環境監測中異常數據研究及具體實例的探討

胡 勇 馮永超

（重慶市生態環境監測中心 重慶 401147）

引言

環境監測數據審核是環境監測工作的重要組成部分，同時也是監測質量保證工作的重要環節。環境監測數據審核，是指審查核對環境監測全過程中的各個環節是否符合監測標準和技術規范，使監測數據的獲取得到有效監控，確保監測數據的準確、可靠。發現異常監測數據，并進行判別分析，保證監測數據達到“五性”要求[1-4]。

1 異常數據的產生的原因

1.1 采樣產生誤差

采樣誤差指的是在采樣過程中出現的誤差，主要表現為未采集到有代表性的樣品，使分析結果不能反映真實情況。主要表現在以下兩個方面：一是沒有嚴格按照規程采樣，導致采樣不規范，如監測低溫、高濕的廢氣中二氧化硫和氮氧化物濃度，需要將采樣管加熱，對煙氣預處理防止水分在采集管里冷凝，在實際采樣過程中，有時會直接用聚四氟乙烯管代替加熱煙槍進行采樣。又如在固定污染源中監測顆粒物濃度時，因為找不到合適的采樣斷面，就在靠近彎道處作為采樣斷面，這樣采集出來的數據就是異常數據，無法正確地反映客觀事實[5-6]。二是對周期性生產工藝或周期性排放污染物等特殊條件下，即使嚴格按照技術規范，沒有在排放期間采集到有代表性的樣品，也會得到的異常數據。

1.2 樣品儲存中受到污染

在樣品的儲存階段，如果受到污染會影響分析結果的準確性，使數據出現異常。沒有選擇合適的儲存容器，需要加保存劑、低溫保存等而未采取措施的，樣品在運輸過程中出現交叉污染等都會加重數據的異常。如將有機樣品存放于塑料瓶內，樣品易受到儲存容器的污染。又如采集硫化物樣品，而沒有采取加保存劑和有效的冷藏措施，就會導致結果出現異常。

1.3 實驗室分析產生誤差

盡管實驗室質控措施較成熟，實驗室分析產生的誤差也不容忽視。如有的樣品分析時沒有采取有效的前處理措施，就影響監測數據的真實性和準確性；標準樣品錯誤，同樣會導致監測數據異常；部分則因為分析儀器設備運行不正常等原因，導致數據異常。

1.4 非特定工況和異常狀態下監測

竣工環保驗收監測時，一般應在工況達到設計規模75%以上時進行測定。水泥廠的竣工驗收監測，則要求企業在監測時的生產負荷達到80%以上。如果在不滿足相應負荷要求的情況下進行了監測，就會造成監測結果的不準確。另一種情況則是環保設施性能異常的情況下，排污情況不夠穩定，都會導致監測數據異常。

2 異常數據列舉及原因分析

2.1 環保設施不正常

從理論上來說，污染物處理設施出口的污染物濃度肯定低于進口濃度，但是在實際工作中我們往往會遇到數據反向的現象。比如對某包邊注塑車間底涂廢氣的進出口進行監測時，處理設施出口濃度高于進口濃度，詳見表1。針對這一現象，在排除了監測人員現場操作不規范的情況外，到被測企業實地查看以后發現，該處理設施內用于有機物吸附的活性炭早已過期，已經起不到吸附效果，反而因為活性炭上的有機物濃度過高，經過引風機以后有部分的非甲烷總烴和二甲苯被帶出，這樣就造成了監測數據出口高于進口濃度的現象。經過更換活性炭以后，非甲烷總烴和二甲苯的出口濃度均低于進口濃度，監測數據正常。

表1 某包邊注塑車間底涂廢氣進出口監測結果

2.2 監測方法使用不當

表2是某天然氣鍋爐測試數據。在對某天然氣鍋爐進行監督性監測時，采用定電位電解法監測報出的數據是210 mg/m3，經過數據審核，數據肯定存在異常，在相同的燃燒方式下，非分散紅外法測出數據為5 mg/m3。可以肯定，是高濃度CO對定電位電解法測試SO2產生了正干擾，而高濃度CO對非分散紅外法基本無干擾。因此，在監測中，應先弄清方法的原理、規范操作及干擾因素，然后在不同的條件下，選擇合適的監測方法。

表2 某天然氣鍋爐測試數據

2.3 監測不規范

監測不規范采集出來的數據就可能是異常數據，無法正確地反映客觀事實。如在監測低溫、高濕的廢氣中二氧化硫的濃度，需要將采樣管加熱大于120℃，對煙氣預處理防止水分在采集管里冷凝。在實際采樣過程中，如果直接用聚四氟乙烯管代替加熱煙槍進行采樣，將造成監測結果偏差。表3是在某火電廠脫硫出口用兩種采樣方式監測結果的比較，從表3可知，沒有按監測規范對煙氣加熱冷凝，測出二氧化硫濃度偏低。

表3 煙氣預處理對定電位電解法的影響

這歸結于管路中產生大量冷凝水，吸收煙氣中二氧化硫從而導致測定結果偏低，這一問題在煙氣濕度高、煙道內外溫差大時尤為明顯。測定時按照規范要求，保持對采樣槍和導氣管加熱到大于120℃，使煙氣始終保持氣態并在進入電化學傳感器前快速制冷，將冷凝水排出，這樣可最大限度減少從煙氣中吸收二氧化硫，提高監測結果的準確性[7]。

2.4 未采集有代表性數據

事先沒有認真研究工藝，尤其是具有周期性的生產工藝，就有可能導致未采集到有代表性的數據，造成異常數據。表4是某焦化車間推焦工藝顆粒物有組織排放測試數據。從表4可知，在不同監測時段監測，顆粒物的濃度差別相當大。這是因為推焦是典型周期性工藝，在推焦作業時，溫度很高，空氣受熱形成強烈對流，同時變頻風機高速運動，帶走大量顆粒物進入除塵器后排放；停止推焦作業時，變頻風機低速運行，少量顆粒物進入除塵器后排放。如果不弄清生產工藝，即使嚴格按照《固定污染源排氣中顆粒物測定和氣態污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）進行采樣操作，也采集不到代表性數據，造成數據異常。

表4 某焦化車間推焦工藝顆粒物有組織排放測試數據

3 數據審核重點及技巧

通過對監測數據審核，對數據進行科學合理的分析，可有效減少異常數據的產生，以下是幾種常用審核技巧[8-10]：

3.1 利用專業知識和經驗判斷

同一樣品的各項環境監測數據不是獨立存在的，它們之間存在著著橫向和縱向的邏輯關系，在進行數據審核過程中可以利用數據間的邏輯關系進行判別，從而發現監測數據中明顯不合邏輯的數據。比如PM10＜TSP，再比如無組織廢氣中非甲烷總烴的數據偏離正常值，則要考慮監測期間周圍機動車尾氣的影響，氯化氫的監測結果明顯偏大，可能受到采樣容器的洗滌方法及對空氣中含氯離子顆粒的過濾情況影響。

3.2 結合采樣記錄進行審核

當數據出現異常，在其他質控方面又找不出明顯問題時，可以對照各采樣點位樣品的原始記錄進行審核，比如，在用鹽酸萘乙二胺分光光度法測定空氣中氮氧化物時，可從吸收液樣品的顏色大致判斷樣品濃度；在監測有組織廢氣中顆粒物濃度時，可從濾筒中的顆粒物多少初步判斷該樣品濃度的大概范圍。如果監測數據出現較大偏差時，則能從中找出原因。

3.3 聯動歷史數據展開審核

按照相似性進行判別，針對某一被測單位一套數據進行審核時，可聯動同類監測對象的環境統計資料作類比分析。兩個工廠產品相同，工藝條件相似，其污染物成分、濃度、排污狀況大致都在一個范圍波動，準確掌握其中一個工廠的污染源監測數據，對另一個工廠的排污監測數據的審核具有重要參考價值，結合其他環境要素，綜合分析監測數據。

3.4 利用物料衡算結果展開審核

在固定污染源有組織排放環境監測數據審核的過程中，通常會采取物料衡算的方法加以驗證，即通過原材料的實際消耗量或是揮發量來對污染物的排放量進行大致推算，比如燃煤火電廠鍋爐廢氣進口中二氧化硫的濃度，可以通過所燒煤質的用量、含硫量等參數來進行大致推算。

3.5 質控數據審核

質控數據審核包括空白值、標準曲線的相關系數、標準樣品、平行樣、加標回收率等數據審核。空白值與標準曲線的相關系數合格與否，直接決定結果的準確性，標準樣品和加標回收率能得出數據的準確性，平行樣品能看出數據精密性。

結語

本文從異常數據的產生原因、異常數據列舉及原因分析和數據審核重點及技巧等方面出發，聯系自身環境監測工作實際，就環境監測中常見異常數據產生和避免做初步分析和探討。

參考文獻

[1]繆云深，李華.環境監測中的數據審核[J].污染防治技術，2005，18(6):63-64.

[2]蔡同鋒.現場監測數據審核方法及異常數據的判別研究[J].環境科學與管理，2014,39(10):60-62.

[3]鄭賢勉.環境監測數據審核技巧及重點探討[J].北方環境，2012,28(6):218-219.

[4]國家環境保護總局水和廢水監測分析方法編委會.水和廢水監測分析方法(第四版增補版)[M]．北京:中國環境科學出版社，2010:24-26．

[5]武海紅.環境監測過程中不合理數據的探討[J].山西化工，2015,(4):86-87.

[6]牟永銘.環保驗收監測異常數據的分析與處理[J].環境監測管理與技術，2013,25(2):4-6.

[7]馮永超，胡勇.含濕量和CO對三種SO2監測方法的影響研究[J].環境科學與技術，2016,39（S1）：203-206.

[8]張芳,袁福的,李六一等.環境監測數據審核中各類數據邏輯關系的研究[J].環境科學與管理,2008,33(11):138-141.

[9]李志明.環境監測數據審核及異常數據的處理[J].新疆環境保護，2013,35(2):41-44

[10]齊文啟，田志仁，張鵬等.建設項目竣工環保驗收監測中影響數據質量因素分析[J].中國環境監測，2014,30(3):23-25.