大气“超级站”：精准“体检”空气质量

在不久前在厦门举办的金砖会晤期间，国家主席习近平这样评价厦门的环境：“抬头仰望是清新的蓝，环顾四周是怡人的绿。”

据《中国科学报》记者了解，中国科学院城市环境研究所(以下简称“城市所”)大气环境观测超级站(以下简称“超级站”)为厦门的“高颜值”空气质量提供了可靠的技术支撑。

全方位实时监测

中科院城市所楼顶的一个房间里，包括常规空气质量监测仪、颗粒物水溶性离子色谱监测仪、单颗粒气溶胶质谱仪、气溶胶化学成分质谱仪、基于飞行时间质量分析器的在线VOCs监测仪、臭氧激光雷达等30多台(套)仪器正在全速运行。今年7月，超级站在这里全面建成。

这些仪器设备组成了超级站的5个观测模块，包括大气常规气象参数、空气质量常规参数、气溶胶理化特性、光化学污染物与前体物及大气汞等重金属污染物等。与普通的空气自动监测站相比，超级站充分利用光学、物理与化学等综合手段，实现了地空一体的多参数、立体与高时间分辨率的空气质量观测。“能对空气质量进行全方面的实时与在线精准‘体检’。”城市所研究员陈进生表示。

陈进生告诉《中国科学报》记者：“这些设备投入使用，强化了大气臭氧垂直分布、臭氧前体物的光解速率、太阳辐射、VOCs物种辨识、滨海盐离子以及与大气环境容量相关的大气边界层高度的观测，凸显了超级站的特色。”

大气卓越中心的新动力

在科学家们看来，超级站的建成对中科院区域大气环境研究卓越创新中心(以下简称“卓越中心”)的科学研究提供了新动力。

目前，依托中科院战略性先导科技专项“大气灰霾追因与控制”的卓越中心，已经在典型城市群大气污染物的迁移转化规律，复合污染条件下大气氧化剂的生消机制、二次粒子生成、爆发增长和老化机制，构建适合我国大气复合污染研究的多种空气质量数值模式等方面取得了诸多进展。

而位于台湾海峡西岸的超级站建成，将对探索东亚季风控制区域与快速城市化区域大气污染物的迁移转化规律大有裨益。陈进生表示，超级站地理位置的优势能帮助科学家识别海陆交界面大气污染的来源与成因，揭示区域大气复合污染的过程与机制。“这对大气卓越中心的科学研究提供了支撑。”他表示。

科学家们期待，在超级站的支撑下，卓越中心将以长三角和东部沿海城市群作为研究对象，开展沿海地区海陆交汇带的大气污染规律，探索该区域的臭氧光化学污染机制。同时在电站烟气脱硝催化剂和汽车尾气净化催化剂研发、VOCs治理技术及人体防护材料方面取得突破。

全力保障金砖会晤

在前不久的金砖会晤期间，大气超级站在实现“金砖蓝”的努力中功不可没。

据城市所相关负责人员介绍，超级站监测项目指标更广、参数更多、时间分辨率更高，不仅能监测主要污染物浓度水平，还能够进一步从分子水平、超细粒径分布、空间垂直分布等方面剖析主要的特征污染物，并初步判断它们的主要来源。

金砖会晤举行前半个月，由城市所牵头临时组建了一支15人的大气环境监测数据分析团队。陈进生回忆道，会晤期间正是福建省典型的东亚季风风向调整之际，面临台风频发、海陆风等复杂气象条件的挑战。“保障难度空前。”他表示。

专家们根据超级站提供的数据，每日对厦门市、福建省及周边的空气质量指标进行不间断的分析，向决策部门做出相应建议。最终，会晤期间，厦门市空气质量日均浓度和小时浓度双双达到一级(双优)标准要求，能见度均在20公里以上，实现了长时间、大范围、高水平的“金砖蓝”。

此外，城市所还参与对水环境、固体废弃物等进行监测与分析，组建起一张强有力的环境质量保障网，为厦门天蓝水碧空气清新的城市环境添色增光。

保障金砖会晤只是城市所各类技术应用于保护城市美好环境的一次演练，为常态化服务国家环境保护事业提供了更多的经验，旨在让科学研究真正为老百姓服务。

城市所所长朱永官表示：“能为国家和地方做点事我们心里感到很踏实。城市环境所作为中科院在东南沿海布局的一个环境综合研究所，多年来，注重科学前沿的同时，紧密结合国家和地方需求，开展全链条创新研究，为建设具有可持续性的城市不断作出创新性贡献!”