大气PM_2.5是当前国内外研究的重点科学问题，也是影响公众生产和生活的热点环境问题，是蓝天保卫战最核心的环境指标。关中城市空气污染显著特征为PM_2.5浓度高且成因复杂；实现达标排放难度较大，亟需构建关中城市群核心区、缓冲区和背景区大气污染立体多参数监测体系，开展常规参数及实时在线高精度监测；获得关中城市群大气污染过程、污染类型、出现频次及在不同尺度下的时空分布特征；深入理解其来源、形成机制，揭示关中地区污染形成的内因和外因以及两者的协同作用；对关中城市群大气污染控制对策及措施提供科技支撑，提交咨询报告；并开展该区域重点源控制技术研发、关键源环境控制示范及预报预警平台建设示范。

图1 关中平原站大气环境研究方向

1. 大气气象要素观测仪器设备包括

① 人工气象观测系统。建于1995年，参照国家标准气象台站的标准全年运行，已累计获得26年气象数据。

② 自动气象观测系统。建于2012年，已获得9年观测数据，目前正常运行。

③ 辐射自动观测系统。建于2013年，已获得8年观测数据，采用进口辐射表，包括总辐射表、反辐射表、净辐射表、光合有效辐射表，目前正常运行。

④ 人口密集区小气候观测系统。建于2013年，已获得8年观测数据，采用进口传感器，国内组装，目前运行正常。

2. 大气要素观测仪器设备，包括完整野外仪器设备100余台/套

① 高精度实时联合分析平台（图2）：建于2003年，于2016年更新设备，已获得18年的连续滤膜观测数据。设备更新完善后，实现了颗粒物质量浓度、粒径分布等物理特性观测，以及黑碳、有机物等关键化学组分及气态污染物（如O₃、SO₂、NOx、CO等污染物）等实时在线监测，目前正常运行。

图2 高精度实时联合分析平台

② 气溶胶及气体采样平台（图3）：建于2003年，后期陆续更新完善，主要包括100多台微、中、大流量颗粒物采样器、微生物采样器、VOCs采样罐、醛酮类VOCs采样器，目前正常运行。

图3 气溶胶及气体采样平台

大气环境观测系统

（1）构建完善的大气常规颗粒物及污染气体6要素观测，包括PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO和O₃；实现台站基本观测功能。

（2）搭建离线滤膜与在线实时观测相结合的关键组分观测体系；系统研究关中大气污染成因、来源及理化机制；根据大气颗粒物的分析需要，分别对每个污染源、受体样品进行颗粒物浓度、无机元素、碳组分和水溶性离子等化学组分进行分析，其中无机元素至少19项（Na、Mg、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Pb、As、Cd、Se等）、碳组分8项（OC、EC等）、水溶性离子9项（F^-、NH₄⁺、Ca²⁺、K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-），获得受体样品和典型污染源的组分特征。

（3）实现关中地区源解析技术集成系统的标准化和业务化，开展对示范平台的源解析技术培训及应用推广。

（4）温室气体：在关中站开展大气CO₂等温室气体浓度变化的长期定位观测，观测其从小时到年际尺度的变化特征；在关中站开展CO₂通量的长期定位观测，观测其从不同时间尺度的变化特征。