環境空氣自動監測運行管理的質量控制

文-劉海 龍里縣環境監測站

1 空氣自動站站房的要求

1.1 站房的周邊環境

站房周圍不能有高大建筑物、樹木或其他障礙物阻礙環境空氣流通。從監測點采樣口到附近最高障礙物之間的水平距離，至少是該障礙物高出采樣口垂直距離的兩倍以上；站房周圍建設情況相對穩定，在相當長的時間內不能有新的建筑工地出現；站房附近無強電磁干擾，周圍有穩定可靠的電力供應，通訊線路方便安裝和檢修；站房周圍應有合適的車輛通道以滿足設備運輸和安裝維護需要；站房遠離振動源。

1.2 站房的設施

站房房頂應為平面結構，坡度不大于10。，房頂安裝防護欄，防護欄高度不低于1.2m；站房使用面積不小于15m2；站房應專室專用；站房應配備通往房頂的Z字形梯或旋梯，房頂承重要求大于等于250kg/m2；站房內地面到天花板高度應不小于2.5m，且距房頂平臺高度不大于5m。站房地面距離地表應在3～25m范圍內。

1.3 站房的附屬設施

站房應有防水、防潮、隔熱、保溫措施；站房應有避雷防火和防電磁干擾設施；站房供電系統應配有電源過壓、過載保護裝置；站房必須設置備用電源；站房安裝的空調為冷暖式空調，其出風口不能正對儀器和采樣管，空調應具有來電自啟動功能；站房配備自動滅火裝置。

2 監測儀器的運行管理

2.1 儀器的日常維護清洗

日常需要對監測儀器的運行參數進行巡查；檢查站房是否有漏水情況；監測儀器的進氣口端設置聚四氟乙烯空氣濾膜，對進入儀器的空氣進行除塵，并需要定期對濾膜進行更換；對進入監測儀器的空氣進行濕度控制，對進入儀器空氣進行加熱，以恒定溫度，防止空氣中的水汽在監測儀器中冷凝；對監測儀器的排氣扇中的過濾網進行定期清洗；顆粒物的采樣總管和采樣頭需要定期進行清洗；定期檢查并更換零氣發生器的過濾裝置；定期對空調的濾網進行清洗；定期檢查自動滅火裝置的滅火材料是否在有效期內，并及時更換；定期檢查儀器校準用的標準氣體是否在有效期內；每周檢查顆粒物紙帶的使用和剩余情況；定期對一氧化碳監測儀器的光轉輪進行清洗。

2.2 監測儀器的校準

一類是氣體類監測儀器校準，該類監測儀器的校準包括單點校準和多點校準，其中單點校準至少每周一次，對儀器的零點和滿量程80%的兩個點分別進行校準，并根據實際情況調整校準頻次。多點校準一般半年校準一次，設置6個校準點，分別為滿量程的0%、10%、30%、50%、70%、90%，繪制校準曲線，檢驗相關系數、斜率和截距，并進行相應的調試。如因儀器更換重要的部件，如監測光源等，也應對儀器進行多點校準。二類是顆粒物監測儀器的校準，主要是指PM10和PM2.5監測儀器的校準，顆粒物監測儀器校準分為流量校準和標準模片校準，并根據校準情況調整校準系數。三類是附屬監測儀器校準，主要包括溫濕度計、用于校準用的流量計、大氣壓計。該類儀器需要送到有資質的計量檢定部門進行檢定或校準，一般1年進行一次。

3 儀器故障及解決措施

電壓波動、停電后儀器重啟、天氣的突變等都會造成監測數據的突變。監測儀器的故障是導致監測數據異常的主要原因。

二氧化硫監測儀器的原理是紫外熒光法，由儀器本身導致的數據異常主要是紫外燈老化或損壞，光電原件被灰塵污染等。一氧化碳監測儀器的原理是紅外分光廣度法，主要的故障是紅外燈老化或損壞，抽氣泵的膜破裂造成流量達不到要求，光具座的光轉輪受到灰塵污染造成無法校零。氮氧化物監測儀器的原理是化學發光法，主要故障是測量室受到空氣灰塵污染、臭氧發生器受到灰塵影響、流速和氣密性不正常。臭氧監測儀是紫外吸收原理進行測量，主要故障是氣泵膜破裂和紫外燈老化，氣路的密閉性和氣路堵塞。顆粒物監測儀器測量原理是β射線吸收法，可能導致監測數據異常的情況是采樣氣路系統漏氣，紙帶的松緊度不適宜造成紙帶斷裂，采樣抽氣泵流量偏小，最大流量達不到采樣設定的最小流量值造成紙帶走速過快，數據異常，顆粒物抽氣泵的石墨片損耗嚴重或損壞。總之，加強對監測儀器運行參數的檢查能夠及時了解監測儀器的運行狀況。

4 質量控制

4.1 儀器的運行管理記錄

建立環境空氣質量監測的質量管理體系文件，依據體系文件開展環境空氣質量監測工作。對環境空氣質量監測開展工作情況進行詳細記錄，主要包括儀器設備運行巡檢記錄，校準記錄，維護記錄，異常數據記錄，儀器維修記錄，數據日巡檢記錄等。

4.2 定期巡檢

為保障儀器的正常運行，必須對儀器設備進行定期巡檢。巡檢儀器設備是否運行正常，儀器參數是否正常。定期對儀器設備進行清洗。定期對儀器設備的耗材進行更換。定期對標準氣體和校準儀器設備進行檢查是否在有效期限內。

4.3 定期校準

定期對儀器進行標準。購置標準氣體對氣體監測儀器進行校準。用標準膜對顆粒物監測儀器進行膜片測試或校準。所有校準的流量計、氣壓計、動態校準等儀器均需送到計量檢定單位進行檢定或校準。

4.4 所有監測數據進行有效審核

監測儀器所得數據需要進行三級有效性審核。所有監測數據進行每日巡查，對產生的異常數據需要進行分析，判斷是否進行剔除。

5 空氣自動監測站運行注意事項

5.1 運行中異常數據的分析

周圍環境造成監測數據的異常；在環境空氣質量監測運行中，有時會出現監測數據異常，如二氧化硫監測數據突然異常升高。可能空氣自動站周圍燃燒污染物造成，運行管理人員要立即到站點查看，并及時消除污染源。

監測儀器故障造成監測數據異常；運行中，顆粒物監測數據突然未發生變化，可能存在儀器損壞和紙帶用完等情況發生，此時監控人員要時刻關注數據變化情況，如連續3個小時數據未發生變化，就應該立即到站房查看情況。

天氣的急劇變化造成數據異常；因天氣的急劇變化，會造成監測數據的異常，特別是顆粒物會出現PM10和PM2.5數據的倒掛現象，造成顆粒物數據異常。

特殊節日引起的監測數據異常：因特殊節假日的特殊活動也可能引起監測數據的異常。例如除夕夜的煙花爆竹的大量燃放造成顆粒物、二氧化硫監測數據的異常升高。

5.2 天氣變化對監測數據的影響

天氣變化對環境空氣質量影響巨大，夏天環境空氣質量比冬天好。秋天容易出現顆粒物數據倒掛。

5.3 儀器停電后重啟對儀器的影響

監測儀器斷電后監測數據容易出現儀器數據異常，需要對監測儀器進行校準。但不能立即對監測儀器進行校準，需要等待儀器運行穩定后，再進行校準，一般需要等待3小時左右，否則校準的數據可能會出現較大誤差。在本監測站運行的監測儀器中，在監測運行中發現二氧化硫儀器會出現監測數據異常偏高。

5.4 備用電源的影響

本站在環境空氣自動站的運行中，為保障環境監測儀器的正常運行，配備了兩種備用電源，分別為蓄電池和汽油發電機組。蓄電池因電壓和電流穩定，同時停電后自動切換，對監測數據基本無影響，但蓄電池運行時間較短，僅能持續供電3小時左右，同時蓄電池價格較貴；發電機備用電源能夠長時間供電，但電源的電壓和電流不穩定，對監測儀器數據影響很大，同時兩個備用電源均不能給空調供電。

5.5 安裝監控室溫度監測儀器

空氣自動監測子站房的溫度濕度對環境空氣質量監測數據有重大的影響，直接影響監測數據的準確性。如果站房溫度和濕度過高，將造成監測儀器損壞。為保障監測數據準確和監測儀器的安全，在站房內安裝了空調，但空調長時間運行，存在損壞的情況，一旦損壞且未及時發現，因站房溫度太高將造成監測儀器損壞。因此，在日常的巡查中，也要及時監控站房溫濕度的變化情況。

6 總結

環境空氣自動站監測的最終目的是為了得到科學、準確的環境空氣質量監測數據，為環境空氣質量變化情況提供科學的監測數據。為得到準確的監測數據，需要環境監測運行管理人員在環境監測的運行和質量管理中加強監測儀器的運行維護和質量控制，并在運行管理中，實時監控異常數據，并做好異常數據的分析，保障監測數據的準確性和有效性。