3.3.1 大气环境质量感知体系

大气环境质量感知体系主要用于实时采集大气环境质量监测数据，包含“三站一车”，即国家标准站、微型监测站、超级观测站和移动走航车4类监测站点（见图3-4）。

1.国家标准站

1）建设内容

国家环境空气质量监测网。按照《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》（国发〔2018〕22号）有关要求，为加强信息公开和社会监督，推动城市空气质量改善，国家环境空气质量监测网已覆盖全国338个地级及以上城市1436个国控监测站点，全部具备PM2.5、可吸入颗粒物（PM10）、SO2、二氧化氮（NO2）、一氧化碳（CO）和臭氧（O3）6项指标监测能力。各地建设省控、市控监测点3500多个；通过全国城市空气质量实时发布6项指标监测数据和空气质量指数（AQI）等信息。空气质量预测预报能力已实现空气质量指数3天精准预报和7天潜势分析，覆盖省、市、县三级空气重污染监测预警能力。

国家标准站是按照国家大气环境质量自动监测标准规范设立的监测站（点），对存在于空气中的污染物质进行24小时连续在线的采样、测量和分析。

国家标准站以自动监测仪器为采集前端、以功能完备的后台监测管理软件为支撑。国家标准站配有功能齐全、存储容量大和运算性能先进的计算机，以及收发传输信息的无线网络。国家标准站还设有质量保证机构，负责控制、监督、改进和保证整个系统的运行质量，用于保证连续大气环境质量自动监测系统的正常运转，获得准确可靠的监测数据。国家标准站工作流程如图3-5所示。

2）主要监测标准规范与仪器设备

大气环境质量国家标准站主要监测6种污染物，即PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3和CO，均已出台相应的自动监测标准。根据《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ 654—2013）、《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统安装验收技术规范》（HJ 193—2013）规定，SO2的推荐分析方法为紫外荧光法，氮氧化物的推荐分析方法为化学发光法，O3的推荐分析方法为紫外吸收法，CO的推荐分析方法为相关滤光红外吸收法（GFC NDIR）和非分散红外吸收法（Non-Dispersive Infrared Sensor，NDIR）。根据《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ 653—2013）、《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统安装和验收技术规范》（HJ 655—2013）规定，PM10和PM2.5的测量方法为β射线吸收法或微量振荡天平法。国家标准站主要监测仪器设备如表3-1所示。

2.微型监测站

1）建设内容

微型监测站起步较晚，但随着生态环境部等印发京津冀及周边地区秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案系列政策并迅速推广，微型监测站发展较快。与国家标准站相比，微型监测站凭借微型传感器造价低、安装方便快捷、可持续动态监测等特点，可实现对监测区域的全面布点、全面覆盖。通过大气网格化微型监测站，能更精准地找到污染源，从而可以针对源头分类施策、科学治污，实现精准溯源、强力执法、靶向治理。

2）主要监测标准规范与仪器设备

部分地区（如河北省）出台了《大气污染防治网格化监测系统技术要求及检测方法》《大气污染防治网格化监测点位布设技术规范》《大气污染防治网格化监测系统安装验收与运行技术规范》等技术要求，规定了网格化系统应有效保障产品质量、数据准确性，其技术标准、布点规范、运行维护等均是关键因素。《大气污染防治网格化监测点位布设技术规范》规定了城市主城区、道路交通、工地扬尘、涉气企业、工业园区、生活源、梯度站等的布设原则。目前，微型监测站不仅能监测PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3及温度、湿度等参数，还能监测TVOC。微型监测站配备的仪器与国家标准站配备的仪器基本相同，只是外观及软件分析系统有所不同。网格化微型监测站的点位类型分为热点网格评价点、子站周边加密点、重点区域补充点、传输监测点等。空气环境质量微型监测站如图3-6所示。

3.超级观测站

1）建设内容

灰霾现象百姓担忧、社会热议、国际关注，民众需要更加实时、准确、客观、透明化的大气环境信息，缓解对大气污染的关切和焦虑。大气复合污染立体监测超级站（简称超级观测站）的建设能满足及时监测灰霾天气、准确预测灰霾天气、发布灰霾天气预报预警信息的需求。对环境空气中灰霾等污染因子开展自动、实时监测和深入研究，可及时掌握灰霾污染特征，完善灰霾天气预报预警机制，可为制定灰霾污染防治方案提供技术支持。通过开展区域气象监测、辐射监测、气态污染物和气溶胶监测，阐明大气污染物的形成及转化条件，对光化学烟雾的底物、中间产物及反应条件进行监测，研究近地面逆温层等大气边界层特征与灰霾天气的相互关系，分析工业化、城市化程度对大气边界层结构的影响，监控外来污染和本地污染，明确区域灰霾污染的成因，为产业化布局提供有效依据。在此基础上，可进一步查清灰霾污染的潜在风险（重点污染源等）及大气环境容量，为环境监管部门监管决策提供可靠的数据支撑。结合地形地貌数据，形成气象和大气环境全指标监测能力，搭建大气环境科研基地和监测平台，为大气环境研究提供技术保障。目前，全国部分区域建设了超级观测站，覆盖面较小。

2）主要监测标准规范与仪器设备

建设大气复合污染立体监测超级站，用于实现大气污染物的多参数实时监测，兼顾存放和使用监测仪器。超级观测站设计要根据监测目标和其中存放的仪器来确定。一般的超级观测站包括6个监测实验室：基本参数监测实验室、颗粒物监测实验室、光化学监测实验室、成分分析实验室、天基遥感实验室、露天采样监测平台。根据超级观测站的架构及监测功能，确定其监测仪器设备与监测指标如表3-2所示。

4.移动走航车

1）建设内容

利用移动立体监测手段，对关注点位周边和重点区域进行走航监测，可弥补以往固定点式监测仅采集局部低层、较小地域范围内的污染物浓度变化信息的局限性，实现大空间、长时间、多尺度、多参数的遥感遥测，可以更系统化、更科学化、更精细化、更信息化地分析大气污染形成机理、污染来源情况及变化规律、迁移规律等，为科学的大气防治政策提供数据支撑。

2）主要监测标准规范与仪器设备

移动走航车使用加长轴高顶客车装载激光雷达等仪器设备，构建车载监测数据实时分析系统，实现颗粒物、VOCs环境空气质量在线移动式定量分析，以及突发性环境污染事故快速应急监测分析，锁定污染高值的具体分布点位[4]。

（1）大气颗粒物立体走航观测。

大气颗粒物立体走航观测站主要围绕城市重点工业园区、国控污染源（企业）周边、敏感点等附近走航，以便摸清颗粒物污染情况并开展原因分析。大气颗粒物监测激光雷达采用波长532nm线偏振激光，对大气颗粒物进行垂直和水平遥感探测，可解析大气消光系数、大气边界层高度、退偏振比廓线、光学厚度等参数，进而可获取大气颗粒物时空分布特征、颗粒物传输和沉降等信息（见图3-7、图3-8）。大气颗粒物立体走航观测主要开展垂直扫描探测、区域点源/面源扫描、区域污染物分布扫描、走航监测扫描4种类型的扫描。

①垂直扫描探测。反演距地面10千米以内气溶胶颗粒物的空间分布信息及时空演变特征。

②区域点源/面源扫描。对烟囱、锅炉、化工厂、电厂、水泥厂、交通主干道等重要点源（含高架源）、面源进行定点定位扫描，主要获取排放污染源的强度。

③区域污染物分布扫描。对工业园区、居民生活区、厂区等敏感地带进行定量评估。

④走航监测扫描。采用“驻车扫描”或“走航定向观测”的工作方式，对区域上空污染团的输入、过境、沉降过程进行实时、在线、连续扫描监测，分析污染物的类型、强度及演变过程。

（2）高时空分辨率VOCs走航监测。

新型高时空分辨率VOCs质谱仪监测能力强，理论上可同时监测300多种VOCs，自建图谱库已经通过验证物质112种。在时间分辨率方面，可以每秒对空气中300多种VOCs同时监测100次，真正实时监测。在空间分辨率方面，可以实现5厘米水平空间距离监测。通过VOCs走航监测系统，增强环境空气质量异常点位原因排查和突发事件应急监测能力，既满足常规监测要求，又满足应急机动监测需求；可摸清重点区域VOCs和臭味异味气体的分布情况、排放规律，实现区域分级管理和企业分级管理，形成VOCs减排挂图作战能力，为城市VOCs精细管理、靶向治理提供技术支撑（见图3-9）。

（3）大气颗粒物监测激光雷达和VOCs质谱仪走航车。

同时搭载大气颗粒物监测激光雷达和VOCs质谱仪的走航车，通过走航观测和定点观测相结合，实现大气颗粒物与VOCs气态污染物同时监测，可构建大气复合污染立体监测网络，打通从“监测”到“管治”环节，能够满足测管联动快速响应的要求，为环境管控提供有力支撑（见图3-10）。