當前，國家急需研發大氣灰霾、光化學煙霧及其前體物、區域污染輸送、重金屬污染等監測新技術和高準確度污染源識別技術，開發新型的立體的環境空氣監測技術。
2008年以來，我國先后在天津、上海、重慶、廣州等9個城市開展了灰霾影響城市環境空氣質量的監測試點工作，并且在廣東省和江蘇省區域環境空氣背景監測站開展灰霾影響區域環境空氣質量的監測試點工作。通過試點監測，積累了細粒子監測的初步經驗。目前，我國已建設完成了31個區域環境空氣監測站和14個國家大氣背景值監測站。中國環境監測總站大氣綜合監測實驗室也初步建成。此外，總站還配備了具有國際一流水平的實驗室分析儀器設備。中國環境監測總站和相關監測站已具備了開展大型綜合監測科研攻關的能力。
緊密結合“十二五”國家大氣環境管理工作的需求，以滿足社會公眾高度關注的環境問題的知情權，有效指導大氣污染控制為目標，建議重點開展以下幾方面研究：
一是針對區域性污染的典型特征，開展大氣污染物（顆粒物、臭氧、VOCS）的空間立體監測技術研究。研究開發區域性污染物監測的新技術和新手段。
二是開展區域空氣質量監測網絡設計、區域空氣質量評價體系及表征方法、信息發布系統研究。
三是開展區域空氣質量預報預警體系研究。研究環境空氣質量預報預警模型的適用性，結合環境管理需求開展環境空氣預警與應急處置聯動機制研究，以指導區域大氣污染聯防聯控，有效改善環境質量。
四是開展區域污染物的源解析研究。通過對污染物的成分分析，結合污染源排放清單，研究污染物的主要來源，為確定控制途徑和綜合防治對策提供科學支持。
這些研究具體包括：研究利用現代光學遙感監測技術和激光雷達技術，開展大氣污染的空間立體監測技術，包括大氣細粒子和臭氧的激光雷達監測技術方法、常規氣態污染物的被動差分吸收光譜技術方法、VOCS等有機污染物的傅里葉紅外光譜監測技術方法等，并結合氣象觀測技術，研究大氣污染物在區域間的輸送走向和削減過程；PM2.5、臭氧及其前體物、VOCS、重金屬等污染物的監測新技術研究；區域空氣質量監測網絡構架設計及區域點位選址研究；區域空氣質量評價體系及表征方法研究，空間數據綜合分析技術研究；區域空氣質量監測數據實時傳輸、信息共享和發布系統研究；研發多種預報模型技術，開展多種預報模型的適用性研究；制定區域空氣預報預警方案，建立環境空氣質量預報預警聯合會商平臺和應急處置聯動機制；開展大氣污染源調查與估計技術研究，研究污染源排放清單動態更新技術；研究污染源的排放特征，建立污染物排放因子數據庫和重點污染源排放的化學特征譜；研究污染物定量源解析技術，開展污染物化學成分監測技術研究，通過對污染物化學組成成分的分析，結合源排放清單，分析不同污染物的來源；區域空氣監測體系在線質量保證/質量控制研究；PM2.5等新增污染物監測設備認證平臺研制。
總之，我國環境空氣監測網絡應以建立體系完備、技術一流、監測信息準確完整、數據獲取手段多樣、信息處理智能的天地空一體化環境空氣質量監測和預報預警體系為目標，開展支持區域環境綜合管理的先進環境質量綜合立體監測關鍵技術研究，并進行綜合示范，提高改善環境空氣質量的科技支撐能力，形成具有自主知識產權的先進環境空氣監測技術方法體系、環境空氣質量評價技術方法體系。
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