臭氧试点监测技术方案20071030

环境空气中臭氧试点监测技术方案

2007年10月30日

目 录

一、开展环境空气中臭氧监测的必要性

二、我国城市以及国外环境空气中臭氧监测情况

1、臭氧监测布点

2、臭氧监测方法与设备

3、臭氧监测的量值溯源和质控体系

4、臭氧的空气质量标准与评价

6、国外臭氧校准实验室建设情况

三、我国开展臭氧监测的技术方案

1、试点城市以及今后逐步开展监测的计划

2、监测点位

3、监测设备配备

4、城市环境空气臭氧监测的质量保证

5、臭氧监测数据的传输

6、国家臭氧校准实验室建设方案

四、臭氧标准与评价方法

1、臭氧的空气质量标准

2、评价方法

3、评价结果测算

五、评价结果发布方式

六、近期PM2.5的监测问题

七、监测费用合计

一、开展环境空气中臭氧监测的必要性

臭氧（O3）是大气中化学性质活泼的微量气体，同时也是氧化性气体的重要代表，其浓度的时空分布差异较大，臭氧（O3）具有的强氧化剂性能、温室效应以及紫外吸收功能对气候、生态、环境等全球系统具有重要意义和影响。

臭氧（O3）是城市环境空气中最为重要的二次污染物之一，由于其高度的化学活性，可以参与大气光化学反应的全过程，是酸雨、光化学烟雾、大气能见度等对流层污染现象的关键成分。

O3(光化学烟雾污染)主要由燃烧等污染源排放的一次污染物NOx和挥发性有机物VOC在太阳紫外线作用下发生一系列光化学反应而生成的。它危害植物，刺激眼睛和呼吸道，损伤儿童肺功能，影响运动员竞技状态。伴随着O3产生的大量二次细颗粒物造成能见度下降，看不见蓝天。O3还是温室气体，还会输送至下风向，造成区域污染，影响气候变化。短期和长期暴露于含有O3的空气中，能够引起眼刺激、植物损坏、呼吸困难和橡胶及油漆退化。

随着我国经济的快速增长和城市化进程的不断加速，我国大气环境呈现复合型污染，以煤为主的能源结构造成的煤烟型污染和由机动车排放引起的光化学污染共存和相互耦合，表现出在城市和区域大气环境中细粒子和O3浓度升高。区域性的污染及污染物输送可导致全球对流层O3浓度的增加，造成一系列影响和危害。

世界上各发达国家，对O3监测非常重视，建立了专门的O3监测评价体系。世界气象组织（WMO）在北半球和南半球共设定135个点，对平流层O3的分布情况进行测定，测定数据汇集在加拿大的世界臭氧数据中心（world ozone data center），并以“ozone data for the world”隔月向世界公布。欧美国家过去几十年投入了数亿美元研究经费，在不同的地区和区域开展了30 多项针对O3污染以及相关的科研项目。比较大规模的项目如MARI（墨西哥城空气质量研究项目）、NARSTO（北美对流层O3研究战略计划）框架的项目、SOS（南方氧化剂

研究）、EUROTRAC（欧洲对流层环境相关痕量物质输送与转化）、MINOS（地中海氧化剂强化研究）等。

中国香港和中国台湾也非常重视O3污染和光化学烟雾污染的监测和研究，香港的研究单位包括香港环保署、香港理工大学和香港科技大学等，台湾的研究单位包括中央研究院和部分大学，同时香港和台湾的研究者也多次参与大陆的研究课题并在部分城市和区域进行了O3浓度的监测。特别需要指出香港和台湾分别建设了臭校准实验室，但是大陆目前则还没有相似的实验室。

目前，随着经济的高速发展和机动车数量的迅猛增加，中国部分城市和地区已经出现高浓度O3以及光化学烟雾污染的趋势。因此，从保护人体健康及自然生态系统的角度出发，需要对O3进行长期、准确的观测，为政府部门制定大气污染控制政策提供准确的参考分析数据，同时也为我国相关科研单位研究O3形成、变化、传输规律提供参考依据。以加强对城市区域和全国范围内O3变化规律的认识和控制。在我局制定的环境污染事故应急监测方案和“十一五”环境监管能力建设规划中已经提出了要加强O3监测工作。

综上所述，开展O3监测工作是当务之急，刻不容缓。

2、 我国城市以及国外环境空气中臭氧监测情况

截止到2006年底，113个环境保护重点城市共有监测点位629个，各监测点位均设有PM10、SO2、NO2三项监测项目，但只有其中34个城市的121点位上安装了O3自动监测设备，而且各地开展O3监测的时间也不同，有的在上世纪八十年代中期就开展了O3的监测（如北京、广州、上海等），有的是近1-2年的时间进行的。

由于我国目前没有臭氧校准实验室以及O3监测的质量控制和保证体系，这些设备多数基本没有例行校准，其数据仅可供参考。北京，上海和广州等城市（有部分点位配有O3设备）的设备送香港校准和传递，其数据基本可靠。

1、臭氧监测布点

从臭氧监测点位的选择和确定来看，国内重点城市目前开展PM10、SO2、NO2的监测站在点位的选择和确定上有一套成熟的选点程序和方法，且现有城市环境空气质量评价点是以反映空气污染物对人体健康的危害程度，确定城市中空气污染物的危害水平为目的设置的。按照《环境空气质量监测规范》的要求进行，基本上在城市区域均匀布点，代表各城市建成区的平均污染水平。

但是O3监测不仅要以反映O3对人体健康的危害程度，确定城市中O3的危害水平为目的，而且要反映O3作为二次污染物，对大气光化学过程的贡献。对O3的监测需要了解其传输过程及其规律，通常O3的最高浓度值常出现在城市的下风向，因此，在选取部分现有的点位上开展O3监测后，还需要进行城市上、下风向选择监测点位开展监测。

2、臭氧监测方法与设备

目前，我国已制定了环境空气中臭氧的测定标准——紫外光度法（GB/T 15438-1995）和靛蓝二磺酸钠分光光度法( GB/T 15437-1995)，前者针对仪器自动监测，后者针对手工采样监测。目前在国内外监测站点使用的主流臭氧自动监测仪都是基于紫外光度法。紫外光度法具有准确度高、干扰较少、易于操作和可在线连续测量等特点，是目前使用最普遍的方法，并为国际标准化组织所推荐（ISO10313）。美国环境保护局规定用紫外光度法标定的O3浓度为臭氧标准气体的一级标准，也是世界气象组织国际臭氧校准中心的标准技术方法。

臭氧监测设备主要由臭氧监测分析仪，零气体发生器、动态校准仪和标准臭氧发生器组成。臭氧监测分析仪用于日常监测，零气体发生器、动态校准仪和标准臭氧发生器用于标准臭氧物质的传递与校准。在现场使用的标准采用发生器一般应在2年内送国家级标准实验室进行一次校准和标准传递。

目前在国内外使用的较为成熟的臭氧监测仪器主要来自美国热电、美国API、法国ESA、以及澳大利亚的ECOTecH等公司。

3、臭氧监测的量值溯源和质控体系

从保证O3监测数据的准确性来看，O3的标准溯源和设备校准过程与其他气态污染物不同，由于没有标准钢瓶气，需要用标准O3发生器来传