環境空氣質量自動監測中的質量分析

張孝寒 王翡

浙江省嘉興生態環境監測中心 浙江嘉興 314000

1 環境空氣質量自動監測技術

1.1 氣體物質監測

對城市環境中的氣體污染物進行監測，目前有長光程空氣監測和點式空氣監測系統兩種方法，其中前者是采用光學差分吸收的方法，將氣體分子按照各自特點，完成波長的吸收，能夠從發射端發射光收集環境到達接收端，測定這種光束光程過程中的空氣污染程度[1]；而后者是在固定的位置采用系統通過將空氣納入并完成污染物濃度監測。利用這兩種監測方法與手工氣體污染物監測方法進行比較：從采樣空間范圍來看，手動以及點式監測能對采樣口狹小范圍中的空氣檢測，而長光程自動檢測是對某一光程且其長度為100m的氣體，將其作為采集樣品。相比手動以及點式監測來說，其采用線測量，監測覆蓋面積大，運行費用低，耗材用量少，維護簡便，是集光學遙感技術、光譜學、電子技術和計算機技術于一體的設備，相對來說其更具有優勢。因此，相對來看利用長光程的檢測所獲取的樣本更能夠具有代表性。

1.2 固體顆粒物的監測

具體來看，上述檢測方法均是對采樣口附近狹小范圍內氣體完成采樣過程。為了能夠減少降溫中揮發性物質的損失，在使用微量振蕩天平法進行檢測時可以配置膜動態測量裝置，能夠減少揮發性物質的損失。利用射線法主要是利用射線衰減的理論，采用泵將環境空氣吸入到相應的采樣管中，經過濾膜排出使顆粒物附著在濾膜上。當射線通過沉積的顆粒物濾膜時其能量會逐漸衰減，對衰減量進行結算從而能夠計算并獲得顆粒物的物質濃度，在測量中為能夠潛燒水器產生的干擾，需要進行降溫但也會同樣出現會揮發性物質的損失。因此，該射線檢測儀的采樣管可配置溫度的動態調節裝置，確保測量氣流濕度處于相對穩定的狀態中，可以減少揮發性物質的損失。除此之外，利用這種方法還存在標準傳遞問題。因此，其結果會存在一定的誤差，比較這兩種自動監測方法來說射線法檢測成本低，而且后期維護保養量小，而微量震蕩天平法在維護保養中的工作量較大，而且在具體檢測過程中成本高，但由于配置了膜動態檢測裝置能夠有效降低揮發性物質的損失問題。

1.3 空氣質量自動檢測技術

傳統上使用的空氣監測儀器較多，但并不是所有都能夠實現數據資料信息采集，比如早期的常規五參數儀，只能夠實現模擬信號的輸出，比如PES38800主要是針對儀器模擬量進行模擬信號的數據采集，該設備是基于微處理器的一種數據采集系統，能夠用于輸模擬信號的采集、加工、儲存，通常是由微處理器以及多個可編程增益放大器、轉換器、記憶體、電源、數據儲存電池等構成的。EDSA是由軟件通過電話撥號的方式將數據傳送到控制中心。隨著新技術的發展，更多的子站逐漸開始進行工控機的配置，開發了多種個性化的程序工控機。現場操作時通常具有較強的振動，存在干擾性強的電磁場等特點，由于通常情況下為連續作業。

2 空氣自動監測質量管理現狀

《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）頒布實施后，全國相繼有338個地級以上城市建成了1436個國家城市環境空氣自動監測站，逐步構建起國家環境監測總站，環境監測中心，以及環境監測站等立體監測網絡，有效保障了空氣自動監測工作的開展。但在執行過程中，也存在管理規范不統一、考核體系不完善、監測人員審核異常數據專業能力薄弱等問題。

2.1 質量管理缺少統一規范

空氣自動監測質量評價離不開完善的規范性文件作為保障，這里的規范性文件包括監測技術標準、監測法律法規等，當前，我國的空氣自動監測質量評價主要依據《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)連續自動監測系統技術要求及檢測方法》（HJ654-2013）、《環境空氣質量評價技術規定》（HJ663-2013）《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）等，這些技術標準只是針對某一項或幾項監測物作出的規定和要求，缺少一部統一的、全國范圍內的空氣自動監測質量管理指導細則或標準，使得空氣自動監測質量缺少有力的規范的可操作性強的技術標準作為支撐[2]。

2.2 監測考核體系有待完善

空氣自動監測質量管控需要具體的、完善的考核體系進行評價，也是保證空氣自動監測是否規范、合理的重要舉措。目前，《環境監測人員持證上崗考核實施細則》對從事環境監測工作的人員提出了持證上崗的明確要求，并提出具體的接受考核規定。但，新的環境空氣質量標準2012年出臺，使得原先的考核體系缺少明確的標準和規范。現實中，大多采用空氣自動監測儀器設備的“培訓”代替監測人員及工作的“考核”。加之，空氣自動監測有環境監測站負責質控和運維，也有委托第三方運維，由監測站負責質控，環境空氣自動監測模式的不統一也增加了監測考核的執行。缺少針對不同崗位性質、不同級別人員的技能評估及考核細則。

2.3 審核異常數據能力較弱

空氣自動監測在預測預報和數據實時發布等方面較傳統監測手段效率更高、更加便捷，但在自動監測時常常也會遇到異常數據，需要環境監測人員及時糾正，否則會影響到空氣自動監測結果的客觀、真實。針對這些異常數據不僅要求廣大監測人員及時發現、糾正，還需要對產生這種異常數據背后的原因進行分析，以防止在后期的自動監測中再次出現異常數據。現實中，大多重視異常數據處置，對導致異常數據背后的原因（如儀器、氣象及人為操作等因素）分析能力較弱，難以滿足日益增長的空氣自動監測業務發展的現實需要。

3 環境空氣質量自動監測的質量保證及控制具體策略探究

3.1 進一步優化空氣質量自動監測系統

為了促進監測結果數據準確性與可靠性的提升，落實環境空氣質量自動監測系統的進一步優化極為關鍵。通過這樣的方式，能夠加強系統對監測過程中各個環節的管控力度。在這樣的要求下，在環境空氣質量自動監測系統中引入成熟的檔案機制是必然選擇。此時，在利用環境空氣質量自動監測系統完成實際的空氣監測工作后，需要將系統收集、記錄的信息數據形成檔案，并保存在數據庫中。為了保證數據信息的安全性，需要落實備份處理。與此同時，還要結合系統的實際情況與運行狀態，形成監測儀器養護方案，避免在實際的使用中發生故障或失靈。

3.2 落實零跨檢查以及多點檢查

零跨檢查：在環境空氣質量自動監測系統的質量控制指標中，零跨檢查占據著基礎性的地位，直接反映了相關監測儀器的精準程度。因此，在進行環境空氣質量自動監測相關儀器的檢驗中，必須要重點落實零跨檢查，并結合相關結果報告判斷儀器運行的精準度。在這一過程中，必須要保證檢查結果在警告線的范圍內，除一氧化碳儀器零點偏移量、跨度漂移量相對較大外，其余的儀器均在保證零跨偏移量較小的條件下，實現持續七天的運行。

多點檢查：利用多點檢查，能夠明確監測儀器的線性關系，幫助相關工作人員的了解儀器的內部性能、實際運行狀態等信息。在落實多點檢查的過程中，必須要在完善的檢查方案、且明確檢查要點的基礎上落實。由于零跨的變化直接影響著多點檢查的結果，所以必須要在完成零跨檢查的基礎上展開多點檢查，否則相應的檢查結果不能予以通過。

3.3 加強監測過程中的技術保證

在環境空氣質量自動監測過程中，為了保證監測質量，相關人員需要重點展開以下幾項工作：第一，落實數據標識。在相應監測系統的實際運行中，會產生大量的數據，種類也相對復雜。因此，必須要對所述有的數據進行標識，避免后續操作中數據定位的難度增大。第二，嚴格控制子站內的溫濕度。空氣對溫濕度的變化更為敏感，會隨之差生濃度變化，影響實際的監測結果準確程度。基于這樣的情況，相關人員必須要嚴格控制子站內的溫濕度，保證監測質量。通常情況下，需要將溫度穩定在23-28℃之間；將濕度穩定在50%-70%之間。第三，保證質控數據的準確性。一般來說，一項質控工作的展開需要30-45分鐘，但是在此過程中獲取的任意數據均能夠反映實際的質控情況。在質控工作中，相應的數據會出現上升或下降的變化，為了保證其質量與準確性，必須要選擇穩定5-10分鐘的平均值作為質控數據[3]。

總之，環境空氣自動監測能夠幫助人們及時掌握城市空氣質量，也為相關部門作出相關決策提供空氣質量現實參考，使決策制定的更加科學、合理。因此，加強空氣自動監測質量管控，切實提升空氣自動監測質量具有積極的現實意義。