大气超级监测站的建设、维护与数据分析
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岳玎利 广东省环境监测中心
2016年3月30日·嘉兴
内容提要
1. 站点选址与建设 2. 仪器配置与维护 3. 数据分析与提炼 4. 存在问题与挑战
观测验证
开 展 3 次 加 强 观 测 进 行 验 证
• 首层-展示
会议室，多功能室，演示厅，等
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
污染物浓度（ppbv）
1.1 0.9 0.7 0.5 0.3
10时
丁烷 异戊二烯 苯
12时
14时
16时
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
鹤山超级站气溶胶消光特性观测结果
RH（%） 能见度（km） PM10（μg m-3） PM2.5（μg m-3） PM1（μg m-3） BC（μg m-3） 最大 OC/EC 比值 大气总消光系数（km-1） 气溶胶消光系数（km-1） 气溶胶光散射系数（km-1） 气溶胶吸光系数（km-1） O3*（μg m-3） SO2（μg m-3）
物是主要贡献者 • 总颗粒物表面积浓度和体积浓度中，
积聚模颗粒物是主要贡献者
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
1月 4月 10月
数浓度（cm-3）
数浓度（cm-3）
数浓度（cm-3）
14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
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14000 12000 10000
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时间（h）
N核模态 N爱根核模 N积聚模
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时间（h）
N核模态 N爱根核模 N积聚模
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时间（h）
N核模态 N爱根核模 N积聚模
24
10月：明显的颗粒物增长现象，与大气氧化性强、新粒子生成多发有关
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
01 PM2.5大流量采样器使用标准操作程序 02 PM2.5小流量采样器（MET ONE SASS/SUPER SASS）使用标准操作程序 03 PM2.5质量浓度测定标准操作程序（重量法） 04 PM2.5中水溶性阴离子和阳离子测定标准操作程序（离子色谱法） 05 PM2.5中元素碳/有机碳测定标准操作程序（SUNSET实验室OC-EC气溶胶分析仪） 06 PM2.5中元素碳/有机碳测定标准操作程序（DRI Model 2001A 碳分析仪） 07 PM2.5中金属成分测定标准操作程序（X射线荧光光谱法） 08 PM2.5中非极性有机化合物测定标准操作程序（热脱附-气相色谱/质谱联用法） 09 VOC罐自动采样器和瞬时采样标准操作流程 10 在线气相色谱标准操作流程 11 一种在线单颗粒气溶胶质谱仪的监测方法
6. 珠三角地区新粒子生成特性及其二次组分的作用-国家自然科学基金 7. 基于观测的珠三角区域大气PM2.5源解析研究-国家自然科学基金-广东联合基金 8. 改善珠三角地区空气质量的PM2.5前期研究-粤港澳联合项目 9. 区域大气二次污染闭合观测技术与联防联控机制-国家科技支撑项目 10. 环境空气中POPs被动采样监测技术开发与示范研究-环保公益项目 11. 珠三角区域空气质量达标管理关键支撑技术研究-环保公益项目 12. 珠三角区域致霾粒子及前体物和气象要素立体观测-中科院大气灰霾专项 13. 珠三角区域细颗粒物来源解析-省环保专项 14. 支撑广州亚运会、深圳大运会空气质量保障，粤港空气质素管理计划和珠三角清
广东大气超级站的主要仪器配置
广东大气超级站的运行管理架构
区域监测网络中心 网络监控中心 网络监控中心 网络监控中心
数据分析审核、数据展示发布、量值溯源、标准传递……
监测中心/合作单位
QA组
Байду номын сангаасQC组
数据管理组
系统支持组
仪器校准、标准传递、量值溯源、数据审核、仪器维修……
广东大气超级站仪器标准操作程序
广东大气超级站的仪器配置原则
配置适当的仪器对生态和健康效应显著的物种进行长期 测定，对有毒有害物种进行测量。
具有开展温室气体和酸沉降等大气方面有关研究的能力。 监测CH4、CO2和BC等温室效应显著的物种；采集降水样品， 并对致酸物种和中和酸的碱性物种进行测量。
集成先进的采样与分析技术。配置先进的气态污染物和 颗粒物采样总管；选用性能优良、国际认可度较高的分 析技术和方法。
逐步成为国家与地方科研的支持平台
1. 珠江三角洲区域大气复合污染立体监测网络-863计划 2. PM2.5监测方法适用性测试-环保部专项工作 3. 星-机-地生态环境质量遥感监测系统集成和示范-863计划 4. 珠江三角洲秋季PM2.5重要来源及区域输送特征研究-广东省自然科学基金
5. 氨排放源清单不确定性及其对模拟大气细粒子形成与迁移的影响-国家自然科学基金
• 二层-办公
值班室，办公室，宿舍，等
• 三层-网络支持
机房，标准传递室，称量室，储备间，维修室，前处理室，等
• 四层-观测
四个主要的在线观测室
• 楼顶-采样与观测
手工采样平台，露天仪器观测平台
广东大气超级站的四个主要观测实验室
内容提要
1. 站点选址与建设 2. 仪器配置与维护 3. 数据分析与提炼 4. 存在问题与挑战
洁空气行动计划滚动评估，……
开展仪器技术比对优化验证与联合观测
PM2.5监测仪器的技术比对与参数优化
2014年秋季北大联合观测
内容提要
1. 站点选址与建设 2. 仪器维护与运行 3. 数据分析与提炼 4. 存在问题与挑战
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
• 数谱、表面积谱峰高：1月>10月>4月 • 体积谱：粗粒子模有明显峰 • 总数浓度中，爱根核模和积聚模颗粒
广东大气超级站的仪器配置原则
主要依据超级站的功能定位、兼顾实用性和经济性等因 素来进行，同时使超级站在功能上具有较强的可扩展性。 满足国家空气质量标准要求，并合理增加参照项目。 满足开展区域灰霾研究的需要。不仅长期监测有关气象参
数、能见度和颗粒物质量浓度，对颗粒物物理、光学和化 学特征也进行长期高时间分辨率的观测。 满足开展大气光化学研究的需求。除观测O3外，还对光化 学反应重要产物和光化学重要前体物进行分物种的高时间 分辨率测量，并实时观测有关物种的光解速率。
2016年3月30日·嘉兴
内容提要
1. 站点选址与建设 2. 仪器配置与维护 3. 数据分析与提炼 4. 存在问题与挑战
观测验证
开 展 3 次 加 强 观 测 进 行 验 证
• 首层-展示
会议室，多功能室，演示厅，等
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
污染物浓度（ppbv）
1.1 0.9 0.7 0.5 0.3
10时
丁烷 异戊二烯 苯
12时
14时
16时
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
鹤山超级站气溶胶消光特性观测结果
RH（%） 能见度（km） PM10（μg m-3） PM2.5（μg m-3） PM1（μg m-3） BC（μg m-3） 最大 OC/EC 比值 大气总消光系数（km-1） 气溶胶消光系数（km-1） 气溶胶光散射系数（km-1） 气溶胶吸光系数（km-1） O3*（μg m-3） SO2（μg m-3）
物是主要贡献者 • 总颗粒物表面积浓度和体积浓度中，
积聚模颗粒物是主要贡献者
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
1月 4月 10月
数浓度（cm-3）
数浓度（cm-3）
数浓度（cm-3）
14000 12000 10000
8000 6000 4000 2000
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时间（h）
N核模态 N爱根核模 N积聚模
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时间（h）
N核模态 N爱根核模 N积聚模
24
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时间（h）
N核模态 N爱根核模 N积聚模
24
10月：明显的颗粒物增长现象，与大气氧化性强、新粒子生成多发有关
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
01 PM2.5大流量采样器使用标准操作程序 02 PM2.5小流量采样器（MET ONE SASS/SUPER SASS）使用标准操作程序 03 PM2.5质量浓度测定标准操作程序（重量法） 04 PM2.5中水溶性阴离子和阳离子测定标准操作程序（离子色谱法） 05 PM2.5中元素碳/有机碳测定标准操作程序（SUNSET实验室OC-EC气溶胶分析仪） 06 PM2.5中元素碳/有机碳测定标准操作程序（DRI Model 2001A 碳分析仪） 07 PM2.5中金属成分测定标准操作程序（X射线荧光光谱法） 08 PM2.5中非极性有机化合物测定标准操作程序（热脱附-气相色谱/质谱联用法） 09 VOC罐自动采样器和瞬时采样标准操作流程 10 在线气相色谱标准操作流程 11 一种在线单颗粒气溶胶质谱仪的监测方法
6. 珠三角地区新粒子生成特性及其二次组分的作用-国家自然科学基金 7. 基于观测的珠三角区域大气PM2.5源解析研究-国家自然科学基金-广东联合基金 8. 改善珠三角地区空气质量的PM2.5前期研究-粤港澳联合项目 9. 区域大气二次污染闭合观测技术与联防联控机制-国家科技支撑项目 10. 环境空气中POPs被动采样监测技术开发与示范研究-环保公益项目 11. 珠三角区域空气质量达标管理关键支撑技术研究-环保公益项目 12. 珠三角区域致霾粒子及前体物和气象要素立体观测-中科院大气灰霾专项 13. 珠三角区域细颗粒物来源解析-省环保专项 14. 支撑广州亚运会、深圳大运会空气质量保障，粤港空气质素管理计划和珠三角清
广东大气超级站的主要仪器配置
广东大气超级站的运行管理架构
区域监测网络中心 网络监控中心 网络监控中心 网络监控中心
数据分析审核、数据展示发布、量值溯源、标准传递……
监测中心/合作单位
QA组
Байду номын сангаасQC组
数据管理组
系统支持组
仪器校准、标准传递、量值溯源、数据审核、仪器维修……
广东大气超级站仪器标准操作程序
广东大气超级站的仪器配置原则
配置适当的仪器对生态和健康效应显著的物种进行长期 测定，对有毒有害物种进行测量。
具有开展温室气体和酸沉降等大气方面有关研究的能力。 监测CH4、CO2和BC等温室效应显著的物种；采集降水样品， 并对致酸物种和中和酸的碱性物种进行测量。
集成先进的采样与分析技术。配置先进的气态污染物和 颗粒物采样总管；选用性能优良、国际认可度较高的分 析技术和方法。
逐步成为国家与地方科研的支持平台
1. 珠江三角洲区域大气复合污染立体监测网络-863计划 2. PM2.5监测方法适用性测试-环保部专项工作 3. 星-机-地生态环境质量遥感监测系统集成和示范-863计划 4. 珠江三角洲秋季PM2.5重要来源及区域输送特征研究-广东省自然科学基金
5. 氨排放源清单不确定性及其对模拟大气细粒子形成与迁移的影响-国家自然科学基金
• 二层-办公
值班室，办公室，宿舍，等
• 三层-网络支持
机房，标准传递室，称量室，储备间，维修室，前处理室，等
• 四层-观测
四个主要的在线观测室
• 楼顶-采样与观测
手工采样平台，露天仪器观测平台
广东大气超级站的四个主要观测实验室
内容提要
1. 站点选址与建设 2. 仪器配置与维护 3. 数据分析与提炼 4. 存在问题与挑战
洁空气行动计划滚动评估，……
开展仪器技术比对优化验证与联合观测
PM2.5监测仪器的技术比对与参数优化
2014年秋季北大联合观测
内容提要
1. 站点选址与建设 2. 仪器维护与运行 3. 数据分析与提炼 4. 存在问题与挑战
鹤山超级站气溶胶理化特性观测结果
• 数谱、表面积谱峰高：1月>10月>4月 • 体积谱：粗粒子模有明显峰 • 总数浓度中，爱根核模和积聚模颗粒
广东大气超级站的仪器配置原则
主要依据超级站的功能定位、兼顾实用性和经济性等因 素来进行，同时使超级站在功能上具有较强的可扩展性。 满足国家空气质量标准要求，并合理增加参照项目。 满足开展区域灰霾研究的需要。不仅长期监测有关气象参
数、能见度和颗粒物质量浓度，对颗粒物物理、光学和化 学特征也进行长期高时间分辨率的观测。 满足开展大气光化学研究的需求。除观测O3外，还对光化 学反应重要产物和光化学重要前体物进行分物种的高时间 分辨率测量，并实时观测有关物种的光解速率。