编者按
国务院最新发布了新修订的《环境空气质量标准》，其中，PM2.5、臭氧等的监测成为人们关注的焦点。同时发布的《关于实施环境空气质量标准的通知》要求，从今年起，在京津冀、长三角、珠三角等重点区域开展对PM2.5、臭氧等的监测工作。
为更好地实施新的《环境空气质量标准》，相应的监测工作需要有哪些改进?“十二五”期间，环境空气质量监测科研工作重点有哪些?中国环境报特刊登相关理论文章，希望能对读者有所借鉴。
经过多年努力，我国空气污染防治工作取得积极进展，但与国外发达国家的环境空气质量相比，污染物浓度仍保持在高位水平。同时，随着社会经济的快速发展和工业化、城市化进程的加速，我国环境空气污染类型正从以一次污染物为主的煤烟型污染，转变为一次污染和二次污染并存的复合型空气污染，从城市的局地污染发展为城市群的区域污染。灰霾、光化学烟雾和酸雨等复合型大气污染问题日益突出。呈现出煤烟型与氧化型污染共存、局地污染和区域污染相叠加、污染物之间相互耦合的复合型大气污染特征。
要准确全面掌握环境空气质量状况，认识其发展和演变规律是制定环境保护政策和确定环境污染防治措施的基础。为改善环境空气质量，需要全面了解环境空气质量状况的现状特征及其污染物的来源。此外，环境保护政策和环境污染防治措施是否恰当、其实施效果如何也需要依靠环境监测结果进行检验。因此，环境空气监测是改善环境空气质量的重要基础，提高监测水平至关重要。
空气质量监测能力亟待提高
■阅读提示
监测项目偏少，一些重要的指标尚未开展监测;缺乏高精度监测点位筛选确定技术、点位代表性评估指标体系;急需可以开展高频次、高准确度、高分辨率、立体监测的方法和设备;部分监测设备的质量控制技术不能适应大量业务观测的需求;缺乏对监测数据信息的深度分析挖掘等
尽管我国环境空气监测技术取得了长足的发展，但在我国已进入复合型环境污染的新形势下，现有环境监测技术远远满足不了需要，无法反映出综合的环境空气质量，不能为环保部门解决复杂污染问题，不利于有效控制污染源，不足以为节能减排提供全面的技术支撑。
如果要全面说清我国煤烟型与氧化型污染共存、局地污染和区域污染相叠加、污染物之间相互耦合的复合型大气污染特征，在监测能力方面还存在如下问题:
监测项目偏少，一些重要的指标尚未开展监测。SO2、NOX、和颗粒物等虽然是造成空气污染的主要原因，但是由于光化学烟雾以及与空气污染有关的霾和各种低能见度天气现象与一次污染物的关系非常复杂，呈非线性关系。因此，并不能通过一次污染物的监测就能全面说清环境空气污染状况及污染物来源。例如PM2.5的浓度虽然是影响能见度的主要因素之一，但其与能见度之间存在着非线性和非单值的关系，能见度还受到相对湿度等多种因素的影响，仅监测PM2.5并不能完全确定和说清能见度的高低特征。要满足认知环境污染机制和演变过程的需求，就要从少数独立的污染物指标监测到相互关联的多参数污染物指标监测。多参数测定的监测技术研发、业务化应用以及科学研究的专用监测技术设备是环境监测技术发展的关键。
缺乏高精度监测点位筛选确定技术、点位代表性评估指标体系。现有监测点位筛选确定方法不确定度较大，与数据的使用、评估目的等联系较少，用同样方法选择的监测点位代表性差异较大，点位代表性评估指标体系不完善。因此，为了能够用较少的点位反映较大尺度的环境空气质量状况信息，应建立起一套高精度的监测点位筛选确定技术，并完善评估指标体系。
急需能够开展高频次、高准确度、高分辨率的立体监测方法和设备。要全面了解和分析污染物的输送转化过程，分清各地空气污染物的局地和区域输送来源，必须依赖于地面监测与立体监测相结合的技术，要从城市监测转变为区域监测。目前我国立体监测技术还处于科学研究阶段，只在部分科研院所和高校有所应用，还没有在广大监测工作中开展，迫切需要能够开展高频次、高准确度、高分辨率的立体监测方法和设备。
部分监测设备的质量控制技术不能适应大量业务观测需求。SO2、NO2、CO等气态污染物监测设备的校准是通过钢瓶标气开展。但臭氧具有反应性和不稳定性的特点，臭氧分析仪的质量保证与控制工作与常规污染物分析仪不同，没有标准钢瓶气进行仪器校准，需要一个能够溯源到权威标准的传递标准。此外，颗粒物监测设备通过仪器自带的标准校准膜进行校准，目前还缺乏对颗粒物的标准物质溯源和校准体系。
缺乏对监测数据信息的深度分析挖掘。各污染物之间、各污染物与气象参数等信息之间还存在着复杂的关系，通过监测数据的深度分析，可以挖掘出数据更深层次的信息，从而更有效地分析和提取各种监测数据所包含的环境空气污染特征信息。然而，目前我国环境监测数据信息多采用平均值与标准进行简单比较，并未深入分析。例如，由于研究手段和技术的局限，空气污染和低能见度之间的关系尚不明确。如何全面深入研究我国大气细粒子(PM2.5、PM1)、光化学污染物(NOX、VOCS、臭氧)同低能见度天气之间的关系，成为目前急需解决的问题。此外，造成低能见度天气的空气污染原因、相应控制途径以及全国低能见度现象监测的技术路线等问题也亟待解决。
空气质量评价与污染控制措施效果的评估技术需改进。大气环境是一个巨大、复杂、多因素相互作用的系统，由于污染物在时间、空间与数量上的不确定性，增加了政府与企业在治理措施选择上的难度，因此改进空气质量评价与污染控制措施效果的评估技术，可得出大气污染治理措施对控制空气污染有效性之间的定量关系，对防治措施提出具体的对策和建议，巩固大气治理取得的成果。
缺乏环境质量与污染源归因与反控制技术研究。污染源的变化对环境空气质量存在一定的影响，通过对环境质量数据与污染源数据之间的深度关联和归因分析技术，可及时、科学地了解何种污染状况下需控制何种污染源，在可能出现空气污染的情况下，采取必要的措施控制污染源的排放，确保环境空气质量，保障公众健康及生态安全。
急需开发预报预警技术研究。以往，各城市较为关注城市内的环境空气质量状况，随着社会发展、监测工作的不断加强和完善、公众对环境知情权的需求增加，准确实时的空气质量预警预报已成为越来越多的城市和地区的迫切需求。因此，开发区域联动的环境监测预报预警技术，包括开发预报预警模型技术研发、适用性研究与评估筛选技术等，对不同城市间及时有效防止环境空气污染十分重要。北京奥运会、上海世博会和广州亚运会的成功案例也充分说明了区域合作的重要性。
急需建立监测技术与设备的不确定性评估研究平台。在实际监测业务应用中，同样方法的监测设备之间监测结果存在一定差异，不同等效监测方法的监测设备之间也存在差异。目前，中国环境监测总站质检室主要负责各类环境监测仪器设备的适用性检测，承担着环境保护部环境监测仪器质量监督检验的技术和日常工作，共包括3部分的认证检测:气态污染物采样和监测分析系统(SO2、NO2、CO、O3);PM10采样和分析系统;气体校准系统(零气发生器、多元气体校准装置)。但还不具备PM2.5等新增项目监测设备的认证能力，因此，建立监测技术与设备的不确定性评估研究平台非常必要和迫切。
“十二五”空气监测科研重点
■阅读提示
开展大气污染物(颗粒物、臭氧、VOCS)的空间立体监测技术，区域空气质量监测网络设计、区域空气质量评价体系及表征方法、信息发布系统，区域空气质量预报预警体系，区域污染物的源解析等研究
当前，国家急需研发大气灰霾、光化学烟雾及其前体物、区域污染输送、重金属污染等监测新技术和高准确度污染源识别技术，开发新型的立体的环境空气监测技术。
2008年以来，我国先后在天津、上海、重庆、广州等9个城市开展了灰霾影响城市环境空气质量的监测试点工作，并且在广东省和江苏省区域环境空气背景监测站开展灰霾影响区域环境空气质量的监测试点工作。通过试点监测，积累了细粒子监测的初步经验。目前，我国已建设完成了31个区域环境空气监测站和14个国家大气背景值监测站。中国环境监测总站大气综合监测实验室也初步建成。此外，总站还配备了具有国际一流水平的实验室分析仪器设备。中国环境监测总站和相关监测站已具备了开展大型综合监测科研攻关的能力。
紧密结合“十二五”国家大气环境管理工作的需求，以满足社会公众高度关注的环境问题的知情权，有效指导大气污染控制为目标，建议重点开展以下几方面研究：
一是针对区域性污染的典型特征，开展大气污染物(颗粒物、臭氧、VOCS)的空间立体监测技术研究。研究开发区域性污染物监测的新技术和新手段。
二是开展区域空气质量监测网络设计、区域空气质量评价体系及表征方法、信息发布系统研究。
三是开展区域空气质量预报预警体系研究。研究环境空气质量预报预警模型的适用性，结合环境管理需求开展环境空气预警与应急处置联动机制研究，以指导区域大气污染联防联控，有效改善环境质量。
四是开展区域污染物的源解析研究。通过对污染物的成分分析，结合污染源排放清单，研究污染物的主要来源，为确定控制途径和综合防治对策提供科学支持。
这些研究具体包括:研究利用现代光学遥感监测技术和激光雷达技术，开展大气污染的空间立体监测技术，包括大气细粒子和臭氧的激光雷达监测技术方法、常规气态污染物的被动差分吸收光谱技术方法、VOCS等有机污染物的傅里叶红外光谱监测技术方法等，并结合气象观测技术，研究大气污染物在区域间的输送走向和削减过程;PM2.5、臭氧及其前体物、VOCS、重金属等污染物的监测新技术研究;区域空气质量监测网络构架设计及区域点位选址研究;区域空气质量评价体系及表征方法研究，空间数据综合分析技术研究;区域空气质量监测数据实时传输、信息共享和发布系统研究;研发多种预报模型技术，开展多种预报模型的适用性研究;制定区域空气预报预警方案，建立环境空气质量预报预警联合会商平台和应急处置联动机制;开展大气污染源调查与估计技术研究，研究污染源排放清单动态更新技术;研究污染源的排放特征，建立污染物排放因子数据库和重点污染源排放的化学特征谱;研究污染物定量源解析技术，开展污染物化学成分监测技术研究，通过对污染物化学组成成分的分析，结合源排放清单，分析不同污染物的来源;区域空气监测体系在线质量保证/质量控制研究;PM2.5等新增污染物监测设备认证平台研制。
总之，我国环境空气监测网络应以建立体系完备、技术一流、监测信息准确完整、数据获取手段多样、信息处理智能的天地空一体化环境空气质量监测和预报预警体系为目标，开展支持区域环境综合管理的先进环境质量综合立体监测关键技术研究，并进行综合示范，提高改善环境空气质量的科技支撑能力，形成具有自主知识产权的先进环境空气监测技术方法体系、环境空气质量评价技术方法体系。
