環境空氣自動監測質量控制論述

周 飛

（江蘇易達檢測科技有限公司，江蘇 鹽城 224002）

空氣污染已經嚴重影響人類健康和環境質量。生態環境部公布的《中國生態環境狀況公報》數據顯示，2017年全國338個地級及以上城市，有239個城市環境空氣質量超標，占70.7%。空氣質量自動監測站作為空氣質量監測的有效且重要手段，自20世紀70年代起，發達國家便相繼建立環境空氣質量自動監測系統[1]。它可以掌握城市空氣質量變化趨勢，如實反映環境空氣的主要污染物質量指標，滿足廣大人民群眾的環境知情權，為相關部門制定相關決策提供科學依據。

1 空氣自動監測質量管理現狀

自新《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）頒布實施以后，我國先后在338個地級及以上城市建成了1436個國家城市環境空氣自動監測站，初步建立起覆蓋全國環境監測總站、省級環境監測中心、市級環境監測站、縣區環境監測站地方四級環境空氣質量監測網絡。目前，江蘇省已經建成了182個環境空氣質量自動監測站網，3個灰霾監測站，在全國率先實現全省縣域以上城市空氣自動監測全覆蓋、率先實現PM2.5監測能力全覆蓋。各級空氣環境自動監測站的建立為考核各地環境空氣質量提供了第一手技術手段，也為推動區域大氣污染防治提供了第一手數據資料，成為相關部門制定空氣污染防治的重要現實依據[2]。

1.1 缺乏質量管理體系規范性文件

目前，國家層面關于環境空氣自動監測質量管理規定主要散見于《環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統安裝和驗收技術規范》（HJ655-2013）、《環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統技術要求及檢測方法》（HJ653-2013）、《環境空氣氣態污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續自動監測系統安裝驗收技術規范》（HJ193-2013）、《環境空氣氣態污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續自動監測系統技術要求及檢測方法》（HJ654-2013）、《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）、《環境空氣質量評價技術規定》（HJ663-2013）等技術標準中，沒有全國統一的環境空氣自動監測質量管理規范性文件。《江蘇省環境空氣自動監測站質量管理暫行規定》主要是在管理、技術方面就環境空氣自動監測質量管理提出具體管理要求，但對環境空氣自動監測技術質量管理要求相對零散，不夠系統[3]。

1.2 技能評估及人員考核體系亟待完善

《環境監測人員持證上崗考核制度》《環境監測人員持證上崗考核實施細則》均對從事環境監測人員持證上崗做出了明確規定，要求從事環境監測的人員需要擁有其所要開展的監測業務范圍內的上崗證，并實行持證上崗，接受考核。持證上崗從事環境監測已經成為加強環境監測質量管理的一項重要舉措。但新的環境空氣質量標準在2012年才發布，由于缺乏具體的方法標準和監測規范，現實中主要采用以儀器設備培訓等以“培訓”代替“考核”方式，此外，環境空氣自動監測運維模式也不統一，有環境監測機構自身負責運行維護，也有委托第三方進行運維，而由監測站負責質控。推行環境空氣自動監測持證上崗，并進行考核的制度常常落實不夠到位，需要逐步完善技能評估以及監測人員考核體系，尤其是要針對不同性質、不同級別人員完善上崗證考核、技能評估等[4]。

1.3 審核異常數據能力有待增強

與傳統的手工監測數據相比，環境空氣自動監測數據的實時發布和預測預報方面更具優勢。但當監測遇到異常數據需要甄別時，則還需要人工干預，從而又對監測預報的時效性、準確性產生影響。一方面，隨著全國各地城市都相繼加大了環境監測力度，環境空氣自動監測站點的數量增長加快，省市縣都有一定數量的環境空氣自動監測站點，由此導致每天需要審核發布的監測數據呈急劇增加態勢，此外，數據的實時發布要求又對審核的效率提出了更高要求。這些都離不開一支高素質的環境監測隊伍予以保障，尤其是要具備較強的異常數據審核能力。另一方面，隨著大量環境空氣自動監測站點的建成并投入使用，除了要審核異常數據外，還需要進一步分析產生異常數據的原因（如儀器的校準、維護，氣象變化，儀器采樣突發故障等），以防止再次發生類似異常數據。這些都對從事環境空氣自動監測人員的監測能力和業務素質提出更高要求，以滿足不斷增長的業務發展需要。

1.4 國家標準滯后于技術應用

除了需要統一的國家層面的環境空氣自動監測質量體系、高素質的環境空氣自動監測人員和完善的考核評估體系外，關于環境空氣自動監測的技術標準要及時與實際技術應用保持一致。但從環境空氣監測的實際開展來看，常常出現一些新的監測方法、監測技術已經投入實際應用，而相應的國家標準遲遲沒有出臺的現象，即容易導致開展的環境空氣自動監測沒有現行有效標準作為支持。例如，《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）已于2012年正式發布，其中的具體六項指標缺乏相應的方法標準和監測規范，直到2013年頒布了《環境空氣氣態污染物（SO2、NO2、O3、CO）》（HJ654-2013）、《環境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續自動監測系統技術要求及檢測方法》（HJ653-2013）等一系列空氣自動監測技術規范標準和技術發布后，環境空氣方面的監測標準、方法及技術規范才逐步成為體系。即便如此，依然還存在一些亟待完善之處：空氣環境自動監測的各個項目的同類技術要求分散于新標準方法，且存在重復章節多、實際操作不夠簡便等問題，影響參照性；《環境空氣質量自動監測技術規范》（HJ193-2005）相關規定已被部分替代，但環境空氣自動監測數據整理、質量保證、質量控制以及監測數據處理等新增或修訂標準未及時頒布新標準規范[5]。

2 環境空氣自動監測質量控制體系構建

2.1 組織架構

目前，江蘇省環境監測中心已經建成環境空氣質量自動監測站網182個，率先實現全省縣域以上城市空氣自動監測全覆蓋，具備了環境空氣自動監測子站數量多、分布廣、全覆蓋的特點，并率先聯網發布PM2.5等空氣質量新標準監測信息，率先實現全省及地級市的重污染天氣監測預報預警能力。1992年通過國家級計量認證（MA），2002年通過中國實驗室國家認可委員會認可（CNAS）。2013年，江蘇省對照大氣監測新標準，率先完成72個國控點和53個省控點的新標準能力改造，實現了PM2.5監測能力全覆蓋，并在網站實施發布信息，其已經成為全國功能最齊全、技術最先進、覆蓋面最廣的現代自動監測體系之一。2016年3月起，正式發布區域5日空氣質量預報和13市48 h預報信息。目前擁有博士7人、碩士54人，研究員級高工19名，高級工程師35名。采取上級站直接介入第三方運營監管，以及專人跟進問題等，江蘇省環境監測中心、各市環境監測站點都相繼完善了子站現場、數據審核統計、質量控制和保證、數據分析研究等技術分工，質量體系組織架構完善，有力保障了環境空氣自動監測質量。《江蘇省環境空氣質量自動監測站管理辦法》將于2018年11月1日正式實施，全省各級監測站應嚴格按照該辦法，做好環境空氣質量自動監測及管理工作。

2.2 質量控制

環境空氣自動監測質量控制包括：零點/跨度檢查及校準、精度檢查、多點校準和顆粒物監測儀流量和質量校準、數據審核及日常儀器維護等六個方面內容。它是指為了達到環境空氣自動監測質量要求所采取的監測技術和監測活動。環境空氣自動監測質量控制的目的在于消除影響質量的不合格因素[6]。

2.2.1 零點/跨度檢查及校準

零點/跨度檢查及校準的目的是評價目前環境空氣自動監測分析儀的漂移，并確保儀器漂移在可接受范圍。通常1周校準1次，可以利用相關軟件實現自動校準，必要時采用手動校準，確保每一周環境空氣自動監測儀的零點/跨度檢查結果合格。

2.2.2 精度檢查

對二氧化硫、二氧化氮、臭氧分析儀等環境空氣自動監測儀器精度檢查一般每隔2周開展1次，利用相關軟件實現自動校準，若出現監測儀器精度檢查結果超過±15%，應檢查該儀器精度檢查裝置步驟、設置等，若超過±20%，應及時進行調查，必要時采用手動檢查。

2.2.3 多點校準

通常半年多點校準1次，依靠手工完成，檢查參與環境空氣自動監測分析儀的線性。一般只需對分析儀的遷移、紫外光/轉化爐/光源等重要部件更換或大修后，都需要及時進行多點校準。

2.2.4 顆粒物監測儀流量和質量校準

環境空氣自動監測顆粒物分析儀的控制包括流量校準和質量校準兩個方面。其中，流量校準可一季度一次，利用BIOS標準流量計進行流量檢查，檢查誤差超過±2%時應校準；質量校準則每半年一次，利用可追溯校準質量箔對環境空氣自動監測顆粒物監測儀零點和跨度質量校準。

2.2.5 數據審核

要求省市縣（區）環境空氣自動監測安裝國家環境空氣監測網數據傳輸與網絡化質控系統，并將三級監測網絡與國家城市環境空氣質量監測網相連，細顆粒物（PM2.5）、可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）6項指標監測數據實現在線審核，并要求縣市區向省站和國家總站同步報送，各級環境監測技術人員按權限開展質控審核、數據分析以及數據網絡維護等。

2.2.6 日常維護

要加強環境空氣自動監測儀器的日常巡檢維護，例如，檢查鋼瓶標準氣是否在使用期內，定期更換氣體過濾膜、清洗空氣采樣頭、管路，及時更換零氣發生器的氧化劑和活性炭等，確保環境空氣自動監測儀器工況始終處于較好狀態。

2.3 質量保證

環境空氣質量自動監測質量保證的目的在于提供可滿足監測目的且合乎質量要求的監測數據，降低儀器故障對監測數據的影響，保證所獲取的空氣環境監測數據有效、可比、可靠。此外，要做好質量核查，確定站房情況、采樣系統的規范性、數據比對，以及監測檔案的完整性等核查主要內容，并定期進行環境空氣質量自動監測專項檢查。

3 結語

環境空氣自動監測是人們及時掌握環境空氣質量的重要舉措，完善的環境空氣自動監測質量控制體系能夠有效保障自動監測結果的客觀性，為政府相關部門提供準確、可靠的空氣質量信息，為其決策提供重要參考。