空氣自動監測系統中質量保證和質量控制探討

崔衛濤，胡青鋒，王永龍，李 軍

（1.湖北省襄陽市環境監測站，湖北 襄陽441000；2.湖北省棗陽市環境監測站，湖北 棗陽441200）

1 引言

為了采集和分析環境空氣質量的狀況和變化，自20世紀70年代開始，發達國家陸續建立起環境空氣質量連續自動監測系統。我國自20世紀80年代開始建設，空氣自動監測系統得到了迅速的發展。環境空氣自動監測系統的建立和完善，不僅可以實時掌握襄陽市區的環境空氣質量現狀，還積累了長期的環境空氣質量數據，為環境管理和環境決策提供依據。

環境空氣自動監測系統是由諸環節互相聯系構成的復雜系統，環環相扣，為了更好地管理這個系統，使其走向標準化和規范化，保證系統的正常運行，使監測數據具有準確性、可比性、有效性和一致性。襄陽市環境監測站制定了一套嚴格的、完整的、系統的管理制度，并且采取了有效的質量控制措施以保證站房內監測儀器長年連續運行。自動監測有別于傳統的實驗室監測，具有在開放性較強和可控性較弱的系統中實現連續監測的特點，分析儀器在長期的工作中都必然會產生響應漂移，因此，對環境空氣自動監測系統實施質量控制和質量保證非常重要，站點選擇、站房條件、布點采樣、儀器運行、校準系統、數據存儲、傳輸及數據的審核、系統維護管理等各環節都是影響數據質量的重要因素。

2 襄陽市站空氣自動監測系統

2.1 站點

襄陽市站空氣質量自動監測始建于2002年，現有4套子站，4個監控點是在連續監測基礎上結合人口和功能區要求通過網格優化篩選產生，并報上級批準，監測點在所選擇區域范圍內具有代表性及兼顧未來發展需要；監測點周圍開闊，環境穩定沒有明顯污染源和干擾；電源穩定可靠，電話網絡齊全并且監測點安全及防火有保障，各監測點之間條件盡可能一致，使各點監測數據具有可比性。

2.2 站房條件

子站站房面積12～15m2，距地面約15～25m，監測亭底部離地面有20cm的距離，墻體有較好保溫性能，站房安裝空調保證站房內溫度25±5℃，空調具有掉電自恢復功能。站房采取防雷防電磁波防水設計，避免外界干擾影響測定，使監測連續保證數據的有效性。

2.3 采樣儀器及分析方法

考慮到產品質量、售后及易耗品提供及時性等因素，選用的是武漢天虹的空氣質量自動監測系統，所用儀器均通過相關機構認證。其中二氧化氮：化學發光法；二氧化硫：紫外熒光法；可吸入顆粒物：β射線法。所有儀器均具有良好的抗干擾能力及停電自恢復功能。

2.4 校準設施

用于SO2、NO2校準的標準氣體，零氣發生器，動態校準儀，PM10標準膜。

2.5 數據傳輸與存儲

RS－485接口實現與子站系統的數據傳輸，通過MODEM實現了與中心站的遠程數據傳輸，可查閱任意日的原始數據，統計小時平均值及污染指數，生成各種報表。

3 加強領導建立完善各項管理制度

3.1 持證上崗制度

質量保證體系是由掌握有關技術的人去建立和操作的，人員的素質和能力對于自動站的運行和管理非常重要。鑒于空氣質量自動監測的復雜性和專業性，從事這項工作的人員不僅要愛崗敬業，踏實肯干，更要有扎實的理論基礎和過硬的動手能力。為此，應在培訓和考核上花大力氣，管理人員經過專業培訓后持證上崗，要求掌握所用儀器基本原理，了解儀器的構造，能自己排除儀器常見的簡單故障；了解整個空氣自動采樣的管路走向，能夠熟練地進行校零、校標等工作；熟悉空氣自動站軟件系統的使用，能夠進行一般參數的設置。

3.2 中心控制室管理制度

監測中心站主要任務是通過有線或無線通訊設備收集各子站的監測數據和設備工作狀態信息，并對所收取得監測數據進行判別、檢查和存儲；對采集的監測數據進行統計處理、分析；對監測子站的監測儀器進行遠程診斷和校準。

3.2.1 值班制度

規定了每天（包括節假日）上午、中午、下午至少調取子站數據，了解子站狀況。發現問題及時通報子站巡檢人員，并協助查明原因，盡快排除故障；對每個子站運行情況做記錄。每天中午調取空氣自動監測數據，14∶30前生成和發布空氣質量日報，如實填寫值班記錄。每月3日前，統計上報上月的月報。

3.2.2 監測數據異常值與有效性規定

對于低濃度和儀器漂移范圍內的負值，取監測儀器最低檢出限1／2作為監測結果參加統計；對某一空氣子站因監測設備、停電復位后儀器預熱產生隨機值，儀器校準期間數據都作為無效數據，不參加統計，對異常值用特殊符號進行標注；若監測結果出現突變或長時間停留一個值不變時，應及時查找原因再做取舍；數據無法調取及時查清原因；數據有效性：小時值不少于75%、日均值不少于18h、月均值不少于21d、每年不少于12個月為有效。

3.2.3 計算機管理制度

安裝正版并具備實時監測功能的防殺病毒軟件并定期查殺病毒對殺毒軟件升級；定期將監測數據備份以防止數據丟失。

3.2.4 儀器建檔制度

內容主要包括新儀器開箱驗收記錄、儀器維修記錄、標準物質使用記錄和相關標準記錄等。備品、備件的入庫、出庫記錄，為采購計劃提供依據；保證常用、易耗物品的庫存數量。

3.3 子站巡檢制度和突發事故應急辦法

定時定人巡檢子站的運行狀況，做好日常維護管理工作，巡檢中發現子站周圍不穩定及時通知中心站值班人員對數據予以處理；在出現雷雨、大雪等災害性天氣時，要做好事前的預防工作和事后的巡檢工作。

3.4 儀器針對性檢修規定

對于一些易診斷和常見故障，可攜帶備件進行現場檢修；對一些不易診斷和檢修的故障，可用備用儀器將故障儀器替換下來，保證監測正常進行。故障儀器帶回維修并校準，留作備用機。

4 質量保證和質量控制工作內容

（1）對分析儀器中使用的流量顯示和控制裝置、溫度顯示和控制裝置每半年進行一次標定，定期檢查零氣發生器的溫度、壓力控制是否正常，氣路是否漏氣，根據使用頻次和受污染程度對洗滌劑干燥劑更換或再生。

（2）校準中使用鋼瓶標準氣作為標準氣源，每次鋼瓶標準氣通過減壓閥連接到氣路后，應檢查氣路是否漏氣；應經常檢查并記錄標氣消耗情況，若鋼瓶氣體壓力低于要求值，應及時更換鋼瓶；作為工作標準的鋼瓶標準氣超過有效期必須在6個月內進行標準傳遞或再鑒定。

（3）儀器校準。安裝調試期間應對監測儀器做零／跨和多點校準；運行中的儀器每半年進行一次多點校準，每周進行一次零／跨漂檢查，對照質量控制圖的要求或所獲的校準曲線的指標確定儀器是否進行調整或維修；對于普通易損件維修只做零／跨校準，關鍵部件維修后，應進行多點校準檢查。

（4）精密度審核。對于SO2、NO2監測儀器，采用向分析儀通入一定體積分數的標氣，將儀器讀數與標氣實際體積分數比較，得到加權平均值和加權標準差，可信度區間應≤±15%；對PM10監測儀器采用標準流量計測定工作流量代入計算。精密度審核前不能改動儀器的任何設置參數，每3個月至少進行一次精密度審核。

（5）準確度審核。對于準確度審核向監測儀器輸入規定要求的標氣，響應值與已知標氣值比較，可信度區間應≤±20%。同時作多點校準曲線對儀器進行評價與分析；對于PM10監測儀器用標準膜檢測。每年對每臺監測儀器準確度審核至少一次。

（6）數據審核。報出數據的同時也向質控室提交相應質控數據，待質控負責人審核無誤后，經業務站長簽字后數據生效。

5 結語

環境空氣自動監測系統在長期的運行過程中，要面對諸多復雜問題，需要制定一整套管理制度和質量控制措施，通過制度化、規范化來保證空氣自動監測系統長期、穩定的運行。管理人員作為空氣自動監測系統管理中最關鍵的要素，要敬業愛崗，按制度辦事，定期對子站進行維護、校準工作，爭取把儀器的故障排除在萌芽中；要充分發揮主觀能動性，在碰到新問題時，要多向兄弟單位或者儀器廠家專業工程師請教，及時解決問題，并且不斷積累實踐經驗，提高業務水平。隨著環境空氣自動監測系統質量管理體系的不斷完善，技術人員經驗的不斷豐富和積累，空氣自動監測系統將會更好地發揮其在線連續監測監控功能，及時、準確地提供空氣質量信息，更好地為環境管理和社會經濟建設提供科學依據。

［1］ 國家環境保護總局.HJ／T 193－2005環境空氣質量自動監測技術規范［S］.北京：中國環境科學出版社，2005.

［2］ 國家環境保護總局.空氣和廢氣監測分析方法［M］.北京：中國環境科學出版社，2003.

［3］ 吳鵬鳴.環境空氣質量保證手冊［M］.北京：中國環境科學出版社，1989.