气专项物种监测网络建设，并取得初步成就，可为未来我国监测网络的发展提供思路。

一

美国大气专项物种监测网络——参考借鉴

针对O3污染，美国环保署（U.S. EPA）在《清洁空气法案1990修正案》中专门提出监管要求——O3未达标地区必须加强对O3和其前体物的监测。美国光化学评估监测网络（Photochemical Assessment Monitoring Stations, PAMS）是最为重要的监测措施之一。该监测网络目前共设有43个监测点位（图1）³，监测对象包括O3及NOx、VOCs、碳氢化合物、羰基化合物等60多种O3前体物和反应物。

图1. 全美PAMS网络监测站点分布图 

（图片来源：U.S. EPA官网）

针对PM2.5污染，U.S. EPA于1997年建立了化学物种监测网络（Chemical Speciation Network, CSN），由组分趋势网络（Speciation Trend Network, STN）以及州和地方空气监测网络（A network of State or Local Air Monitoring Stations, SLAMS）的组分补充位点组成。该监测网络为以下三方面工作提供了数据支撑：

• 分析PM2.5浓度变化趋势；

• 制定污染物排放控制措施，跟踪措施实施效果；

• 探究PM2.5组分的健康影响。

如图2所示，截至2020年CSN已建成约50个STN站点和约100个SLAMS补充站点⁴。

图2. 全美STN及组分补充位点分布图

（图片来源：U.S. EPA官网）

二

我国大气组分网的发展进程——初步建设

根据《大气污染防治行动计划》《生态环境监测网络建设方案》的总体部署，我国于2016年10月启动了大气颗粒物组分及光化学监测网（简称“组分网”）的建设，这意味着我国环境空气监测开始从质量浓度监测向化学成分综合监测推进。

1. 组分网监测内容

组分网主要针对大气颗粒物主要组分、光化学烟雾主要成分进行监测（表1）⁶。

表1. 中国国家大气颗粒物组分及光化学监测指标

2. 组分网分布及运行情况

大气颗粒物组分监测网和光化学监测网以手工与自动相结合的方式开展监测。

大气颗粒物组分监测网：近年来，我国开展了多项与大气颗粒物组分相关的监测工作。截止2019年，组分网监测点位覆盖京津冀及周边、汾渭平原和长三角地区共83个城市，包括94个手工监测点位和74个自动监测点位⁶。

光化学监测网：现阶段我国光化学监测网络主要集中设置在辽宁中南部、京津冀及周边、长三角、武汉城市群、陕西关中等地所构成的三角地带、成渝和珠三角地区⁷。截止2019年，全国各地上报的光化学网络自动监测点位有69个，包括 62个VOCs组分监测点和7个单NMHC监测点，具体分布如图3所示。

图3. 2019年中国光化学监测点位分布

（图片来源：中国环境监测总站）

3. 组分网建设的未来展望

《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》指出，为治理以PM2.5和O3污染为主的大气复合污染，我国将进一步完善大气颗粒物化学组分监测网和大气光化学评估监测网：

颗粒物组分监测覆盖全部PM2.5超标城市，重点区域辅助增加地基雷达监测和移动监测。

光化学评估监测覆盖全部地级及以上城市，统一开展NMHC监测，重点区域、O3超标城市及重点园区按要求开展VOCs组分监测。

三

路边监测站助力协同治理——有待完善

 汽车尾气是PM2.5和O3前体物VOCs和NOx的重要排放源之一⁸，建立路边空气质量监测站点可更准确观测到污染物分布和浓度变化规律。美国路边监测网络于2010年联邦NO2浓度标准审查过后正式启动，目前已在70余个城市中设置监测点位。

生态环境部发布的《2020年中国移动源环境管理年报》指出，2019年全国机动车保有量达到3.48亿辆，比2018年增长6.4%。全国机动车四项污染物（CO、HC、NOx、PM2.5）排放总量为1603.8万吨，是污染物排放的主要贡献者之一¹⁰。而我国缺乏路边监测站部署，空气质量评价也未纳入路边监测数据（表征道路移动源对空气质量的影响）。为拓展污染监控和履约监测，《生态环境监测规划纲要（2020-2035年）》明确指出：推动全国城市路边交通空气质量监测站点建设，在直辖市、省会城市、重点区域城市主要干道和国家高速公路沿线设立路边站，开展PM2.5、NOx和交通流量等指标监测。

图4. 成都市“路边站”分布情况

（图片来源：国家地理信息公共服务平台）

目前，我国已有部分城市开展路边监测站建设。成都市机动车排气污染防治技术保障中心主任田红指出，2019年以来，成都市逐步构建交通环境空气质量监测网络，在国控子站周边道路、交通繁忙路段和货车出行较多区域建设“路边站”（图4），获取道路交通空气质量信息（PM2.5、PM10、SO2、NO2、NO、CO、O3、BC）和路段车流量⁹。截至2020年，成都市已建成投运6座“路边站”，2021年计划新增2个站点和2个指标（CO2和VOCs），以充分分析机动车出行量、车流量和机动车污染物监测值间的关系，追踪机动车污染根源以及寻求机动车污染治理方法，进一步改善大气环境质量⁹。

迄今为止，我国已建成发展中国家最大的环境空气质量监测网络，各类监测技术也日益成熟。但与发达国家相比，监测网络密度及布控合理性仍有优化空间。此外，监测数据应更加公开透明，以深入开展大气污染物来源解析等相关科研工作，加强PM2.5和O3污染协同治理，全面保护公众健康！  

参考资料

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1. Xiang, S.; Liu, J.; Tao, W.; Yi, K.; Xu, J.; Hu, X.; Liu, H.; Wang, Y.; Zhang, Y.; Yang, H.; Hu, J.; Wan, Y.; Wang, X.; Ma, J.; Wang, X.; Tao, S., Control of both PM2.5 and O3 in Beijing-Tianjin-Hebei and the surrounding areas. Atmospheric Environment, 2020, 224.

2. Zhu, J.; Chen, L.; Liao, H.; Dang, R., Correlations between PM2.5 and Ozone over China and Associated Underlying Reasons. Atmosphere, 2019, 10 (7), 352.

3. U.S. Environmental Protection Agency n.d., Photochemical Assessment Monitoring Stations (PAMS), U.S. Environmental Protection Agency, https://www.epa.gov/amtic/photochemical-assessment-monitoring-stations-pams

4. U.S. Environmental Protection Agency n.d., Chemical Speciation Network (CSN), U.S. Environmental Protection Agency, https://www.epa.gov/amtic/chemical-speciation-network-csn

5. 中国环境监测, 2017, 大气颗粒物组分及光化学监测扬帆前行, https://mp.weixin.qq.com/s/Q6zJD3rfqtpqXL94N0TenA

6. 刀谞, 李健军, 唐桂刚, 狄世英, 孙家奇, 李洁, 谢淑艳, 王帅, 邢冠华. 国家大气颗粒物组分监测网的设计发展展望[J].中国环境监测, 2019, 35(06): 16-27.

7. 柴文轩, 李健军, 唐桂刚, 王帅, 汪太明, 侯玉婧, 李跃武.全国光化学监测网络建设面临的问题分析及策略初探[J].中国环境监测, 2021, 37(3): 35-39.

8. He, H.; Wang, Y.; Ma, Q.; Ma, J.; Chu, B.; Ji, D.; Tang, G.; Liu, C.; Zhang, H.; Hao, J., Mineral dust and NOx promote the conversion of SO2 to sulfate in heavy pollution days. Scientific Reports 2014, 4 (1).

9. 田红, 基于道路环境空气质量改善的成都市交通运输结构调整方案分享,  发布平台：中国清洁空气政策伙伴关系CCAPP, 2020年11月20日.

10. 中华人民共和国生态环境部，2020，《2020年中国移动源环境管理年报》，http://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk15/202008/t20200810_793252.html.  

本文作者

撰写：张洪、盖怡君、周胜、文凤

审阅：蔡慈澜、王肖阳、孙茹、闫语真

排版：CCAPP秘书处

参与：CCAPP区域协同规划小组成员

本文为CCAPP“清洁空气”经验分享项目的产出

“CCAPP”清洁空气“经验分享项目”旨在解读和推广全球应对气候变化和改善空气质量相关学术、政策报告，增强行业从业者和政策制定者对先进治理经验的关注和了解，并鼓励全社会从个人层面践行绿色生活理念。

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