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《环境空气颗粒物(PM10PM2.5)连续自动监测系统技术要求及检测方法(征求意见稿)》编制说明

1 项目背景

1.1 任务来源

      根据生态环境部《关于开展2019年度国家环境保护标准项目实施工作的通知》(环办函﹝2019461号),按照《国家环境保护标准制修订工作管理办法》(国环规科技﹝20171     号)的有关要求,生态环境部下达了修订《环境空气颗粒物(PM10PM2.5)连续自动监测系统技术要求及检测方法》(HJ 653-2013)项目计划,项目的统一编号为2019-8。

      标准的修订由中国环境监测总站牵头,合作单位为上海市环境监测中心、重庆市生态环  境监测中心、广州市环境监测中心站和中国计量科学研究院。

1.2 工作过程

      (1)成立标准编制小组

      20196月承担了“环境空气颗粒物(PM10PM2.5)连续自动监测系统技术要求及检测方法(HJ 653-2013)”标准的修订工作。接到该标准修订工作任务后,立即组织合作单位上海市环境监测中心、重庆市生态环境监测中心、广州市环境监测中心站和中国计量科学研   究院成立了标准编制组,召开了标准修订内部工作启动会。

      (2)查询国内外相关标准和文献资料

      2019 6 -9 月,查询国内外最新的相关监测标准和文献资料。结合现行的 PM10 PM2.5 监测方法标准技术规范,综合分析相关资料。研究现有的颗粒物自动监测仪器的技术现状、功能和主要参数,调研我国各地颗粒物监测和管理要求,仔细分析现行该标准存在的问题,提出相应的解决方案。

      研究近年来颗粒物自动监测系统原理、结构和功能的提升,提出对仪器功能和性能指标   的要求,从切割器、采样流量、参数控制、温度影响等各个环节把控仪器的质量。依据 2013 年至今的适用性检测经验,在此基础上编写标准(草案)和编制说明。

      (3)完成标准草案和编制说明

      2019920日,中国环境监测总站科技处组织召开中国环境监测总站内部的专家审议会,专家们详细听取了该标准的技术路线、主要研究内容、开题报告和标准(草案)内容,   认为该标准修订的技术路线可行。

      (4)开题论证,确定标准制订的技术路线

      2019 10 18 日,生态环境部监测司和环境标准研究所在北苑宾馆组织召开了开题论证会,与会专家通过质询、讨论,认为本标准定位准确,适用范围合理,主要内容及编制   标准的技术路线可行,同时提出具体修改意见。论证意见主要有:

      1、明确要求采样管具备加热功能,并显示和记录相关参数;

      2、建议进一步研究仪器主要参数的管理规定,进一步研究不同环境、不同条件下光散射原理仪器与参比方法的可比性。

      (5)开展实验研究工作,组织方法验证

      2019 10 -12 月,课题组组织开展验证实验。使用国家网内几款广泛使用的颗粒物自动监测系统,选取国内典型的有代表性的区域,如重点关注地区的京津冀地区和长三角地区、高污染西部地区、高温高湿地区的华南地区,研究不同气候条件下,颗粒物自动监测系   统的适用性和可靠性。

      (6)编写标准征求意见稿和编制说明(含方法验证报告)

      2019 12 月,在验证实验的基础上,编制完成并提交标准征求意见稿、编制说明及方法验证报告。

      (7)召开征求意见稿站内审议会

      2019 12 20 日,总站科技处组织召开标准征求意见稿的站内审议会,通过了专家审议,并提出以下意见:

      1、提高数据有效率指标由 85%90%

      2、标准文本中的计算公式格式按照新的规定进行统一调整;

      3、完善编制说明中的内容,应详述修订的内容、原因等。

      (8)召开征求意见稿专家审议会

      2020 5 21 日,生态环境部监测司和环境标准研究所组织召开了标准征求意见稿的专家审议会,与会专家通过质询、讨论,认为标准内容详实准确,并一致同意该标准进行征求意见。

2 标准制修订的必要性分析

2。1 环境空气颗粒物(PM10 PM2.5)的危害

      环境空气颗粒物是大气质量评价中的一个重要指标。颗粒物在大气中的作用取决于其物   理和化学性质。物理性质包括颗粒物的质量浓度、数量浓度、单个颗粒大小和形貌、粒度分布、表面积及体积、显微形貌、颗粒的聚集特性等以及颗粒物的吸附性、吸湿性以及对光的吸收和散射性等;化学性质包括颗粒物元素组成、无机和有机化学组分及分布、化学成分的   可溶性、颗粒物表面非均相反应及矿物组成等。

      从颗粒物的来源分为自然来源及人为来源。人为来源又包括工业源及非工业源;工业源   由工业燃料燃烧、工业窑炉及生产性粉尘(包括冶金、建材、机械制造、建筑业等产出的粉尘)组成;非工业源为二次扬尘及民用燃料燃烧所产生的粉尘。由于不同地方颗粒物的来源及形成条件不同,其化学组成和物理化学性质差异较大。

      从粒径大小来分,可分为粗颗粒物和细颗粒物。细颗粒物只是地球大气成分中含量很少   的组分,但它对空气质量和能见度等有重要的影响。与较粗的大气颗粒物相比,细颗粒物粒径小,富含大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,因而对人体健康和大气环境质量的影响更大。

      1、颗粒物使得灰霾现象高发

      灰霾是近年来显著影响城市和区域的一种空气污染现象。由于我国经济迅速发展、城市化进程加快、相应能源消耗和生产所引起的污染物排放基数增大,在不利的天气条件下,我国城市和区域灰霾现象频繁发生,影响范围越来越大,成为近年我国城市和区域性大气污染的热点问题。发生灰霾天气时,PM10 PM2.5 浓度较非灰霾天气时增加明显,表明颗粒物浓度增加是灰霾产生的重要原因之一。

      2、颗粒物对人类健康危害很大

      颗粒物能飘到较远的地方,其影响范围很大。研究表明,粒径越小的颗粒物对人体健康的危害越大,可进入呼吸道的部位越深。10 μm 直径的颗粒物通常沉积在上呼吸道,2 μm 以下的可深入到细支气管和肺泡。细颗粒物进入人体到肺泡后,直接影响肺的通气功能,使   机体容易处在缺氧状态。暴露于污染的空气可以造成长期的健康危害,影响心血管和呼吸系统功能,进而导致早逝。短时间、高剂量的空气颗粒污染物暴露显著增加因病就诊和住院人数,造成对空气污染水平变化敏感人群的早逝。

2.2 相关环保标准和环保工作的需要

      《环境空气质量标准》(GB 3095)是我国环境空气质量评价的重要标准。该标准颁布以来,将气态(二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和臭氧)、总悬浮颗粒物和 PM10 六个参数作为基本污染物进行空气质量评价。2012 年大气灰霾频发后,将 PM2.5 写入环境空气质量标准中(其浓度限值见表 1),替代总悬浮颗粒物,且作为我国环境空气质量监测中的最为重要的污染物指标。从 2012 年各地区逐步全面建设 PM2.5 监测能力,除个别南方地区臭氧污染特征明显以外,各个地区空气监测中的首要污染物基本都是 PM2.5。

      2017 年,国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》明确要求“修改《环境空气质量标准》中关于监测状态的有关规定,实现与国际接轨”,并于 2018 年正式发布《环境空气质量标准》(GB 3095)修改单,规定颗粒物及其组分按照实际监测时的大气温度和压力开展监测。随着环境管理的加强和蓝天保卫战的实施,我国空气颗粒物(PM10 PM2.5)的浓度显著下降,但仍然有很多地区不能达到《环境空气质量标准》(GB 3095)标准中对环境空气细颗粒物的标准限值的要求。在环境空气质量监测和评价中,仍然把 PM10 PM2.5 作为监测和管理的重心。在我国已开展 PM2.5 监测多年的当下,更有必要借鉴近年来监测中摸索的经验和存在的问题,根据实际环境管理和评价的需求,建立一套完整全面的监测技术体系,达到以标准监测方法为基准,完善自动监测仪器性能考核,强化监测仪器运维和质控等全过程管理。从国家层面,提高环境空气细颗粒物监测数据的科学性和准确性。

      因此,自动监测仪器性能的优劣从源头直接决定了监测数据的最终质量,进而影响监测数据评价的准确性和一致性。从国外应用经验看,美国、欧洲、日本均对进入监测网络的自动仪器性能有明确的技术要求并不断优化;此外,不同原理的监测仪器数据必须统一到标准分析方法,确保全国监测数据可比,这都有赖于完善合理的自动监测仪器适用性检测技术要求。


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