大氣自動監測設備維護有關問題的探討

（中山市環境監測站，廣東 中山 528400）

大氣自動監測設備維護有關問題的探討

黃凱濤

（中山市環境監測站，廣東 中山 528400）

本文主要從大氣自動監測日常維護中發現的重點問題進行闡述，并對產生的原因進行分析及提出解決措施。

大氣監測；措施；環境

大氣監測是環境監測中的重要組成部分，近年來，隨著大氣自動監測技術的引入，提高了大氣監測工作的水平，實現連續不間斷的大氣監測。大氣自動監測系統的原理是通過對監測區域的空間質量進行連續、自動的樣品采集和檢查測定，并對測定的結果以數據的形式傳輸到實時的監測網絡監測系統的方式對環境污染源的監控。因此，保證自動監測儀器的正常運行是每個大氣自動監測站的工作重點。

1 大氣自動監測的現狀

相對于國外發達地區，我國大氣自動監測工作開展的比較晚，缺乏儀器日常維護工作的經驗，往往在出現問題是只能求助于廠家的技術人員來維護，這樣不僅影響大氣監測工作，也降低了工作效率。隨著我國工農業的快速發展，國民生活水平的不斷提高，不同地區內大氣環境質量受到地區經濟發展的影響。雖然截止到2013年，全國161個城市完成空氣質量監測新標準，但是要實現全國監測系統《大氣污染防治行動計劃》要求還有一定距離。為實現環保部門提出的“三個說得清”的目標,實時完成國家和地方各項環境監測任務，掌握轄區內的空氣質量的動態變化趨勢，更好的為群眾的生活環境提供保障。“十一五”期間我國相繼建設大氣背景檢查站、國家農村空氣監測站、城市空氣質量自動監測站、沙塵暴監測站、酸沉降自動監測系統等各類不同功能的自動空氣監測系統，努力建設美麗中國。

每個監測站點的設立，都是有各種自動監測儀器構成，如果儀器出現問題，直接影響到數據結果的準確性，如何做好儀器的維護工作，成為每個站點人員的工作重點。雖然使用的設備的生產廠家、型號、品牌有所不同，但是儀器設備都是由機械、電子及光學這三大器件構成的，且有共性在維修方面都是一樣的。

2 自動檢測儀器維護的主要問題探討

空氣質量自動監測系統包括：RS232變換器，控制器（8～16路開關量輸出、8～16路模擬量輸出），采樣系統，氣象參數測量系統（風速、風向、氣壓、室內溫度、室外溫度、室內濕度、室外濕度、光輻射和雨量等），長光程測量系統，標氣校準系統，分析系統（PM10、SO2、NO2、CO、O3等），鋼瓶減壓器及控制閥組，子站和中心站計算機系統。

2.1 校準氣體流量對儀器示值的影響及控制

在檢測儀器上測量出來的任何數據，其有效性和可靠性重要取決于儀器的校準質量。大氣自動檢測系統在檢測過程中，儀器示值出現的誤差主要受到零空氣質量、標準物質和流量的影響。自動檢測儀器的零點漂移，漂移控制限如大于±5%檢測數據無效，儀器必需進行維修和校準。

2.1.1 零空氣質量。零空氣的形成是通過壓縮機吸入潔凈的空氣經壓縮、冷卻、降溫、分離水汽，經活性炭凈化后產生的潔凈氣體。由此可以看出，水汽分離和活性炭的吸附凈化是決定取得零空氣質量保證的關鍵。活性炭的吸附性取決于溫度，當溫度升高時，吸附量相對降低，脫附性上升，吸附平衡所需時間減少，吸附量降低。如果在溫度相差較大的情況下進行吸附，就會產生假零點的現象，解決這種情況的發生措施是盡量保持校準零的溫度與取樣的溫度一致。在檢測時，室內外的溫差較大，造成空氣濕度不同，檢測SO2時會產生熒光猝死現象，所以應在零氣的回路中加入恒溫裝置，當日進行校準，從而減少溫差帶來的影響。

2.1.2 標準物質要求。標準物質的采用，也是影響檢測結果的關鍵所在。如果所用的標準氣體偏高檢測的數值就會偏低或者出現負值情況。對校準自動檢測儀器零氣源的純度要求為SO2小于0.5ppb，氮氧化物濃度小于5ppb，一氧化碳濃度小于10ppb。標準氣體在配置時要采用國家認證的標準物。在使用滲透管取得標準氣時，必需把滲透管放在恒溫系統中恒溫48小時。若要配制一定濃度的標準氣體，只要改變稀釋氣體的流量就可以了。

2.1.3 流量因素。前兩個要素得到保障的情況下，流量的標準最為關鍵，微小流量控制比較難，誤差大，應經成為不爭的事實。如何降低低濃度點儀器數值誤差成為問題的關鍵所在。我們都知道當零空氣流量與校準氣流量保持在同樣水平時，相差不大。標準氣體稀釋時零空氣流量的大小對標準氣濃度的準確性影響甚小，即不同的零點氣流量水平下，儀器顯示的數值誤差差異不是很明顯。因此我們可以通過提高標準氣流量的方式來降低低濃度點儀器引起的數值誤差。

2.2 采用濾紙上殘留樣品對數值的影響

在樣品的采集過程中會出現玻璃纖維濾帶上的樣品小顆粒和監測初期儀器玻璃纖維濾帶上的樣品小顆粒相比不過一致和完整，會出現明顯的缺損情況。如真空板上留有一細小的顆粒物，這顆粒物就會使得每次更換出來的樣品有殘缺不完整。理論上，這細小的顆粒物擋住了殘留下的樣品塵粒會減弱一部分檢測的氣流強度，導致儀器結果計數管計數率減少，濾帶上的質量升高，監測數據也會產生升高現象。所以，定期對濾紙帶進行檢查和及時的更換是非常必要的。

2.3 儀器斷電后的影響

當出現短時間的斷電后儀器設備能夠進行自動的恢復正常的工作運行，但是一旦出現長時間的停電會使得儀器工作恢復延遲或損壞。如長時間沒有電，NOX監測儀器上的石墨爐溫度會降低，冷卻堆得溫度會引起升高的現象。儀器正常工作時石墨爐的溫度為300-35℃之間，冷卻堆為-5到-1℃之間。當恢復通電后溫度達不到正常工作的情況下，立即停止工作運行，必定要等到儀器溫度穩定后方可進行監測，否則得出的監測數值不可靠。假如通電后儀器還沒有及時的恢復正常運作，應耐心觀察一段時間，不能貿然擅自修改儀器或進行其他額外操作，避免損壞儀器或事故的發生。

2.4 確保資金到位，加快能力建設

無論是專項資金還是日常維護管理經費都需要落實到位，對儀器的維護及廢舊儀器的更新需要及時的資金到位。加強工作人員的專業知識培訓工作，在上崗之前，工作操作人員必須認真閱讀設備操作說明書，詳細掌握設備結構、工作原理、各主要部件的維護和故障的檢查方法等。定期開展專業知識的培訓工作，開展研討會，加強人員的素質培養。

結語

為保障大氣自動系統連續、可靠、穩定的運行，應成立專門機構（自動監測室），實行專人負責，加強日常維護和運行管理，健全相應的規章制度，規范各項管理措施，落實搞好各種技術培訓，定期對自動站進行巡檢、維護保養、預防性檢修，責任到位；形成警告系統，管理人員定期進行數據查看，一旦出現異常情況，及時報告并到現場查明原因及時處理。

[1]胥效文，史忠科．大氣監測、預測、評價的等濃度線方法[J]．西北工業大學學報，2011，29（03）：05-06．

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