关于我国环境空气质量监测点位设置的思考

王 帅 丁俊男 王瑞斌 解淑艳 张 欣

（中国环境监测总站，北京 100012）

关于我国环境空气质量监测点位设置的思考

王 帅 丁俊男 王瑞斌 解淑艳 张 欣

（中国环境监测总站，北京 100012）

设置各种空气质量监测点位时，应以监测网络的监测目的为根本出发点，并同时考虑点位功能和空间代表尺度、点位环境条件以及实际经济技术条件等因素。一个完整的环境空气质量监测网络应涵盖各类功能的监测点位，从而达到监测网络建设的多目标要求，然而空气质量监测点位的建设是一个不断发展和完善的过程。目前我国城市空气质量监测点以空气质量评价点为主，其目的是掌握城市整体空气质量状况和长期变化趋势，为环境管理和污染防治提供决策依据，但这类监测点位的功能相对单一，难以满足公众了解详尽的空气质量状况信息的需求。未来，随着监测投入的增加，我国应进一步完善地方监测网络建设，使之涵盖不同功能的监测点位，从而更好地为公众提供空气质量预警信息和健康指引。

环境空气质量监测；监测网络；监测点位

空气质量监测点位是构成空气质量监测网络的基本要素。监测点位的选取是否科学合理直接决定着监测评价结果的科学性和代表性，因此，世界各国都非常重视空气监测网络的布局和监测点位的布设。我国也制定了相关的监测技术规范，对全国的空气监测网络和监测点位进行了统筹规划和管理。然而，随着新空气污染问题的频发，公众对空气质量状况的信息需求迅速增加，这对我国城市空气质量监测网络建设和点位设置提出了新的要求。针对这一实际情况，有必要对我国当前的空气质量监测点位设置工作进行总结和分析，并明确今后空气监测点位设置的工作方向，从而提高环境空气监测的公众服务能力。

1 空气质量监测点位设置的依据

空气质量监测点位的设置需要在一定的监测网络框架下进行，而每一个监测网络都存在着明确的监测目的和目标，所以在设置各种空气质量监测点位时，均应以监测目的为根本出发点，不同的监测目的决定了监测网络的布设方案和监测点位的选址要求。此外，空气质量监测点位的设置还需要考虑点位功能和空间代表尺度、点位环境条件以及实际经济技术条件等因素。

1.1 监测目的

监测目的是监测点位设置的基本依据。根据环境管理的需要，我国的《环境空气质量监测规范》（试行）将国家环境空气质量监测网的监测目的分为四个层次：反映全国城市区域空气质量变化趋势、反映区域尺度和背景水平空气质量、判定全国空气质量达标情况以及为制定大气污染防治规划和对策提供依据。相应的，国家环境空气质量监测网络可分为国家城市环境空气质量监测网、国家区域环境空气质量监测网和国家大气背景监测网。

各地根据环境管理的需要，应在国家监测网的基础上设置地方环境空气质量监测网，其功能需涵盖但不限于国家监测网的功能。对于城市空气质量监测网络，监测的目的可分为六个方面。包括:反映监测范围内最高污染浓度值、反映不同功能区的代表浓度和达标情况、反映空气质量状况的长期变化趋势、反映主要污染源对环境空气质量的影响、反映所在地区的背景空气质量状况以及为城市大气污染防治规划和对策提供依据等。

无论是国家监测网还是地方监测网，每个监测点位都是实现监测网络各种目的的基本实体（魏复盛等，2006）。

1.2 监测点位的功能分类

监测目的的多目标性决定了监测网络的多元化和设置不同功能监测点位的必要性。在我国《环境空气质量监测规范》（试行）中，将环境空气质量监测点位分为4类：污染监控点、空气质量评价点、空气质量对照点和空气质量背景点。污染监控点用于监控污染源对周围环境的影响，其代表尺度约为半径几百米范围，常常是污染物高浓度地区。空气质量评价点用于评价城市不同功能区的空气质量状况和变化趋势，其空间代表尺度为半径500米到4公里范围，反映了这一空间范围内污染物的整体水平。空气质量对照点用于监测不受当地城市污染影响的城市地区空气质量状况，代表尺度为半径几十公里范围。空气质量背景点用于监测国家或大区域范围的空气质量背景水平，其代表尺度为半径几十公里以上范围。这里所说的点位代表性是指点位周围一定空间范围内的污染物浓度与这一点位的监测浓度近似或偏差在可接受范围内。

可见，空气监测网络的不同监测目的需要相应功能的监测点位来支撑，不同功能的监测点位又对应着各自的空间代表尺度和选址要求，这是点位设置的基本原则之一。当然，每个环境空气质量监测点位在满足其主要功能需求的前提下可尽量兼顾其他功能。例如反映功能区代表浓度的同时也可用于评价空气质量的变化趋势。但有些监测目标是不能兼顾的，如同时反映城市建成区和城市背景区域的空气质量，这时需要设置两个监测点位分别反映。

一个完整的环境空气质量监测网络应涵盖各类功能的监测点位，从而达到监测网络建设的多目标要求。以城市空气质量监测网络为例，完善的监测网络应能够用于客观评估城市环境空气质量的整体平均水平和长期变化趋势，又能够有针对性地对污染源和敏感地区进行监控，还兼顾到背景地区的监测。缺少某一类监测点位必然带来一定的监测盲区，无法较好地满足公众的需求。

1.3 监测点位的环境要求

监测点位在功能方面的划分是通过对点位周围环境的要求来具体体现的，脱离了监测点位周围环境的要求，监测点位的功能和空间代表尺度就无从谈起。在我国《环境空气质量监测规范》（试行）中，对不同功能的监测点位的选址均提出了要求。

为保证空气质量评价点位能够代表半径几公里范围内平均的空气质量状况，即监测点位的空间代表性，必须对点位周围环境提出具体要求。例如评价点位周围50米内不应有污染源以防止受到局部干扰的影响；采样口周围空气流通，一定距离内无障碍物；点位周围环境状况相对稳定，安全和防火措施有保障；有稳定可靠的电力供应，通信线路易于安装和维修；另外，采样口高度应在一定高度范围内，以便监测近地面空气质量状况。环境空气质量评价点周围100米的土地使用状况应相对稳定。由于主干道附近特征污染物浓度相对较高，无法代表周围几公里范围内的空气质量。因而《环境空气质量监测规范》（试行）规定，空气质量评价点应避免车辆尾气或其他污染源直接对监测结果产生干扰。点式仪器采样口与道路之间最小间隔距离应在几十米到一百米以外。

而对于污染监控点的设置，《环境空气质量监测规范》（试行）规定，针对道路交通的污染监控点，采样口距道路边缘距离不得超过20米。

1.4 监测点位设置的综合考虑

监测点位的设置方案必须要考虑实际的社会经济技术条件，根据实际情况进行统筹。理想情况下，监测点位的数量越多、功能越齐全、空间覆盖面越大越好。但由于监测点位的建设、运行和维护管理需要耗费大量的人力和物力，在实际中监测点位数量不宜过多。应综合考虑当地的环境条件、经济技术条件、污染形势和环境管理水平等因素，确定监测网络建设方案。在一定时期内，根据环境管理要求的不同，不同功能的监测点位设置会有所侧重，使得监测网络的完善程度呈现阶段性发展。例如在监测点位数量有限的前提下，应集中现有资源说清迫切需要解决的主要环境问题，未来，在经济技术条件允许的条件下可以逐步完善和细化监测网络的功能。

2 我国空气质量监测点位布设情况

2.1 城市监测点位设置的技术要求

国家城市环境空气质量监测点位的设置依照《环境空气质量监测规范》（试行）中的有关要求进行。监测点位的布设主要按照监测目的需要和点位选址要求，结合区域面积和人口来确定合理的监测点位数量和位置。国家网点位包括空气质量评价点、空气质量背景点和区域空气质量监测点，地方监测网包括了空气质量评价点以及污染监控点、空气质量对照点等。

对于环境空气质量评价点，《环境空气质量监测规范》中对其选址做出了明确的要求。评价点位须位于各城市的建成区内，空间分布相对均匀，并覆盖全部城市建成区。评价点的设置数量要兼顾我国的实际经济技术水平和各城市的评价结果可比的要求，按照建成区面积和建成区人口确定监测点数量。如建成区城市人口在300万以上的城市应至少设置8个监测点位。在点位的地理分布上，其主要技术指标有两个:

一是所有评价点的均值应尽量反映城市的实际空气质量整体水平。对此，规范规定对已划分环境空气质量功能区的地区，每类功能区至少应有1个监测点。为了保证监测点位的数据代表性，监测点位的数据统计特征应与实际情况相近。《环境空气质量监测规范》(试行)中规定了相应的检验标准，即评价点的平均值应代表所在城市建成区污染物浓度的区域总体平均值，相对偏差小于10%。

二是要反映和代表城市污染的不同高低水平。根据所有评价点监测数据得到的城市污染物浓度的高低分布特征应反映全市的实际状况，具体指标为由各评价点位统计得出的区域污染物浓度值的30、50、80和90百分位数与实际情况的偏差小于15%。由于环境空气质量评价点还要用于评价城市环境空气质量的长期变化趋势和改善程度，所以监测点位应位于可长期稳定运行的位置。不得随意变更位置，以免影响评价结果的可比性。

针对污染监控点的设置，《环境空气质量监测规范》（试行）规定，有条件的地方可根据需要设置污染监控点和空气质量对照点。为监测道路交通污染源或其他重要污染源对环境空气质量影响而设置的污染监控点，应设在附近污染物高浓度区域。

2.2 城市监测点位的管理程序

在实际的监测工作中，环境空气质量监测点位还会受到各种因素的影响而需要进行调整，如城市改造、建筑物拆迁、建成区面积扩大等。为了保证监测数据的可比性，每个城市环境空气质量监测点位的增加、变更和撤销均须向环境保护部提供相关技术论证材料，包括调整原因、监测分析结果、数据统计结果和报告等。环境保护部进一步组织专家技术论证会对申请材料进行严格的审查，审查通过后的点位才能进行调整。由此可以看出，我国国家空气质量监测点位的管理是较为严格的。

2.3 城市监测点位布设现状分析

目前，我国的空气质量监测网络建设正在稳步有序的推进，使得监测网络的覆盖人口和范围都有了较大的进步，但监测点位的功能仍比较单一。根据我国的经济技术条件和环境空气质量形势，目前我国城市空气质量监测点以空气质量评价点为主，兼顾城市对照点和污染监控点。其目的是掌握城市整体空气质量，了解城市建成区内人口密集地区的空气质量状况，评价城市空气质量的长期变化趋势，从而为大气污染防治提供依据。优先布设空气质量评价点的原因是:

（1）空气质量评价点的空间代表尺度大，有限的监测点位可覆盖更多人口和更大的面积。我国很多大城市的人口密度较高，与发达国家相比需要更密集的评价点位才能覆盖全市。

（2）空气质量评价点适宜于空气质量长期变化趋势的评价，有利于客观反映空气质量变化情况，为大气污染防治提供决策依据。污染监控点主要受到局地排放源的影响，排放源的很多不确定性因素导致监测结果出现较大波动，难以真实判断空气质量变化趋势。而且污染源周围常常是特征污染物浓度较高，不能反映其他场所的一般浓度水平。

（3）按同一规则设置的空气质量评价点位保证了不同城市评价结果的公平性和可比性，有利于全面客观地了解环境空气污染在不同地区的异同，确立有针对性的污染防治措施，实现环境空气质量管理全国一盘棋。

（4）新的环境空气质量标准颁布实施后，已有评价点位的评价结果将能够综合地反映出城市空气质量存在的主要污染问题，能够为污染减排和污染防治提供决策依据。而路边交通站、污染监控站等点位的针对性较强、功能单一、代表尺度小，难以作为衡量综合环境管理措施是否有效、效果有多大的准确依据。

基于以上考虑，在当前经济技术条件和环境质量形势下，我国多数监测点位均作为评价点而布设，污染监控点的布设数量较少，这种网络设计方案与我国的当前的实际情况是相符的。

与此同时，路边交通站、污染监控站也是了解城市空气质量状况的重要补充。这类监测点位的布设相对灵活，虽然代表的空间尺度较小、可比性差，但往往代表了最高浓度水平，可以为公众出行提供更好的健康指引。因此，在经济技术条件许可的情况下，随着监测投入的增加，地方监测网络中应增加对交通主干道、污染源周围的空气质量监控，从而更好地为公众提供空气质量预警信息和健康指引。

另外，随着国内空气污染形势的变化，细颗粒物和臭氧等区域性污染物将逐步纳入常规监测项目（王帅等，2011），这些污染物对公众健康有较大的影响。考虑到我国城市人口密度较大、排放源数量多而且分散、污染物空间分布非均匀性强，为了更好地向公众提供健康指引，有必要在所有的城市环境空气质量评价点位开展新项目的实时监测并向公众发布空气质量信息。而有条件的城市应根据各地实际情况和公众的需要，酌情在其他敏感地区布设路边交通站等其他监测点位，以满足公众对了解空气质量状况的需求。

3 国外空气质量监测点位布设情况

国外发达国家开展环境空气质量监测的时间较早，经过多年的探索，已建立了相对成熟、与自身空气污染特征相适应的监测网络，在监测网络设计和点位设置方面有很多经验值得我国借鉴。

美国有着完善的环境空气质量监测网络，包括SLAME、NAMS、SPMS和PAMS等监测网络，每个监测网络都有着特定的监测目的和目标（钟流举等，2007）。根据监测点位功能的不同，美国将空气质量监测点位类型分为6类:区域内污染物最大浓度点位、高人口密度区典型浓度监测点位、污染源监控点、背景浓度点、污染物输送监控点、生态影响监控点位等（USEPA，2010）。每个州的地方监测网络应确保含有以上六类监测点位，从而掌握全面的空气质量信息。每类点位对应着合理的空间代表尺度和相应的选址要求。

美国在布设空气质量监测网时主要按照人口和污染程度来确定不同功能监测点位的最低数量要求，再按照监测点位的不同功能来决定监测点位的位置和技术要求。以细颗粒物为例，美国环保局要求每个大都市根据人口数量和污染程度设置不少于一定数量的细颗粒物监测点位。例如100万人以上且细颗粒物接近或超过标准限值的城市至少设置3个细颗粒物监测点位。细颗粒物监测点位应尽量代表居住社区的空气质量，多数点位的代表尺度应为半径几公里范围。当监测区域传输时，点位的代表尺度应在半径几十公里以上，个别情况下也可以设置代表尺度为半径几百米的点位。不同代表尺度的细颗粒物监测点位对周围环境的要求也不同，包括采样口与交通道路之间的间隔、采样口与墙壁和护栏的间隔等。这与我国的监测点位周围环境要求是类似的。

欧洲在确定空气质量监测点位时也采用与美国类似的设置方案。确定城市化区域的监测点位数量时，基本上按居住区的人口数量确定点位数量，一般25万人口设置1～2个点。根据点位空间代表性不同，对监测点位周围环境也提出了与美国类似的要求，即评价点位应避开局地排放源，代表所在位置附近各类排放源综合影响后的整体水平。

美国和欧盟的空气质量监测网络中不同功能的监测点位的设置较为齐全，特别是最大浓度监测点位的数量远远多于我国，且主要为交通源监测点位。

4 我国空气质量监测点位设置的工作方向

自2000年以来，我国的环境空气质量监测工作取得了快速发展（刘方等，2004；孟晓艳等，2011），国家环境空气质量监测网的城市数量和点位数量不断增加。2012年起国家空气质量监测网的城市数量由113个扩展到所有地级及以上城市，同时监测项目也由原来的3项增加到6项，初步形成了覆盖全国、监测因子完善的国家环境空气质量监测网络。

但值得注意的是，由于经济技术条件的限制和我国环境空气监测工作发展的阶段性，我国的环境空气质量监测网络与发达国家相比仍有很多不成熟的地方。主要表现在点位功能性相对单一，难以满足公众了解详尽的空气质量状况信息的需求。随着我国城市化进程的加快和机动车保有量的增加，城市空气中污染物的时空变化规律将更加复杂。环境空气监测除了应满足环境管理和决策的需求外，还应能够更好地维护和满足公众对空气质量状况的知情权和监督权。

因此，未来几年内随着投入的增加，我国应进一步完善地方监测网络建设，使之涵盖不同功能的监测点位，包括污染监控点和交通源监测点等。有条件的城市可以在公众关心的敏感地区设置一些短期或长期的监测点位开展监测并发布结果，这类监测点位主要用于在特殊情况下为公众提供及时的健康信息服务，例如奥运会、世博会期间场馆附近的环境空气质量的监测等。

5 结论

我国的相关监测技术规范已对空气监测点位的设置和管理提出了科学的规范要求。但由于实际经济技术条件的限制和发展的阶段性，目前我国的城市空气质量监测点位仍以空气质量评价点为主，主要用于评价城市空气质量的整体水平和长期变化趋势，为环境管理和污染防治提供决策依据。与国外发达国家相比，我国城市监测点位的功能较为单一，今后应加强污染监控点的建设，对区域内高污染浓度有所反映，从而更好地为公众出行提供健康指引。

［1］ 魏复盛等．空气和废气监测分析方法指南（上册）［M］ ．北京：中国环境科学出版社，2006，2-6．

［2］ 王帅，王瑞斌，刘冰，李亮．重点区域环境空气质量监测方案与评价方法探讨［J］ ．环境与可持续发展，2011，36（5），24-27．

［3］ 钟流举，郑君瑜，雷国强，陈晶，车汶蔚．空气质量监测网络发展现状与趋势分析［J］ ．中国环境监测．2007， 23(2)：113-118．

［4］ USEPA．Network design criteria for ambient air quality monitoring．Appendix D to part 58， title 40，codes of federal regulations［S］ ．2010．

［5］ http：//eur-lex．europa．eu/LexUriServ/LexUriServ.do? uri=CELEX：32008L0050：en：NOT， 2012， 08， 03．

［6］ 刘方，王瑞斌，李钢．中国环境空气质量监测现状及发展［J］ ．中国环境监测，2004，20(6)：8-10．

［7］ 孟晓艳，王瑞斌，李健军，张欣，李钢．国家环境空气质量监测网络发展历史与展望［A］ ．罗毅．环境监测科技新进展—第十次全国环境监测学术论文集［C］ ．北京：化学工业出版社，2011：903-906．

Study on the Settings of Ambient Air Quality Monitoring Sites in China

WANG Shuai DING Junnan WANG Ruibin XIE Shuyan ZHANG Xin
(China National Environmental Monitoring Center, Beijing, 100012)

Due to various restriction factors, most monitoring sites in cities of China at present were macro-scale or above, which were used to capture the main air quality status and long term trends, as well as providing guides for environmental management and pollution prevention. Because lacking of micro-scale sites, the monitoring network was not good enough to meet the increasing requirements from the public. China should increase proportions of micro-scale sites in the monitoring network of city in the further.

Ambient air quality monitoring; Monitoring network; Monitoring site

X831

A

1673-288X（2012）04-0021-05

项目资助: 山地区域空气质量监测点位布设技术研究(项目编号: 2009467010)

王帅, 工程师. 主要研究方向为环境监测