細顆粒物監(jiān)測有哪些門道？
因為灰霾，PM2.5變成家喻戶曉的名詞？墒牵霈F(xiàn)灰霾天一定就是PM2.5濃度超標嗎？新的《環(huán)境空氣質量標準》實施后，給各地環(huán)境監(jiān)測部門帶來了哪些挑戰(zhàn)？監(jiān)測點位設置又有哪些門道？帶著這些問題，記者專訪了中國環(huán)境監(jiān)測總站大氣室主任王瑞斌。
PM2.5與灰霾是怎樣的關系？
灰霾不是反映空氣中顆粒物污染程度的指標，空氣中顆粒物質量濃度可以很好地衡量空氣污染程度，因而，灰霾這個術語可以不用了
記者:PM2.5已經(jīng)人所共知，那么PM2.5與灰霾到底有怎樣的關系？
王瑞斌:灰霾是最近幾年常被提到的一個術語，一般人們都把灰霾現(xiàn)象與空氣中的顆粒物污染聯(lián)系起來。比如，經(jīng)常見到的說法是，灰霾主要是細顆粒物PM2.5或更細的顆粒物造成的。
因此，很多人認為，只要看到灰霾天，就是顆粒物PM2.5濃度超標了，或者說顆粒物PM2.5濃度超標了就會出現(xiàn)灰霾天。其實，這是個誤區(qū)。雖然總的來說，顆粒物PM2.5濃度高了就容易出現(xiàn)霾天氣，但這種表述并不確切。
記者:我們該如何理解灰霾這種現(xiàn)象呢？
王瑞斌:灰霾這個術語其實是很不確定的，可以說是從霾發(fā)展過來的。首先，霾指的是一種低能見度的天氣現(xiàn)象。很多天氣現(xiàn)象都可以造成低能見度天氣，如降水、沙塵天氣、吹雪、雪暴等。
由于空氣中存在的水汽和顆粒物都會引起能見度降低，為了區(qū)分各種低能見度天氣現(xiàn)象，人們把主要由于水汽含量高造成的低能見度天氣稱為霧，把主要由于空氣中干顆粒物造成的低能見度天氣叫霾。
《地面氣象觀測規(guī)范》對霾的定義為:大量極細微的干塵粒等均勻地浮游在空中，使水平能見度小于10.0千米的空氣普遍混濁現(xiàn)象。霾使遠處光亮物體微帶黃、紅色，使黑暗物體微帶藍色。
一般來講，霧和霾的區(qū)別主要在于相對濕度的大小:在低能見度天氣，通常低于10公里、水分含量達到90％以上的叫霧；相對濕度低于80％的叫霾。80％～90％之間的，是霧和霾的混合物，但主要因素是霾。
記者:顆粒物對能見度有怎樣的影響？為什么出現(xiàn)了灰霾，顆粒物還能夠達標？
王瑞斌:能見度主要反映的是一種大氣中的光學特性，由于顆粒物對光的散射、吸收程度不同，能見度的高低也會變化。因而，顆粒物對能見度的影響主要是由于其光學特性－－總光學截面的大小。
霾主要反映了干顆粒物對能見度的影響，霧反映了水汽對能見度的影響。顯然，空氣中顆粒物的數(shù)量、不同粒徑顆粒物的數(shù)量分布情況、顆粒物的化學組分等因素共同造成了空氣能見度降低。
但新《環(huán)境空氣質量標準》中顆粒物PM2.5的標準是根據(jù)其質量濃度制定的，使用的是顆粒物的重量特性。
顆粒物濃度是一種綜合指標，與其他氣態(tài)污染物不同，在不同時間或不同地點監(jiān)測到濃度相同的顆粒物可能從顆粒物形態(tài)(如粒徑分布)，到其化學組分都大為不同。不同粒徑分布或化學組分的顆粒物，光學特性可以差別很大。因而，相同濃度的顆粒物PM2.5對能見度的影響結果可能有很大差別。
在顆粒物的化學組分相同時，粒徑小的顆粒物對光的吸收和散射作用更大，等效粒徑為10微米的顆粒物與同樣重量的等效粒徑為2.5微米的顆粒物相比，其截面積只有后者的1/4；等效粒徑為2.5微米的顆粒物與同樣重量的等效粒徑為1微米的顆粒物相比，其截面積也是只有后者的1/4。這也就是說，細顆粒物對能見度的影響比粗顆粒物要大。
空氣質量標準選擇了顆粒物的質量濃度作為指標，是因為大量的科研結果表明人體健康和顆粒物的質量濃度關系明顯。因而，我們把顆粒物濃度的高低作為污染程度的判斷依據(jù)。
雖然從統(tǒng)計特征上定性地說顆粒物濃度越高，其對能見度的影響也越大，但這種關系確實不是定量準確的。同樣的顆粒物PM2.5質量濃度，在其包括的顆粒物粒徑分布不同時，能見度可能不同。而同樣的能見度，PM2.5質量濃度也會有很大區(qū)別。
如果在出現(xiàn)霾的狀態(tài)時，還可再加入顆粒物的濃度指標把霾劃分灰霾和非灰霾，如顆粒物濃度超標為灰霾，否則為非灰霾，從學術上作這種分類也是可以的。但這時要清楚地看到:是在監(jiān)測到顆粒物濃度超標后，對霾天氣的再一次分類。
灰霾不是反映空氣中顆粒物污染程度的指標。事實上，空氣中顆粒物的污染程度要靠顆粒物的質量濃度來判別。
由于灰霾定義的模糊，人們把灰霾當作污染的度量，常常提出的一個問題是:我看到了灰霾天，為什么顆粒物濃度達標？這個問題不僅在我國出現(xiàn)，美國也有類似問題。在美國環(huán)保局的AQI技術手冊中專門對此做了解答:能見度低時，在一些天氣條件下會出現(xiàn)顆粒物濃度也低的現(xiàn)象。
從天氣現(xiàn)象上看，灰霾這個術語并不能給我們更好的信息來理解霾。從污染的角度看，空氣中顆粒物質量濃度已經(jīng)很好地衡量了空氣污染程度。因而，灰霾這個術語可以不用了。
空氣質量標準值如何設定？
不僅要科學論證，還與國家發(fā)展、管理水平有關
記者:在空氣質量標準制定過程中，各國選擇了不同的標準值，是基于怎樣的考慮？
王瑞斌:為什么要制定標準？污染物濃度升高，對人體健康影響越來越大。制定標準就將連續(xù)變量分成幾段，把連續(xù)變量轉變成離散變量，建立污染物濃度和人體健康的等價關聯(lián)。
通過人體健康學的調查發(fā)現(xiàn)，污染濃度越高對健康危害越大，但不同污染物的曲線是不一樣的。制定標準就是要在曲線上分段，但是，標準值到底定在對人體健康影響的什么水平上合適？
這與人們的價值判斷有關，且并不唯一，不僅要科學論證，還與國家發(fā)展、管理水平等有關。
對此，世界衛(wèi)生組織表示，各國制定的國家標準之間是有差異的，因為標準是根據(jù)所采用的權衡健康風險的方法、技術可行性、經(jīng)濟方面的考慮以及其他各種政治和社會因素等來制定的，而這些因素反過來又取決于國家的發(fā)展水平和空氣質量管理能力。
我國的新標準對于客觀準確反映當前我國環(huán)境空氣質量狀況、緩解公眾對空氣質量主觀感受與環(huán)境質量評價結果不完全一致的問題、推動我國大氣污染防治工作等都將產(chǎn)生積極和深遠影響。
記者:在新的《環(huán)境空氣質量標準》中，提高了對數(shù)據(jù)有效性的要求，這主要出于什么考慮？
王瑞斌:數(shù)據(jù)有效性是考慮到標準執(zhí)行過程中，城市之間數(shù)據(jù)要具有可比性，對數(shù)據(jù)要有統(tǒng)計學要求。如果數(shù)據(jù)過少，就無法進行比較。為避免出錯，進行了數(shù)據(jù)有效性規(guī)定。
新修訂的《環(huán)境空氣質量標準》，加嚴了對數(shù)據(jù)有效性的要求。這綜合了統(tǒng)計學要求，也考慮了實際工作能力，以確保能夠比較好地判斷城市空氣趨勢，也便于進行比較，不會由于數(shù)據(jù)少的原因而判斷錯。
地方環(huán)境監(jiān)測部門應采取措施保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性、連續(xù)性和完整性，確保全面、客觀地反映監(jiān)測結果。
采用自動監(jiān)測設備監(jiān)測時，監(jiān)測儀器應全年365天連續(xù)運行，在監(jiān)測儀器校準、停電和設備故障以及其他不可抗拒因素導致不能獲得連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)時，應采取有效措施確保及時恢復。
對于環(huán)境監(jiān)測站來說，要保證監(jiān)測的每一個數(shù)據(jù)在國家允許范圍內(nèi)是準確的，這是首要任務，生產(chǎn)準確數(shù)據(jù)然后解釋數(shù)據(jù)。不能因為解釋不了一些問題，就把數(shù)據(jù)藏起來。如果不能證明數(shù)據(jù)有問題，就不能隨便刪除數(shù)據(jù)。
如何設定監(jiān)測點位？
監(jiān)測點位設置不僅要考慮科學性，還要考慮經(jīng)濟、決策等問題，監(jiān)測點位設置應和評價目的有關
記者:在設定監(jiān)測點的時候，要考慮哪些因素？
王瑞斌:監(jiān)測點的設定要科學、有代表性，監(jiān)測點位設置應和評價目的有關。我國今后一段時間內(nèi)的評價目的主要有三類:一是反映公眾關心的敏感點，作為公眾信息用；二是反映城市整體空氣質量狀況，作為政府管理考核用；三是判別區(qū)域空氣污染輸送，為污染控制決策做依據(jù)。
設點目的不同，設點標準也不一樣。比如，若作為公眾信息用，應根據(jù)公眾關注的熱點設置；若作為政府管理考核用，要體現(xiàn)管理考核的公平性，要統(tǒng)一協(xié)調，并設定相應的規(guī)則。
監(jiān)測點位的代表性和優(yōu)化是我們經(jīng)常提及的問題，但到底什么是代表性？怎么來檢驗監(jiān)測點位是否具備代表性？這要看監(jiān)測目的。
如果我們關注某市中心的空氣質量狀況，就不能把點位設在市中心以外的地方，比如郊區(qū)，盡管市中心不一定是污染最高的地方。但是，如果要反映城市整體空氣質量狀況，作為政府管理考核用，則所有點位的監(jiān)測結果必須能代表這座城市的整體水平，也就是監(jiān)測點的平均值與城市整體平均值的差異越小越好。
理論上，PM2.5空間分布上更均勻，相對于其他污染物，監(jiān)測點可以適當少些。但作為城市空氣質量評價點，監(jiān)測點越多越能準確代表整體的空氣質量。
以前由于我國財政投入少，現(xiàn)行監(jiān)測點位偏少，現(xiàn)在我國經(jīng)濟條件許可了，PM2.5又是我國空氣中突出的重要污染物，因而其點位布設可參照PM10現(xiàn)行要求布點。
監(jiān)測點位設置不僅要考慮科學性，還要考慮經(jīng)濟、決策等問題。點位越多，獲得的數(shù)據(jù)越詳細。監(jiān)測的任務就是在有限的監(jiān)測點上監(jiān)測數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)估計實際空氣狀況。如果污染物濃度均勻可少設點；如果濃度變異大，可多設點。
記者:目前，我國環(huán)境空氣監(jiān)測網(wǎng)的建設情況如何，還存在哪些問題？"十二五"期間，在完善環(huán)境空氣質量監(jiān)測方面，有哪些計劃？
王瑞斌:截至2010年底，國家城市空氣質量監(jiān)測網(wǎng)包含113個環(huán)保重點城市，661個點位。
調整后，國家城市空氣質量監(jiān)測網(wǎng)擴大到338個地級以上城市、1436個點位。此外，還包括31個國家區(qū)域空氣質量監(jiān)測網(wǎng)、14個國家環(huán)境空氣背景監(jiān)測網(wǎng)等。
目前，存在的主要問題包括:監(jiān)測點位數(shù)量不足，覆蓋面還不夠全面；監(jiān)測項目不夠齊全，污染物標準不全；監(jiān)測功能不夠完整，原來只針對城市，現(xiàn)在要設定區(qū)域站和背景站，以反映污染物輸送變化情況。
"十二五"期間，環(huán)境空氣監(jiān)測系統(tǒng)建設的總體目標是，以建立先進的環(huán)境監(jiān)測預警體系為宗旨，整合國家大氣背景監(jiān)測網(wǎng)、區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)、酸沉降監(jiān)測網(wǎng)、沙塵天氣對大氣環(huán)境影響監(jiān)測網(wǎng)、溫室氣體試驗監(jiān)測等資源，增加監(jiān)測指標，建立健全全國統(tǒng)一的質量管理體系和點位管理制度，升級現(xiàn)行空氣質量評價技術方法與信息發(fā)布機制，力爭到"十二五"末，建成一個布局合理、覆蓋全面、功能齊全、指標完整、運行高效的國家環(huán)境空氣質量監(jiān)測網(wǎng)絡。
具體而言，在城市網(wǎng)方面，將原有113座城市661個點位，擴展到包括338座地級以上城市、三區(qū)九群城市、環(huán)保模范城市在內(nèi)的1436個點位；區(qū)域網(wǎng)由原來的31個擴展到96個；背景站由原來的14個擴展到15個。同時，還要建設和完善質控監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳輸、監(jiān)測預警系統(tǒng)、規(guī)范和評價體系，全面開展人員培訓工作。
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