重點(diǎn)城市大氣復(fù)合型污染物機(jī)理研究監(jiān)測(cè)站建設(shè)初步設(shè)計(jì)方案

1、廣西環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院重點(diǎn)城市大氣復(fù)合型污染物機(jī)理研究監(jiān)測(cè)站建設(shè)初步方案一、 項(xiàng)目背景 近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快和人民生活水平的不斷提高，機(jī)動(dòng)車尾氣污染也愈加嚴(yán)重，城市群開始出現(xiàn)總懸浮顆粒、二氧化硫與機(jī)動(dòng)車尾氣污染并存的特殊的復(fù)合型污染。大氣復(fù)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(zhì)，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(jìn)行監(jiān)測(cè)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(dòng)力學(xué)直徑小于2.5微米的細(xì)小顆粒物，又稱為細(xì)粒子。與可吸入顆粒物PM10不同，可吸入顆粒物中空氣動(dòng)力學(xué)直徑大于2.5微米小于

2、10微米部分的顆粒物只能進(jìn)入人類的主氣管，而可入肺顆粒物可以直接進(jìn)入人類支氣管甚至直達(dá)肺泡，并且，這些顆粒物將長(zhǎng)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(yuǎn)大于可吸入顆粒物。光化學(xué)煙霧已經(jīng)嚴(yán)重影響到人類的生產(chǎn)和生活。光化學(xué)煙霧的籠罩，直接影響植物和作物無法正常進(jìn)行光合作用，使作物生長(zhǎng)周期加長(zhǎng)甚至停止。光化學(xué)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(cè)定空氣中臭氧含量以及生成其的前驅(qū)物之一的氮氧化物，對(duì)分析和判斷光化學(xué)煙霧的形成以及所能造成的危害有著很強(qiáng)的實(shí)際意義。 “十二五”時(shí)期要繼續(xù)加強(qiáng)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(shí)啟動(dòng)對(duì)揮發(fā)性有機(jī)物、臭氧和細(xì)粒子的污染控制。建設(shè)重點(diǎn)城市復(fù)合型大氣污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)勢(shì)在必行。二、建設(shè)方向（一） 設(shè)計(jì)目標(biāo)1、建立長(zhǎng)時(shí)間序列的近地層大氣化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)庫，結(jié)合激光雷達(dá)、衛(wèi)星遙感資料，建設(shè)大氣化學(xué)資料同化分析系統(tǒng)，為進(jìn)一步開展區(qū)域大氣化學(xué)成分預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)預(yù)估和大氣污染控制提供基礎(chǔ)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(wù)。2、結(jié)合本地區(qū)城市特點(diǎn)，發(fā)展城市高分辨率、細(xì)網(wǎng)格和多重嵌套的空氣污染預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)，提高現(xiàn)有空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，逐步實(shí)現(xiàn)向政府或社會(huì)發(fā)布大氣化學(xué)公報(bào)。3、建設(shè)由地基與空基相結(jié)合、固定觀測(cè)與能見度

4、儀點(diǎn)面有機(jī)結(jié)合的大氣成分觀測(cè)系統(tǒng)；通過地面定標(biāo)系統(tǒng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星定量遙感觀測(cè)大氣成分變化。初步形成一個(gè)布局較為合理、自動(dòng)化程度較高、持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的大氣成分觀測(cè)體系，為大氣成分觀測(cè)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，為氣候預(yù)測(cè)、預(yù)估以及區(qū)域大氣污染控制等提供科學(xué)依據(jù)，并直接服務(wù)于大氣成分特別是我市灰霾霧害的預(yù)報(bào)、預(yù)警、評(píng)估和服務(wù)。4、開展氣溶膠光學(xué)特性、物理化學(xué)特性的在線和采樣觀測(cè)，包括氣溶膠光學(xué)吸收特性、散射特性、整層大氣氣溶膠光學(xué)厚度及關(guān)鍵輻射傳輸參數(shù)、氣溶膠質(zhì)量濃度，同時(shí)在部分站點(diǎn)開展氣溶膠垂直廓線觀測(cè)；完成氣溶膠樣品和各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、處理、質(zhì)量控制及傳送，獲得城市中心區(qū)和遠(yuǎn)郊區(qū)氣溶膠光學(xué)和物理化學(xué)特性長(zhǎng)期

5、變化的基礎(chǔ)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(jī)物、甲醛、過氧乙酰硝酸酯、過氧化氫和總氮氧化物在內(nèi)的反應(yīng)性氣體觀測(cè)，取得它們的本底濃度值和相應(yīng)變化趨勢(shì)，為地面O3預(yù)報(bào)和區(qū)域空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)、大氣光化學(xué)模式、氣溶膠模式、酸沉降模式的研究和業(yè)務(wù)應(yīng)用，以及大氣物理化學(xué)過程的研究、生態(tài)和健康影響評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。6、結(jié)合風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓和能見度等氣象學(xué)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，使系統(tǒng)可以真實(shí)、客觀、準(zhǔn)確的反應(yīng)，大氣中各種污染物的濃度。 （二） 總體功能和結(jié)構(gòu)重點(diǎn)城市大氣復(fù)合型監(jiān)測(cè)站超級(jí)站系統(tǒng)主要包括各類大氣成分觀測(cè)、分析、研究與服務(wù)。建立區(qū)域大氣成分觀測(cè)網(wǎng)，增強(qiáng)對(duì)各類

6、環(huán)境大氣的觀測(cè)能力；建立質(zhì)量保證、數(shù)據(jù)質(zhì)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(wù)平臺(tái)建設(shè)；開展相關(guān)環(huán)境大氣的觀測(cè)分析，形成多樣化產(chǎn)品和服務(wù)能力。重點(diǎn)城市大氣復(fù)合型監(jiān)測(cè)站超級(jí)站主要內(nèi)容是“觀測(cè)信息傳輸研究服務(wù)”幾位一體聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。開展準(zhǔn)確的各類環(huán)境大氣觀測(cè)、分析、科技支撐和人員教育培訓(xùn)，以及有效的資料采集、傳輸、存儲(chǔ)、加工、質(zhì)量控制與應(yīng)用；開展城市灰霾和環(huán)境大氣再分析資料的研發(fā)與應(yīng)用，并通過相應(yīng)的渠道發(fā)布或提供決策性和專項(xiàng)性服務(wù)，減緩與環(huán)境大氣有關(guān)的各種污染與災(zāi)害的影響，為政府頒布相應(yīng)政策提供支持。（三） 站點(diǎn)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(cè)站網(wǎng)由兩個(gè)站點(diǎn)組成，中心站1個(gè)，背景站1個(gè)。中心站設(shè)在 南寧市中心 ，背景站設(shè)在 周邊縣份 。隨著城市灰霾和大氣成分觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可以在全區(qū)十四個(gè)地市拓展建設(shè)城市組團(tuán)站點(diǎn)。2、能見度觀測(cè)依托城區(qū)、郊區(qū)、大氣環(huán)境的差異以及道路交通觀測(cè)系統(tǒng)分布建設(shè)，細(xì)分為城區(qū)、城鄉(xiāng)結(jié)合部、等布點(diǎn)觀測(cè)，將可以綜合發(fā)揮設(shè)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(dòng)影響較大的主要經(jīng)濟(jì)區(qū)域，或具有典型氣候帶特點(diǎn)的地區(qū)）的觀測(cè)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(dāng)?shù)睾０胃叨认鄬?duì)較高的高地（相對(duì)高差最好能大于50米）。在大范圍較平坦地表設(shè)立的觀測(cè)站，應(yīng)選擇高大建筑物或架高觀測(cè)平

8、臺(tái)，使觀測(cè)結(jié)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(yīng)設(shè)在能較好地反映本地較大范圍的大氣成分變化特點(diǎn)的地方，應(yīng)位于主要污染源或居民點(diǎn)盛行風(fēng)的上風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向，并要避開易造成不利天氣現(xiàn)象（如靜風(fēng)、貼地逆溫、霧等）的地形（如洼地）。d) 觀測(cè)平臺(tái)四周應(yīng)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(fù)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(shí)間不少于60%）。e) 如果站點(diǎn)將要建設(shè)在已有的大氣站觀測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，應(yīng)布設(shè)在大氣站觀測(cè)區(qū)域的盛行風(fēng)的上風(fēng)方，以避免其他項(xiàng)目的觀測(cè)活動(dòng)

9、影響超級(jí)站觀測(cè)的可靠性。三、建設(shè)內(nèi)容重點(diǎn)城市城市復(fù)合型污染物監(jiān)測(cè)站的業(yè)務(wù)流程是 “觀測(cè)研究服務(wù)”，采用國(guó)際通用的超級(jí)站的觀測(cè)方法和觀測(cè)設(shè)備，有效整合各種資源，逐步構(gòu)建和優(yōu)化環(huán)境大氣網(wǎng)絡(luò)化觀測(cè)體系。1、數(shù)據(jù)流程 圖 城市灰霾和超級(jí)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(shè)備選型序號(hào)項(xiàng)目名稱選用品牌型號(hào)數(shù)量用途1能見度儀Belfort 6000/美國(guó)1臺(tái)測(cè)量大氣能見度2NOx監(jiān)測(cè)儀EC9841B/澳大利亞1臺(tái)測(cè)量NOx氣態(tài)污染物3NOy監(jiān)測(cè)儀EC9841-NOy /澳大利亞1臺(tái)測(cè)量NOy氣態(tài)污染物4SO2監(jiān)測(cè)儀EC9850B/澳大利亞1臺(tái)測(cè)量SO2氣態(tài)污染物503分析儀EC9810/

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

11、波段，一個(gè)定標(biāo)波段12.1微脈沖偏振激光雷達(dá)MPL-TP/中國(guó)1臺(tái)測(cè)量氣溶膠垂直結(jié)構(gòu)12.2微脈沖偏振激光雷達(dá)MPL-4P/美國(guó)1臺(tái)測(cè)量氣溶膠垂直結(jié)構(gòu)13大氣微波輻射儀MP-3000A1臺(tái)測(cè)量大氣溫濕垂直結(jié)構(gòu)14VOC臭氧前提物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(C2-C12)GC5000/德國(guó)1臺(tái)VOC連續(xù)監(jiān)測(cè)，涵蓋56種有毒有害揮發(fā)性有機(jī)氣體15全天空成像儀Yankee/美國(guó)1臺(tái)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(tái)水溶性氣溶膠陰、陽離子監(jiān)測(cè)17有機(jī)碳/元素碳分析儀DRI-2001A/美國(guó)1臺(tái)測(cè)量有機(jī)碳、元素碳、總碳和碳酸鹽18氣溶膠采樣器(標(biāo)準(zhǔn)流量16.7L/min)PQ200

12、/美國(guó)1臺(tái)氣溶膠采樣（PM10/PM2.5）19大氣穩(wěn)定度儀OPSIS/瑞典1臺(tái)用于大氣穩(wěn)定度的監(jiān)測(cè)20氣體監(jiān)測(cè)儀器的校準(zhǔn)儀器零點(diǎn)空氣發(fā)生器Sabio/美國(guó)1臺(tái)用于系統(tǒng)標(biāo)定和校準(zhǔn)21監(jiān)測(cè)儀器系統(tǒng)的采樣、標(biāo)準(zhǔn)氣體和安裝連接輔助設(shè)備數(shù)據(jù)采集器和采集軟件BMET/中國(guó)1臺(tái)系統(tǒng)集成及數(shù)據(jù)采集、分析和處理4、輔助工程及設(shè)備安裝（1）室內(nèi)及供電大氣成分超級(jí)站的工作室面積應(yīng)不小于30m2，工作室內(nèi)裝修應(yīng)采用防靜電的材料，應(yīng)采取防漏水措施?？照{(diào)機(jī)的室內(nèi)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(jī)工作臺(tái)兩個(gè)，可移動(dòng)式靠背椅十張。交流電源應(yīng)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(yīng)

13、能滿足業(yè)務(wù)需要。電壓波動(dòng)要求：220V+10-15。工作室內(nèi)線路安裝應(yīng)符合供電部門的設(shè)計(jì)要求，即出口電線應(yīng)固定在墻上，插座都要固定在離工作臺(tái)最近的墻上，并有利于用電操作。輔助設(shè)備包括空調(diào)機(jī)、非自動(dòng)站設(shè)備的電源及照明等，其功率負(fù)荷應(yīng)滿足工作需要，且留有余量。各種電力電源的插座應(yīng)當(dāng)固定在墻面上，并靠近各個(gè)工作臺(tái)；活動(dòng)插座應(yīng)當(dāng)堅(jiān)固。電力、電話、信號(hào)等纜線的布設(shè)應(yīng)當(dāng)隱蔽、無暴露、美觀和檢修方便。室內(nèi)線路的安裝應(yīng)符合供電部門的要求。2、大氣成分超級(jí)站防雷接地1）室外設(shè)備的防雷要求：對(duì)大氣成分超級(jí)站場(chǎng)地防雷接地的建設(shè)與一般大氣自動(dòng)站的要求并無差異。2）室內(nèi)設(shè)備的防雷要求：大氣成分超級(jí)站室內(nèi)設(shè)備主要有數(shù)據(jù)采

14、集器、微機(jī)、打印機(jī)、接口及保護(hù)電路組成。對(duì)室內(nèi)部分防雷作出以下要求：工作室本身應(yīng)具備有效的直擊雷防護(hù)措施；工作室需要有良好的接地體，工頻接地電阻應(yīng)小于3；鋼架平臺(tái)上的探測(cè)器到室內(nèi)的引線的感應(yīng)雷防護(hù)，由廠家提供的接口防雷保護(hù)器擔(dān)任。四、進(jìn)度安排2010年編制完成重點(diǎn)城市大氣復(fù)合型監(jiān)測(cè)站建設(shè)實(shí)施方案，20112015年完善重點(diǎn)城市大氣復(fù)合型監(jiān)測(cè)站的建設(shè)。 五、解決問題 建立大氣污染區(qū)域調(diào)控決策支持平臺(tái)，促進(jìn)區(qū)域大氣質(zhì)量動(dòng)態(tài)控制目標(biāo)制定和協(xié)同控制戰(zhàn)略實(shí)施，有效改善重點(diǎn)城市群大氣環(huán)境質(zhì)量。開發(fā)重污染過程預(yù)警及突發(fā)事件預(yù)報(bào)預(yù)警決策技術(shù)，實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件過程中污染物濃度分布的實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)和可視化信息發(fā)布機(jī)制。為重

15、點(diǎn)城市空氣質(zhì)量的治理提供決策依據(jù)。六、投資估算重點(diǎn)城市復(fù)合型大氣污染物機(jī)理研究監(jiān)測(cè)站建設(shè)初步預(yù)算表序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量單價(jià)（萬元）總價(jià)（萬元）備注一基本建設(shè)1001監(jiān)測(cè)站房（含內(nèi)部設(shè)施）項(xiàng)190902設(shè)備防雷工程項(xiàng)11010二設(shè)備購(gòu)置1390.51能見度儀(含調(diào)校包)臺(tái)112122NOx分析儀臺(tái)11093NOy分析儀臺(tái)116164SO2分析儀臺(tái)110105O3分析儀臺(tái) 1776CO分析儀臺(tái)19.59.57CO2分析儀臺(tái)19.59.58.1顆粒物質(zhì)量濃度監(jiān)測(cè)儀套165651套兩臺(tái)儀器可測(cè)量PM10/PM2.5/PM18.2顆粒物監(jiān)測(cè)儀(粒徑譜)臺(tái)14590可同時(shí)在線測(cè)量PM10/PM2.5/PM1的數(shù)濃度9濁度儀臺(tái)116.516.510黑碳儀臺(tái)1323211自動(dòng)跟蹤太陽光度計(jì)臺(tái)1555512.1微脈沖偏振激光雷達(dá)MPL-TP臺(tái)1100100國(guó)產(chǎn)12.2微脈沖偏振激光雷達(dá)MPL-4臺(tái)1176176進(jìn)口13大氣微波輻射儀臺(tái)1230