污染源在線監控系統數據有效性影響因素淺析

梁文智，孟鶴，鐘海林

（1.廣東長天思源環保科技股份有限公司，廣東 佛山 528200；2.廣東省環境信息中心，廣州 510630）

污染源在線監控系統數據有效性影響因素淺析

梁文智1，孟鶴1，鐘海林2

（1.廣東長天思源環保科技股份有限公司，廣東 佛山 528200；2.廣東省環境信息中心，廣州 510630）

對影響污染源在線監控系統數據有效性的因素進行了討論，并根據廢水、廢氣污染源在線監控系統各自的特點，以及污染源在線監控系統數據的采集、傳輸與報送環節可能存在的影響因素進行了討論。

數據有效性審核；傳輸有效率；影響因素；數據缺失

1 引言

為確保污染源在線監控系統監測數據準確、有效，為環境監管和總量減排工作提供真實、可靠的數據支撐，2009年環境保護部頒布了《國家監控企業污染源自動監測數據有效性審核辦法》和《國家重點監控企業污染源自動監測設備監督考核規程》。隨著污染源在線監控系統建設工作的持續推進，經過數年發展后，我國已基本建成了覆蓋國控污染源站點的污染源在線監控體系。

為進一步發揮污染源在線監控系統監測數據在環境管理工作中的應用，2013年國務院辦公廳轉發了環境保護部制定的《“十二五”主要污染物總量減排考核辦法》（以下簡稱“辦法”），在“辦法”中明確要求國控污染源站點污染源在線監控系統數據傳輸有效率低于75%的地區不能通過年度污染物總量減排考核。

各級環境主管部門及地方政府部門對數據的有效性審核工作及數據傳輸有效率極為重視，在技術規范及管理制度上都進行了詳細的準備，同時對相關工作人員及從業者進行多輪培訓與考核，但是在實際工作中依然會碰到各種意想不到的難題，在此對各相關問題進行探討。

2 判定在線監控數據有效性的依據

2.1 數據有效性審核

污染源在線監控系統現場端建設通過驗收后3個月，必須及時按照環境保護部《〈關于印發國家監控企業污染源自動監測數據有效性審核辦法〉和〈國家重點監控企業污染源自動監測設備監督考核規程〉的通知》（環發〔2009〕88號）要求對在線監控設備定期開展數據有效性審核，切實保證自動監控數據的真實、有效。

按照《關于發布〈國控重點污染源自動監控信息傳輸與交換管理規定〉的公告》（環境保護部公告2010年第55號）規定，各省、自治區、直轄市向環境保護部污染源監控中心上報的國控重點污染源在線監控信息必須通過有效性審核。

2.2 數據有效性判定依據

在線監測設備驗收合格后，其正常運行提供的數據在3個月內認定為有效數據。日常運行監督考核合格后至下次運行監督考核，該時段內設備正常運行提供的數據認定為有效數據。

驗收不合格、日常運行監督考核不合格、不能正常運行的污染源在線監測設備，其提供的在線監測數據無效。

3 影響在線監測數據有效性的因素

3.1 工藝工況異常變化

排污企業工藝工況發生異常變化，可能導致原有的治污設施不能達到預期的處理效果，從而導致在線監測數據發生異常。

3.2 污染源在線監測系統異常

污染源在線監測系統異常，容易造成日常運行監督考核不合格、污染源在線監測設備不能正常運行。

3.2.1 預處理系統故障

預處理系統堵塞，導致在線監測設備采不到樣品，在線監控系統不能正常運行，造成監測數據異常。預處理裝置失效，導致樣品不能得到有效處理，造成監測數據異常，最終導致在線監控系統日常運行監督考核不合格。

3.2.2 在線監測設備故障

在線監測設備硬件故障，如檢測光源不亮、內部電路板燒毀等，導致污染源在線監測系統不能正常運行。在線監測設備軟件故障，如通訊錯誤、線性曲線錯誤等，導致污染源在線監測系統不能正常運行。在線監測設備監測數據漂移，造成數據準確性、穩定性降低，導致日常運行監督考核不合格。

3.2.3 數據采集傳輸系統故障

數據采集傳輸系統硬件故障，如模擬量轉數字量模塊故障、交換機/路由器故障、工控機/數采儀故障，導致污染源在線監測系統不能正常運行。數據采集傳輸系統軟件故障，如運行系統卡死、通訊連接故障等，導致污染源在線監測系統不能正常運行。

4 目前數據有效性審核工作存在的問題

4.1 廢水在線監測系統比對監測干擾因素分析

4.1.1 COD、氨氮低濃度標準樣考核通過率低

以化學需氧量（COD）為例，在線自動監測儀比對監測通過率低的原因主要是化學需氧量（COD）在線自動監測儀的技術指標與比對監測技術規定的考核指標不一致。如某品牌的化學需氧量（COD）在線自動監測儀的技術指標注明，當樣品濃度小于100mg/L時，測量精確度在±6mg/L以內；但比對監測技術規定則要求質控樣考核測定的相對誤差不大于質控樣標稱值中值的±10%，若采用低濃度質控樣考核時（如濃度低于30mg/L），等于要求測量精確度至少為±3mg/L以內，此要求超出了儀器本身的技術指標，造成COD低濃度標準樣考核通過率低。氨氮低濃度標準樣考核也面臨同樣的情況。

4.1.2 原水水樣比對監測通過率低

原水水樣特別是工業廢水，化學成分比較復雜，部分目標測定成分自動監測設備無法完全消解，容易造成最終測量結果失真。而且，原水水樣懸浮物多且顆粒較大，一般自動監測預處理設備無法充分勻質，與手工檢測預處理方法不一致；同時原水水樣存在色度較高的問題，此兩方面問題均對采用比色方法測量的自動監測設備測量準確性造成較大影響。

4.1.3 高氯廢水比對監測通過率低

在生產治污過程中需要使用氯化物的行業，如印染行業在污水處理中經常加入氯化鋁和漂水，造成處理后的廢水氯離子濃度極高。水中的氯離子會對COD的測定產生正干擾，尤其對低濃度的COD測定，干擾非常明顯，氯離子對手工檢測方法與在線檢測方法干擾程度不一致，這也是造成在線監測與手工檢測比對數據不一致的原因之一。

4.1.4 排放口對監測數據的影響

排放堰槽建設不規范導致手工檢測和自動監測的水流量數據存在誤差。

4.1.5 其它因素

比對監測時，采取現場水樣沒有嚴格執行國家相關規范，廢水采樣時過濾與不過濾沒有統一的標準，存在水樣沒有代表性、真實性，沒有用相關方法保護水樣新鮮，在配送水樣過程中也存在相關問題[1]。手工采樣和在線監測系統的采樣時間和位置不一致、手工和自動檢測過程中抽取的水樣混勻程度不同，也會導致手工檢測和自動檢測數據存在誤差。而且，手工檢測過程中會產生系統誤差，如方法誤差、儀器誤差、試劑誤差、操作誤差等，也可能導致手工檢測與自動監測結果存在不可能避免的誤差。另外，對手工和自動檢測數據進行運算和處理的過程中，若參與計算的中間參數設置值、中間計算結果有效數字保留位數、最終測量結果有效數字保留位數、最終測量結果評價計算方法不一致，均有可能造成兩者的最終測量結果不一致。

4.2 CEMS（煙氣排放連續監測系統）比對監測干擾因素分析

4.2.1 低流速煙氣比對監測數據難以吻合

目前我國的CEMS及手工檢測比對，對于煙氣流速的測量大部分采用的是“S型皮托管法”。皮托管的開口與氣流的角度會引起流速的測量誤差（壓差傳感系統使用的理想條件是要求煙氣流動的方向與管開口面垂直），手工檢測比對的皮托管開口方向容易受到各種因素的干擾，而在CEMS中由于該監測設備是固定在法蘭上，所以受到的干擾因素較少。兩者固定方式的差異，容易造成監測數據不一致。

4.2.2 煙氣中高濃度CO對電化學法便攜分析儀的影響

電化學法便攜分析儀在使用過程中存在氣體交叉干擾，下表列出常見氣體對SO2、NO傳感器的干擾百分比。其中CO、H2S、Cl2、NO2的干擾嚴重。

表1 常見氣體干擾情況表

4.2.3 煙氣中CH4對非分散紅外吸收法CEMS二氧化硫檢測數據的影響

非分散紅外氣體分析儀測量SO2的特征吸收波長是在7300nm，而同時CH4在7300nm也有較強的吸收波峰，因此，如果廢氣中含有CH4那么會對采用紅外方法測量SO2濃度的氣體分析儀檢測數據造成嚴重干擾。紅外線吸收光譜見下圖。

紅外線吸收光譜圖

4.2.4 煙氣中堿性物質對完全抽取法CEMS二氧化硫檢測數據的影響

廢氣中如果含有某些過量堿性物質（如銨鹽或鈉鹽），這些堿性物質會在CEMS的采樣管路或前處理系統中富集，過量堿性物質會逐漸將CEMS采樣管路轉變為堿性環境，造成廢氣中SO2在采樣管路中完全損失掉，進而導致CEMS無法正常監測到廢氣中的SO2濃度。

4.2.5 監測點位對在線監測數據的影響

受現場條件或其他條件限制煙道、煙囪的直管段不足，造成污染源在線監控系統安裝點位無法完全滿足安裝要求，導致手工檢測和自動監測的二氧化硫、氮氧化物、氧氣、顆粒物、流速、煙溫等數據存在誤差。

4.3 現場端與監控平臺數據統計口徑不一致

4.3.1 數據標識對數據統計的影響

目前，污染源在線監控系統中的考核指標和總量統計均基于對應時內的有效數據進行計算，剔除無效數據和停運數據。現場端數據采集傳輸儀負責采集存儲污染源在線監測數據（分鐘數據、小時數據和日數據）和數據狀態，不具有智能的數據分析功能。污染源在線監控負責人需通過監控平臺數據分析功能進行在線監測數據的審核工作，即對由現場端上報的在線監測數據（小時數據）進行審核，篩選出有效數據。在數據審核工作完成后，監控平臺將根據有效數據（小時數據）進行各種考核指標計算和總量統計[2]。但監控平臺上有效的監測數據未能與現場端數據實現共同實時更新，現場端的端報表不能實現無效數據的標記管理和剔除參與計算，季度有效性審核工作經常會出現數據不一致。

4.3.2 監測因子濃度數據不一致情況

當監測因子的數據變化周期發生在跨越整點小時或其采樣周期大于1小時的時候，現場端分析儀數據記錄與在線平臺記錄會出現不一致，該情況主要表現在污水污染源監測點主要污染物計算方面。詳見《污染物在線監控（監測）系統數據傳輸標準》（HJ 212-2017代替HJ/T 212-2005）的附錄 D（資料性附錄）- 污水、煙氣污染源監測點主要污染物計算方法說明。

如實際案例，某監測站點在12時至19時監測數據情況，按國控站點為2小時采樣監測一次，現場端和在線監控平臺的COD小時監測記錄結果會出現不一致的情況，見表2、表3。

表2 現場端分析儀采集數據表

表3 監控平臺采集數據表

4.3.3 總量數據統計不一致情況

監控平臺總量統計數據按照《污染物在線監控（監測）系統數據傳輸標準》標準規范，分鐘數據由現場端報送獲取，小時數據通過分鐘數據進行統計，日數據通過小時數據進行統計。監控平臺對于監測數據的有效數位保留為2～3位，因此上報的分鐘數據、統計出的小時數據和日數據進行四舍五入。因而，監控平臺在統計的小時數據和日數據往往與現場端出現小許偏差，幅度為1%～3%。

4.4 在線監控設備“三證過期”

根據《污染源自動監控設施現場監督檢查技術指南》以及其他相關標準規范中要求，污染源在線監控系統設備需具備“中華人民共和國制造計量器具許可證”、“中國環境保護產品認證證書”和“環境保護部環境監測儀器質量監督檢驗中心檢驗報告書”。在實際工作中常常碰到設備長時間使用后，相關認證證書已過期或設備更新換代或停產，設備生產商不再開展原設備的認證工作，無法提供在有效期內的相關證書。

5 結語

隨著污染源在線監控系統的大規模應用，日常工作中會出現越來越多新情況和新問題，應該本著實事求是的態度，采用科學的手段，在污染源在線監控系統的日常管理和運維工作中不斷探索與提高。

[1] 李基明，鄭第，周發武.污染源自動監測數據有效性影響因素分析[J].中國環境監測，2011，27（1）：48-50．

[2] 潘煒，楊輝.淺談提高污染源自動監控數據有效傳輸率的方法[J].污染防治技術，2014，27（4）：12-17.

Initial Analysis on Availability Influencing Factors of Pollution Source Supervision System Data on Line

LIANG Wen-zhi1, MENG He1, ZHONG Hai-lin2
(1.Guangdong CTSY Environmental Technology Co., Ltd, Guangdong Foshan 528200;2.Guangdong Environmental Information Center, Guangzhou 510636, China)

This paper mainly discusses the availability influencing factors of pollution source supervision system data online and in accordance with the respective characteristic of the pollution sources supervision system online of wastewater and waste gas, also discusses the influencing factors of acquisition, transmission and submission of pollution source supervision system data online.

data availability authentication; transmission efficiency; influence factor; absence of data

X830 文獻標志碼：A 文章編號：1006-5377（2017）09-0026-04