完成单位：天津市生态环境监测中心

中国科学院大气物理研究所

天津同阳科技发展有限公司

项目负责人：关玉春

完成时间：2015年10月-2016年9月

项目编号：15YFYSSF00030

一、立项背景：

精细化监测技术和手段是大气环境管理的重要依据，准确掌握区域污染物分布情况，可以提高大气污染防治工作的针对性、科学性和合理性。目前我国已经建设完成覆盖全国、监测因子完善的环境空气质量自动监测网络，但自动监测点位布设主要针对城市尺度开展，布设密度较低、单点位覆盖面积较大，无法精准判断污染物分布状况。从监测仪器监测效果和成本上看，国家标准方法仪器的稳定性和数据准确性相对较好，但成本造价远高于其他类型仪器，且安装、运行条件相对苛刻，应用于高密度网格化监测经济成本过高，即便是发达国家也无法承受。因此，研发适用于街镇尺度布设空气自动监测点位的低成本颗粒物监测仪器，构建密集网布设的颗粒物监测网络，获取精细化的颗粒物浓度大数据，对提升大气污染防治的针对性和科学性十分必要。基于以上背景，天津市生态环境监测中心联合中国科学院大气物理研究所、天津同阳科技发展有限公司开展《基于低成本密集网监测构建大气污染防治大数据分析系统的技术研究》，为溯源高污染排放源、指导街镇级别行政单位开展大气污染防治工作提供技术支撑。

二、研究内容：

针对目前空气质量自动监测点位单点覆盖面积较大，国标方法颗粒物监测站点造价昂贵，不适用于密集布设的问题，开展低成本颗粒物浓度监测设备研发，从粒子切割、流量控制、温湿度补偿和信噪比改善四个方面保证监测数据准确性，并通过长时间序列的比对数据确定质量浓度的转化系数方程；研究街镇级别密集布设空气自动监测点位的布设方法，构建大数据分析系统，制定适宜小尺度空气质量分析的评价指标，并在试点区域进行示范。

三、主要创新点：

1、构建低成本、密集网监测的大气污染防治大数据分析系统，填补国内在街镇尺度开展空气质量自动监测、评价分析应用的空白。

2、基于低成本的光散射颗粒物监测方法，确定适用于天津的颗粒物质量浓度与传感器原始电压数、相对湿度之间的回归方程。

3、建立服务于管理需求、街镇级别尺度的空气质量监测点位布设方法，制定适宜小尺度空气质量分析的评价指标。

四、取得的成果及水平：

项目研究获得授权专利3项，软件著作权2项，发表论文6篇，在我市大气污染防治方面产生了明显的社会、经济、环境效益。研究成果达到国内领先水平。

五、成果推广：

本项目的研发综合考虑了技术、成本、管理等因素，成功解决了天津市空气自动监测点位布设密度较低的问题，优化了天津市空气自动监测网络，完善了颗粒物自动监测体系，构建完成了国控、市控、区控三级监测平台，可实现颗粒物浓度的小尺度、精细化监控。通过在试点区域开展实际应用得以完善，形成了较为成熟的点位布设、数据分析体系，2016年起在天津市辖范围内的所有乡、镇、街道以及部分重点园区开始推广使用。经过一年多的上线运行，系统运行稳定，可提供精确至街镇级别的精细化颗粒物浓度监测大数据，满足天津市当前和未来环境监测管理和细颗粒物浓度管控的业务需求。

六、成果意义：

项目产出的天津市密集网监测大气污染防治大数据分析系统已经在天津成功应用、稳定运行，现在及未来很长一段时间都将持续服务于天津市乃至京津冀区域环境空气质量管理考核、大气污染防治、污染源调控减排工作。在精准定位高污染区域，溯源高污染排放源，有效考核、指导街镇级别行政单位开展大气污染防治工作，服务环境管理等方面发挥了重要作用。