内蒙古自治区城市大气温室气体监测点位布设技术规范总结

一、标准概述

DB15/T 4037-2025《城市大气温室气体(CO2、CH4、N2O)监测点位布设技术规范》是由内蒙古自治区环境监测总站和中国科学院大气物理研究所联合起草的地方标准，规定了城市大气温室气体监测点位布设的原则、方法和要求，适用于城市大气温室气体CO2、CH4、N2O高精度塔基地面监测点位的规划、设立和建设。

二、术语定义

1. ​​温室气体​​：大气层中能吸收和散发红外辐射的气态成分，主要包括二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)。
2. ​​城市点​​：监测城市内大气温室气体浓度水平和变化趋势，反映城市本地人为排放状况的监测点位。
3. ​​背景点​​：监测城市本底大气温室气体浓度水平和变化趋势，反映城市本底温室气体源汇收支整体状况的监测站点。

三、布点原则

1. ​​代表性​​：能客观反映一定空间范围内大气温室气体水平和时空变化规律。
2. ​​可比性​​：同类型监测点设置条件尽可能一致，使数据具有可比性。
3. ​​整体性​​：考虑城市地形地貌、气象等环境因素及社会经济特点。
4. ​​前瞻性​​：兼顾未来城乡空间格局变化趋势。
5. ​​稳定性​​：点位确定后原则上不应变更，保证监测资料的连续性和可比性。

四、点位布设数量要求

1. ​​小型监测网络​​：至少2个点位，在城市主导风的上下风向各设置1个城市点，适用于前期试验性监测。
2. ​​中型监测网络​​：4-6个点位，在城市主导风的上下风向各设置1-2个城市点，城市内设置2-4个城市点，适用于中小型城市或主导风向明确的大城市。
3. ​​大型监测网络​​：涵盖城市点和背景点，需要系统性网络设计，适用于大型城市及城市群或工业企业较多的中型城市。

五、布设流程及要求

1. 城市点布设

• ​​总体原则​​：基于移动监测、遥感监测和模型分析结果布设，在城市主导风向的上风侧和下风侧至少布设2个点位。
• ​​流程​​：
  1. 资料收集：气象资料、温室气体监测数据、地理信息等
  2. 点位初选：按1:3比例初步筛选备选点位
  3. 点位优化：采用统计分析和模式模拟方法筛选敏感点位
  4. 点位确认：实地勘查，确保符合环境要求

2. 背景点布设

• ​​总体原则​​：选在城市主导风向上游具有区域代表性的地区，离开城市建成区和主要污染源20km以上。
• ​​要求​​：
  • 周边20km范围内土地利用方式应长期稳定
  • 相邻城市可共同设置1个背景点
  • 注意点位附近植被影响

六、监测点环境要求

1. 城市点环境要求

• 与主要排放源保持至少1000m
• 50m内土地使用状况相对稳定
• 无强大电磁干扰，符合GB 8702限值
• 有稳定电力供应和避雷设备

2. 背景点环境要求

• 离开城市建成区和主要污染源20km以上
• 1km内土地使用状况相对稳定
• 地质条件长期稳定坚实
• 有稳定电力供应

3. 采样口设置要求

• 距植物冠层30m以上，距地面高度50m-100m
• 四周360°范围内障碍物遮挡仰角不超过5°
• 优先选择开放式高塔设置采样口

七、国内外参考经验

1. 小型监测网络案例

• ​​法国巴黎(早期)​​：围绕小巴黎地区建设3个温室气体监测站点，位于主导风向轴上及主城区与郊区交界处。
• ​​乌海市海勃湾区​​：在城市主导风的上下风向各设置1个城市点。

2. 中型监测网络案例

• ​​美国印第安纳波利斯​​：采用经验判断方法，在主导风向上建设站点，环绕城市外围建设7个站点，城市中心建设4个站点。
• ​​法国巴黎(后期)​​：围绕大巴黎地区建设7个高精度监测站点，其中2个位于中心建成区，5个位于城区与乡村交界处。

• ​​鄂尔多斯市东胜区​​：建设6个监测站点，包括上下风向2个城市点、1个背景点和3个城市内点。

3. 大型监测网络案例

• ​​美国洛杉矶​​：采用模式模拟计算方法，通过WRF-STILT模式筛选站点位置，共布设12个城市点和4个背景点。

• ​​美国东北走廊城市群​​：采用统计分析拓展方法，基于大气扩散模型和聚类分析算法优化站点位置，共布设11个城市点和4个背景点。

八、附录内容

1. ​​统计分析和模型模拟方法​​：
   • 统计分析：K-Means、DBSCAN、层次聚类法等
   • 模型模拟：WRF、MM5、RAMS等气象模式与STILT、HYSPLIT等粒子扩散模式结合
2. ​​监测点周围环境和采样口位置要求​​：详细规定了城市点和背景点的周边环境条件及采样口设置标准。
3. ​​国内外经验介绍​​：提供了小型、中型和大型监测网络的典型案例，包括巴黎、乌海市、印第安纳波利斯、洛杉矶等多个城市的实践经验。