□ 周雁凌 季英德

在現(xiàn)有常規(guī)大氣污染物監(jiān)測的基礎上，增設溫室氣體監(jiān)測項目，加大溫室氣體中精度和高精度監(jiān)測站點建設力度，實現(xiàn)降碳減污協(xié)同監(jiān)測

建成8 個溫室氣體高精度監(jiān)測站點，通過高塔高精度監(jiān)測和中精度監(jiān)測、衛(wèi)星遙感、無人機、走航、地基遙感和手工監(jiān)測等多種方式，基本實現(xiàn)溫室氣體“天空地”一體化立體監(jiān)測

山東省濟南生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心創(chuàng)新研究的溫室氣體儀器分析方法在全國處于領先水平，溫室氣體手工監(jiān)測實驗室成為國內(nèi)首家能夠?qū)? 種溫室氣體進行同時分析的手工監(jiān)測實驗室

在位于山東省濟南市槐蔭區(qū)的黃河河務局點位，記者看到高大的鐵塔頂端探出了一根橫梁，溫室氣體采樣頭就固定在上面，距離地面大約50 多米。

這個黃河河務局點位屬于濟南市高精度溫室氣體自動監(jiān)測網(wǎng)，配置高精度二氧化碳、一氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氣象參數(shù)監(jiān)測設備，可實現(xiàn)對空氣中溫室氣體的實時高精度自動監(jiān)測，于2023年1 月建成并與中國環(huán)境監(jiān)測總站完成數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，由山東省濟南生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心（以下簡稱濟南中心）負責日常管理，監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳中國環(huán)境監(jiān)測總站。

像這樣的溫室氣體高精度監(jiān)測站點，濟南市已建成8 個。通過高塔高精度監(jiān)測和中精度監(jiān)測、衛(wèi)星遙感、無人機、走航、地基遙感和手工監(jiān)測等多種方式，濟南基本實現(xiàn)了溫室氣體“天空地”一體化立體監(jiān)測。

濟南市自2021 年9 月承擔碳監(jiān)測評估試點工作以來，在山東省生態(tài)環(huán)境廳的指導和市委、市政府的領導、支持下，投資近4000 萬元，初步建成溫室氣體“天空地”一體化立體監(jiān)測網(wǎng)絡，創(chuàng)新開展重點區(qū)域、重點污染源溫室氣體多維立體協(xié)同觀測，點面結(jié)合、動靜結(jié)合，實現(xiàn)對溫室氣體全市域、多指標、長時間智能跟蹤監(jiān)測，科學支撐濟南市碳減排工作成效評估和降碳增匯潛力預測。

堅持高位推動，技術保障有力

作為全國8 個綜合試點城市之一，濟南市碳監(jiān)測評估試點工作被納入濟南市委、市政府重點工作計劃，每月由濟南市生態(tài)環(huán)境局向市委匯報，形成壓力傳導，有效推動工作。

濟南市開展城市溫室氣體監(jiān)測評估工作的主要目標，就是通過開展地面大氣主要溫室氣體濃度監(jiān)測，探索自上而下的碳排放反演方法，初步形成技術指南，做好可推廣、可應用、可示范的技術儲備，為城市碳排放核算結(jié)果提供校驗參考。

為加快推進碳監(jiān)測評估試點工作，濟南市成立了碳監(jiān)測評估試點工作領導小組，由濟南市生態(tài)環(huán)境局黨組書記、局長擔任組長。組建了工作技術小組，由中國環(huán)境監(jiān)測總站、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應用中心、中國科學院大氣物理研究所、山東省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心等技術支持單位的專家和濟南中心技術骨干組成，對試點工作關鍵內(nèi)容如技術路線、項目招標等持續(xù)加強技術研討，做好技術支撐。編制完成了《濟南市碳監(jiān)測評估試點工作實施方案》，明確了濟南市碳監(jiān)測評估試點工作的時間表、任務書、路線圖。

濟南強化內(nèi)部協(xié)同配合，挑選骨干力量組成碳監(jiān)測工作專班，建立定期匯報工作機制，密切溝通交流，形成工作合力。持續(xù)優(yōu)化工作方案，建立了“圍繞一個中心目標，開展四項基本工作，建立一個技術支撐體系，形成一個業(yè)務化工作機制”相對清晰和完善的技術路線。

“一個中心目標”就是以服務支撐城市碳排放核算校驗，科學評估城市碳減排工作成效及降碳增匯潛力；“四項基本工作”是通過開展大氣主要溫室氣體濃度與通量監(jiān)測，編制“自下而上”高空間分辨率溫室氣體清單，開展生態(tài)系統(tǒng)碳匯、碳儲量調(diào)查與監(jiān)測，開展“自上而下”碳排放同化反演；“一個技術支撐體系”是建立城市“天空地”一體化碳監(jiān)測評估技術支撐體系；“一個業(yè)務化工作機制”是持續(xù)開展“業(yè)務化”碳監(jiān)測評估工作服務支撐雙碳戰(zhàn)略目標實施。

構(gòu)建監(jiān)測體系，深化數(shù)據(jù)分析

圍繞測什么、在哪測、怎么測這三個問題，濟南市堅持“摸著石頭過河”，著力探索碳監(jiān)測評估試點的“濟南經(jīng)驗”。

在現(xiàn)有常規(guī)大氣污染物監(jiān)測的基礎上，濟南市增設溫室氣體監(jiān)測項目，加大溫室氣體中精度和高精度監(jiān)測站點建設力度，實現(xiàn)降碳減污協(xié)同監(jiān)測。

濟南市與中國科學院大氣物理研究所簽署碳中和戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，率先引進該所自主研發(fā)的二氧化碳中精度監(jiān)測設備，目前已建成20 個二氧化碳中精度監(jiān)測站點和35 個甲烷中精度監(jiān)測站點。中精度監(jiān)測結(jié)果為探究濟南市二氧化碳濃度時間和空間分布特征提供第一手資料。規(guī)劃建設的9 個溫室氣體高精度監(jiān)測站點業(yè)已建成8 個。

濟南市還積極推進衛(wèi)星遙感監(jiān)測，目前已形成了各類衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)信息的計算機自動提取能力，通過衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)獲取溫室氣體柱濃度及空間變化，利用機器學習算法融合二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳等遙感監(jiān)測結(jié)果，得到濟南市高空間分辨率的二氧化碳衛(wèi)星遙感監(jiān)測結(jié)果，與地面監(jiān)測結(jié)果比對、互為驗證。探索開展碳匯與碳儲量調(diào)查評估，獲取了濟南市植被凈初級生產(chǎn)力狀況及生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域尺度的碳儲量。

在濟南中心院內(nèi)，一輛車頂戴著方盒“帽子”，標注著“生態(tài)環(huán)境走航監(jiān)測”字樣的走航車格外引人關注。進入走航車，記者看到車里配置有高精度二氧化碳/一氧化碳氣體分析儀等儀器，能夠?qū)崟r捕捉多項污染物的高值及其他異常情況，查溯污染來源。

濟南中心充分發(fā)揮衛(wèi)星遙感、地基遙感、無人機、走航車各自優(yōu)勢，搭載溫室氣體監(jiān)測儀、氣象集成設備等，在高精度站點和重點工業(yè)園區(qū)范圍內(nèi)及周邊開展協(xié)同監(jiān)測，獲取了二氧化碳、甲烷、一氧化碳、氧化亞氮、揮發(fā)性有機物、常規(guī)六項污染物的濃度情況和氣象參數(shù)，實現(xiàn)了溫室氣體監(jiān)測由靜態(tài)點位觀測結(jié)合動態(tài)實時觀測、由近地面向立體空間全方位發(fā)展、由關注溫室氣體向碳污協(xié)同觀測拓展的模式；遙感數(shù)據(jù)算法反演結(jié)果與實時濃度監(jiān)測結(jié)果比對校驗，了解在局地平面涉及區(qū)域和垂直高度上的濃度分布；與高精度點位監(jiān)測的結(jié)果比對，為碳排放及通量核算結(jié)果提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

勇于創(chuàng)新研究，推動碳污協(xié)同管控

在濟南中心的中心實驗室，只見一個個裝有溫室氣體樣本的銀色“蘇瑪罐”整齊擺放著。拿起一個“蘇瑪罐”，工作人員嫻熟地用扳手將其安裝到自動進樣器上，再通過氣相色譜儀，就能夠準確檢測出樣本中含有的5 種溫室氣體。

一次進樣同時分析二氧化碳、甲烷、二氧化氮、六氟化硫、一氧化碳共5 種氣體組分，濟南中心創(chuàng)新研究的溫室氣體儀器分析方法在全國處于領先水平，溫室氣體手工監(jiān)測實驗室成為國內(nèi)首家能夠?qū)? 種溫室氣體進行同時分析的手工監(jiān)測實驗室。

由于采用氣相色譜法達到高精度要求非常困難，沒有現(xiàn)成的手工檢測經(jīng)驗可以借鑒。中心實驗室對采樣過程和每一個分析條件經(jīng)過上萬次反復測試和條件優(yōu)化，連續(xù)在實驗室奮戰(zhàn)三個月，才終于摸索出了氣相色譜法測定溫室氣體更為精準的分析方法，并與高精度監(jiān)測設備比較，達到高精度誤差分析要求。

濟南市還自我加壓，創(chuàng)新做實做優(yōu)“自選動作”。在重點行業(yè)企業(yè)試點開展溫室氣體自動監(jiān)測，并依托現(xiàn)有環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控平臺開發(fā)溫室氣體管理模塊，實現(xiàn)溫室氣體數(shù)據(jù)自動聯(lián)網(wǎng)傳輸。同時，創(chuàng)新開展重點行業(yè)基于排放因子法和在線監(jiān)測法二氧化碳排放量的核算校驗工作，探索建立重點行業(yè)溫室氣體排放因子。

濟南中心依據(jù)不同行業(yè)特點和企業(yè)現(xiàn)有煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)狀，因地制宜設計了“原有設備軟硬件升級”等3 種不同的改造路徑，最終在生活垃圾焚燒、火電、碳素、鋼鐵4 個行業(yè)完成了10 個企業(yè)25 個點位的溫室氣體連續(xù)自動監(jiān)測，監(jiān)測項目包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體。固定源溫室氣體連續(xù)自動監(jiān)測工作的開展，為企業(yè)溫室氣體排放量的核算提供了一種新的方法，與傳統(tǒng)核算法互為校驗，為企業(yè)溫室氣體排放管理提供重要的數(shù)據(jù)支持。

為推動碳污協(xié)同管控，濟南市把常態(tài)化污染源清單編制工作與溫室氣體清單編制一同推進。編制完成2020 年、2021 年濟南市溫室氣體排放清單，并完成1千米×1 千米網(wǎng)格化分配，明確了溫室氣體區(qū)域和行業(yè)排放特征。引入中科院大氣物理所2 套城市碳同化系統(tǒng)，具備城市尺度1 千米逐小時的碳同化能力；積極協(xié)調(diào)國家超級計算濟南中心服務器資源，完成同化反演系統(tǒng)的本地化安裝調(diào)試。利用現(xiàn)有的20 個中精度地面監(jiān)測數(shù)據(jù)開展碳排放通量同化反演，已獲得初步結(jié)果。

圍繞建章立制，形成技術體系，濟南市初步建立了溫室氣體監(jiān)測站點、走航監(jiān)測平臺的運維質(zhì)控工作制度、溫室氣體數(shù)據(jù)定期分析制度，保障溫室氣體監(jiān)測工作的日常開展和分析數(shù)據(jù)的有效利用；形成了溫室氣體手工監(jiān)測分析方法及質(zhì)控技術規(guī)范、中精度溫室氣體自動監(jiān)測安裝驗收及運維質(zhì)控技術規(guī)范等本地化技術支撐體系，為溫室氣體監(jiān)測業(yè)務化開展提供技術依據(jù)。

據(jù)了解，由于碳監(jiān)測評估試點工作在國內(nèi)尚處于起步階段，技術基礎薄弱，碳監(jiān)測領域?qū)I(yè)技術人才不足，同時高精度監(jiān)測設備的卡脖子瓶頸尚未突破，這些都成為碳監(jiān)測評估工作面臨的難題。

通過試點工作，濟南市在碳監(jiān)測評估路線設計、方案實施、項目推進等方面形成了一系列工作模式，在站點選址建設及運行維護、手工監(jiān)測分析方法及質(zhì)控、網(wǎng)格化清單編制、數(shù)據(jù)應用等方面形成了一系列操作性強、指導性強的方法體系。濟南將按照國家試點工作要求，繼續(xù)推進各項試點任務，不斷完善“天空地”一體化溫室氣體監(jiān)測體系，深化數(shù)據(jù)挖掘和分析，加強經(jīng)驗總結(jié)和凝練，為城市應對氣候變化工作成效評估提供堅實的數(shù)據(jù)支撐，為城市碳監(jiān)測評估體系建設貢獻“濟南案例”。