《大气污染溯源大数据建模研究指导原则（试行）》

《大气污染溯源大数据建模研究指导原则（试行）》本原则适用于各级生态环境主管部门、科研院所、第三方技术服务机构开展的PM2.5、臭氧、挥发性有机物、氮氧化物等常规及特征大气污染物的溯源大数据建模全流程设计、开发、验证、落地应用及迭代更新工作，建模覆盖的时空维度需匹配区域污染传输特征，平原城市溯源时空分辨率不低于1小时×1公里，山区及多传输通道城市可根据地形特征调整但最高不得超过3小时×3公里，溯源精度需满足重污染过程中首要污染源贡献度识别误差不超过15%，常规污染过程误差不超过20%的管控要求。建模源数据需涵盖至少连续12个月的多源异构数据，其中监测类数据包括国省控环境空气质量自动站逐小时监测数据、微型站/移动走航/激光雷达等网格化监测数据、污染源在线监测逐小时排放数据、手工监测的颗粒物组分及VOCs物种谱数据，数据有效率不得低于90%，缺失值需采用同位点邻域插值、同功能区同位次站点拟合结合的方式补全，不得采用全局均值填充影响源解析精度。支撑类数据需包括至少30米分辨率的土地利用类型数据、逐小时气象场模拟数据，风速、风向、温度、湿度、边界层高度、降水量等参数精度需达到WRF模式3公里分辨率输出要求，污染源清单数据需覆盖工业源、移动源、扬尘源、生活源、农业源等全部排放类别，排放因子需优先采用本地化实测值，无实测值的可采用国家排放清单指南对应系数但需做10%-30%的本地化校正，校正系数根据区域产业结构、能源结构特征确定。数据清洗环节需建立异常值识别规则，监测数据超出三倍标准差、在线监测数据与产排污逻辑不符，如污染治理设施停运期间排放浓度达标、生产负荷为0时仍有排放数据等情形的需标记剔除，所有数据处理过程需留痕，可追溯每一条补全、剔除数据的操作依据，数据治理完成后需形成数据集质量评估报告，明确数据有效率、补全率、异常值占比等核心参数，评估不合格的不得进入模型开发环节。模型架构需构建“数据层-算法层-应用层”三级架构，数据层需统一数据接入标准，支持多源数据的实时同步、批量导入及动态更新，更新频率不得低于逐小时，满足污染过程实时溯源的需求。算法层需融合正向扩散模拟与反向溯源算法，正向模拟优先采用CMAQ、CAMx等第三代空气质量模型，结合本地化的气象参数、排放清单校准模拟精度，模拟结果与监测站点实测值的决定系数R²不得低于0.6，均方根误差RMSE不得超过对应污染物二级标准限值的30%；反向溯源算法需结合受体模型、机器学习算法的优势，PM2.5溯源需融合PMF、CMB等受体模型与图神经网络算法，引入颗粒物组分特征、源谱数据提升源识别精度，臭氧及VOCs溯源需基于物种反应活性，建立臭氧生成潜势与溯源算法的耦合机制，识别对臭氧生成贡献最大的VOCs物种及对应排放源。算法设计需充分考虑区域传输贡献，需明确本地源与外来源的贡献拆分方法，平原城市传输贡献识别误差不超过10%，有山脉阻隔的城市误差不超过15%，跨省市传输通道的建模需联动上游城市的排放清单及监测数据，避免传输贡献低估或高估。模型需具备不确定性分析功能，采用蒙特卡洛模拟等方法量化排放清单、气象参数、源谱误差带来的溯源结果不确定性，不确定性区间超过20%的溯源结果需标记并说明误差来源。模型验证需分为内部交叉验证与外部独立验证两个环节，内部验证采用历史数据交叉验证的方式，选取至少20次不同类型的污染过程，包括重污染过程、臭氧轻度污染过程、常规扬尘污染过程、移动源主导污染过程等进行回溯验证，溯源结果与实际执法核查、走航监测结果的匹配度不得低于85%，其中重污染过程的匹配度不得低于90%。外部验证需采用至少3次未参与模型训练的独立污染过程，组织生态环境执法人员、气象专家、大气污染防治专家联合开展溯源结果核验，核验通过的模型方可上线应用。验证过程需形成完整的验证报告，明确每一次污染过程的溯源结果、实际核查结果、误差原因及优化方案，验证不通过的需返回算法调整或数据补充环节，不得投入实际应用。模型应用需对接区域大气污染防控调度平台，具备实时溯源、污染预警、减排效果评估三大核心功能，实时溯源需在污染出现后1小时内输出首要污染物、首要污染源类别、重点管控区域及重点管控企业清单，为应急管控提供支撑；污染预警需结合未来72小时气象预报数据，提前预判污染过程，输出不同减排情景下的污染强度变化、来源贡献变化，为精准减排提供依据；减排效果评估需在管控措施实施后24小时内输出措施落实的减排量、对空气质量改善的贡献度，评估管控措施的有效性。模型应用过程中需建立动态更新机制，每季度更新一次排放清单数据，每半年开展一次模型精度核验，年度更新一次源谱数据及模型参数，遇产业结构调整、重大污染源关停或新增、气象条件出现极端异常等情况时需及时开展模型校准，确保模型精度始终满足管控要求。建模过程中涉及的监测数据、污染源清单数据、企业排放数据等敏感数据需按照生态环境数据安全管理相关规定执行，数据存储、传输、应用全过程需采取加密措施，不得向无关第三方泄露，模型输出的企业级溯源结果仅用于