探析環境空氣自動監測中的質量保證和控制

摘要：隨著社會不斷發展，國家越來越重視生態文明建設，為了更加準確地反映環境空氣質量狀況及變化趨勢，各地布設了許多空氣自動監測站。為確保發揮其作用，就必須對自動監測的質量做出控制，保證自動監測的質量。環境空氣自動監測的質量保證和質量控制與工作人員的技能、儀器設備的性能、日常管理維護等因素有關。只有確保環境空氣自動監測的質量，空氣監測的結果才會更為可靠。為此，本文就環境空氣自動監測中的質量保證和質量控制做出分析。

關鍵詞：環境空氣自動監測；質量保證；質量控制

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）06-0128-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.06.074

Abstract： With the continuous development of society， the state has paid more and more attention to the construction of ecological civilization. In order to more accurately reflect the status and trend of environmental air quality， many air automatic monitoring stations have been set up throughout the country. How to ensure that its role is played， then the quality of automatic monitoring must be controlled to ensure the quality of automatic monitoring. The quality assurance and quality control in the automatic monitoring of the ambient air are related to the staffs capabilities， equipment performance， management and maintenance and other factors. Only by ensuring the quality of the automatic monitoring of the ambient air can the results of air monitoring be reliable and credible. This article analyzes the quality assurance and quality control in the automatic monitoring of ambient air.

Keywords： Ambient air automatic monitoring； Quality assurance； Quality control

質量保證和質量控制是環境空氣自動監測中極為重要的組成環節，也是環境空氣質量監測的核心內容。環境空氣自動監測的質量保證與控制主要是建立落實質量保證制度，站點設備日常巡檢維護，量值溯源與標準傳遞，站房內外環境檢查，監測數據的有效性審核，對新監測方法的驗證，工作人員的考核培訓等等。經過科研人員的不懈研究，現已歸納出一套針對環境空氣自動監測系統質量保證和質量控制流程，具體包含了以下內容：

1 站房內外環境保證

首先要確保監測站房內外環境正常，才能更好開展質量保證與控制工作。站房外需要注意采樣口周邊環境變化，對影響采樣或長光程監測光束的樹枝等應及時清理，每周檢查記錄周邊相關污染源情況，判斷是否影響自動監測數據的有效性。

站房內溫濕度也必須控制在合理范圍，其中溫度25℃范圍左右，相對濕度保持80%以下，同時冬夏季注意溫差變化，防止采樣管路出現冷凝現象。這就需要對站房溫濕度進行調整控制，并采取適當的加熱措施以確保采樣總管正常工作，同時檢查相關配套設施及儀器監測參數，確保空氣自動監測站連續穩定運行[1]。

2 確保標準和量值的傳遞性和可追蹤性

質量傳遞和追蹤過程實際就是在嚴格的溫度濕度下用傳遞儀器將國家標準物質或者鋼瓶氣傳遞到發生裝置或待鑒定的物質上面去，由此來實現對上一級物質的追蹤，傳遞后可以用作自動監測系統子站監測儀器校準所采用的一級標準。在對上級物質進行追蹤之外還需要對流量的測定裝置進行檢測和校準。校準所采用的標準流量計需要按時到計量院向國家的一級標準的流量計進行檢測和校準。方便用校準后的流量計對各個監測的儀器進行檢查校準[2-3]。

3 嚴格控制監測子站的總采樣流量和監測儀器流量的質量

氣體樣本在總采樣管滯留時間的長短會影響到環境空氣自動監測儀器的監測結果，當氣體樣本從采樣口到監測儀器的滯留時間大于30s的時候，監測儀器會產生響應損失的現象。所以在進行總采樣管設計和安裝的時候，要充分考慮到這個問題，合理的進行結構設計，確保滯留氣體樣品的滯留時間小于20s。此外，儀器都有穩定的采樣流量，在采樣流量發生變化之后，會發生儀器響應滯后、數據漂移等現象，嚴重降低自動監測的數據的可靠性。為了避免這種現象的發生，應該定期對儀器的氣路流量進行檢查，確保流量漂移在誤差允許范圍[4]。

4 定期對顆粒物分析儀進行手工比對

顆粒物手工比對就是監測室工作人員嚴格按照采樣規范，在規定時間點對所選取的監測站站點同步手工連續采集顆粒物，與自動監測站點的顆粒物自動采樣裝置所采集的數據進行比對分析，以便掌握空氣自動監測與手工監測上的差異。如誤差較大，需要工作人員及時查找原因，確定是否由于儀器誤差引起，并對差異進行分析修正，在差異修正后，還需展開數據復查確認工作，確保修正后的儀器參數符合要求。

5 監測儀器的多點校準及線性檢查

動態多點校準指的是用已知濃度的標準氣體通過氣體發生裝置配置出不同濃度的標準氣體，將這些不同濃度的標準氣體輸入到各氣體分析儀內來進行檢查校準。在進行多點校準的時候至少要設置5個以上的濃度點。用這種方法進行校準較為準確可靠，在監測儀器的校準和檢查中應用非常的廣泛。用這種方法進行校準的時候，在多點響應之后根據每個點響應的內容繪制出儀器的響應曲線。在處理響應曲線的時候常常用最小方差回歸法來得到模擬曲線的斜率和截距。

6 空氣監測子站內監測儀器的單點校準和日常校準維護

為了確保監測數據的準確可靠，就必須要對子站的儀器進行日常的維護和校準，在進行這項工作的時候一般使用的單點校準的方法。單點校準就是對儀器的零點、精度、跨度進行檢查校準。單點校準應該每隔一段時間就進行一次，以此來保證監測儀器的各項性能指標能夠符合監測的要求，使監測儀器能夠出色的完成任務。如果單點校準出現了偏差，工作人員就要及時的去調節監測子站的監測儀器，確保儀器能夠進行正常的工作。在對監測儀器進行檢修之前要事先記錄好儀器的零值和跨響應值，以便工作人員查閱，尋找故障發生的原因，了解儀器漂移的程度，對問題的數據進行分析和修改。如果儀器漂移過大而且有變化，那么就應該放棄數據重新進行多點校準；如果儀器漂移始終在一個值附近，那么就可以用漂移加上監測儀器的監測值來得到修正值，修正值也同樣具有有效性和準確性。

7 對監測數據進行合理的處理并判斷數據的有效性

在進行監測的時候由于各種各樣的原因常常會出現異常數據，這就需要我們對監測數據進行有效性審核。負值現象就是環境空氣自動監測中的一個常見的數據問題。發生這種情況的原因主要有：（1）儀器發生了負的漂移。如果儀器的負漂移過大，就容易出現負值，工作人員可以根據日常校準的響應值來進行判斷是否是這種原因，然后再對儀器數據進行修正，抵消負漂移帶來的影響；（2）儀器沒有進行檢出。如果是這種原因的話，工作人員可以對檢出限值進行修正；（3）儀器發生故障。如果監測數據是一個確定的負值，不隨時間改變，那么就可以判斷儀器發生了故障，應該將這些無效的數據刪除。另外一種常見的問題就是停電后的數據問題，監測儀器在剛開機之后不能立刻進入工作狀態，需要一定時間的預熱。如果監測子站發生了停電現象，那么工作人員應該刪除監測儀器預熱階段的數據，預熱時間的長短與監測儀器本身的性能和停電時間的長短有關。在實際工作中，工作人員可以通過對數據的分析來對停電時間進行判斷。如果是短時間的停電，儀器的預熱時間絕大部分都在一小時以下，所以工作人員應該刪除一小時內的監測數據，如果是長時間的停電，那么就必須對儀器的預熱時間進行嚴格的判斷并且檢查監測儀器的相關性能，只有當儀器參數正常卻不是預熱階段時，才可以認定監測數據有效。

除了負值現象，在監測中有時還會出現一些特殊的監測值，在發生這種情況時應認真排查原因，如果儀器發生故障要對儀器進行及時檢修。還有種情況為可吸入顆粒物PM10和細顆粒物PM2.5數據倒掛現象，按照定義，PM2.5屬于PM10的一部分，正常監測時后者濃度應大于前者。但在實際監測工作中，偶爾會出現PM2.5濃度大于PM10濃度的“異常現象”，也就是俗稱的“倒掛”，該成因主要是溫濕度差別過大，這就需要工作人員去判斷是由于天氣原因還是儀器異常導致，根據實際情況檢修儀器或者對相關數值審核時進行修正。

8 結語

環境空氣自動監測系統要建立起一套嚴格的質量保證和質量控制體系，只有這樣才可以確保監測數據的準確有效，本文提到的方法是工作人員和科研人員根據自身多年的實際工作經驗得到的，具有很大的實際應用價值，相關人員在進行工作時可根據自身儀器的不同選擇合適的方法來提高自動監測的質量，以此確保空氣監測數據的真實性與有效性。

參考文獻

[1]云慧，郭繼勇，張大偉等.環境空氣質量自動監測系統中動態校準儀臭氧濃度的復現性研究[J].中國環境監測，2015，（6）.

[2]滕曼，姚雅偉，付強.京津冀地區環境空氣PM2.5自動監測現場比對研究[J].環境工程學報，2015，（1）：331-334.

[3]鄭瑤，邢夢林，申劍等.環境空氣質量新標準對鄭州和開封空氣質量評價的影響[J].中國環境監測，2015，31（2）.

[4]張琰，盧海燕.環境空氣質量新標準對博羅縣空氣質量評價結果的影響[J].環境科學與管理，2016，41（7）：176-178.

收稿日期：2018-04-11

作者簡介：王興杰（1987-），男，本科，助理工程師，研究方向為環境監測。