乌海市大气环境质量监测优化布点点位调整报告.doc

乌海市大气环境质量监测优化布点点位调整报告（简本）乌海市环境监测站二一年七月乌海市大气环境质量监测优化布点调整工作组成员领导小组组长：李俊峰副 组 长：李文慧成 员：翟晓岚 董艳云 杜玉明 温俊良 雷 军 吴砚娟 杨玉昌技术负责人：全化民 张东旭现场监测负责人：马 骁 现场监测人员：乐中得 肖秀芳 闫淑芳 任爱霞 张嘉超刘忠秀 张丽娟 尹仲敏 马 成 梁庆红夏利峰 高广荣 赵雪峰 潘 伟 龚新萍陈凤琴 杜瑞萍 陈丽萍 王丽梅 彭 琦李 霖 胡志强 吴登峰 目 录前 言1第一章 城市环境空气质量监测点位调整依据2一、城市环境空气质量监测点位调整依据2二、点位设置应遵循的原则2三、监测点位调整的具体要求4第二章 乌海市概况6一、地理位置6二、气候特征7三、乌海社会概况7第三章 乌海市城市空气污染现状及趋势分析9一、海勃湾环境空气质量现状9二、乌海市环境空气质量功能区划10三、现有点位存在的问题及新增点位的必要性12四、污染气象特征分析12五、污染源分布情况14第四章 大气环境现状监测15一、监测机构设置与人员安排15二、监测布点方法15三、监测内容与分析方法15四、监测时间15五、监测结果16第五章 优化方法与分析17一、监测点设置数量的确定17二、数据处理与分析17三、优化结果20结论21前 言环境空气质量关系到城市的发展，关系到城市居民的身体健康和生活质量，环境空气质量与监测点位的合理布设有着直接的关系。因此，大气优化布点成为环境空气质量保证中重要的工作环节。乌海市从上世纪90年代起，曾先后两次开展了大气环境质量优化布点工作。十多年来，随着城市建设的高速发展，城市建成区面积不断扩大，城市人口的逐渐增长，城区空气污染分布状况发生了根本性变化，原有的环境空气质量监测点位在空间分布上已缺乏代表性,不能全面客观地反映我市的环境空气质量现状。为了更科学准确的反映我市的环境空气质量现状，结合“十一五”城市环境综合整治定量考核管理工作规定和环境空气质量监测规范（试行）的要求，亟需对乌海市城区大气环境质量监测点位进行调整。为了更好的完成此次调整工作，乌海市环境保护局于2008年12月1日发文关于开展调整我市环境空气质量监测点位的通知（乌环办2008144号），要求乌海市海南区环保局、乌达区环保局负责各辖区内优化布点采样工作，乌海市环境监测站负责海勃湾城区优化布点采样和全市优化点位数据分析，合理优化环境空气质量监测点位。乌海市环境监测中心站及时组织相关人员按照相关规范要求进行布点、采样监测和数据汇总分析，在此基础上结合乌海市的实际情况对环境空气质量监测点位进行合理优化，并编制了乌海市大气环境质量监测优化布点点位调整报告，现将报告内容呈报审查。第一章 城市环境空气质量监测点位调整依据根据环境空气质量监测规范（试行）中的相关要求，确定工作原则与方法。力求调整后的环境空气质量监测点的监测数据，能够客观反映环境空气污染对人类生活环境的影响，并充分反映本地区多年的环境空气质量状况及变化趋势，能够客观反映产业和能源结构特点、人口分布情况、地形和气象条件等因素的对监测区域的影响。一、城市环境空气质量监测点位调整依据国家环境空气质量监测规范（试行）第十五条规定，当存在下列情况时，可增加、变更和撤消监测点位：（一）因城市建成区面积扩大或行政区划变动，导致现有监测点位已不能全面反映城市建成区总体空气质量状况的，可增设点位。（二）因城市建成区建筑发生较大变化，导致现有监测点位采样空间缩小或采样高度提升而不符合本规范要求的，可变更点位。（三）因城市建成区建筑发生较大变化，导致现有监测点位采样空间缩小或采样高度提升而不符合本规范，在最近连续3年城市建成区内用包括拟撤消点位在内的全部点位计算的各监测项目的年平均值与剔除拟撤消点后计算出的年平均值的最大误差小于5%，且该城市建成区内的监测点数量在撤消点位后仍能满足本规范要求时，可撤消点位，否则应按本条第二款的要求，变更点位。二、点位设置应遵循的原则国家环境空气质量监测规范（试行）第十一条至第十四条规定，所筛选出的点位应符合下列要求：1.设置空气质量评价点、并根据需要设置污染监控点和空气质量对照点。环境空气质量评价点的设置数量应不少于国家环境空气质量评价点在相应城市的设置数量，其覆盖范围为城市建成区。在划定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。2.污染监控点和地方环境空气质量对照点的数量由地方环境保护行政主管部门组织各地环境监测机构根据本地区环境管理的需要设置。其数据可用于分析空气污染来源、作为环境规划依据，但不参加城市环境空气质量平均值计算。地方环境空气质量对照点应离开主要污染源、城市居民密集区20千米以上，并设置在城市主导风向的上风向。3.根据本地区的污染源资料、气象资料和地理条件等因素，筛选出的点位应符合下列要求：（1）位于各城市建成区内，并相对均匀分布，覆盖全部建成区；（2）用全部空气质量评价点的污染物浓度计算出的算术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。区域总体平均值可用该区域加密网格点（单个网格应不大于2千米×2千米）实测或模拟计算的算术平均值作为其估计值，用全部空气质量评价点在同一时期测得的污染物浓度计算出的平均值与该估计值相对误差应在10%以内；（3）用该区域加密网格点（单个网格应不大于2km×2km）实测或模拟计算的算术平均值作为区域总体计算出30、50、80和90百分位数的估计值；用全部空气质量评价点在同一时期的污染物浓度计算出的30、50、80和90百分位数与这些估计值比较时，各百分位数的相对误差在15%以内；4.具有较好的代表性，能客观反映一定空间范围内的环境空气污染水平和变化规律；5.各监测点之间设置条件尽可能一致，使各个监测点获取的数据具有可比性；6.监测点应尽可能均匀分布，同时在布局上应反映城市主要功能区和主要大气污染源的污染现状及变化趋势；7.应结合城市规划考虑监测点的布设，使确定的监测点能兼顾未来城市发展的需要；8.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，应设在可能对人体健康造成影响的污染物高浓度区域。三、监测点位调整的具体要求按照国家环境空气质量监测规范（试行）第十四条至十五条规定，确定环境空气质量监测点位调整的具体要求如下：1.新建或扩展的城市建成区与原城区不相连，且面积大于10平方公里时，可在新建或扩展区按照独立监测网布设监测点位，再与现有监测点位共同组成城市环境空气质量监测网；面积小于10平方公里的新、扩建成区原则上不增设监测点位。2.新建或扩展的城市建成区与原城区相连成片，且面积大于25平方公里或大于原监测点位平均覆盖面积的，可在新建或扩展区增设监测点位，再与现有监测点位共同组成城市环境空气质量监测网。3.按照现有城市监测网布设时的建成区面积计算，平均每个点位覆盖面积大于25平方公里的，可在原建成区及新、扩建成区增设监测点位。新增点位要结合现有监测网点一并进行技术论证。第二章 乌海市概况一、地理位置乌海市成立于1976年，是内蒙古自治区四个直辖市之一，位于内蒙古自治区西南部，地理位置为东径106°36107°05，北纬39°1539°52之间，东西宽约30多公里，南北长约74公里。东与伊克昭盟、西与阿拉善盟、北与巴彦淖尔盟接壤、南与宁夏回族自治区毗邻，土地总面积1754平方公里。（见图1地理位置图。）二、气候特征乌海地区属于中温带半干旱大陆性季风气候。其气候特征主要表现为冬季漫长寒冷、春季干旱多风、夏季短促、秋季气温剧降。近三十年(19792008年)的气象资料显示：该地区年平均气温为10.1，极端最高气温为40.2，极端最低气温为-28.9；年平均气压为891.6hPa；年平均相对湿度为41%；年降水量为161.0mm，年极端最高降水量为264.4mm；年蒸发量为3025.1mm。年平均风速为2.7m/s，年主导风向为SSE风，其出现频率为10.9%，SE风的出现频率也较高，为7.6%，静风的年出现频率为15.0%。全年以SSE方向的风平均风速最大，为4.2m/s。三、乌海社会概况乌海市辖海勃湾区、海南区、乌达区三个行政区，市政府所在地为海勃湾区。（见图2 乌海市行政区划图）据2008年资料统计全市总人口为47.7万人，较1997年区划中38.29万人增加了24.6；建城区面积为54.17km2，较1997年区划中的城区面积51.79 km2增加了4.6；居住用地2828.8hm2，较1997年区划中的1713.4 hm2增加了65.1；对外交通及仓储用地473.0 hm2，较1997年区划中的338.7 hm2增加了39.7；公用设施用地573.3 hm2，较1997年区划中的314.2 hm2增加了82.5；道路广场用地204.9 hm2，较1997年区划中的365.1 hm2，减少了43.9；绿地872.4 hm2，较1997年区划中的84.9 hm2增加了927.6；机动车保有量10.64万辆，较1997年有较大幅度的增加。第三章 乌海市城市空气污染现状及趋势分析乌海市使用的环境空气质量监测点位是由1996年乌海市大气环境监测优化布点报告书确定的，并已结合乌海市的实际情况，建成环境空气质量自动监测系统。目前海勃湾区空气质量自动监测系统已正式通过内蒙古自治区环境保护局验收，子站设置在聚英学校（东经106°49´38"，北纬39°40´19"）和师训中心（东经106°49´41"，北纬39°39´28"）。一、海勃湾环境空气质量现状略。二、乌海市环境空气质量功能区划（1）现有功能区乌海市空气质量功能区划是在十五初期划分并实施的，根据当时现状划分为一类区、二类区、三类区三个类区，具体大气环境功能区划面积见表21。根据相关要求和规定，2005年对空气质量功能区进行了调整，调整内容如下：功能区划表表21类 别面积（km2）占全市面积比（）一类区1699.64二类区146683.58三类区(2005年后调整为二类区)1196.78全 市1754-1. 对国家级自然保护区按一类功能区划分，面积为169km2，占总划分面积的9.64。2. 乌海市城市环境空气质量区划以城市二类环境功能区为主，所划分的功能区面积调整后为1585 km2，占全划分总面积的90.36。（乌达工业园区、海南区拉僧庙、原有城市工业小区、骆驼山矿区和西水泥老工业区在2005年之前暂时按照三类区划分，面积约为119km2，目前已全部调整为二类区。）三、现有点位存在的问题及新增点位的必要性从乌海市现状来看，原有环境空气质量监测布点的不合理性主要表现在以下方面：随着城市建设的高速发展，城市建成区面积及人口数量均有显著增加。据2007年资料统计，全市总人口为47.7万人，较1997年区划中38.29万人增加了24.6；城区面积为54.17km2，较1997年区划中的城区面积51.79 km2（包含乡镇，现已集中至城区）增加了4.6；居住用地28.29km2，较1997年区划中的17.13 km2增加了65.1。此外，乌海市城市建成区的布局，较1996年发生了根本性变化；近年来在海勃湾城区西侧建设了滨河区，新增城区面积9.43km2；同时进行棚户区改造工程，将三区的乡镇居民向城区聚集，城区空气污染分布状况也发生了根本性变化，建成区内的工业企业逐步向园区集中。现有的环境空气质量监测点位在空间分布上已缺乏代表性，不能全面客观地反映我市建成区的环境空气质量现状。为了更科学准确的反映区域内空气质量现状，从根本上解决原监测点位不合理带来的问题，以符合国家的监测要求，我们依据环境空气质量监测规范（试行）中对环境空气质量监测网点位的设置与调整的相关要求，对现有采样点进行调整，需在滨河区增设一个监测点位。四、污染气象特征分析乌海该地区年平均气温为10.1，极端最高气温为40.2，极端最低气温为-28.9；年平均气压为891.6hPa；年平均相对湿度为41%；年平均水汽压为6.0hPa；年降水量为161.0mm，年极端最高降水量为264.4mm；年蒸发量为3025.1mm；年日照时数3176.6h；年平均风速为2.7m/s，年最大风速为23.0m/s,最大风速对应风向为E；年最大冻土深度为108cm，年最大积雪深度为8cm，年沙暴日数为7.6天，年雷暴日数18.2天，年冰雹日数0.7天。（1）地面气温的变化特征乌海近30年的年平均气温为10.1，全年最冷月为一月份，平均气温为-8.1，最热月出现在七月份，平均气温为25.9。图4 乌海近30年逐月平均气温变化曲线(19792008年)（2）地面风向、风速的统计特征地面风向、风速的统计分析是污染气象中最基本的方面，其风况不但受季节变化的制约，而且还明显地受地形及地表状况的影响。虽然其风况具有较大的年际变化，但仍然具有较好的统计特征。乌海气象站地处内蒙古中西部，该地地面风的变化规律：春季由于冷暖气团交绥，气旋活动频繁，地表覆盖度较差，故多风沙天气；夏季由于降水相对集中，当锋面过境可伴有雷雨和大风天气，瞬时风速较大；秋季虽为冷暖气团的交替时期，但此时气团活动远不如春季活动频繁，因此风沙天气较少；冬季常处于稳定的大气层结，风速较小。五、污染源分布情况略。第四章 大气环境现状监测一、监测机构设置与人员安排由市环境监测站组织技术人员，成立大气优化布点工作小组，制定监测计划，确定质保方案与措施，并监督、指导实施，使整个监测过程都严格按照技术规范的要求有条不紊地进行。二、监测布点方法根据乌海市建成区面积和技术规范中对大气监测点位数的要求，结合监测人员数量、仪器设备等实际情况，采用1.0km×1.0km的网格实测法，每网格中心设一测点，作为水平监测点，共布设15个大气监测采样点。具体点位的位置、名称和编号见附图1。三、监测内容与分析方法根据历年监测数据，我市的NO2浓度一直低于国家二级标准，故此次监测项目选定为SO2和PM10，分析方法见表41。监测项目分析方法表表41监测项目分析方法标准号SO2甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法GB/T1526294PM10重量法GB/T692186四、监测时间海勃湾区监测时间为2008年12月10日至12月20日，连续监测11天；海南区监测时间为2009年1月5日至1月15日，连续监测11天；乌达区监测时间为2009年2月11日至2月22日，连续监测12天；每天4次，监测时间为 7：008：00、11：0012：00、15：0016：00、19：0020：00。五、监测结果监测结果略。第五章 优化方法与分析一、监测点设置数量的确定环境空气质量监测规范中规定了环境空气质量评价点设置数量与建成区面积和城市人口数量的关系（见表51）。乌海市海勃湾城区内的人口约20万，建成区面积在20km2在50km2之间，故设大气监测点3个；由于海南区和乌达区城区人口均少于10万，城区面积小于10km2，故不设置环境空气质量监测点。国家环境空气质量评价点设置数量要求表51建成区城市人口(万人)建成区面积（km2）监测点数<10<20110-5020-50250-10050-1004100-200100-1506200-300150-2008>300>200按每25-30km2建成区面积设1个监测点，并且不少于8个点注：对于必测项目中存在年平均浓度连续3年超过国家环境空气质量标准二级标准20%以上的城市区域，空气质量评价点的最少数量应为规定数量的1.5倍以上。二、数据处理与分析按照环境空气质量监测规范（试行）的要求，按照以下步骤对数据进行统计计算：1、对每个监测项目分别计算海勃湾区15个监测点逐日的日均值、11天的点日均值和总均值，以及全部日均值的第30、50、80、90百分位数；2、对每个监测项目，先利用点日均值与总均值的相对误差小于10及第30、50、80、90百分位数误差小于15选出符合条件的点；3、将符合以上条件的所有监测点（共5个）按每3个点为一组进行组合，共得10个组；4、对每个监测项目分别计算各组逐日的日均值和11天的组日均值，并计算组内所有日均值的第30、50、80、90百分位数；5分别计算各组的组日均值与总均值的相对误差(以下简称组均值误差)，并计算各组日均值的第30、50、80、90百分位数与全部日均值相应百分位数的相对误差(简称组百分位数误差)；6、对每个监测项目，分别计算各组11个日均值（作为因变量）与海勃湾区11个日均值（作为自变量）之间的相关参数a，b和r（以下简称组相关参数）；7、对所有的组进行筛选，选出的组必须对各项监测项目同时满足以下条件。条件1：组均值误差的绝对值小于10，各组百分位数误差的绝对值小于15，见表52；条件2：组相关系数大于相关系数检验表中相应的临界值（取显著性系数为0.001或0.01，至少为0.05），回归直线截距a接近于0，回归系数b接近于1，见表53；8、分析上述各初选组的数据进行优选，并综合考虑以下因素：1）组内各点要代表尽可能多的功能区：2）组内各点的地理位置要尽可能广泛地分布于市区：3）要考虑到城市的发展规划，使监测点具有相对稳定性：4）要尽可能保留一定数量的原有监测点以保持优化前后的联系，数据有一定的可比性；5）优选点的点日均值不要集中于市日均值附近：6）所选各点的监测条件必须充分保证，而且尽量使监测方便可靠；7）尽可能满足环境管理等工作的需要。优化布点初选情况表52组号SO2PM10条件1条件11(1-4-9)2(4-9-14)3(4-9-13)4(1-9-14)5(1-9-15)6(1-9-5)7(1-4-14)8(1-4-13)9(4-13-14)10(1-13-14)注：为符合条件者 部分组的组均值误差及相关系数表53组号污染物组均值误差组各百分位数相对误差组相关参数30508090abr1SO20.0-2.0-5.73.7-3.1-0.00881.07410.989PM100.02.97.0-8.0-7.70.00950.93750.9433SO20.03.02.12.60.0-0.00661.07390.983PM100.112.914.0-0.7-7.00.01790.91840.9338SO20.03.02.83.70.0-0.01811.15470.972PM100.04.73.9-0.6-1.50.00851.08950.967三、优化结果在符合基本原则的基础上，依据以上数据分析的结果，并综合考虑各种因素，最终确定第8组为优选组，即1#市林业局、4#聚英学校和13#中海勃湾学校；其中4#聚英学校为保留的原有已经验收的监测点位，拟将原师训中心点位调整至1#市林业局点位，并新增13#中海勃湾学校点位。第六章结论随着乌海市经济的快速发展，城市建成区面积的不断扩大，现有的环境空气质量监测点位已不能全面、客观地反映环境空气质量现状，在自治区环保局的要求下，依据环境空气质量监测规范（试行），结合环境空气监测工作的实际情况，对我市环境空气质量监测点位进行了合理调整。采用网格法对乌海市大气中的SO2和PM10进行了连续10天以上的监测，通过对监测结果的统计分析，并综合考虑了优化布点的相关因素，确定海勃湾区环境空气质量监测点位由原来的两个调整为三个，分别为聚英学校点位、中海勃湾学校点位和市林业局点位。经过此次调整后，乌海市环境空气质量监测点位基本能够适应现在的形势，能够全面、客观地反映环境空气质量现状，为今后的环境管理提供可靠的依据。