乌海市大气环境质量监测优化布点点位调整报告

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1、乌海市大气环境质量监测优化 布点点位调整报告 （简本） 乌 海 市 环 境 监 测 站 二 一 年 七 月 乌海市大气环境质量监测优化布点调整工作组成员 领导小组组长：李俊峰 副 组 长：李文慧 成 员：翟晓岚 董艳云 杜玉明 温俊良 雷 军 吴砚娟 杨玉昌 技术负责人：全化民 张东旭 现场监测负责人：马 骁 现场监测人员：乐中得 肖秀芳 闫淑芳 任爱霞 张嘉超 刘忠秀 张丽娟 尹仲敏 马 成 梁庆红 夏利峰 高广荣 赵雪峰 潘 伟 龚新萍 陈凤琴 杜瑞萍 陈丽萍 王丽梅 彭 琦 李 霖 胡志强 吴登峰 目 录 前 言 .1 第一章 城市环境空气质量监测点位调整依据 .2 一、城市环境空气质量

2、监测点位调整依据 .2 二、点位设置应遵循的原则 .2 三、监测点位调整的具体要求 .4 第二章 乌海市概况 .6 一、地理位置 .6 二、气候特征 .7 三、乌海社会概况 .7 第三章 乌海市城市空气污染现状及趋势分析 .9 一、海勃湾环境空气质量现状 .9 二、乌海市环境空气质量功能区划 .10 三、现有点位存在的问题及新增点位的必要性 .12 四、污染气象特征分析 .12 五、污染源分布情况 .14 第四章 大气环境现状监测 .15 一、监测机构设置与人员安排 .15 二、监测布点方法 .15 三、监测内容与分析方法 .15 四、监测时间 .15 五、监测结果 .16 第五章 优化方法与

3、分析 .17 一、监测点设置数量的确定 .17 二、数据处理与分析 .17 三、优化结果 .20 结论 .21 1 前 言 环境空气质量关系到城市的发展，关系到城市居民的身体健康和生活质量， 环境空气质量与监测点位的合理布设有着直接的关系。因此，大气优化布点成 为环境空气质量保证中重要的工作环节。 乌海市从上世纪 90 年代起，曾先后两次开展了大气环境质量优化布点工作。 十多年来，随着城市建设的高速发展，城市建成区面积不断扩大，城市人口的 逐渐增长，城区空气污染分布状况发生了根本性变化，原有的环境空气质量监 测点位在空间分布上已缺乏代表性,不能全面客观地反映我市的环境空气质量现 状。为了更科学

4、准确的反映我市的环境空气质量现状，结合“十一五”城市 环境综合整治定量考核管理工作规定和环境空气质量监测规范 （试行）的 要求，亟需对乌海市城区大气环境质量监测点位进行调整。 为了更好的完成此次调整工作，乌海市环境保护局于 2008 年 12 月 1 日发 文关于开展调整我市环境空气质量监测点位的通知 （乌环办2008144 号） ， 要求乌海市海南区环保局、乌达区环保局负责各辖区内优化布点采样工作，乌 海市环境监测站负责海勃湾城区优化布点采样和全市优化点位数据分析，合理 优化环境空气质量监测点位。 乌海市环境监测中心站及时组织相关人员按照相关规范要求进行布点、采 样监测和数据汇总分析，在此基

5、础上结合乌海市的实际情况对环境空气质量监 测点位进行合理优化，并编制了乌海市大气环境质量监测优化布点点位调整 报告 ，现将报告内容呈报审查。 2 第一章 城市环境空气质量监测点位调整依据 根据环境空气质量监测规范（试行）中的相关要求，确定 工作原则与方法。力求调整后的环境空气质量监测点的监测数据， 能够客观反映环境空气污染对人类生活环境的影响，并充分反映本 地区多年的环境空气质量状况及变化趋势，能够客观反映产业和能 源结构特点、人口分布情况、地形和气象条件等因素的对监测区域 的影响。 一、城市环境空气质量监测点位调整依据 国家环境空气质量监测规范（试行）第十五条规定，当存 在下列情况时，可增加

6、、变更和撤消监测点位： （一）因城市建成区面积扩大或行政区划变动，导致现有监测 点位已不能全面反映城市建成区总体空气质量状况的，可增设点位。 （二）因城市建成区建筑发生较大变化，导致现有监测点位采 样空间缩小或采样高度提升而不符合本规范要求的，可变更点位。 （三）因城市建成区建筑发生较大变化，导致现有监测点位采 样空间缩小或采样高度提升而不符合本规范，在最近连续 3 年城市 建成区内用包括拟撤消点位在内的全部点位计算的各监测项目的年 平均值与剔除拟撤消点后计算出的年平均值的最大误差小于 5%，且 该城市建成区内的监测点数量在撤消点位后仍能满足本规范要求时， 可撤消点位，否则应按本条第二款的要求

7、，变更点位。 3 二、点位设置应遵循的原则 国家环境空气质量监测规范（试行）第十一条至第十四条 规定，所筛选出的点位应符合下列要求： 1.设置空气质量评价点、并根据需要设置污染监控点和空气质 量对照点。环境空气质量评价点的设置数量应不少于国家环境空气 质量评价点在相应城市的设置数量，其覆盖范围为城市建成区。在 划定环境空气质量功能区的地区，每类功能区至少应有 1 个监测点。 2.污染监控点和地方环境空气质量对照点的数量由地方环境保 护行政主管部门组织各地环境监测机构根据本地区环境管理的需要 设置。其数据可用于分析空气污染来源、作为环境规划依据，但不 参加城市环境空气质量平均值计算。地方环境空气

8、质量对照点应离 开主要污染源、城市居民密集区 20 千米以上，并设置在城市主导风 向的上风向。 3.根据本地区的污染源资料、气象资料和地理条件等因素，筛 选出的点位应符合下列要求： （1）位于各城市建成区内，并相对均匀分布，覆盖全部建成区； （2）用全部空气质量评价点的污染物浓度计算出的算术平均值 应代表所在城市建成区污染物浓度的区域总体平均值。区域总体平 均值可用该区域加密网格点（单个网格应不大于 2 千米2 千米） 实测或模拟计算的算术平均值作为其估计值，用全部空气质量评价 4 点在同一时期测得的污染物浓度计算出的平均值与该估计值相对误 差应在 10%以内； （3）用该区域加密网格点（单个

9、网格应不大于 2km2km）实 测或模拟计算的算术平均值作为区域总体计算出 30、50、80 和 90 百分位数的估计值；用全部空气质量评价点在同一时期的污染物浓 度计算出的 30、50、80 和 90 百分位数与这些估计值比较时，各百 分位数的相对误差在 15%以内； 4.具有较好的代表性，能客观反映一定空间范围内的环境空气 污染水平和变化规律； 5.各监测点之间设置条件尽可能一致，使各个监测点获取的数 据具有可比性； 6.监测点应尽可能均匀分布，同时在布局上应反映城市主要功 能区和主要大气污染源的污染现状及变化趋势； 7.应结合城市规划考虑监测点的布设，使确定的监测点能兼顾 未来城市发展的

10、需要； 8.为监测道路交通污染源或其他重要污染源对环境空气质量影 响而设置的污染监控点，应设在可能对人体健康造成影响的污染物 高浓度区域。 三、监测点位调整的具体要求 按照国家环境空气质量监测规范（试行）第十四条至十五 条规定，确定环境空气质量监测点位调整的具体要求如下： 1.新建或扩展的城市建成区与原城区不相连，且面积大于 10 平 5 方公里时，可在新建或扩展区按照独立监测网布设监测点位，再与 现有监测点位共同组成城市环境空气质量监测网；面积小于 10 平方 公里的新、扩建成区原则上不增设监测点位。 2.新建或扩展的城市建成区与原城区相连成片，且面积大于 25 平方公里或大于原监测点位平均

11、覆盖面积的，可在新建或扩展区增 设监测点位，再与现有监测点位共同组成城市环境空气质量监测网。 3.按照现有城市监测网布设时的建成区面积计算，平均每个点 位覆盖面积大于 25 平方公里的，可在原建成区及新、扩建成区增设 监测点位。新增点位要结合现有监测网点一并进行技术论证。 6 第二章 乌海市概况 一、地理位置 乌海市成立于 1976 年，是内蒙古自治区四个直辖市之一，位于 内蒙古自治区西南部，地理位置为东径 1063610705，北 纬 39153952之间，东西宽约 30 多公里，南北长约 74 公 里。东与伊克昭盟、西与阿拉善盟、北与巴彦淖尔盟接壤、南与宁 夏回族自治区毗邻，土地总面积 1

12、754 平方公里。 （见图 1 地理位置 图。 ） 二、气候特征 乌海地区属于中温带半干旱大陆性季风气候。其气候特征主要 表现为冬季漫长寒冷、春季干旱多风、夏季短促、秋季气温剧降。 近三十年(19792008 年)的气象资料显示：该地区年平均气温为 10.1，极端最高气温为 40.2，极端最低气温为-28.9；年平 均气压为 891.6hPa；年平均相对湿度为 41%；年降水量为 161.0mm，年极端最高降水量为 264.4mm；年蒸发量为 3025.1mm。年 平均风速为 2.7m/s，年主导风向为 SSE 风，其出现频率为 10.9%，SE 风的出现频率也较高，为 7.6%，静风的年出现

13、频率为 15.0%。全年以 SSE 方向的风平均风速最大，为 4.2m/s。 三、乌海社会概况 乌海市辖海勃湾区、海南区、乌达区三个行政区，市政府所在 地为海勃湾区。 （见图 2 乌海市行政区划图） 据 2008 年资料统计全市总人口为 47.7 万人，较 1997 年区划中 7 38.29 万人增加了 24.6；建城区面积为 54.17km2，较 1997 年区划 中的城区面积 51.79 km2增加了 4.6；居住用地 2828.8hm2，较 1997 年区划中的 1713.4 hm2增加了 65.1；对外交通及仓储用地 473.0 hm2，较 1997 年区划中的 338.7 hm2增加

14、了 39.7；公用设 施用地 573.3 hm2，较 1997 年区划中的 314.2 hm2增加了 82.5； 道路广场用地 204.9 hm2，较 1997 年区划中的 365.1 hm2，减少了 43.9；绿地 872.4 hm2，较 1997 年区划中的 84.9 hm2增加了 927.6；机动车保有量 10.64 万辆，较 1997 年有较大幅度的增加。 8 第三章 乌海市城市空气污染现状及趋势分析 乌海市使用的环境空气质量监测点位是由 1996 年乌海市大气 环境监测优化布点报告书确定的，并已结合乌海市的实际情况， 建成环境空气质量自动监测系统。目前海勃湾区空气质量自动监测 系统已

15、正式通过内蒙古自治区环境保护局验收，子站设置在聚英学 校（东经 1064938，北纬 394019）和师训中心（东经 1064941，北纬 393928）。 一、海勃湾环境空气质量现状 略。 二、乌海市环境空气质量功能区划 （1）现有功能区 乌海市空气质量功能区划是在十五初期划分并实施的，根据当 时现状划分为一类区、二类区、三类区三个类区，具体大气环境功 能区划面积见表 21。根据相关要求和规定，2005 年对空气质量功 能区进行了调整，调整内容如下： 功能区划表 表 21 类 别 面积（km 2） 占全市面积比（） 一类区 169 9.64 二类区 1466 83.58 三类区 (2005

16、年后调整为二类区) 119 6.78 全 市 1754 - 1. 对国家级自然保护区按一类功能区划分，面积为 169km2，占 总划分面积的 9.64。 9 2. 乌海市城市环境空气质量区划以城市二类环境功能区为主， 所划分的功能区面积调整后为 1585 km2，占全划分总面积的 90.36。 （乌达工业园区、海南区拉僧庙、原有城市工业小区、骆 驼山矿区和西水泥老工业区在 2005 年之前暂时按照三类区划分，面 积约为 119km2，目前已全部调整为二类区。 ） 三、现有点位存在的问题及新增点位的必要性 从乌海市现状来看，原有环境空气质量监测布点的不合理性主 要表现在以下方面： 随着城市建设的

17、高速发展，城市建成区面积及人口数量均有显 著增加。据 2007 年资料统计，全市总人口为 47.7 万人，较 1997 年 区划中 38.29 万人增加了 24.6；城区面积为 54.17km2，较 1997 年区划中的城区面积 51.79 km2（包含乡镇，现已集中至城区）增加 了 4.6；居住用地 28.29km2，较 1997 年区划中的 17.13 km2增加 了 65.1。 此外，乌海市城市建成区的布局，较 1996 年发生了根本性变化； 近年来在海勃湾城区西侧建设了滨河区，新增城区面积 9.43km2；同 时进行棚户区改造工程，将三区的乡镇居民向城区聚集，城区空气 污染分布状况也发

18、生了根本性变化，建成区内的工业企业逐步向园 区集中。现有的环境空气质量监测点位在空间分布上已缺乏代表性， 不能全面客观地反映我市建成区的环境空气质量现状。 为了更科学准确的反映区域内空气质量现状，从根本上解决原 监测点位不合理带来的问题，以符合国家的监测要求，我们依据 10 环境空气质量监测规范（试行）中对环境空气质量监测网点位 的设置与调整的相关要求，对现有采样点进行调整，需在滨河区增 设一个监测点位。 四、污染气象特征分析 乌海该地区年平均气温为 10.1，极端最高气温为 40.2，极 端最低气温为-28.9；年平均气压为 891.6hPa；年平均相对湿度 为 41%；年平均水汽压为 6.

19、0hPa；年降水量为 161.0mm，年极端最 高降水量为 264.4mm；年蒸发量为 3025.1mm；年日照时数 3176.6h；年平均风速为 2.7m/s，年最大风速为 23.0m/s,最大风速 对应风向为 E；年最大冻土深度为 108cm，年最大积雪深度为 8cm， 年沙暴日数为 7.6 天，年雷暴日数 18.2 天，年冰雹日数 0.7 天。 （1）地面气温的变化特征 乌海近 30 年的年平均气温为 10.1，全年最冷月为一月份， 平均气温为-8.1，最热月出现在七月份，平均气温为 25.9。 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

20、 11 12 月气 温( ) 图 4 乌海近 30 年逐月平均气温变化曲线(19792008 年) （2）地面风向、风速的统计特征 地面风向、风速的统计分析是污染气象中最基本的方面，其风 11 况不但受季节变化的制约，而且还明显地受地形及地表状况的影响。 虽然其风况具有较大的年际变化，但仍然具有较好的统计特征。 乌海气象站地处内蒙古中西部，该地地面风的变化规律：春季 由于冷暖气团交绥，气旋活动频繁，地表覆盖度较差，故多风沙天 气；夏季由于降水相对集中，当锋面过境可伴有雷雨和大风天气， 瞬时风速较大；秋季虽为冷暖气团的交替时期，但此时气团活动远 不如春季活动频繁，因此风沙天气较少；冬季常处于稳定

21、的大气层 结，风速较小。 五、污染源分布情况 略。 12 第四章 大气环境现状监测 一、监测机构设置与人员安排 由市环境监测站组织技术人员，成立大气优化布点工作小组， 制定监测计划，确定质保方案与措施，并监督、指导实施，使整个 监测过程都严格按照技术规范的要求有条不紊地进行。 二、监测布点方法 根据乌海市建成区面积和技术规范中对大气监测点位数的要求， 结合监测人员数量、仪器设备等实际情况，采用 1.0km1.0km 的网 格实测法，每网格中心设一测点，作为水平监测点，共布设 15 个大 气监测采样点。具体点位的位置、名称和编号见附图 1。 三、监测内容与分析方法 根据历年监测数据，我市的 NO

22、2浓度一直低于国家二级标准， 故此次监测项目选定为 SO2和 PM10，分析方法见表 41。 监测项目分析方法表 表 41 监测项目 分析方法 标准号 SO2 甲醛吸收副玫瑰苯胺分光光度法 GB/T1526294 PM10 重量法 GB/T692186 四、监测时间 海勃湾区监测时间为 2008 年 12 月 10 日至 12 月 20 日，连续监 测 11 天；海南区监测时间为 2009 年 1 月 5 日至 1 月 15 日，连续监 测 11 天；乌达区监测时间为 2009 年 2 月 11 日至 2 月 22 日，连续 监测 12 天；每天 4 次，监测时间为 7：008：00、11：0

23、012：00、15：0016：00、19：0020：0 13 0。 五、监测结果 监测结果略。 14 第五章 优化方法与分析 一、监测点设置数量的确定 环境空气质量监测规范中规定了环境空气质量评价点设置 数量与建成区面积和城市人口数量的关系（见表 51）。乌海市海 勃湾城区内的人口约 20 万，建成区面积在 20km2在 50km2之间，故 设大气监测点 3 个；由于海南区和乌达区城区人口均少于 10 万，城 区面积小于 10km2，故不设置环境空气质量监测点。 国家环境空气质量评价点设置数量要求 表 51 建成区城市人口(万人) 建成区面积（km 2） 监测点数 10 300 200 按每

24、25-30km 2 建成区面积设 1 个监测点，并且不少于 8 个点 注：对于必测项目中存在年平均浓度连续 3 年超过国家环境空气质量标准二级标准 20%以 上的城市区域，空气质量评价点的最少数量应为规定数量的 1.5 倍以上。 二、数据处理与分析 按照环境空气质量监测规范（试行）的要求，按照以下步 骤对数据进行统计计算： 1、对每个监测项目分别计算海勃湾区 15 个监测点逐日的日均 值、11 天的点日均值和总均值，以及全部日均值的第 30、50、80、90 百分位数； 2、对每个监测项目，先利用点日均值与总均值的相对误差小于 10及第 30、50、80、90 百分位数误差小于 15选出符合条

25、件的 15 点； 3、将符合以上条件的所有监测点（共 5 个）按每 3 个点为一组 进行组合，共得 10 个组； 4、对每个监测项目分别计算各组逐日的日均值和 11 天的组日 均值，并计算组内所有日均值的第 30、50、80、90 百分位数； 5 分别计算各组的组日均值与总均值的相对误差(以下简称组均 值误差)，并计算各组日均值的第 30、50、80、90 百分位数与全部 日均值相应百分位数的相对误差(简称组百分位数误差)； 6、对每个监测项目，分别计算各组 11 个日均值（作为因变量） 与海勃湾区 11 个日均值（作为自变量）之间的相关参数 a，b 和 r（以下简称组相关参数） ； 7、对所

26、有的组进行筛选，选出的组必须对各项监测项目同时满 足以下条件。 条件 1：组均值误差的绝对值小于 10，各组百分位数误差的 绝对值小于 15，见表 52； 条件 2：组相关系数大于相关系数检验表中相应的临界值（取 显著性系数为 0.001 或 0.01，至少为 0.05） ，回归直线截距 a 接近 于 0，回归系数 b 接近于 1，见表 53； 8、分析上述各初选组的数据进行优选，并综合考虑以下因素： 1）组内各点要代表尽可能多的功能区： 2）组内各点的地理位置要尽可能广泛地分布于市区： 3）要考虑到城市的发展规划，使监测点具有相对稳定性： 16 4）要尽可能保留一定数量的原有监测点以保持优化

27、前后的联 系，数据有一定的可比性； 5）优选点的点日均值不要集中于市日均值附近： 6）所选各点的监测条件必须充分保证，而且尽量使监测方便可 靠； 7）尽可能满足环境管理等工作的需要。 优化布点初选情况 表 52 SO2 PM10 组号 条件 1 条件 1 1(1-4-9) 2(4-9-14) 3(4-9-13) 4(1-9-14) 5(1-9-15) 6(1-9-5) 7(1-4-14) 8(1-4-13) 9(4-13-14) 10(1-13-14) 注：为符合条件者 部分组的组均值误差及相关系数 表 53 组各百分位数相对误差 组相关参数 组号 污染 物 组均值误差 30 50 80 90

28、 a b r SO2 0.0 -2.0 -5.7 3.7 -3.1 -0.0088 1.0741 0.989 1 PM10 0.0 2.9 7.0 -8.0 -7.7 0.0095 0.9375 0.943 SO2 0.0 3.0 2.1 2.6 0.0 -0.0066 1.0739 0.983 3 PM10 0.1 12.9 14.0 -0.7 -7.0 0.0179 0.9184 0.933 SO2 0.0 3.0 2.8 3.7 0.0 -0.0181 1.1547 0.972 8 PM10 0.0 4.7 3.9 -0.6 -1.5 0.0085 1.0895 0.967 17 三、优

29、化结果 在符合基本原则的基础上，依据以上数据分析的结果，并综合 考虑各种因素，最终确定第 8 组为优选组，即 1#市林业局、4 #聚英 学校和 13#中海勃湾学校；其中 4#聚英学校为保留的原有已经验收的 监测点位，拟将原师训中心点位调整至 1#市林业局点位，并新增 13# 中海勃湾学校点位。 18 第六章结论 随着乌海市经济的快速发展，城市建成区面积的不断扩大，现 有的环境空气质量监测点位已不能全面、客观地反映环境空气质量 现状，在自治区环保局的要求下，依据环境空气质量监测规范 （试行），结合环境空气监测工作的实际情况，对我市环境空气质 量监测点位进行了合理调整。 采用网格法对乌海市大气中的 SO2和 PM10进行了连续 10 天以上 的监测，通过对监测结果的统计分析，并综合考虑了优化布点的相 关因素，确定海勃湾区环境空气质量监测点位由原来的两个调整为 三个，分别为聚英学校点位、中海勃湾学校点位和市林业局点位。 经过此次调整后，乌海市环境空气质量监测点位基本能够适应 现在的形势，能够全面、客观地反映环境空气质量现状，为今后的 环境管理提供可靠的依据。