《城市空气质量监测》课件

城市空气质量监测随着城市化进程的加速，空气质量已成为影响城市居民健康与生活质量的关键因素城市空气质量监测是环境管理的重要基础工作，通过系统性的监测，可以全面了解城市空气污染状况，为制定环境政策和评估污染防治措施提供科学依据本次报告将全面介绍城市空气质量监测的理论基础、技术方法、数据应用以及未来发展趋势，为理解和改善城市空气环境提供专业视角目录基础内容引言、空气污染的定义和来源、主要空气污染物介绍监测系统空气质量监测的重要性、历史演变、监测站类型、监测技术数据应用空气质量指数、预报技术、数据分析与应用、信息发布未来展望技术发展趋势、挑战与展望、政策建议、总结引言空气质量与城市发展城市发展的双刃剑空气质量监测的意义城市化带来经济繁荣的同时，也伴随着空气质量恶化的问题人准确监测空气质量是城市环境治理的第一步通过科学监测，可口集中、工业活动和交通排放成为城市空气污染的主要来源以了解污染现状、识别污染来源、评估治理效果监测数据的公开透明，有助于提高公众环保意识，促进多方参与空气质量与城市宜居性、可持续发展密切相关，已成为衡量城市环境治理，共同构建洁净宜居的城市环境发展质量的重要指标空气污染的定义和来源空气污染定义人为排放源空气污染是指空气中一种或多种工业生产过程排放•物质的浓度达到足以对人体健康、化石燃料燃烧•生态环境产生有害影响的水平，机动车尾气排放•或干扰人们正常生活和工作的现建筑和道路扬尘•象自然排放源火山爆发•森林火灾•沙尘暴•植物挥发性有机物释放•主要空气污染物介绍二氧化硫₂氮氧化物SONOₓ主要来源于含硫燃料燃烧燃烧过程和机动车排放挥发性有机物颗粒物VOCs PM10/PM

2.5溶剂使用、工业过程、车辆排放燃烧、道路扬尘、工业生产一氧化碳臭氧₃CO O燃料不完全燃烧产生和在阳光作用下形成NOₓVOCs二氧化硫₂SO主要来源环境影响健康危害煤炭和石油等含硫燃料是形成酸雨的主要前体刺激呼吸系统，引起咳的燃烧过程，特别是火物，可导致水体和土壤嗽、气喘等症状，加剧电厂、工业锅炉和冶金酸化，破坏建筑物和文哮喘和慢性支气管炎等行业中国北方冬季物古迹在大气中能转长期暴露可能增加心血采暖期₂浓度往往化为硫酸盐，成为管疾病和呼吸系统疾病SO显著升高的重要组成部分的风险PM

2.5氮氧化物ₓNO排放源机动车尾气是城市的主要来源NOₓ形成机制高温燃烧过程中氮气与氧气反应生成环境效应是形成光化学烟雾和臭氧的关键前体物健康影响损害呼吸系统，降低肺功能，增加呼吸道感染风险可吸入颗粒物PM10定义特征空气动力学直径小于或等于微米的颗粒物，可吸入进入上呼10吸道和肺部肉眼通常无法看见单个颗粒，但高浓度时会形成可见的灰霾主要来源道路扬尘、建筑施工、工业生产过程、机动车尾气、燃煤、沙尘暴等城市道路交通和建筑工地是的重要来源PM10健康危害可进入呼吸系统，引起或加重呼吸系统疾病，如哮喘、支气管炎等与心血管疾病、肺功能下降和过早死亡有关联细颗粒物PM

2.5基本特性组成来源空气动力学直径小于或等于

2.5微米•一次排放燃煤、机动车尾气、的颗粒物，比更细小能够深生物质燃烧PM10入肺泡和血液循环系统，健康危害二次生成₂、、•SO NOₓVOCs更大是形成灰霾天气的主要污染等气态污染物通过大气化学反应物转化自然源沙尘、海盐、植物花粉•等健康影响可穿透肺泡进入血液循环•增加心血管疾病和呼吸系统疾病风险•被世界卫生组织列为一类致癌物•与早产、低出生体重等生殖健康问题相关•臭氧₃O形成机制光化学反应产物季节特征夏季高温强光照条件下浓度升高前体物3和在阳光作用下反应生成NOₓVOCs健康影响刺激呼吸系统，降低肺功能，加重哮喘一氧化碳CO形成原因燃料不完全燃烧的产物，如煤、天然气、汽油等碳基燃料在氧气不足条件下燃烧主要来源机动车尾气是城市CO的最大来源，其次是工业过程和室内燃烧活动毒性机制与血红蛋白结合能力是氧气的250倍，阻碍氧气运输，导致组织缺氧健康危害低浓度可引起头痛、眩晕，高浓度可导致昏迷甚至死亡，是常见的室内致命气体空气质量监测的重要性小时24全天候监测提供实时空气质量信息1500+全国监测站点覆盖全国338个城市种6常规污染物全面监测六项污染指标70%疾病预防减少空气污染相关疾病发生率空气质量监测历史演变早期阶段（世纪年代）2050-60以手工采样为主，主要监测烟尘和二氧化硫监测频率低，数据精度有限，多为事后分析，无法提供实时信息发展阶段（世纪年代）2070-90自动监测技术开始应用，监测项目扩展到多种污染物建立固定监测站点网络，数据采集频率提高，开始有系统化的数据管理网络化阶段（世纪初至今）21形成全国性监测网络，实现数据实时传输和共享监测指标全面，包括PM

2.5等细颗粒物监测数据向公众开放，应用于环境管理决策智能化阶段（现在及未来）多种监测技术协同发展，包括地面监测、卫星遥感、激光雷达等引入人工智能和大数据分析，提高监测精度和预测能力发展低成本微型传感器网络，实现高密度监测覆盖中国空气质量监测发展历程初创期（）1970s-1990s1973年，中国开始在北京、上海等城市建立酸雨监测站1982年，开始建设大气污染监测站，主要监测总悬浮颗粒物TSP和二氧化硫此阶段以手工监测为主，技术条件有限发展期（）2000-20122000年开始实施《空气质量日报》制度，监测扩展至SO₂、NO₂和PM102005年建成113个城市的环境空气质量自动监测系统采用API指数评价空气质量，监测数据开始向公众公开转型期（）2012-20152012年修订《环境空气质量标准》GB3095-2012，新增PM

2.5和臭氧监测指标开始从API向AQI转变，74个城市率先开展PM

2.5监测2013年开始实时发布PM

2.5监测数据完善期（至今）20152015年，338个地级以上城市全部建成PM

2.5监测能力国控监测点位数量超过1500个，覆盖全国所有地级以上城市监测系统实现数据实时传输，公众可通过多种渠道获取空气质量信息国际空气质量监测标准比较国家/组织PM

2.5μg PM10μg/SO₂μg/NO₂μg/O₃μg/m³/m³m³m³m³中国年均年均年均年均8小时16035/24小70/24小60/24小40/24小时75时150时150时80WHO年均年均24小时20年均40/18小时10010/24小20/24小小时200时25时50美国年均24小时1小时年均8小时12/24小15075ppb53ppb/170ppb时35小时100ppb欧盟年均25年均24小时年均40/18小时12040/24小125/1小小时200时50时350空气质量监测站类型环境空气质量评价城市点污染监控点代表城市整体空气质量水平监测重点污染源影响2区域点和背景点路边交通点了解区域传输和背景浓度评估交通排放影响环境空气质量评价城市点选址特点站点功能通常设置在居民区、商业区等用于评价城市整体空气质量状城市功能区，能够代表大多数况，是计算城市的主要数AQI城市人口的暴露水平一般距据来源同时也是评估城市空离主要道路和工业源有一定距气质量达标情况和长期变化趋离，避免单一源的直接影响势的重要依据布设原则一般按照行政区划和人口分布均匀布设，大中城市通常布设多个城市点，小城市至少布设个城市点站点应位于空气流通良好的开阔地1-2带，避免建筑物、树木等障碍物直接干扰污染监控点设置目的布点原则用于监测特定污染源对周边环境的一般设置在污染源主导风向下风•影响程度，评估污染控制措施的有向效性针对性监测工业区、大型能考虑污染物扩散特性和人口分布•源设施等重点排放源的污染贡献，兼顾污染源近距离和中远距离影•为管控提供依据响可根据需要增设移动监测站•监测特点除常规指标外，针对性监测特征污染物•采样频率可能高于一般监测点•结合气象数据分析污染传输规律•对污染事件有更高的敏感性•路边交通点设置目的布点特点路边交通点主要用于监测机动车排放对道路周边空气质量的直接通常设置在交通流量大的主干道或交通拥堵点附近，距离道路边影响，反映人群在交通沿线的暴露水平随着城市机动车数量增缘一般为米采样口高度一般为米，接近行人呼吸5-

102.5-

3.5加，交通排放已成为许多城市的主要污染源，特别是₂和高度，能反映人体真实暴露水平NO CO等污染物在路边交通点的选址中，需要考虑交通流量、车辆类型构成、道通过路边监测，可以评估交通管制措施的效果，为交通污染防治路形态（如街谷效应）等因素同时避免其他干扰源（如附近的提供科学依据同时也能为公众出行提供参考信息，尤其是对易建筑排放）的影响，确保监测数据能够准确反映交通排放的贡献感人群（如儿童、老人、呼吸系统疾病患者）具有重要价值区域点和背景点区域点区域点通常设置在郊区或城市群之间的交界处，用于监测区域传输的污染物它们帮助了解污染物的跨区域流动规律，对区域联防联控具有重要意义在京津冀、长三角、珠三角等城市群，区域点的设置尤为重要背景点背景点设置在远离人为污染源的地区，用于监测大气本底值和自然因素的影响它们提供了评估人为活动贡献的基准线，同时也是监测全球大气变化的重要窗口中国的背景站包括长白山、黄山、西藏纳木错等地数据价值区域点和背景点的数据对研究污染物长距离传输、区域大气环境容量评估以及制定跨区域协同控制策略具有重要价值这些站点通常监测项目全面，除常规污染物外，还可能包括温室气体、持久性有机污染物等特殊指标空气质量监测技术自动监测系统连续自动采样分析，实时数据传输手工采样分析采样后实验室分析，适用特殊污染物遥感监测技术卫星、激光雷达等非接触式监测小型传感器网络低成本高密度布点，辅助监测自动监测系统数据管理与传输数据采集、校验和远程传输分析系统污染物浓度自动分析仪器采样系统样品采集和预处理装置监测站房温湿度控制、安全防护设施手工采样分析采样设备实验室分析特殊污染物监测手工采样使用专用采样器收集空气样品，样品采集后送至实验室进行化学分析，常手工采样分析适用于自动监测难以覆盖的包括滤膜采样器、吸收液采样器、罐采样用分析方法包括重量法、分光光度法、色污染物，如重金属、多环芳烃、二噁英等器等根据污染物特性选择合适的采样介谱法、质谱法等分析过程需严格按照标有毒有害物质这些污染物虽然浓度低，质和流量，通常需要现场记录温度、气压准方法进行，确保结果的准确性和可比性，但毒性大，对健康和环境影响显著，需要等参数用于标准状态换算必要时进行平行样分析和加标回收试验特殊的采样和分析技术遥感监测技术卫星遥感监测地基遥感技术利用卫星搭载的大气成分探测仪器，通过分析不同波长的光谱特包括激光雷达、差分光学吸收光谱、太阳光度LIDAR DOAS性，获取大气污染物分布信息常用卫星包括美国的、计等技术这些设备可以获取污染物的垂直分布剖面或沿特定路MODIS欧洲的、中国的高分系列等径的浓度积分值Sentinel-5P卫星遥感优势在于覆盖范围广，可获取大尺度污染分布图像，适地基遥感技术可以弥补传统点位监测的空间代表性不足，提供三合监测区域传输和污染天气演变但受云层影响大，垂直分辨率维污染物分布信息特别是激光雷达技术，能够监测边界层结构有限，需要地面校正数据配合使用和颗粒物垂直分布，对污染过程研究和预警有重要价值空气质量指数介绍AQI定义监测指标AQI空气质量指数Air QualityIndex,AQI•二氧化硫SO₂是一种量化空气质量状况的无量纲指•二氧化氮NO₂数，用简单的数值描述复杂的空气质•一氧化碳CO量状况，帮助公众理解空气污染程度•臭氧O₃及健康影响中国的AQI基于《环境空气质量指数AQI技术规定试行》•颗粒物PM10HJ633-2012计算•细颗粒物PM

2.5应用价值•为公众提供简明易懂的空气质量信息•指导公众采取健康防护措施•评价城市空气质量状况及变化•为政府环境管理提供依据计算方法AQI监测数据获取收集六项基本污染物浓度数据单项污染指数计算各污染物浓度转换为值IAQI综合指数确定取单项指数的最大值作为AQI空气质量等级评定根据数值确定质量等级AQI等级划分AQIAQI数值空气质量等级颜色健康影响建议措施0-50优绿色空气质量令人满意，基本无空气污染各类人群可正常活动51-100良黄色空气质量可接受，但对少数敏感人群敏感人群减少户外活动有轻度影响101-150轻度污染橙色易感人群症状有轻度加剧，健康人群儿童、老人及心脏病、呼吸系统疾病出现刺激症状患者减少长时间户外活动151-200中度污染红色进一步加剧易感人群症状，可能对健儿童、老人及患者避免长时间户外活康人群心脏、呼吸系统有影响动，一般人群减少户外活动201-300重度污染紫色心脏病和肺病患者症状显著加剧，运儿童、老人和患者应停留在室内，一动耐受力降低，健康人群普遍出现症般人群避免户外活动状300严重污染褐红色健康人群运动耐受力降低，可出现明儿童、老人和病人应留在室内，避免显强烈症状，提前出现某些疾病体力消耗，一般人群避免户外活动首要污染物判定定义理解首要污染物是指空气中对人体健康和环境影响最大的污染物，技术上指对应单项空气质量指数IAQI值最大的那种污染物当有多个污染物IAQI值相同且最大时，可同时存在多个首要污染物判定方法计算各污染物的单项空气质量指数IAQI，确定其中的最大值，对应的污染物即为首要污染物首要污染物IAQI值与AQI相等，直接决定空气质量等级应用价值首要污染物判定有助于精准识别主要环境问题，指导污染治理重点和方向不同季节首要污染物常有差异，如冬季常为PM

2.5，夏季则可能是O₃，需要采取针对性治理措施信息公开在空气质量信息发布中，首要污染物是重要内容之一公众可通过了解首要污染物特性，采取更有针对性的健康防护措施，如在PM

2.5为首要污染物时佩戴口罩，在O₃为首要污染物时避免午后户外活动空气质量预报技术统计模型预报人工智能预报基于历史数据统计关系机器学习和深度学习方法数值模式预报集成预报基于物理化学过程模拟多种方法结合的综合预报数值模式预报基本原理优势与局限数值模式预报是基于大气物理、化学过程的数学模型，通过求解数值模式预报的主要优势在于具有明确的物理化学机制，可以模描述污染物产生、传输、转化和沉降的控制方程组，模拟预测未拟复杂条件下的污染过程，预报时效长可达天以上，且具有7来空气质量变化这类模型需要气象场、排放源清单等输入数据，较好的时空连续性，能够提供全区域、多污染物的预报结果可以模拟复杂的大气化学反应和污染物区域传输过程然而，数值模式也存在一些局限性计算资源需求大，运行速度常用的空气质量数值模式包括、、、慢；对输入数据尤其是排放源清单依赖性强；由于大气过程复CMAQ CAMxWRF-Chem等这些模型通常与气象模式如耦合，形成完杂性，模型简化和参数化过程不可避免引入误差因此，实际应NAQPMSWRF整的预报系统数值模式预报是目前业务化空气质量预报的主要用中常需要进行资料同化和后处理以提高预报准确性技术手段统计模型预报方法原理典型模型统计模型预报基于历史观测数据，利•多元线性回归模型用污染物浓度与气象条件、排放活动•时间序列模型ARIMA等因素之间的统计关系，建立预测模•灰色预测模型GM型常用的统计方法包括多元线性回•支持向量机回归SVR归、时间序列分析、马尔可夫链等这类方法计算简单，实现容易，在早•随机森林RF期空气质量预报中应用广泛应用局限•预报时效通常较短1-3天•对异常气象条件适应性差•难以反映非线性关系•缺乏物理化学机制支持•模型易受历史数据质量影响人工智能预报方法神经网络模型人工神经网络ANN通过模拟人脑神经元结构，构建非线性映射关系，适用于复杂系统建模在空气质量预报中，常用的神经网络包括反向传播网络BP、卷积神经网络CNN、长短期记忆网络LSTM等LSTM特别适合处理时间序列数据，能有效捕捉污染物浓度的时间依赖特性深度学习应用深度学习利用多层神经网络从大量数据中自动学习特征，无需人工特征工程在空气质量预报中，深度学习可以整合多源数据，如监测数据、气象数据、卫星遥感数据等，实现端到端的预报近年来，基于图神经网络GNN的方法能更好地捕捉站点间的空间相关性，提高预报精度混合模型将人工智能与物理模型结合的混合方法正成为研究热点如利用机器学习校正数值模式结果，或将物理约束引入深度学习模型这类方法既保留了物理模型的机制解释性，又利用了AI的非线性拟合能力，能有效提高预报准确性和泛化能力优势与发展方向AI预报方法计算效率高，能快速生成预报结果；适应性强，可通过持续学习不断优化；尤其擅长处理非线性关系未来发展方向包括可解释性AI、迁移学习应用、多尺度预报融合以及与数值模式的深度融合城市空气质量监测网络建设监测点位布设原则代表性原则监测点位应能代表所在区域的空气质量特征，不受局部污染源的直接影响根据城市规模和功能区划合理布设，确保监测数据具有广泛代表性全面性原则监测网络应覆盖城市各类功能区，包括居民区、商业区、工业区、交通干道等，综合反映城市不同区域的空气质量状况和人群暴露水平地形气象因素考虑地形地貌和主导风向等气象条件，合理布设监测点位在复杂地形区域，应增加监测点密度，覆盖不同地形区域的空气质量特征经济性原则在满足监测需求的前提下，合理控制监测站数量和投入成本采用点位优化技术，确保有限监测资源发挥最大效益城市常规站点数量通常根据城市人口和面积确定数据传输与管理系统数据应用层信息发布、决策支持、科学研究数据分析层统计分析、模型预报、预警评估数据存储层3数据库管理、备份恢复、历史归档数据传输层网络传输、协议转换、安全加密数据采集层监测设备、数据采集器、现场控制器质量保证与质量控制设备校准与维护标准操作程序定期校准和维护监测设备规范采样和分析全过程实验室比对数据审核与验证实验室间能力验证和比对多级审核确保数据准确可靠监测数据分析与应用趋势分析通过长时间序列数据分析污染物浓度的季节变化、年际变化和长期趋势，评估污染控制措施效果和空气质量改善情况空间分布分析基于多站点监测数据，结合空间插值方法，分析污染物的空间分布特征，识别污染热点区域，为精准治污提供依据源解析应用通过受体模型或化学传输模型，分析不同污染源对环境空气质量的贡献率，为源头治理和靶向减排提供科学依据健康影响评估结合流行病学研究成果，评估空气污染对公众健康的影响程度，量化健康负担和经济损失，强化污染控制的必要性趋势分析空间分布分析监测网络空间布局插值与制图方法热点分析与应用空间分析首先需要合理的监测网络布局，利用地统计学方法将离散监测点数据扩展通过空间分布分析，可以识别污染热点区确保不同区域有代表性的监测点位城市为连续的空间分布常用的空间插值方法域，了解不同区域的空气质量差异这些中心区域通常监测点密度较高，郊区则相包括克里金法、反距离加权法信息有助于制定区域差异化的污染控制策Kriging对稀疏现代监测网络设计已开始采用空和样条插值法等先进的空间分析略，开展精准治污同时，分析历年污染IDW间统计学方法，优化点位布局，提高网络还可结合卫星遥感数据、地形特征和土地分布变化，可评估控制措施的空间效应，效率利用信息，提高插值精度指导环境规划和区域协同治理源解析应用源解析方法应用案例与效益源解析是识别大气污染物来源及其贡献比例的过程，主要包括两源解析已成为制定科学减排策略的关键工具例如，北京市通过类方法受体模型和源受体关系模型受体模型基于环境监测源解析研究，识别了机动车排放、燃煤、工业生产、扬尘等关键-数据，通过统计方法反推污染源贡献，如正矩阵因子分解、源，并据此制定了针对性治理措施，如机动车限号、煤改气、PMF化学质量平衡等；源受体关系模型则基于排放清单和化降尘七条措施等，取得显著减排效果CMB-学传输模拟，如、等CAMx-PSAT CMAQ-ISAM源解析的应用价值主要体现在确定主要污染源，制定针对性控现代源解析研究常结合多种技术手段，如同位素示踪、有机标志制策略；量化不同源的贡献率，优先控制贡献大的污染源；评估物分析等，提高解析精度大气颗粒物源解析尤为复杂，需要考减排措施效果，指导调整控制策略；支持重污染天气应急减排，虑一次排放与二次生成，本地源与区域传输等多重因素提高应急响应精准度健康影响评估评估方法主要健康终点健康影响评估通常采用基于流行病学•总死亡率增加研究的暴露-反应关系，结合污染物浓•心血管疾病死亡度和人口分布数据，计算污染物导致•呼吸系统疾病的超额死亡和疾病负担常用的评估•哮喘和慢性支气管炎加重模型包括世界卫生组织的AirQ+、美国环保署的BenMAP等•工作和学校缺勤•医院就诊和急诊经济损失评估•医疗费用支出•生产力损失•生命价值损失•生活质量下降•环境治理成本空气质量信息发布日报与实时发布空气质量实时数据和日报是最基本的信息发布形式中国环境监测总站和各地环境监测机构通过官方网站、手机APP和公共显示屏发布实时AQI和主要污染物浓度数据，同时提供24小时空气质量预报预警信息发布当预测将出现重污染天气时，环保部门会发布空气质量预警信息，包括污染程度、持续时间、影响范围和健康防护建议预警级别通常分为四级蓝色、黄色、橙色和红色，对应轻度、中度、重度和严重污染数据开放共享政府逐步推进空气质量数据的开放共享，公众和第三方机构可获取历史监测数据进行分析和应用开发数据开放促进了社会监督和公众参与，也催生了众多环境大数据应用和创新服务日报与实时发布多平台发布渠道发布内容与频率健康提示与建议空气质量信息通过多种渠道向公众发布，实时发布内容通常包括值、空气质量空气质量信息发布时，配套提供针对不同AQI包括环保部门官方网站、环境监测中心数等级、首要污染物及六项常规污染物浓度人群的健康防护建议，如超过时，AQI150据平台、手机（如中国空气质量发布等数据更新频率一般为小时一次日建议敏感人群减少户外活动；超过APP1AQI200）、微信公众号、电视广播和城市公共显报内容更为全面，除当日情况外，还包括时，建议全体人群减少户外活动针对性示屏等多渠道发布确保信息覆盖不同人小时预报、空气质量变化趋势分析和健建议有助于公众采取适当措施保护健康，24群，满足公众的知情需求康提示等，通常在每日前发布减少污染暴露16:00预警信息发布及时响应与反馈发布流程预警信息发布后，相关部门应迅速启预警信息内容预警信息由环保部门会同气象部门联动应急响应措施，并及时跟踪污染变预警级别划分预警信息应包含污染等级、影响范围、合研判，经地方政府批准后发布通化情况当污染程度超出预期或低于预警信息按照污染程度划分为四个级起始时间、可能持续时间、首要污染常采用预警发布—预警调整—预警解预期时，应及时调整预警级别预警别蓝色预警AQI200将持续24小时、物、气象条件、健康防护建议以及应除的全流程管理发布渠道包括政府解除后，应对预警过程进行评估，总黄色预警AQI200将持续48小时、橙对措施等内容信息应简明扼要、通网站、新闻媒体、短信、手机APP推结经验教训，持续改进预警机制色预警AQI200将持续72小时和红色俗易懂，便于公众理解和采取行动送、应急广播等多种方式，确保覆盖预警AQI300将持续72小时或全体城市居民AQI200将持续96小时不同级别预警启动不同强度的应急响应措施公众参与和科普教育科普知识传播通过媒体、校园和社区开展空气质量科普公众监督举报建立环保举报热线和12369APP公民科学计划鼓励公众参与微型监测活动政策咨询反馈公众参与环保政策制定和评估重污染天气应急响应应急响应体系应急措施类型重污染天气应急响应是针对短期空气质量严重恶化情况采取的紧应急响应措施主要包括三类健康防护措施、倡议性减排措施和急措施中国建立了完善的重污染天气应急响应体系，包括监测强制性减排措施健康防护措施侧重于减少人群暴露，如停课、预警、分级响应、应急减排和效果评估等环节调整作息等；倡议性措施如建议错峰出行、减少烹饪等；强制性措施主要针对工业企业、建筑工地、道路交通等重点排放源应急响应以预防为主，预测预警为先导，强调多部门协同联动根据《重污染天气应急预案编制指南》，城市应制定本地应急预案，明确组织机构、监测预警、应急措施、信息公开等内容近年来，应急减排措施逐步实现精准化、差异化，基于源解析结果，对不同行业、不同企业制定针对性减排方案，避免一刀切同时强调区域联防联控，协同应对跨区域污染过程应急预案制定污染特征分析减排清单编制分析本地污染特点和来源识别关键排放源并制定减排方案2演练评估完善预案文件编制开展应急演练并持续优化制定分级响应和具体措施分级响应措施预警级别触发条件健康防护工业企业交通管控扬尘控制措施减排蓝色IV级AQI200敏感人群部分高排加强道路增加工地持续24h减少户外放企业限洒水降尘洒水频次活动产10%黄色III级AQI200中小学停部分高排重型车辆停止土石持续48h止户外活放企业限限行方作业动产20%橙色II级AQI200幼儿园停部分高排机动车单停止建筑持续72h课放企业限双号限行拆除和喷产30%涂红色I级AQI300中小学停部分高排扩大限行停止所有持续72h课放企业限范围土建工程产50%或停产跨区域联防联控区域协作机制统一预警预报建立跨行政区域的空气质量联防建立区域统一的空气质量预报预联控工作机制，整合区域内监测、警系统，加强信息互通和共享预警和应急资源如京津冀及周环保部门牵头，气象部门配合，边地区、长三角、珠三角等重点定期组织区域空气质量会商，协区域已形成常态化协作平台，统同发布区域性预警信息，为联合一监测标准，共享环境信息，联应对提供科学依据合应对区域性重污染天气协同减排措施针对区域性污染过程，制定跨区域协同减排方案，避免单一城市单打独斗建立重点行业、重点企业区域减排清单，确保减排措施的协同性和有效性实践证明，区域联防联控比单一城市行动更能有效应对复合型区域污染空气质量达标规划现状评估与目标设定全面分析城市空气质量现状，识别主要问题和挑战，结合国家标准和地方实际，制定分阶段改善目标达标路径分析基于情景分析和模型模拟，测算达标所需的污染物减排量，确定技术可行、经济合理的达标路径措施体系构建针对重点领域、重点行业和重点污染物，制定系统性减排措施，形成结构调整、工程治理、管理创新等多措并举的措施体系实施与监督评估建立规划实施的责任体系和考核机制，定期评估措施落实情况和空气质量改善效果，适时调整优化规划内容达标路径分析达标差距分析对比现状空气质量与国家标准的差距，重点分析超标污染物及超标频次、程度考虑不同季节、不同气象条件下的达标压力，评估达标难度将空气质量浓度差距转化为污染物减排量需求，为后续措施制定提供定量依据情景设计构建设计基准情景维持现状、政策情景落实现有政策、达标情景额外措施确保达标等多个发展情景考虑经济增长、能源结构、产业布局、交通结构等社会经济因素的变化趋势，预测未来排放变化模型模拟分析利用大气质量模型，模拟不同情景下的空气质量变化趋势评估常规减排措施的改善效果，测算达标尚存的缺口针对缺口，设计强化措施或创新措施，进行敏感性分析，筛选高效减排措施多目标优化决策综合考虑环境效益、经济成本、技术可行性和社会影响等因素，对不同达标路径进行多目标优化平衡短期达标与长期可持续发展的关系，确定最优达标路径根据路径倒排工期，制定年度工作计划和重点任务部门协同与措施制定能源结构调整工业源管控煤炭消费总量控制清洁能源替代利用产业结构优化调整能源利用效率提升清洁生产技术改造工业污染全过程控制交通污染治理1车辆排放标准升级公共交通体系建设低排放区域划定监管能力建设监测预警体系完善扬尘综合整治环境执法力度加强建筑施工扬尘控制信息公开社会监督道路清扫保洁强化裸露地面绿化覆盖空气质量改善与碳减排协同协同控制机理协同政策设计空气污染物与温室气体在很大程度上来源相同，主要是化石燃料基于协同控制理念，可整合空气质量管理与气候变化应对，实现燃烧过程大多数减少化石燃料消耗的措施，如能源结构调整、政策协同首先，将温室气体纳入环境影响评价体系，实现污染提高能效、发展清洁能源等，既可减少二氧化碳排放，也能降低物与温室气体排放的统一管理；其次，制定考虑协同效益的排放₂、、颗粒物等常规污染物排放标准和经济政策，如碳税、排放权交易等；最后，加强城市规划、SO NOₓ能源规划与环境规划的衔接，从源头实现协同减排空气质量改善与碳减排呈现显著的协同效应研究表明，为实现空气质量目标而采取的措施，可降低约的碳排放；同样，10-20%为减缓气候变化而实施的低碳策略，也能显著改善空气质量，带协同路径包括（）能源清洁化，如清洁煤技术和可再生能源1来额外的健康效益发展；（）终端电气化，如电动汽车推广；（）提高能源效23率，如建筑节能和工业锅炉改造；（）循环经济发展，减少资4源消耗和废物产生这些措施能为空气质量改善和碳减排创造双赢局面监测技术发展趋势智能化与决策支持基于大数据的智能决策系统多技术融合监测地面站、遥感、激光雷达等多维联合特征组分精细监测VOCs组分、二次有机气溶胶等密集网络布设低成本微型传感器广泛应用实时自动化监测常规污染物连续自动监测新型传感器应用微型传感器特点高密度监测网络个人暴露监测新一代空气质量微型传感器体积小、重量微型传感器最大优势是可构建高密度监测便携式空气质量监测器的发展使个人暴露轻、功耗低、成本低，易于大规模部署网络，弥补传统监测站点稀疏的局限在监测成为可能这类设备可随身携带或安采用电化学、光散射、半导体等传感技术，城市关键区域或污染热点区部署传感器网装在家庭、办公室、车辆等微环境中，帮能够监测、₂、₃等多种污染络，可实现街区尺度甚至街道尺度的污染助个人了解实时空气质量状况，采取防护PM

2.5NO O物虽然精度和稳定性不及参比方法，但分布监测这种精细化监测对于识别局部措施同时，通过众包方式汇集个人监测通过算法校正和网络化布设，可提供有价污染源、评估人群暴露、指导精准治理具数据，可形成更全面的空气质量图景，促值的空间分布数据有重要价值进公众科学参与大数据和人工智能在监测中的应用数据质量控制利用机器学习算法对监测数据进行智能筛查，自动识别异常值和设备故障通过时间序列分析和空间相关性检验，提高数据一致性与可靠性，减少人工审核工作量开发自适应校正算法，实时调整微型传感器漂移，提高低成本设备数据质量多源数据融合整合地面监测站、卫星遥感、移动监测、模型模拟等多源数据，应用深度学习方法进行数据融合和同化通过卷积神经网络CNN处理卫星图像，提取空气质量特征；利用图神经网络GNN捕捉站点间空间相关性，实现高精度空间插值，生成连续污染分布场高精度预报预警应用深度学习模型如长短期记忆网络LSTM和注意力机制，提高空气质量预报准确性和时效性结合物理模型和数据驱动方法，开发混合预报系统，兼具机理解释性和非线性拟合能力基于强化学习构建智能预警系统，自动优化预警阈值和时机知识发现与决策支持通过大数据挖掘技术，从海量监测数据中发现污染规律和隐藏关系应用因果推断方法，评估污染控制措施效果，识别关键影响因素构建智能决策支持系统，整合监测、预报、源解析和减排措施评估，为精准治污提供科学依据移动监测技术车载监测系统无人机监测技术车载监测系统将先进监测设备安装在专•可获取不同高度的垂直分布数据用车辆上，能够快速响应污染事件，对•适合监测工业园区和污染源上空特定区域进行高精度监测车载系统通•能够进入传统监测难以到达的区域常配备自动监测仪器、气象传感器、•配备高分辨率相机可进行可视化监测GPS定位系统和数据传输设备，能同时监测多种污染物它在污染源追踪、应急响应、执法监察和环境影响评价中发•轻型、便携式传感器正不断发展挥重要作用公共交通监测网络•在公交车、出租车等公共交通工具上安装传感器•利用日常运行路线获取广泛覆盖的数据•成本效益高，无需专门的监测车辆•可实现街道级精细化空气质量地图绘制•伦敦、纽约等城市已开展相关试点项目未来挑战与展望监测范围拓展监测精度提升从常规污染物向等特征组分拓展提高时空分辨率和数据准确性VOCs区域全球协同多维立体监测加强区域乃至全球监测合作3实现地空天一体化监测体系--法规政策完善建议法律体系完善进一步完善空气质量监测相关法律法规体系，明确监测主体责任和数据质量责任，加强对监测数据弄虚作假行为的惩处力度推动《环境监测条例》出台，为监测工作提供更强有力的法律保障标准体系升级逐步提高环境空气质量标准，向世界卫生组织推荐值靠拢完善监测方法标准，增加VOCs、多环芳烃等特征污染物监测标准制定新型监测技术和设备的技术规范，规范微型传感器应用管理机制创新探索空气质量监测社会化服务机制，在保障数据质量的前提下，引入第三方专业机构参与监测工作建立数据共享机制，促进部门间、区域间监测数据共享和联合分析，提高监测数据综合利用水平投入保障加强加大监测基础设施建设投入，完善监测点位覆盖，更新升级监测设备加强监测人才队伍建设，提高技术水平和分析能力支持监测技术创新研发，推动产学研用合作，提升国产监测技术装备水平总结持续改善空气质量的重要性健康福祉经济效益生态和谐空气质量直接关系到公空气质量改善带来显著空气质量与生态环境密众健康持续改善空气的经济效益减少空气切相关改善空气质量质量可减少呼吸系统和污染可降低医疗支出，有助于保护植被和农作心血管疾病的发生率，减少工作日损失，提高物，减少酸雨危害，保降低过早死亡风险，提劳动生产力同时，清护生物多样性空气污高人民生活质量和幸福洁空气有助于吸引高质染控制与应对气候变化感据研究，浓量人才和投资，促进旅协同推进，共同构建人PM

2.5度每降低，可游业发展，推动城市可与自然和谐共生的现代10μg/m³使全因死亡率降低约持续发展和高质量发展化3-5%。