京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的建设与应用.pdf

第３２卷第１０期２０１９年１０月环境科学研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＶｏｌ . ３２ ꎬ Ｎｏ . １０Ｏｃｔ . ꎬ ２０１９收稿日期２０１９￣０８￣２３修订日期２０１９￣０９￣０９作者简介王跃思１９６１￣ ꎬ 男 ꎬ 北京人 ꎬ 研究员 ꎬ 博士 ꎬ 主要从事大气污染和大气环境研究 ꎬ ｗｙｓ＠ｄｑ . ｃｅｒｎ . ａｃ . ｃｎ . ∗ 责任作者 ① 程麟钧１９７９￣ ꎬ 女 ꎬ 黑龙江鹤岗人 ꎬ 高级工程师 ꎬ 博士 ꎬ 主要从事大气环境监测研究 ꎬ ｃｈｅｎｇｌｊ＠ｃｎｅｍｃ . ｃｎ ꎻ ② 吉东生１９７８￣ ꎬ 男 ꎬ 内蒙古赤峰人 ꎬ 高级工程师 ꎬ 博士 ꎬ 主要从事大气环境研究 ꎬ ｊｄｓ＠ｍａｉｌ . ｉａｐ . ａｃ . ｃｎ基金项目大气重污染成因与治理攻关项目Ｎｏ . ＤＱＧＧ０１０１ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍｆｏｒＫｅｙＩｓｓｕｅｓｉｎＡｉｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ ꎬ ＣｈｉｎａＮｏ . ＤＱＧＧ０１０１京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的建设与应用王跃思１ ꎬ 宫正宇２ ꎬ 刘子锐１ ꎬ 唐桂刚２ ꎬ 程麟钧２ ∗ ꎬ 车飞３ ꎬ 高健３ ꎬ 吉东生１ ∗ １ . 中国科学院大气物理研究所 ꎬ 大气边界层物理与大气化学国家重点实验室 ꎬ 北京１０００２９２ . 中国环境监测总站 ꎬ 北京１０００１２３ . 中国环境科学研究院 ꎬ 环境基准与风险评估国家重点实验室 ꎬ 北京１０００１２摘要京津冀及周边地区大气染污综合立体观测网针对的是大气重污染发生演变消散全过程的核心科学问题 ꎬ 通过制定适用于京津冀及周边地区的大气污染综合观测技术规范 ꎬ 建立了区域大气污染综合立体观测网 ꎬ 开展了近地面及大气边界层气象和大气化学过程的同步观测 ꎬ 构建了监测数据综合分析及共享应用平台 ꎬ 实现了大气环境多源数据综合管理业务化 ꎬ 为大气重污染成因研究提供精准数据集 ꎬ 提升了京津冀秋冬季重污染成因机制研究和精细化源解析的能力 ꎬ 推动了京津冀及周边地区空气质量的持续改善 . 京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网开展了传输通道的加密观测 ꎬ 增加了背景站和手工采样点观测 ꎬ 建立了包括黑碳、氨和重金属等多要素的关键站点 ꎬ 并充分利用了服务于科学研究的超级站和垂直梯度观测技术 . 京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网和数据平台的建立 ꎬ 实现了业务部门与科研部门数据的有效融合与综合管理业务化 ꎬ 具有效率高、代表性好、目的性强的特点 ꎬ 能够很好地应对决策部门不断提高的管理需求 . 观测网络和平台充分吸取了国外的先进技术和观测经验 ꎬ 保证了观测网长期稳定运行 ꎻ 通过综合环境空气质量监测预警和发布平台 ꎬ 为环境空气质量监测和污染成因综合研究提供技术支撑 ꎬ 最终为实现我国空气质量的全面改善奠定了坚实的基础 . 关键词京津冀及周边 ꎻ ＰＭ２ 􀆰 ５ ꎻ 化学组分 ꎻ 天地空一体化 ꎻ 监测网络中图分类号Ｘ５１３文章编号１００１￣６９２９２０１９１０￣１６５１￣１３文献标志码ＡＤＯＩ１０ 􀆰 １３１９８ ∕ ｊ 􀆰 ｉｓｓｎ 􀆰 １００１￣６９２９ 􀆰 ２０１９ 􀆰 ０９ 􀆰 １２ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋｆｏｒＡｉｒＰｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎＢｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣ＨｅｂｅｉａｎｄＩｔｓＳｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇＡｒｅａｓＷＡＮＧＹｕｅｓｉ１ ꎬ ＧＯＮＧＺｈｅｎｇｙｕ２ ꎬ ＬＩＵＺｉｒｕｉ１ ꎬ ＴＡＮＧＧｕｉｇａｎｇ２ ꎬ ＣＨＥＮＧＬｉｎｊｕｎ２ ∗ ꎬ ＣＨＥＦｅｉ３ ꎬ ＧＡＯＪｉａｎ３ ꎬ ＪＩＤｏｎｇｓｈｅｎｇ１ ∗ １ . ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＢｏｕｎｄａｒｙＬａｙｅｒＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣｈｅｍｉｓｔｒｙ ꎬ ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ ꎬ ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ ꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９ ꎬ Ｃｈｉｎａ２ . ＣｈｉｎａＮａｔｉｏｎａｌＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＣｅｎｔｒｅ ꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１２ ꎬ Ｃｈｉｎａ３ . ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＣｒｉｔｅｒｉａａｎｄＲｉｓｋＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ꎬ ＣｈｉｎｅｓｅＲｅｓｅａｒｃｈＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ ꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１２ ꎬ ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔＴｏｒｅｃｏｇｎｉｚｅｔｈｅｋｅｙｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｉｓｓｕｅｓｏｆｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ꎬ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ꎬ ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｔｈｒｅｅ￣ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｒｅｇｉｏｎａｌａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅＢｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣Ｈｅｂｅｉａｎｄｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓ . Ｓｔｒｉｃｔｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｅｎｔｉｒｅｎｅｔｗｏｒｋ . Ｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｐｅｒｆｏｒｍｅｄｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓａｎｄａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｃｈｅｍｉｓｔｒｙｉｎｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｂｏｕｎｄａｒｙｌａｙｅｒ . Ａｌｌｔｈｅｄａｔａｗｅｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｕｐｌｏａｄｅｄｔｏａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄａｎａｌｙｔｉｃｓｐｌａｔｆｏｒｍ . Ｍｕｌｔｉ￣ｓｏｕｒｃｅｄａｔａｏｎａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｗａｓｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｌｙｍａｎａｇｅｄｕｓｉｎｇｔｈｉｓｐｌａｔｆｏｒｍｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｃｃｕｒａｔｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｃａｕｓｅｓｏｆｈｅａｖｙａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ꎬ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｈｅａｖｙｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｏｂｔａｉｎｉｎｇｐｒｅｃｉｓｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｓｏｕｒｃｅａｐｐｏｒｔｉｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅＢｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣Ｈｅｂｅｉａｎｄｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓｉｎａｕｔｕｍｎａｎｄｗｉｎｔｅｒ . ＴｈｅｎｅｔｗｏｒｋａｎｄｐｌａｔｆｏｒｍｗｉｌｌｂｅｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆａｉｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｔｈｅＢｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣ＨｅｂｅｉａｎｄｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａａｎｄｏｔｈｅｒｋｅｙｅｃｏｎｏｍｉｃａｒｅａｓｂｅｓｉｄｅｓｔｈｅ环境科学研究第３２卷Ｂｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣Ｈｅｂｅｉａｎｄｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓ . ＴｈｅｎｅｔｗｏｒｋｐｅｒｆｏｒｍｅｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｍａｊｏｒｔｒａｎｓｐｏｒｔｐａｔｈｗａｙｓｉｎｔｈｅＢｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣Ｈｅｂｅｉａｎｄｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓ ꎬ ｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｉｔｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂａｃｋｇｒｏｕｎｄａｎｄｍａｎｕａｌｓａｍｐｌｉｎｇｓｔａｔｉｏｎｓ ꎬ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｋｅｙｓｔａｔｉｏｎｓｍｅａｓｕｒｉｎｇｂｌａｃｋｃａｒｂｏｎ ꎬ ａｍｍｏｎｉａａｎｄｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ ꎬ ａｎｄａｌｓｏｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｂａｓｅｄｏｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｓｕｐｅｒｓｔａｔｉｏｎｓａｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓｔａｔｉｏｎｓｉｎｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌｔｏｗｅｒｓ . ＴｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｈｅＢｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣Ｈｅｂｅｉａｎｄｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓｈａｓａｃｈｉｅｖｅｄｍｕｌｔｉ￣ｓｏｕｒｃｅｄａｔａｆｕｓｉｏｎａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ . Ｉｔｈａｓｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ꎬ ｇｏｏｄｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｓｔｒｏｎｇｐｕｒｐｏｓｅ ꎬ ａｎｄｃａｎｓｕｐｐｏｒｔｄｅｃｉｓｉｏｎ￣ｍａｋｉｎｇｏｆｌｏｃａｌｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔａｎｄｓｔａｔｅａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ . Ｂａｓｅｄｏｎａｄｖａｎｃｅｄｆｏｒｅｉｇｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ꎬ ｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋｏｐｅｒａｔｅｄｆｏｒｔｈｅｌｏｎｇｔｅｒｍａｎｄｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆｔｈｅａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｆｏｒｅｃａｓｔａｎｄａｌａｒｍｐｕｂｌｉｓｈｅｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆａｉｒｑｕａｌｉｔｙｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｔｒａｎｓｂｏｕｎｄａｒｙｔｒａｎｓｐｏｒｔｔｏｆｕｌｌｙｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＣｈｉｎａ ′ ｓａｉｒｑｕａｌｉｔｙ . ＫｅｙｗｏｒｄｓＢｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣Ｈｅｂｅｉａｎｄｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓ ꎻ ＰＭ２ 􀆰 ５ ꎻ ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ꎻ ａｉｒ￣ａｎｄ￣ｓｐａｃｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ꎻ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ由于工业和城市化进程的快速发展 ꎬ 人类活动改变了或正在改变着大气化学组成 ꎬ 特别是一些复杂的人类活动造成的污染物排放增加 ꎬ 尤其在人口稠密的城市群区域 ꎬ 复杂的人为排放源导致ＰＭ２ 􀆰 ５直接排放的同时也会排放大量的气态污染物 . 在适当的气象条件作用下 ꎬ 其迅速通过光化学转化生成二次粒子与一次排放的污染物相叠加 ꎬ 造成重霾污染爆发式生成 [ １￣３ ] . 研究 [ ４￣５ ] 表明 ꎬ 近年来京津冀及周边地区重霾污染频发 ꎬ 呈现出两种变化特征 ① ＰＭ２ 􀆰 ５爆发性增长 ꎬ ρ ＰＭ２ 􀆰 ５在１６ｈ内迅速升至１５０ μ ｇ ∕ ｍ３以上 ꎻ ② ＰＭ２ 􀆰 ５持续性增长 ꎬ 数天内 ρ ＰＭ２ 􀆰 ５在１５０ μ ｇ ∕ ｍ３之上持续增长或小幅波动 . 频发的重霾污染事件严重影响着我国的国际形象 ꎬ 造成难以估量的经济损失 ꎬ 严重困扰着人们的日常生活和工作 ꎬ 并逐渐成为目前社会潜在不安定的因素之一 . 针对我国严重的大气污染形势 ꎬ ２０１３年９月 ꎬ 国务院正式发布了 « 大气污染防治行动计划 » 简称 “ « 大气十条 » ” . « 大气十条 » 实施近５年２０１３２０１７年以来 ꎬ 全国７４个重点城市 ρ ＰＭ２ 􀆰 ５总体均呈下降趋势 ꎬ 京津冀 [ ６￣１０ ] 、长三角 [ １１￣１４ ] 、珠三角 [ １５￣１８ ] 和成渝地区 [ １９￣２２ ] ρ ＰＭ２ 􀆰 ５分别下降了３９ 􀆰 ６％、３４ 􀆰 ３％、２７ 􀆰 ７％和３５ 􀆰 ７％ . 而北京市 ρ ＰＭ２ 􀆰 ５年均值从２０１３年的８９ 􀆰 ５ μ ｇ ∕ ｍ３降至２０１７年的５８ μ ｇ ∕ ｍ３ ꎬ 下降了３５ 􀆰 ２％ ꎬ 然而秋冬季重污染事件依然频发 ꎬ 臭氧问题开始显现 [ ２３￣２４ ] . 尽管 « 大气十条 » 严格管控初见成效 ꎬ 但京津冀及周边地区重霾污染事件仍时有发生 [ ２５￣２８ ] . ２０１７年４月 ꎬ 李克强总理主持国务院常务会议 ꎬ 部署对大气重污染成因与治理攻关工作 . 会议确定由原环境保护部牵头 ꎬ 开展科技、中国科学院、农业、工信、气象、卫生、教育等多部门和单位协作的集中攻关 ꎬ 汇聚跨部门科研资源 ꎬ 组织优秀科研团队 ꎬ 聚焦重点、创新机制 ꎬ 形成业务统一平台 ꎬ 由中央财政安排专项资金 ꎬ 确定明确的路线图和推进时间表 ꎬ 进行综合性大规模观察和研究 ꎬ 针对京津冀及周边地区秋冬季大气重污染成因、重点行业和污染物排放管控技术、居民健康防护等难题开展攻坚 ꎬ 实现重大突破 ꎬ 推动京津冀及周边地区空气质量持续改善 ꎬ 减轻群众呼吸之忧 ꎬ 为全国和其他重点区域大气污染防治提供经验和借鉴 . 基于上述背景 ꎬ 根据生态环境部提升重污染天气应急应对能力、加快京津冀区域重污染天气应对科技支撑能力建设、快速开展重污染天气污染成因分析和应急措施效果评估的迫切需求 ꎬ 中国环境监测总站与中国科学院大气物理研究所联合多家科研与业务单位 ꎬ 建立了京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网 ꎬ 为重污染天气应对提供决策支持 ꎬ 并为重污染成因研究提供精准数据集 . 该网络全面提升了京津冀秋冬季重污染成因机制研究和精细化源解析的能力 ꎬ 推动了京津冀及周边地区空气质量的持续改善 ꎬ 为全国和其他重点区域大气污染防治提供技术借鉴 . １京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网１ 􀆰 １京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网建设技术路线和目标产出在网络建设方面 ꎬ 针对京津冀及周边地区大气环境监管和污染成因认知能力不足的问题 ꎬ 经国家大气污染防治攻关联合中心专家反复论证确立了京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网技术路线见图１ ꎬ 即通过整合业务和科研已有监测网络手工和在线 ꎬ 采用区域监测网络优化技术 ꎬ 提出京津冀及周边地区大气ＰＭ２ 􀆰 ５主要化学成分网设计方案 ꎬ 融合中国科学院ＣＥＲＮ京津冀区域观测网 [ ２９ ] 主要集中在城市之间、农牧区和背景区域 ꎬ 作为城市站点的补充手工 ∕ 在线联网大气污染组分观测数据 ꎬ 结合区域联网及气象观测数据 ꎬ 获取大气污染输送的关键证据 ꎬ 并增加关键站点黑碳、氨和重金属等参数的在线测定 ꎬ 为研究大气重污染过程形成机制提供数据支持 . 针对大气污染物背景浓度变化、跨区域和跨界输送量不明确等问题 ꎬ 依托我国区域背景站 ꎬ 补建京津冀南部和北部边界背景站 ꎬ 对大气微量化学物种进行２５６１第１０期王跃思等京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的建设与应用图１京津冀及周边地区大气颗粒物组分观测网技术路线Ｆｉｇ . １ＴｅｃｈｎｉｃａｌｒｏｕｔｅｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｆｏｒａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｉｎＢｅｉｊｉｎｇ￣Ｔｉａｎｊｉｎ￣Ｈｅｂｅｉａｎｄｉｔｓｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇａｒｅａｓ长期监测 ꎬ 开展对颗粒物理化特性的分析 ꎬ并开展与周边国家区域背景站及全球背景站观测数据的比对研究 ꎬ 采用多元统计分析和卫星数据反演 ꎬ 确定京津冀区域关键空气污染物的区域背景值 . 在数据质量控制与保证方面 ꎬ 为了保证观测数据质量 ꎬ 针对我国缺乏大气环境污染综合观测规范和标准的问题 ꎬ 建立了一套完善的大气污染组分网和综合观测试验技术规范体系 ꎬ 构建了统一的大气环境立体观测作业指导书和数据质控技术体系 ꎬ 确定了京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的运行机制 ꎬ 完善了综合观测网及其观测数据的质控措施和归一化质控技术方案 ꎬ 设计了多网合一的数据库优化方案及多数据融合的传输连接方式 . 通过开展各类仪器的测试校验、比对和性能评估 ꎬ 制定了监测设备性能要求技术规范和大气环境外场监测综合技术规定 ꎬ 为天地空一体化观测提供技术保障和作业指导 . 在数据平台建设方面 ꎬ 针对京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网中多源大气环境数据质控、分析和表征技术形式多样 ꎬ 缺乏统一、安全、稳定的数据采集、传输、核验、存储和共享业务化平台等问题 ꎬ 构建了区域大气环境综合监测数据库和共享应用平台 ꎬ 完善了区域大气环境综合监测数据质控体系 ꎬ 形成了规范化多源异构数据分析及表征方法 ꎬ 实现了大气环境管理综合分析的业务化 ꎬ 为重污染期间环境监管提供了技术支撑 . 京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的最终目标是为环境管理提供数据支撑 . 通过设计优化京津冀区域综合立体观测网络 ꎬ 开展京津冀及周边地区大气污染组分观测 ꎬ 同时开展近地面气象、大气边界层气象和大气化学过程的同步观测、动态监测 ꎬ 并且追踪区域空气质量宏观和中微观演变特征 ꎻ 确定京津冀区域大气污染背景值 ꎬ 定量评估京津冀核心区、外围和周边地区与临近国家间污染物的相互输送通量 ꎻ 融合多源观测数据 ꎬ 研究形成大气重污染精准数据集 ꎬ 构建数据综合分析及共享应用平台 ꎬ 实现大气环境多源数据综合管理业务化 ꎻ 建立立体观测质控规范体系 ꎬ 逐步提升大气相关观测技术的准确性 . 核心产出为 “ 一规范 ” ＋ “ 一网 ” ＋ “ 一平台 ” ꎬ 即建立京津冀及周边地区综合立体观测技术和数据质量控制与保证规范、京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网和大气污染综合数据分析及共享应用平台 ꎬ 为全面提升大气污染综合防治能力 ꎬ 提升京津冀秋冬季重污染成因机制研究和精细化源解析的能力 ꎬ 推动京津冀及周边地区空气质量的持续改善提供有效的数据支撑 . １ 􀆰 ２京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网关键技术京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的观测点位选取步骤 ① 对各类历史数据气象、常规大气污染物、化学组分等展开分析 ꎬ 利用资料同化和统计分析技术对现有站点进行评估和优化 ꎻ ② 集成优选的京津冀及周边地区关键传输通道上业务化观测站、科研院所观测站、垂直梯度站北京市、天津市和石家庄市、超级站北京大学、中国科学院大气物理研究所香河站、德州和望都 ꎬ 并在西北通道张家３５６１环境科学研究第３２卷口市、太行山脉通道易县和南部通道衡水市建立高配加强观测点和３５个关键站点开展协同观测 ꎻ ③ 根据实际需要对观测点位进行再次优化 . 京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的集成技术主要包括 ① 输送通道的加密观测 ꎻ ② 点位加密增加背景站和手工采样点 ꎻ ③ 观测技术强化观测增加观测因子和关键站点 ꎻ ④ 服务于科学研究的超级站观测 ꎻ ⑤ 气象塔的梯度观测 ꎻ ⑥ 站网优化布局和网络集成技术 ꎻ ⑦ 区域大气综合立体观测关键设备质量控制技术 . １􀆰 ３京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网的点位和观测要素京津冀及周边地区大气污染综合立体观测网主要包括中国环境监测总站部署的京津冀及周边地区颗粒物组分及光化学监测网手工监测网和在线监测网和中国科学院大气物理研究所ＣＥＲＮ监测网络 . 根据国家大气颗粒物组分及光化学网的设置和监测要求 ꎬ ２０１７年中国环境监测总站围绕 “ 完善京津冀及周边地区颗粒物组分及光化学监测网 ” 的工作目标 [ ３０ ] ꎬ 以区域重点城市为核心 ꎬ 综合考虑关键传输通道 ꎬ 城市点位要求布设于城市的混合功能区 ꎬ 优先选择国控点位 ꎬ 同时考虑监测工作的可操作性 . 京津冀及周边地区组分网由 “ ２＋１８ ” 城市扩展至 “ ２＋２６ ” 城市 ꎬ 其中 ꎬ 北京市增加南四区丰台区、房山区、大兴区、通州区 ꎬ 天津市增加北三区武清区、宝坻区、蓟县 ꎬ 并增加关键传输通道张家口市和秦皇岛市 . 监测