車 飛，宋英石，高 健，張岳翀，柴發(fā)合

中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012

中國大氣超級站發(fā)展與展望：基于問卷調(diào)研的統(tǒng)計研究

車 飛，宋英石，高 健，張岳翀，柴發(fā)合

中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京 100012

大氣環(huán)境綜合觀測研究站(簡稱大氣超級站)是開展大氣環(huán)境污染綜合立體觀測、進行大氣重污染過程污染特征動態(tài)表征、深入分析大氣污染成因的重要平臺。了解中國當(dāng)前不同地區(qū)大氣超級站的建設(shè)和應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展需求，有利于科學(xué)指導(dǎo)和規(guī)范中國大氣超級站的設(shè)計、建設(shè)、運維和應(yīng)用，提高其在大氣重污染過程應(yīng)急管控和空氣質(zhì)量改善中的技術(shù)支撐能力。研究通過對國內(nèi)60余個大氣超級站進行問卷調(diào)研，綜述了中國目前大氣超級站的現(xiàn)狀，并基于統(tǒng)計分析結(jié)果，對中國大氣超級站發(fā)展提出建議。

大氣環(huán)境；超級站；綜合觀測；運維；應(yīng)用

大氣環(huán)境綜合觀測研究站(簡稱大氣超級站)是利用先進儀器、綜合全面地監(jiān)測空氣質(zhì)量的高度專業(yè)化、設(shè)備完善的空氣環(huán)境監(jiān)測設(shè)施[1]。與城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測站、區(qū)域空氣質(zhì)量監(jiān)測站、背景值監(jiān)測站等不同，大氣超級站觀測設(shè)備自動化、探測空間立體化、觀測項目綜合化，可實現(xiàn)多參數(shù)、多維度協(xié)同觀測?；诖髿獬壵居^測所得大量環(huán)境綜合數(shù)據(jù)開展深入挖掘分析，可為大氣環(huán)境污染特征評估及成因溯源提供重要的技術(shù)支撐。

國際上一些發(fā)達(dá)國家和地區(qū)在大氣超級站建設(shè)方面開展了大量工作，積累了豐富的經(jīng)驗。為研究不同地區(qū)顆粒物的化學(xué)組成、前體物及其來源和遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，明確顆粒物濃度、人體暴露與健康效應(yīng)之間的關(guān)系,美國環(huán)保署于1999年提出“顆粒物超級站項目”，并先后分2個階段建立了8個顆粒物超級站[2]。2006—2011年，在歐盟資助下，歐洲建立了由20個高質(zhì)量的地面監(jiān)測站組成的“歐洲氣溶膠研究超級站”網(wǎng)絡(luò)，旨在通過集成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化方法對氣溶膠理化和光學(xué)特性進行長期觀測研究[3]。韓國灰霾監(jiān)測超級站的建設(shè)，主要用于研究灰霾的污染規(guī)律、區(qū)域傳輸特征以及污染源與受體的關(guān)系，其監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中的Gosan超級站和kwangju超級站是“亞太地區(qū)氣溶膠特征實驗(ACE-Asia)”的重要觀測站點[4-6]。此外，在中國臺灣和香港地區(qū)也建立了一些大氣超級站(如臺灣北部懸浮顆粒超級測站和南部空氣質(zhì)量超級測站[7]，及香港設(shè)立的首個致力于解決當(dāng)?shù)嘏c珠三角地區(qū)空氣污染問題的香港科技大學(xué)空氣質(zhì)量研究超級站[8])。

目前中國在大氣超級站建設(shè)方面仍處于起步階段，2012年廣東地區(qū)的大氣觀測超級站——廣東江門鶴山超級站正式運行[9]，之后，各地在超級站建設(shè)方面積極探索，積累了一定的基礎(chǔ)和經(jīng)驗。由于建設(shè)耗資巨大，運維難度較大，以往超級站的建設(shè)和運維多依托科研單位，用于開展典型季節(jié)短期強化觀測研究。近年來，隨著監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展和監(jiān)測能力的不斷提高，環(huán)境監(jiān)測部門也著手大力開展大氣超級站的建設(shè)。但由于超級站的建設(shè)、運維以及應(yīng)用的要求較高，需要監(jiān)測部門投入極大人力物力。此外，在大氣超級站業(yè)務(wù)化運行過程中，如何有效保證數(shù)據(jù)質(zhì)量、提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性、保證超級站整體運行的穩(wěn)定性等，也面臨很多技術(shù)難題。研究通過問卷方式，開展全國范圍內(nèi)的大氣超級站調(diào)研，并通過調(diào)研結(jié)果的分析和討論，總結(jié)了大氣超級站在建設(shè)、運維及應(yīng)用方面存在的主要問題，并提出大氣超級站未來發(fā)展的建議。

1 調(diào)研方法

根據(jù)環(huán)境保護部監(jiān)測司工作項目“中國大氣環(huán)境綜合觀測研究站現(xiàn)狀調(diào)研”要求，中國環(huán)境科學(xué)研究院于2016年1月開始編寫“大氣環(huán)境綜合觀測研究站(超級站)調(diào)研問卷”，并基于該問卷開展超級站調(diào)研。該問卷共分為5個部分：①超級站的基本信息及建設(shè)目的，包括名稱、建設(shè)時間、方式、目的、選點代表性等；②能力建設(shè)及運維情況，主要關(guān)注超級站規(guī)模、配套設(shè)施及運行維護、管理規(guī)章制度、運行成本構(gòu)成及經(jīng)費來源；③數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，包括日常巡檢、儀器校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理規(guī)程、質(zhì)控制度、內(nèi)部考核及獎懲機制等方面；④數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用情況，主要關(guān)注數(shù)據(jù)分析、解讀及討論機制以及數(shù)據(jù)在大氣管理決策中的應(yīng)用情況；⑤對未來中國大氣超級站發(fā)展的需求，分別從未來建設(shè)規(guī)劃、建設(shè)技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的制定、聯(lián)網(wǎng)及數(shù)據(jù)共享等方面設(shè)置了問題。問卷設(shè)計題目類型包括填空題、單選題和多選題。問卷主要采用自填式調(diào)查方法，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)起問卷的形式，被調(diào)查者自行登錄網(wǎng)站答題或通過微信鏈接答題。調(diào)研發(fā)出65份問卷，最終收回61份有效問卷，其中24份網(wǎng)頁答卷，37份手機答卷，涉及全國21個省、自治區(qū)、直轄市，32個城市(港、澳、臺地區(qū)暫未參與調(diào)研)，見表1。

表1 調(diào)研問卷回收情況Table 1 Questionnaires in each region

調(diào)研問卷的統(tǒng)計方法為在線統(tǒng)計分析，圖表在線生成。問卷信息匯總采用Microsoft excel 2013軟件。

2 結(jié)果與討論

2.1超級站建設(shè)基本情況

根據(jù)問卷統(tǒng)計結(jié)果可知，目前全國已建成48個超級站，建設(shè)中的有8個，計劃籌建的有5個，已建成超級站占調(diào)研總數(shù)的77.1%，全國大部分超級站處于建成和投入使用的狀態(tài)。其中75.4%的超級站是分批次投入建設(shè)或籌建的，僅24.6%的超級站是一次性投入建成或在建(籌建)。

關(guān)于超級站的建設(shè)目的，問卷設(shè)置了“污染特征表征”“科學(xué)研究”“重污染應(yīng)急”“管理決策支撐”和“提升能力”5個選項，調(diào)研顯示，大部分超級站用來進行污染特征表征、科學(xué)研究、管理決策支撐等，用于重污染應(yīng)急的超級站占55.7%。

超級站隸屬部門信息顯示，調(diào)研超級站有68.9%隸屬于環(huán)保廳(局)，14個隸屬于大學(xué)、中國科學(xué)院等科研機構(gòu)，占調(diào)研總數(shù)的23.0%，2個隸屬于氣象局，另外還有3個隸屬于其他單位。隸屬于環(huán)保廳(局)的多為業(yè)務(wù)應(yīng)用需要，隸屬于科研單位的主要是用于科學(xué)研究。所有站點中有超過一半(52.5%)的超級站設(shè)計和建設(shè)任務(wù)是由監(jiān)測站負(fù)責(zé)的，有23個是由環(huán)科院、大學(xué)或科研院所負(fù)責(zé)設(shè)計和建設(shè)的，占所有站點的37.7%，有3個是由公司設(shè)計和建設(shè)的。

調(diào)研結(jié)果亦顯示，85.3%的超級站在建設(shè)之前經(jīng)過了規(guī)劃，有9個未經(jīng)過規(guī)劃，這9個站中有8個隸屬于當(dāng)?shù)丨h(huán)保廳(局)，1個隸屬于大學(xué)。此外，72.1%的超級站在建設(shè)前進行了國內(nèi)調(diào)研，有17個未進行調(diào)研，其主要原因是這些站點建設(shè)時間比較早(2004—2012年)，當(dāng)時可供參考的國內(nèi)超級站數(shù)量較少。另有部分超級站仍在籌建中，尚未進行調(diào)研。

經(jīng)調(diào)研超級站轄區(qū)內(nèi)其他超級站建設(shè)情況發(fā)現(xiàn)，有52.5%的超級站表示在轄區(qū)內(nèi)已有科研單位或環(huán)保系統(tǒng)內(nèi)業(yè)務(wù)單位建成或正在籌建超級站，表明超級站存在一定的重復(fù)建設(shè)問題。針對轄區(qū)內(nèi)有超級站的情況，問卷詳細(xì)調(diào)研了轄區(qū)內(nèi)超級站與調(diào)研超級站的關(guān)系。結(jié)果顯示，兩者是上下級隸屬關(guān)系的有7個(22.6%)，有科研合作關(guān)系的為12個(38.7%)，是業(yè)務(wù)協(xié)同合作關(guān)系的有4個(12.9%)，兩者之間沒有關(guān)系的有8個(25.8%)。從這些關(guān)系類型上看，有些站點確實存在重復(fù)建設(shè)的情況，且部分超級站之間的聯(lián)系與合作不夠充分。

此次調(diào)研也涉及了超級站的預(yù)算投入金額。問卷將投入金額分為“0～2 000萬元”“2 000～3 000萬元”和“3 000～5 000萬元”3檔。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，47.5%的超級站已投入或規(guī)劃預(yù)算金額在0～2 000萬元區(qū)間，36.1%的超級站投入2 000～3 000萬元，有16.4%的超級站投入3 000～5 000萬元。超級站投入金額差異較大，這與其監(jiān)測項目和配置的設(shè)備量等應(yīng)有較大關(guān)系。

從超級站的監(jiān)測點位分布上看，75.4%的超級站分布在城市，僅有11.5%的超級站分布在郊區(qū)，分布在清潔對照點、下風(fēng)向站點和工業(yè)區(qū)的超級站各占3.3%，沒有路邊站。超級站監(jiān)測區(qū)域主要集中在城市，而其他類型的區(qū)域監(jiān)測點位明顯不足。

2.2超級站能力建設(shè)情況

2.2.1 觀測方式

超級站觀測方式包括3種(長期一般性運行、長期業(yè)務(wù)化運行和研究性強化觀測)。調(diào)研的所有超級站中，長期一般性運行、長期業(yè)務(wù)化運行和研究性強化觀測分別占29.5%、37.7%和32.8%。有23個長期業(yè)務(wù)化運行超級站，其中有20個屬于環(huán)保廳(局)；有20個研究性強化觀測超級站，其中10個隸屬于科研院所和大學(xué)，10個隸屬于環(huán)保廳(局)，可見不但科研院所和高校注重研究性強化觀測，一些監(jiān)測站也開始重視強化觀測的研究。

中國不同地區(qū)間超級站觀測方式的比較如圖1所示，可以看出，華北、華中和華東地區(qū)的長期業(yè)務(wù)化運行超級站比例較高(40%以上)，西北和西南地區(qū)比例較低(25%及以下)。研究性強化觀測方面，華南地區(qū)比例最高(100%)，華北和西南地區(qū)次之，東北、華東及西北地區(qū)較低。特別需要指出的是，東北地區(qū)全部為長期運行超級站，沒有研究性強化觀測超級站，而華南地區(qū)則完全是研究性強化監(jiān)測超級站。

圖1 中國不同地區(qū)超級站觀測方式比較Fig.1 Comparison of the observation mode of supersites among regions

2.2.2 主體外配套設(shè)施

超級站主體外配套設(shè)施主要包括化學(xué)分析室、樣品庫、恒溫恒濕稱量設(shè)備、備用電等。調(diào)研分析顯示，配有化學(xué)分析室、樣品庫、恒溫恒濕稱量設(shè)備、備用電、其他設(shè)施的超級站分別占調(diào)研總數(shù)的57.4%、49.2%、60.7%、55.7%和27.9%，表明除了超級站主體外，分別配備化學(xué)分析室、樣品庫、恒溫恒濕稱量設(shè)備和備用電的超級站均已經(jīng)接近或超過50%。此外，有15個超級站已配齊化學(xué)分析室、樣品庫、恒溫恒濕稱量設(shè)備、備用電，配套設(shè)施較為完備。不同地區(qū)配套設(shè)施完備的超級站占比情況見圖2，可以看出，華北和西南地區(qū)比例較高，均超過40.0%。

圖2 不同地區(qū)配套設(shè)施完備的超級站占比Fig.2 The proportion of supersites with completeassociated facilities among regions

2.2.3 站房設(shè)計

為滿足站房特殊功能的需要，應(yīng)對其進行特殊設(shè)計，其功能主要體現(xiàn)在能否做到恒溫、恒濕、防塵、防靜電以及防雷等。調(diào)研超級站站房中，普通站房、恒溫站房、恒濕站房、防塵站房、防靜電站房及防雷站房占比分別為65.6%、52.5%、32.8%、32.8%、31.2%和77.1%。由此可知，目前大多數(shù)超級站都為普通站房并配有防雷設(shè)施，52.5%的超級站配有恒溫設(shè)備，但是配有恒濕、防塵和防靜電的超級站近1/3，可見部分超級站配套仍有待提升。

2.2.4 大氣樣品采集和分析方法

對超級站的大氣樣品采集和分析方法進行了調(diào)研，在線分析占39.3%，在線分析和離線采樣結(jié)合的占57.4%，而單純離線采樣分析的超級站僅有2個，占比為3.3%。不同地區(qū)超級站的大氣樣品采集和分析方法見圖3，可知華北、華南地區(qū)更多采用在線分析和離線采樣結(jié)合的方法，華東、西北及西南地區(qū)采用在線分析和在線與離線結(jié)合的方法比例相當(dāng)，而東北、華中地區(qū)更多采用在線分析的方法。各個地區(qū)中，僅華北地區(qū)部分超級站單純采用離線采樣分析的方法。

圖3 不同地區(qū)超級站大氣樣品采集和分析方法Fig.3 Collection and analysis method of atmospheric samples of supersites among regions

2.2.5 觀測項目

超級站觀測項目主要包括常規(guī)氣體污染物、顆粒物質(zhì)量濃度、顆粒物化學(xué)成分、顆粒物粒徑、顆粒物光學(xué)特征、單顆粒特征、大氣氧化性、干濕沉降、基本氣象要素和邊界層參數(shù)等。經(jīng)調(diào)研，觀測以上10類項目的超級站占比分別為98.4%、96.7%、93.4%、88.5%、85.3%、47.5%、82.0%、37.7%、96.7%和77.1%。其中觀測常規(guī)氣體污染物、顆粒物質(zhì)量濃度、顆粒物化學(xué)成分和基本氣象要素的比例均在90%以上，這表明幾乎所有超級站都可以觀測這4類項目。同時，可以觀測顆粒物粒徑、顆粒物光學(xué)特征(吸收和散射等)和大氣氧化性(包括VOC)的超級站占比均超過80%。對邊界層參數(shù)(氣溶膠垂直分布、風(fēng)垂直信息等)進行觀測的超級站有47個，占比為77%。觀測單顆粒特征的超級站接近調(diào)研總數(shù)的50%，而觀測干濕沉降(酸雨和集塵等)的比例最低(37.7%)。

調(diào)研顯示，幾乎所有超級站監(jiān)測的常規(guī)氣態(tài)污染物項目包括O3、CO、SO2、NOx，但是觀測NOy、CO2和NH3的超級站均僅占總數(shù)的60%左右。此外，在顆粒物質(zhì)量濃度監(jiān)測項目方面，監(jiān)測PM2.5和PM10的超級站占比分別為96.7%和91.8%，PM1次之，占比為78.7%。有30%的超級站測定了TSP。從顆粒物化學(xué)成分上看，監(jiān)測水溶性離子濃度和碳成分(OCEC)的超級站占比分別為90.2%和96.7%，而可以監(jiān)測重金屬元素的比例僅有58%(表2)。

2.2.6 質(zhì)量控制儀器設(shè)備配置

為保證超級站的正常運行，超級站需要配置質(zhì)量控制儀器設(shè)備(如標(biāo)準(zhǔn)流量計、氣體標(biāo)定儀、標(biāo)準(zhǔn)溫濕壓、氣溶膠發(fā)生器等)。調(diào)研顯示，配有標(biāo)準(zhǔn)流量計、氣體標(biāo)定儀、標(biāo)準(zhǔn)溫濕壓設(shè)備的超級站占比分別為95%、82%和58%，而配有氣溶膠發(fā)生器的超級站較少，僅占23%。

表2 不同地區(qū)常規(guī)氣體污染物和顆粒物濃度觀測超級站占比Table 2 The proportion of supersites monitoring gaseous pollutants and particulates among regions %

2.3超級站運維及數(shù)據(jù)質(zhì)量管理情況

2.3.1 運維方式

超級站運維方式調(diào)研結(jié)果見圖4。可以看出，超過半數(shù)(50.8%)的超級站由本單位獨立運維，34.4%的超級站部分委托公司運維，也有9.8%的超級站全面委托公司運維。而與科研單位合作運維的超級站僅有2個，占比為4.9%。

圖4 不同運維方式超級站占比Fig.4 Ways of operation and maintenance of the investigated supersites

2.3.2 運維人員情況

對由本單位負(fù)責(zé)運維超級站的運維人員情況進行了調(diào)研。從運維人員力量上看，專業(yè)運維人員為1～3人、3～5人、5～10人的超級站占比較高，范圍為24.6%～27.9%，無專業(yè)運維人員及專業(yè)運維人員超過10人的超級站占比均較低，分別為11.4%和8.2%(圖5)。從運維人員學(xué)歷結(jié)構(gòu)上看(圖6)，華北、華東及華南地區(qū)較為合理，均是博士人數(shù)>碩士人數(shù)>本科人數(shù)。華中和西南地區(qū)具有碩士學(xué)歷的運維人員明顯高于博士和本科人員，而東北和西北地區(qū)則無博士學(xué)歷人員。

圖5 不同運維人數(shù)范圍的超級站占比Fig.5 The scale of operations staff ofthe investigated supersites

圖6 調(diào)研超級站不同學(xué)歷運維人員的地區(qū)比較Fig.6 Comparison of educational background of operations staff of the investigated supersites among regions

2.3.3 委托公司運維經(jīng)驗評價

對采取第三方委托運維的超級站進行了委托公司運維經(jīng)驗評價。統(tǒng)計顯示，認(rèn)為運維公司有足夠運行經(jīng)驗和能力的人數(shù)占比為39.3%，認(rèn)為沒有相關(guān)經(jīng)驗的占19.7%，其余人則不置可否。超級站隸屬部門之所以對運維公司持有不同看法，可能有2方面原因：一是部分運維公司超級站運維能力確實存在不足，二是部分公司盡管運維能力足夠，但其與超級站之間的溝通不充分。

2.3.4 運維技術(shù)規(guī)范和管理制度

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前大部分超級站具有日常巡檢制度(83.6%)，具有質(zhì)量控制管理制度、數(shù)據(jù)審核制度、人員管理制度和安全制度的超級站均接近或超過50%，此外，18%的超級站沒有相關(guān)規(guī)范和制度，65%的超級站沒有報表報告制度。

在數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和質(zhì)量管理制度方面，具有技術(shù)規(guī)范和制度的超級站有23個(37.7%)，其余超級站部分儀器有相關(guān)制度(49.2%)，這些制度主要涉及站房環(huán)境條件巡查、儀器狀態(tài)參數(shù)檢查、儀器日常標(biāo)樣標(biāo)定等，而數(shù)據(jù)審核制度相對缺乏。

2.3.5 年運行經(jīng)費投入

從運行投入上看，各超級站差異較大，其中26.2%的超級站沒有固定投入，16.4%的超級站說不清每年運行投入。年運維費用超過80萬元的有19個，占比超過30%。整體上看，調(diào)研超級站中無固定投入超級站比重較大，應(yīng)進一步加大經(jīng)費投入管理，使其更加穩(wěn)定且有保障(圖7)。

圖7 調(diào)研超級站的年運行經(jīng)費投入Fig.7 Annual operating expenses of the investigated supersites

2.3.6 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及數(shù)字化平臺建設(shè)情況

調(diào)研結(jié)果顯示，所有調(diào)研超級站中有63.9%的超級站具有持續(xù)的質(zhì)量控制記錄，75.4%的超級站有專人對數(shù)據(jù)質(zhì)量進行監(jiān)督和把關(guān)，能夠定期進行數(shù)據(jù)審核的僅占49.2%。同時所有超級站均對數(shù)據(jù)進行了保存，其中91.8%的超級站進行了備份。此外，調(diào)研亦發(fā)現(xiàn)，有超過50%的超級站具有數(shù)據(jù)管理和質(zhì)控的數(shù)字化平臺，其主要功能是數(shù)據(jù)儲存、查詢，也有用于儀器狀態(tài)參數(shù)收集、儀器質(zhì)控記錄和質(zhì)控數(shù)據(jù)分析等其他功能。

2.4超級站數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，建設(shè)目的為“科學(xué)研究”的56個超級站中，有82.1%的超級站有專人(或團隊)對觀測數(shù)據(jù)進行分析解讀，同時對于數(shù)據(jù)整理、分析、報告的周期形式而言，周報、月報、季報、年報、重污染次報超級站占比分別為8.9%、39.3%、23.3%、37.5%、55.4%，并且有部分?jǐn)?shù)據(jù)報告、無固定格式報告和業(yè)務(wù)化報告的超級站占比分別為33.9%、57.1%、8.9%，具備數(shù)據(jù)分析平臺的超級站占比為48.2%。建設(shè)目的為“管理決策”的49個超級站中，有專人(或團隊)對觀測數(shù)據(jù)進行分析解讀的超級站占比為73.4%，周報、月報、季報、年報、重污染次報超級站占比分別為14.3%、34.7%、20.4%、32.6%、59.2%，有部分?jǐn)?shù)據(jù)報告、無固定格式報告和業(yè)務(wù)化報告的超級站占比分別為32.6%、55.1%、12.2%，具備數(shù)據(jù)分析平臺的超級站占比為51.0%。而以“重污染預(yù)警”為建設(shè)目的的34個超級站中，有76.4%的超級站有專人(或團隊)對觀測數(shù)據(jù)進行分析解讀，有24個采取污染過程次報形式，占比為70.6%，周報、月報、季報、年報形式占比分別為14.7%、32.4%、20.6%、29.4%，有部分?jǐn)?shù)據(jù)報告、無固定格式報告和業(yè)務(wù)化報告的超級站占比分別為41.2%、47.0%、14.7%，具備數(shù)據(jù)分析平臺的超級站占比為61.8%。綜上可知，重污染次報是各站點較多采用的數(shù)據(jù)整理、分析及報告周期形式，其次為月報和年報，周報最少。關(guān)于數(shù)據(jù)分析報表，無固定格式報告的站點比例較高，其次為有部分?jǐn)?shù)據(jù)報告的站點，具有業(yè)務(wù)化報告站點占比最低。特別需要指出的是，調(diào)研超級站中長期業(yè)務(wù)化運行的站點有23個，而其中具有業(yè)務(wù)化報告的僅有1個，占比不到5%，問題值得深思。此外，建有數(shù)據(jù)分析平臺的超級站比例在50%左右，總體比例不高，無論對于科學(xué)研究、管理決策以及應(yīng)急預(yù)警，數(shù)據(jù)分析平臺均是超級站不可或缺的重要組成部分，其作用不言而喻，因此亟需加快各站點數(shù)據(jù)分析平臺的建設(shè)。

同時，對超級站的應(yīng)用領(lǐng)域進行了調(diào)研，目前其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括科學(xué)研究、重污染成因分析、測量方法應(yīng)用、重大活動空氣質(zhì)量保障、管理部門日常決策支撐和人員培養(yǎng)等。統(tǒng)計顯示，重污染成因分析、科學(xué)研究和人員培養(yǎng)是3個重要的應(yīng)用領(lǐng)域，三者超級站占比分別為76.7%、86.7%和76.7%。

3 建議

3.1加強頂層設(shè)計，進行統(tǒng)一規(guī)劃，實現(xiàn)超級站建設(shè)合理布局

調(diào)研結(jié)果顯示，目前全國多半超級站在同一轄區(qū)內(nèi)有建成或正在籌建的超級站，其中7個超級站(23.3%)與當(dāng)?shù)匾呀ǔ苫蛘诨I建超級站屬于上下級隸屬關(guān)系，4個超級站與本轄區(qū)內(nèi)已建成超級站屬于業(yè)務(wù)協(xié)同合作關(guān)系。可以看出中國超級站在建設(shè)方面缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和頂層設(shè)計，存在一定程度的重復(fù)建設(shè)問題。此外，有26.7%的超級站與本轄區(qū)超級站缺乏聯(lián)系，表明部分超級站在數(shù)據(jù)共享和協(xié)同監(jiān)測方面需要進一步加強。從地理位置上看，超級站分布不均勻，大部分超級站集中在東部及沿海城市，內(nèi)陸城市相對較少。具體到每個城市，絕大多數(shù)超級站分布在城區(qū)。因此，在超級站建設(shè)方面，建議由環(huán)境保護部統(tǒng)籌資源分配，統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局。

3.2明確目標(biāo)與定位，促進超級站快速長遠(yuǎn)發(fā)展

近年來，中國各地超級站項目建設(shè)如火如荼。然而，超級站“躍進式”發(fā)展背后藏有隱憂。一些短期觀測類站點為了滿足項目和科研的需求而建，卻隨著觀測期的結(jié)束而不再運行。一些站點未考慮實際需要，重視硬件設(shè)施的完備而忽視了管理，而導(dǎo)致監(jiān)測工作不能健康持續(xù)進行，從而浪費了不少監(jiān)測資源。還有一些站點，雖然定位于長期觀測，但監(jiān)測種類僅局限于常規(guī)6種污染物及少量局地污染前體物，亦難以滿足中國大氣復(fù)合型污染研究及管理的需求。這些站點，大多是定位不夠清晰，并缺乏長遠(yuǎn)發(fā)展的科學(xué)目標(biāo)。因此，對于各地已建或正在籌建的超級站，建議進一步明確并完善發(fā)展定位和目標(biāo)，合理籌劃和配置監(jiān)測設(shè)備、人員力量及資金，切實提高運行管理水平，從而促進中國超級站的快速持續(xù)發(fā)展。

3.3加大超級站能力建設(shè)支持力度，提高站點綜合觀測能力

調(diào)研結(jié)果顯示，關(guān)于常規(guī)氣態(tài)污染物監(jiān)測，監(jiān)測項目集中在O3、CO、SO2、NOx，而監(jiān)測NOy、CO2和NH3的超級站比例較低。顆粒物化學(xué)組分監(jiān)測方面，主要監(jiān)測項目為水溶性離子和碳成分(OCEC)，可以測定重金屬元素的比例較低。因此建議在一些必要地區(qū)實現(xiàn)全部污染物和化學(xué)組分的監(jiān)測。調(diào)研亦發(fā)現(xiàn)，部分超級站在標(biāo)準(zhǔn)溫濕壓和氣溶膠發(fā)生器配備方面不足，應(yīng)加以完善以保證超級站的正常運行。此外，由于資金限制，有些大學(xué)或科研院所的超級站不能實現(xiàn)日常化長期運行，只能在重污染期間進行強化觀測，建議相關(guān)部門對這些超級站給予適當(dāng)?shù)闹С?，同時將其納入到全國監(jiān)測網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

3.4開展超級站試點，建立統(tǒng)一規(guī)范的運維標(biāo)準(zhǔn)，提高第三方運維服務(wù)能力

現(xiàn)在部分超級站對第三方運維方式接受度較低，主要原因是運維公司運維能力和經(jīng)驗不足，建議環(huán)保部門遴選一些具有運維資質(zhì)且運維能力較強的大公司，在一部分超級站開展試點，建立相關(guān)的運維標(biāo)準(zhǔn)，培育市場，引導(dǎo)超級站運維逐漸轉(zhuǎn)向第三方服務(wù)。此外，部分超級站在數(shù)據(jù)報表和運行監(jiān)督方面應(yīng)進一步提高，并且針對超級站的投入，也建議相關(guān)部門出臺政策加以規(guī)范。

3.5進一步完善數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和質(zhì)量管理制度，提高超級站數(shù)字化平臺利用能力

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，部分超級站在數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和質(zhì)量管理方面有待提高，需要出臺相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和制度。在數(shù)字化平臺建設(shè)方面，亦發(fā)現(xiàn)部分超級站對數(shù)字化平臺利用不夠充分，沒有實現(xiàn)在線分析。建議環(huán)境保護部能夠統(tǒng)籌資源，并指導(dǎo)監(jiān)測部門充分利用數(shù)字化平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線分析和成果共享。

3.6加強工作人員培訓(xùn)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析規(guī)范化

調(diào)查發(fā)現(xiàn)有63.8%的超級站在數(shù)據(jù)分析方面是本單位獨立分析，其余的為聯(lián)合科研單位合作分析，部分超級站數(shù)據(jù)使用不充分，數(shù)據(jù)聯(lián)合分析方面應(yīng)進一步加強。此外，絕大多數(shù)超級站數(shù)據(jù)分析報表沒有固定格式或有部分?jǐn)?shù)據(jù)報告，僅有6個超級站具有業(yè)務(wù)化報告，這需要相關(guān)部門制定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)報告格式。因此建議相關(guān)部門加強對監(jiān)測人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，實現(xiàn)超級站數(shù)據(jù)分析規(guī)范化，切實提高數(shù)據(jù)分析的能力。

4 結(jié)論

基于60余個大氣超級站問卷調(diào)研結(jié)果，從超級站建設(shè)基本情況、能力建設(shè)、運維及數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用等方面對中國大氣超級站的現(xiàn)狀進行了分析。從建設(shè)基本情況看，全國大部分超級站處于建成和投入使用狀態(tài)，且整體表現(xiàn)為城市站點多而區(qū)域站點分布不足的特點，部分站點存在一定的重復(fù)建設(shè)問題。從能力建設(shè)看，各地站點設(shè)備配套完備情況不一，部分超級站配套仍有待提升。關(guān)于觀測項目，各地超級站基本具備了對常規(guī)氣態(tài)污染物、顆粒物質(zhì)量濃度、顆粒物化學(xué)成分和基本氣象要素4類項目的觀測能力。在運維及數(shù)據(jù)質(zhì)量管理方面，各地超級站運維方式不同，大部分制訂了較為規(guī)范的管理制度，而數(shù)據(jù)審核制度相對缺乏，需要進一步健全。在數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用方面，多數(shù)站點數(shù)據(jù)分析報表格式仍不規(guī)范，數(shù)據(jù)報告周期因應(yīng)用目的的不同而不同。另外，從全國范圍看，超級站數(shù)據(jù)分析平臺建設(shè)整體比重不高。

當(dāng)前，中國大氣超級站建設(shè)方興未艾，為促進超級站健康快速發(fā)展，首先需要對中國大氣超級站全面發(fā)展進行頂層設(shè)計，制定統(tǒng)一規(guī)劃，防止盲目和重復(fù)建設(shè)，實現(xiàn)超級站建設(shè)合理布局。其次，各地超級站在建設(shè)及運行過程中，應(yīng)進一步明確其發(fā)展定位，制定科學(xué)合理的發(fā)展目標(biāo)。同時，應(yīng)加強超級站能力建設(shè)，在一些必要地區(qū)，逐步完善監(jiān)測項目及儀器配置，提高其綜合監(jiān)測能力和管理水平。建議開展超級站試點，建立統(tǒng)一規(guī)范的運維標(biāo)準(zhǔn)，提高第三方運維服務(wù)能力。此外，各地超級站應(yīng)進一步完善數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和質(zhì)量管理制度，提高超級站數(shù)字化平臺利用能力，并加強工作人員培訓(xùn)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析規(guī)范化。

致謝：

在“中國大氣環(huán)境綜合觀測研究站現(xiàn)狀調(diào)研”項目實施過程中，得到上海市環(huán)境監(jiān)測中心、清華大學(xué)、江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院等61個地方監(jiān)測部門、高校、科研院所及其他相關(guān)部門和人員給予的大力協(xié)助和支持，調(diào)研成果為本研究提供了重要的素材,在此一并表示真摯的感謝！

致謝單位：北京大學(xué)；北京工業(yè)大學(xué)；北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心；長春市環(huán)境監(jiān)測中心站；常州市環(huán)境監(jiān)測中心；成都市環(huán)境保護科學(xué)研究院；成都市環(huán)境監(jiān)測中心站；重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心；大連市環(huán)境監(jiān)測中心；福州市環(huán)境監(jiān)測中心站；復(fù)旦大學(xué)；甘肅省環(huán)境監(jiān)測中心站；廣東省環(huán)境監(jiān)測中心；廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護科學(xué)研究院；杭州市環(huán)境監(jiān)測中心站；河北省環(huán)境監(jiān)測中心站；河北省環(huán)境科學(xué)研究院；河南省環(huán)境監(jiān)測中心；湖北省環(huán)境監(jiān)測中心站；環(huán)境保護部華南環(huán)境科學(xué)研究所；濟南市環(huán)境監(jiān)測中心站；暨南大學(xué)；嘉興市環(huán)境保護監(jiān)測站；江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心；江蘇省環(huán)境科學(xué)研究院；中國氣象局京津冀環(huán)境氣象預(yù)報預(yù)警中心；廊坊市環(huán)境保護局；連云港市環(huán)境監(jiān)測中心站；遼寧省環(huán)境監(jiān)測實驗中心；內(nèi)蒙古環(huán)境監(jiān)測中心站；南京大學(xué)；南京市環(huán)境監(jiān)測中心站；南京信息工程大學(xué)；南開大學(xué)；秦皇島市環(huán)境保護監(jiān)測站；青島市環(huán)境監(jiān)測中心站；清華大學(xué)；山東大學(xué)；上海市環(huán)境監(jiān)測中心；上海市環(huán)境科學(xué)研究院；深圳市環(huán)境監(jiān)測中心站；四川省環(huán)境保護科學(xué)研究院；四川省環(huán)境監(jiān)測總站；蘇州市環(huán)境監(jiān)測中心；太原市環(huán)境監(jiān)測中心站；天津市環(huán)境監(jiān)測中心；烏魯木齊市環(huán)境監(jiān)測中心站；武漢市環(huán)境監(jiān)測中心；西安市環(huán)境監(jiān)測站；浙江省環(huán)境監(jiān)測中心；鄭州市環(huán)境保護監(jiān)測中心站；中國環(huán)境科學(xué)研究院；中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所；中國科學(xué)院大氣物理研究所；中國氣象局氣象探測中心；中山大學(xué)。

[1] 區(qū)宇波，岳玎利，鐘流舉，等．中國廣東大氣超級監(jiān)測站的規(guī)劃建設(shè)與運行機制研究[J]．環(huán)境科學(xué)與管理，2013，38(11)：63-67．

QU Yubo, YUE Dingli, ZHONG Liuju,et al．Establishment and operational management mechanism of Guangdong atmospheric supersite of China[J]．Environmental Science and Management,2013，38(11)：63-67．

[2] USEPA．PM Supersites [EB/OL]．(2016-09-29)[2017-03-25]．Https://www3.epa.gov/ttn/amtic/supersites.html．

[3] European Union．EUSAAR[EB/OL]．(2011-05-13)[2017-03-25]．http://www.eusaar.net/．

[4] 余家燕．大氣復(fù)合型污染超級監(jiān)測站建設(shè)及實踐[D]．重慶：重慶大學(xué)，2012．

[5] KIM J，YOON S C，KIM S W，et al．Chemical apportionment of shortwave direct aerosol radiative forcing at the Gosan super-site, Korea during ACE-Asia[J]．Atmospheric Enviroment，2006，40 (35)：6 718-6 729．

[6] PARK S S，KIM Y J．PM2.5particles and size-segregated ionic species measured during fall season in three urban sites in Korea[J]．Atmospheric Environment，2004，38(10)：1 459-1 471．

[7] LIN C H，WU Y L，LAI C H，et al．Air quality measurements from the southern particulate matter supersite in Taiwan[J]．Aerosol and Air Quality Research，2008，8(3)：233-264．

[8] CHEUNG K，LING Z H，WANG D W，et al．Characterization and source identification of sub-micron particles at the HKUST supersite in Hong Kong[J]．Science of the Total Environment，2015(527-528)：287-296．

[9] 陳多宏，鐘流舉．珠江三角洲大氣超級監(jiān)測站選址的綜合分析與研究[C]∥中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集．北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2012：792-797．

DevelopmentandProspectofAtmosphericSupersiteinChinaResultofDomesticQuestionnaireSurvey

CHE Fei,SONG Yingshi,GAO Jian,ZHANG Yuechong,CHAI Fahe

Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012,China

Atmospheric supersite is an important platform for air pollution comprehensive observation, dynamic charactering the status and source during the heavy pollution episodes and in-depth analysis of the causes of air pollution. It is important to understand the development status, demand and the existing problems of supersites in different regions in China, which will help to guide the design, construction, maintenance and application of the supersite. And this will also be helpful for improving the technical support capabilities in heavy pollution emergency control and ambient environmental air quality management. In this paper we summarized the status of atmospheric supersite based on a nationwide questionnaire survey, in which more than 60 supersites were reviewed. The authors also put forward some suggestions for their development.

atmospheric environment;supersite;comprehensive observation;maintenance;application

X84

A

1002-6002(2017)05- 0007- 08

10.19316/j.issn.1002-6002.2017.05.02

2017-06-29；

2017-08-04

國家自然科學(xué)基金資助項目(91544226, 41375132)；環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(201409003)

車 飛(1982-)，男，河北衡水人，碩士，工程師。

高 健