英德市環(huán)境保護監(jiān)測站 許洪俊

一、變更監(jiān)測點位的必要性

英德市設置有英城鎮(zhèn)政府、環(huán)保局兩個環(huán)境空氣質量自動監(jiān)測站,因當時條件有限，只監(jiān)測PM10、SO2、NO2三個項目。經(jīng)過十多年的經(jīng)濟和城市建設發(fā)展，市政府大力實施市區(qū)東連、南改、西接和北拓，到2017年，英德市城區(qū)面積已擴大到約28平方公里，中心城區(qū)常住人口達24萬，英德市區(qū)經(jīng)過約十年的發(fā)展，人口數(shù)量和建成區(qū)的面積都翻了一倍多，城市的建設也日新月異，發(fā)生了翻天覆地的變化。

因城市建成區(qū)建筑發(fā)生較大變化，導致現(xiàn)有監(jiān)測點位采樣空間縮小或采樣高度提升而不符合規(guī)范要求，也就是說，2007年英德市所建設的兩個環(huán)境空氣自動監(jiān)測站和監(jiān)測的PM10、SO2、NO2三個項目得出的數(shù)據(jù)已經(jīng)不能滿足英德城區(qū)人口的擴張和城建擴大的要求。變更點位和升級監(jiān)測項目，以取得更為合理、有效的監(jiān)測數(shù)據(jù)勢在必行。根據(jù)《環(huán)境空氣質量監(jiān)測規(guī)范（試行）》中第一章第十五條，因城市建成區(qū)建筑發(fā)生較大變化，導致現(xiàn)有監(jiān)測點位采樣空間縮小或采樣高度提升而不符合本規(guī)范要求的，可變更點位。

二、大氣監(jiān)測點位優(yōu)化認證

（一）網(wǎng)格設計

根據(jù)空氣質量監(jiān)測網(wǎng)格布點的技術要求，經(jīng)上級市指導和英德市環(huán)保局研究決定，在市區(qū)內(2km×2km規(guī)格)選擇布設了6個監(jiān)測點位，進行優(yōu)化布點監(jiān)測。6個監(jiān)測點位分別為：1#廣播電視局、2#英城鎮(zhèn)政府、3#城南（北防局）、4#仙泉花園（第七小學）、5#環(huán)保局、6#大站（大站鎮(zhèn)政府）。

（二）監(jiān)測要求

設置的各環(huán)境空氣質量監(jiān)測點周圍環(huán)境和采樣口位置符合《環(huán)境空氣質量監(jiān)測規(guī)范（試行）》中監(jiān)測點周圍環(huán)境和采樣口位置布設的要求。

（三）質量保證

為保證大氣優(yōu)化布點工作的質量，從部署大氣環(huán)境監(jiān)測優(yōu)化布點工作，到現(xiàn)場采樣、實驗室分析、統(tǒng)計整理數(shù)據(jù)以及編制報告的全過程都嚴格按照《環(huán)境空氣質量監(jiān)測規(guī)范（試行）》和英德市環(huán)境監(jiān)測站《質量管理手冊》中的規(guī)范和管理要求?，F(xiàn)場監(jiān)測采樣以及樣品保存、運輸、交接、處理和實驗室分析的原始記錄在記錄表格上按規(guī)定格式填寫，原始記錄用簽字筆書寫，字跡端正、清晰。要求監(jiān)測人員的態(tài)度工作嚴肅認真，測試人和審核人在原始記錄上簽名后方報出數(shù)據(jù)，原始記錄有統(tǒng)一編號，按期歸檔保存，數(shù)值修約按《數(shù)值修約規(guī)則》（GB/T8170-87）進行。進行統(tǒng)計計算的監(jiān)測數(shù)據(jù)是有效監(jiān)測數(shù)據(jù)，滿足監(jiān)測頻率、監(jiān)測周期和監(jiān)測時間的要求。

（四）優(yōu)化初選

在6個網(wǎng)格點對PM10、SO2、NO2三個項目進行了為期20天的監(jiān)測，獲得全部有效720個數(shù)據(jù)，點位優(yōu)化的具體技術路線是在實測的基礎上將數(shù)據(jù)輸入計算機，根據(jù)百分位數(shù)，采用分組—計算—初選的方法，具體數(shù)據(jù)處理步驟如下：

（1）根據(jù)國家環(huán)境空氣質量評價點設置數(shù)量要求，目前英德市區(qū)人口約24萬，建成區(qū)面積約為28平方公里，相應設置優(yōu)化監(jiān)測點位數(shù)為2個（見表1）。

表1 國家環(huán)境空氣質量評價點設置數(shù)量要求

（2）初選優(yōu)化組：

①日均值

對每個監(jiān)測項目進行分別計算各監(jiān)測點逐日的日均值和20天的點日均值，取得城區(qū)6個點每日的日均值和20天的點日均值，以及日均值的第30、50、80、90百分位數(shù)。

②組合

對6個網(wǎng)格測點按照2個點一組進行組合，組合數(shù)為15個（見表2）。

表2 網(wǎng)絡測點初選優(yōu)化組合表

③組成誤差

計算各組每個項目的組成均值誤差和組成百分位數(shù)相對誤差。（由于各個測點的SO2半數(shù)數(shù)據(jù)在檢出限，故不作組成誤差和百分位數(shù)相對誤差分析）。PM10、NO2的組成均值誤差和組成百分位數(shù)相對誤差分別見表3和4。

表3 各組PM10組成誤差及組成百分位數(shù)相對誤差表

表4 各組SO2組成誤差及組成百分位數(shù)相對誤差表

④選出初選組

對所有的組成進行初選。初選條件為組成均值誤差和組成百分位數(shù)相對誤差的絕對值分別小于10%、15%。（由于各個測點的SO2半數(shù)數(shù)據(jù)在檢出限，故不作組成誤差和百分位數(shù)相對誤差分析。每個測點有5個滿足參數(shù)，共10個參數(shù)）。三個監(jiān)測項目能同時滿足上述條件的有如下3組（見表5）。

表5 初選組

3.最后用相關性來確定優(yōu)化組

在大氣初選組的基礎上，借助大氣優(yōu)化布點監(jiān)測20天的實際監(jiān)測情況，對6個監(jiān)測點分別進行個測定項目的點城相關分析，選取大氣監(jiān)測最終優(yōu)化組。相關系數(shù)越高，就越能反映大氣污染的變化趨勢，較好地反映大氣污染的特點和市區(qū)排放污染源的排放規(guī)律。

其中：xi---某組或某點某污染物第i天的日均濃度（mg/m3）；

---某組或某點某污染物n天的日均濃度（mg/m3）；

yi---全市某污染物第i天的日均濃度（mg/m3）；

---全市某污染物n天的日均濃度（mg/m3）。

根據(jù)公式計算出點城相關系數(shù)（見表6）。

表6 點城相關系數(shù)

按顯著性水平a為0.05，當n=20-2=18時，R越大就越能代表市區(qū)污染物變化的規(guī)律，選點時就應該優(yōu)先考慮。由表5可以看出，PM10和NO2的點城相關性同時達到0.9以上的只有3#和5#監(jiān)測點，對照待優(yōu)化組點位，包含3#和5#監(jiān)測點的是第11組號。根據(jù)英德的整體布局和今后幾年的發(fā)展規(guī)劃選擇具有足夠空間代表性的點位，用以反映區(qū)域內整體污染物的空間分布規(guī)律以及整體污染水平，以滿足國家大氣監(jiān)測技術規(guī)范要求。根據(jù)英德市區(qū)大氣環(huán)境質量優(yōu)化布點監(jiān)測結果以及組成均值誤差、組成百分位數(shù)相對誤差以及相關性分析方法，綜合考慮英德市區(qū)建成區(qū)發(fā)展方向，確定優(yōu)化組為（3#、5#）。

4.優(yōu)化組的檢驗

為了驗證優(yōu)化點位的可信度，檢驗優(yōu)化點位與所有網(wǎng)格點反映的是否一致，分別對優(yōu)化點與所有網(wǎng)格的濃度相關性進行分析，并且對優(yōu)化點的一致性作T檢驗。

（1）優(yōu)化組（3#、5#）與全城相關性檢驗結果

由表表7中相關性檢驗結果表明，優(yōu)化組的PM10和NO2（由于各個測點的SO2半數(shù)數(shù)據(jù)在檢出限，故不參與檢驗）的相關系數(shù)在0.95以上，相關性很好，而優(yōu)化組和全城濃度的相對偏差在允許的10.0%范圍內，符合《環(huán)境空氣質量監(jiān)測規(guī)范（試行）》技術規(guī)范要求。

表7 相關性檢驗結果

（2）一致性檢驗

先采用F檢驗，確定兩組數(shù)據(jù)有無顯著性差異，若差異不顯著，則進一步作T檢驗，確定兩組數(shù)據(jù)是否具有一致性。由監(jiān)測數(shù)據(jù)計算出的F值與T計值（以0.05為顯著性水平，df=n?1=19）如表8。

表8 F檢驗和T檢驗相關性檢驗結果

檢驗公式：

在這里，t為樣本平均數(shù)與總體平均數(shù)的離差統(tǒng)計量；

為樣本平均數(shù)；

μ為總體平均數(shù)；

σX為樣本標準差；

n為樣本容量。

根據(jù)表8中F檢驗和T檢驗相關性檢驗結果，F(xiàn)計小于F表，兩組數(shù)據(jù)方差齊性沒有顯著性差異，兩方差齊，可進一步作T檢驗。

由表8可知，以0.05為顯著性水平，df=n?1=19，查的臨界值為2.093。而樣本離差的T計小與臨界值2.093，所以，優(yōu)化組與全城的數(shù)據(jù)可比性很好，優(yōu)化點的全城代表性很好。

三、優(yōu)化組點位介紹和總結

（一）優(yōu)化點位的基本情況

（1）城南（北防局）地處城南，屬于老城區(qū)，該點PM10日均范圍在0.029-0.071mg/m3，日均值為0.042mg/m3，在六個監(jiān)測點中濃度處于中間水平。

（2）環(huán)保局位于光明路與建設路的交界處，處在商業(yè)辦公混合區(qū)，具有混合性質，且處于城市發(fā)展的擴展帶上，該點SO2日均范圍在0.036—0.057mg/m3，平均值為0.045mg/m3，PM10日均范圍在0.036—0.091mg/m3，平均值為0.049mg/m3，在六個監(jiān)測點中濃度最高。

（二）結論

綜上所述，英德市大氣監(jiān)測優(yōu)化后的測點為：3#城南（北防局）和5#環(huán)保局。其功能類型分別為老城區(qū)和商住混合區(qū)。這些點位的布局既考慮城市發(fā)展的需要，又同時考慮了交通、人群和生活環(huán)境，以及注重了污染現(xiàn)狀，是符合布點原則的。

相關鏈接

英德，素稱嶺南古邑，又稱英州。是廣東省歷史文化名城、旅游重鎮(zhèn)。由清遠市代管。位于南嶺山脈東南部，廣東省中北部，北江中游，珠江三角洲與粵北山區(qū)的結合部。東鄰翁源縣、新豐縣;南連佛岡縣、清新區(qū);西與陽山縣接壤;北與乳源縣、曲江區(qū)相連。地理坐標:北緯23°50′31“-24° 33′11”，東經(jīng) 112°45′15“-113°55′38”。東起青塘鎮(zhèn)，西至黃花鎮(zhèn)，跨度約119公里。北自沙口鎮(zhèn)、南至黎溪鎮(zhèn)，跨度約78公里。全市土地面積5671平方公里(850.65萬畝)。

英德南距廣州138公里(京廣鐵路英德站與廣州站之間的距離)，到廣州白云機場89公里 ;北距韶關90公里。全市總面積5671平方公里，城區(qū)面積23平方公里，是廣東省面積最大的縣級行政區(qū)。

英德市林地總面積22.47萬公頃，林木總蓄量619萬立方米，森林覆蓋率61.8%，野生動物種類多、分布廣。農業(yè)形成了優(yōu)質米、油料、甘蔗、蠶桑、茶葉、蔬菜、水果、筍竹等商品生產(chǎn)基地，其中筍竹種植面積達2135公頃。英德是國家茶葉、優(yōu)質米、甘蔗生產(chǎn)基地，并被農業(yè)部定為全國農業(yè)產(chǎn)業(yè)化試點市(縣)之一。享有廣東水泥之鄉(xiāng)、廣東石灰?guī)r溶洞之鄉(xiāng)、中國英石之鄉(xiāng)?！爸袊t茶、綠茶之鄉(xiāng)”“中國麻竹筍之鄉(xiāng)”的美譽。

英德處于南亞熱帶向中亞熱帶的過渡地區(qū)，屬亞熱帶季風氣候，夏季盛行偏南的暖濕氣流，冬季盛行干冷的偏北風。根據(jù)廣東省氣象局對自然季節(jié)的劃分方法，即以5天平均氣溫的高低作為劃分四季的指標：平均氣溫穩(wěn)定在10℃以下，稱為冬季；穩(wěn)定在22℃以上，稱為夏季；穩(wěn)定在10℃—22℃之間，就是春季或秋季。英德的自然季節(jié)特色為：春季（3月—4月）乍暖乍冷，多陰雨；夏季（5月—9月）炎熱，多雨偶旱；秋季（10月—11月）清涼干爽、常旱；冬季（12月—翌年2月）少冷偶寒，云多雨細。