上海市灰霾污染监测预警体系建设

上海市灰霾污染监测预警体系建设上海市环境监测中心段玉森（[e-mail]）2010.12.16，江苏昆山Page2报告提纲一、面临的形势Page41、霾-灰霾1979年，国家气象局《地面气象观测规范》提出霾的概念2002年在北京召开的“我国区域大气灰霾形成机制及其气候影响和预报预测研讨会”上提出“灰霾”一词2008年起，中国环境监测总站组织开展“灰霾试点监测工作”Page52、霾的概念•气象局《地面气象观测规范》及《霾的观测和预报等级》将其定义为“大量极细微的干尘粒等均匀地浮游在空中，使水平能见度10km的空气普遍有混浊现象，使远处光亮物微带黄、红色，使黑暗物微带蓝色”•我国部分地区也将受到人类活动显著影响的霾称为灰霾。香港天文台和澳门地球物理暨气象局称霾为烟霞Page6判定指标•能见度+相对湿度•《霾的观测和预报等级》中规定：Page73、霾与灰霾已成为人们关注热点Page8细颗粒污染区域一体化Page9API指数的同升同降2010-10-162010-11-01Page10灰霾天数与优良率评价结果的不一致2009年各城市灰霾天数51134132211169115050100150200250天津上海重庆南京苏州深圳天灰霾天数Page11公众和管理需求的双重压力公众–“灰霾”概念已深入人心–现有评价指标与公众感受不一致管理–空气污染转型–十二五期间更高的环境管理目标–“三个说清”–如何建立全国环境监测队伍“一条龙”Page123、高层领导多次指示，“霾”的问题已不可回避2010年6月《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》周生贤部长在第六届区域空气质量管理国际研讨会上的讲话张力军副部长谈《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》吴晓青副部长在2009年全国环境监测工作会议上的讲话《国家环境监测科技“十二五”发展规划》Page132007年底启动灰霾试点监测工作中国环境监测总站气字【2007】172号文“关于印发‘灰霾影响环境空气质量监测试点方案’的通知“–天津、上海、重庆、广东省、江苏省、南京、深圳、广州8个试点单位进行灰霾试点监测工作灰霾监测网络建设发展迅速，多个城市配置灰霾监测相关仪器设备二、试点监测工作进展Page151、完善灰霾试点监测启动细颗粒化学组分分析工作2009年初制定了《上海市灰霾影响环境空气质量监测方案》投入自有资金105万元，配置2台能见度仪、2台RP2300四通道细颗粒采样仪及2台太阳紫外辐射仪，建立了市区浦东监测站和远郊浦东惠南两个灰霾试点点位，启动灰霾试点监测工作开展了细颗粒组分离子、EC/OC和元素的实验室分析工作截至今年10月底已投入4.1万元用于购置采样滤膜，2.2万元用于样品采集工作，12.7万元用于样品分析工作，合计投入资金约19万元一年来共采集约1600个样品，获得有效称重数据400个，有效组分数据5500个2009年底召开上海市灰霾试点监测年度工作总结暨推进会议Page162、建成上海市首个大气复合污染监测站•以世博环境空气质量保障工作需求为契机，以能力建设为依托，投资392万元，于2010年4月份建成上海市第一个大气复合污染综合测站—浦东超级站。共计16台仪器、106个参数。类别仪器名称类别仪器名称常规因子SO2分析仪气溶胶光学参数UV辐射监测仪NO2/NO/NOx分析仪太阳总辐射监测仪CO分析仪能见度监测仪O3分析仪碳黑监测仪PM10分析仪气溶胶散射仪PM2.5分析仪/气象六参数/臭氧前体物NMHC气溶胶组分在线离子色谱（试用）臭氧前体物VOCs组分分析系统EC/OC在线分析仪Page173、进一步扩展细颗粒污染监测网上海市开展PM2.5监测已有近10年历史，2009年之前已陆续建成5个点位，截至目前，本市入网的PM2.5点位已增加至14个–其中，在中央减排专项资金资助下，在臭氧试点点位上增设两套PM1监测设备上海市颗粒物监测已基本形成覆盖粗细颗粒、由点及面的空间格局上海市PM10、PM2.5和PM1监测网Page184、开展了霾污染评价、预警与形成机制的初步研究总站灰霾试点工作《上海市霾污染指标体系及评估方案研究》课题《2010年上海世博会空气质量保障措施研究》课题《长三角区域环境空气质量联动机制研究》课题三、监测评估预警体系研究Page20（一）判别指标体系1、几个重要问题现代意义上的“霾”不再是一个单纯的气象问题“霾”的本质是什么？与空气质量的关系是什么？Page212、霾污染概念•霾污染即气溶胶污染的视觉效应，是指空气中的硫酸与硫酸盐、硝酸与硝酸盐、黑碳、有机碳氢化合物等粒子使大气浑浊、视野模糊、消光作用增加，能见度恶化，并危害人体健康的一种大气污染问题，其本质为人类活动所产生的一次及二次气溶胶细粒子的消光作用，主要发生在城市或城市群区域Page223、能见度与空气污染的关系•消光系数即能见度的变化主要由相对湿度、细颗粒浓度和粗颗粒浓度三个因子决定•消光系数与能见度•消光系数构成•消光系数与颗粒物组分Page23能见度与PM2.5浓度PM2.5浓度与能见度呈反比关系注：PM2.5数据来自普陀监测站，能见度数据来自华东师大（2008年4月~2009年4月）2009年12月26日Page244、霾污染判别指标能见度（或消光系数）PM2.5浓度粗细颗粒比值（PM2.5/PM10）2007-1-19,霾污染能见度0.6kmAPI:PM10-412PM2.5/PM10～68.1%2007-4-2,沙尘能见度2kmAPI:PM10-500PM2.5/PM10～26.7%PM2.5/PM10霾污染.vs.沙尘Page25PM2.5/PM10比值霾污染发生时，PM2.5/PM10一般高于50%沙尘或浮尘发生时，一般低于50%Page26霾污染判定指标序号类别项目判别依据备注1小时霾污染判别指标能见度=10km同时满足三个条件，则判断出现霾污染2PM2.5小时浓度0.065mg/m33PM2.5/PM10=50%4霾污染日判别指标5-17时小时霾污染状况任何1小时出现霾污染则判定当天为霾污染日Page27霾污染判定指标序号类别项目判别依据备注5颗粒物组分出现霾污染时，给出硫酸盐、硝酸盐、OC、EC和PM10-2.5等组分的含量6照片早上9时左右和下午14时左右一日两次同一点位同一方向照片7MODIS卫星图片出现霾污染时，给出每天覆盖上海市范围的能够表明霾污染范围的MODIS上下午星彩色图8简要分析是否出现霾污染、霾污染类型、主导因子及范围和程度等Page28霾污染天数2009年134天，占36.7%，平均每月12天冬季霾污染天数较多，之后逐渐减少，至6月前后略有增加，通常9月霾污染天数最少Page29不同时刻霾污染出现小时数与PM2.5质量浓度日变化类似的，霾污染小时数也有早晚高峰，且晚高峰比早高峰明显。一天中出现霾污染小时数最多的为18-19点，出现霾污染小时数最少的为14-15点2009年不同时刻出现霾污染小时数（PM2.5浓度限值：0.065mg/m3）Page30PM2.5小时评价限值一般情况下，PM2.5小时浓度与24h滑动平均值高度正相关–PM2.5_1h=(PM2.5_24h-0.013)/0.7146•根据PM2.524h浓度限值可推导1h浓度限值当发生短时极端高污染时，PM2.51h浓度非常高但24h平均值波动不大，由24h限值推导的1h限值过严–但从改善能见度、保护人体健康和生态环境角度讲，较为严格的评价限值是合适的春节烟花爆竹影响：2009年1月25~26日上海市某点位2006~2009年数据波动平缓时Page31PM2.5小时平均浓度限值24小时平均限值（mg/m3）小时平均限值（mg/m3）EPA0.0650.072WHO第一阶段0.0750.087Page32霾污染分级评价根据霾污染小时数分级–根据某点位监测数据，对PM2.5分别按照0.072mg/m3和0.087mg/m3小时评价限值统计，2009年此点位上的霾污染天数分别为111天和83天，霾污染率分别为30.4%和22.7%0.072为限值按霾污染小时数统计1-4h555-8h259-12h310.087为限值按霾污染小时数统计1-4h495-8h179-12h15Page33霾污染日报2010年8月10日上海市空气质量霾污染日报站点霾污染小时数等级徐汇南丹路0未出现静安七一中学0未出现浦东监测站0未出现浦东惠南0未出现简要情况昨日未出现霾污染。(注：由于通讯原因昨日静安七一数小时能见度缺失）根据机场观测数据，昨日天气为晴转多云。注：1.霾污染判别：（1）站点小时霾污染判别：同时满足以下三个条件：能见度低于10km；PM2.5超过0.065mg/m3；PM2.5/PM10大于50%。（2）站点霾污染等级判别：以昼间06时~17时期间出现霾污染小时数判定，分为四级：“未出现”(0小时)；“轻度”（1~4小时）；“中度”（5~8小时）；“重度”（9~12小时）。（3）全市霾污染等级判别：由污染等级最重的站点决定。2.点位对应关系（能见度—PM10、PM2.5）：徐汇南丹路—徐汇上师大；静安七一中学—静安七一中学；浦东监测站—浦东监测站；浦东惠南—浦东滨海。制表：张懿华审核：签发：上海市环境监测中心2010年8月11日14:42发布Page34霾污染日报2010年10月11日上海市空气质量霾污染日报站点霾污染小时数等级徐汇南丹路3轻度静安七一中学0未出现浦东监测站4轻度浦东惠南0未出现简要情况昨日出现轻度霾污染。（注：因数据传输原因昨日早上浦东监测站能见度数据缺失）根据机场观测数据，昨日下午虹桥机场出现雾霭现象。浦东气象局预报昨日无霾。注：1.霾污染判别：（1）站点小时霾污染判别：同时满足以下三个条件：能见度低于10km；PM2.5超过0.065mg/m3；PM2.5/PM10大于50%。（2）站点霾污染等级判别：以昼间06时~17时期间出现霾污染小时数判定，分为四级：“未出现”(0小时)；“轻度”（1~4小时）；“中度”（5~8小时）；“重度”（9~12小时）。（3）全市霾污染等级判别：由污染等级最重的站点决定。2.点位对应关系（能见度—PM10、PM2.5）：徐汇南丹路—徐汇上师大；静安七一中学—静安七一中学；浦东监测站—浦东监测站；浦东惠南—浦东滨海。制表：张懿华审核：签发：上海市环境监测中心2010年10月12日9:07发布Page35（二）霾污染分类霾污染一次型烟花型秸秆焚烧型沙尘型二次型同步复合型硫酸盐二次污染持续型Page361、烟花型Page372、秸秆焚烧型Page383、沙尘型Page394、同步复合型Page405、硫酸盐二次污染持续型0.000.050.100.150.200.250.300246810121416182022024681012141618202202468101214161820222010-5-192010-5-202010-5-21质量浓度/mg·m-3PM2.5-10PM2.501020304050607080901000246810121416182022024681012141618202202468101214161820222010-5-192010-5-202010-5-21ug·m-3SO4NO3NH4Page41雾霾转换型冷空气锋前型稳定天气型外来浮尘影响型秸秆焚烧型光化学烟雾型南京市站提出的6种类型Page42（三）监测规划目标–建设先进的、具有重要区域影响力和辐射力的霾污染预警监测网络系统–紧紧围绕“三个说清”，为环境管理决策提供系统坚实的科学依据思路–循序渐进，重点突出•从霾污染特征入手，以细颗粒物质量浓度和化学组分监测为突破口–自动为主，辅以手工–以区域协同监测为导向，实现监测业务化Page43网络