空氣質量自動監測建設與運行管理

梅文鼎 王碧松 陳利英

摘要：指出了環境監測總體規劃中，空氣自動監測占據重要地位，在現代化發展背景下，空氣自動監測應逐步朝著自動化的方向發展。對此，圍繞空氣質量自動監測建設工作進行了探討，并提出了相適應的運行管理方式，以期給環境保護工作提供參考。

關鍵詞：空氣質量;自動監測;運行管理

中圖分類號：X53

文獻標識碼：A?文章編號：1674-9944（2020）14-0097-02

1?引言

監測環境空氣質量應具有實時特性，因此在設備獲得監測數據后需及時發布，為環境主管部門的日常工作提供依據[1]。監測數據包含SO2、NO2、PM2.5、PM10、CO、O3指標，具體體現在AQI指數、實時小時濃度等方面。為滿足此要求，有必要創建高效的空氣質量自動監測系統。

2?項目簡介

新昌縣環境保護局環境空氣質量自動監測站點建設項目中，所用儀器包含針對SO2、NO2、PM2.5、PM10、CO、O3六項指標各自所對應的分析儀以及氣象五參數分析儀等。標準機柜作為集成控制各儀器的重要裝置，采取各站點配置1臺的方式，將除五參數分析儀之外的各項設備都置于其中，并選擇導軌式安裝方法，有助于提高維護效率。較特殊的是PM2.5、PM10的分析儀，分別將其置于兩側機柜上端，項目中使用的五參數分析儀置于站房頂部。配套防雷等相關防護措施，保證室內各儀器的穩定運行。

3?系統集成

3.1?施工準備

系統采取的是過負荷、短路保護機制，為之配套了斷漏電保護裝置以及穩壓器，嚴格控制電源電壓的波動幅度，將其穩定在儀器可接受的區間內。布設輔助設備，各類與儀器連接的管線統一置于線槽內，做好對各氣路及電纜線路的標記工作，可采取懸掛塑料標識的方式。

3.2?數據采集傳輸系統

選用研華P610型工控機，在其支持下實現高效的數據采集作業，并配置外接顯示器接口，運行系統選用的是XP及更高等級的版本，附屬裝置包含LCD顯示器（17寸）、鍵鼠套裝。系統基礎配置信息：

CPU：主頻3GHz，至少四核;

內存：≥8G;

硬盤：≥1T，≥7200轉;

模擬量輸入：16路以上，12位;

控制輸出：16路控制輸出;

數字量接口：此部分主要用于數字通訊，根據系統控制需求配置合適數量的接口。

調制解調器：具備一點多傳的工作特點，與儀器數據傳輸需求相適應，可對接衢州市智慧環保項目平臺，以達到高效傳輸數據的效果。

數據采集：以系統子站所提出的數據采集與通訊要求為基本導向，應完全滿足此要求;具備24h持續運行的能力，可實現高效的網絡通訊，并采取電話線、ADSL等多種途徑相并行的通訊方式;在HTTP協議的引導下，使WEB服務數據傳輸軟件維持高效運行狀態，實現數據的即時通訊。

硬件是系統得以運行的必要前提[2]，包含數據服務器、通訊設備、控制器;根據硬件的工作特性配置相適應的系統軟件，在程序作用下實現對儀器設備的精確控制;實時監控機房，若存在異常則發出報警，及時發現問題并將其解決。

3.3?系統集成安裝

按照特定的流程將系統各部分有序安裝。首先完成采樣系統和排氣裝置兩部分的安裝作業，再按照設計要求將儀器機架置于站房指定位置，隨后將儀器取出，以說明書為指導正確組織上架工作;隨后檢查各儀器的位置，通過彼此的間距判斷安裝情況，各設備應維持獨立運行狀態，不可出現碰撞或摩擦現象[3];若條件允許，儀器間應保留適當的間隙，通過此方式提高儀器的散熱效率。儀器安裝到位并采取固定措施后，再連接氣路，具體包含采樣氣路和校準氣路兩部分，以確保氣路正常運行為基本前提，盡可能縮小其間距，再給各設備通電，連接信號線路。系統包含的儀器設備較多，要求在開機狀態下根據需求單獨抽出氣路或是信號線路，期間不會對其它線路造成影響，且要考慮到儀器維修的空間余量問題。圖1、2分別為安裝完成實例圖及導軌安裝圖。

4?運行維護要點

4.1?加強日常管理

每周執行一次巡檢，檢測儀器內配置的過濾膜若存在受污染情況則要及時換新[4]。檢查系統各管路并分析其運行狀況，不可出現漏氣現象。定期清理采樣總管，正常情況下半年一次，為保證系統的正常運行，采樣總管與支管內不可出現積塵現象。定期更換紙帶并做好編號工作，加強對儀器采樣流量的監測，若存在異常則要及時調整。對于顆粒物采樣頭的清理，采取的是每兩個月執行1次的方式，或視實際情況縮短清理間隔時間，要確保濾網足夠潔凈，不存在積塵現象。檢查氣體鋼瓶，確定其穩定性以及閥門的嚴密性情況等，以此為依據清理空壓機儲氣瓶的積水。

儀器運行過程中技術人員需要加強監測工作，如運行狀況、數據采集等，各環節都不可存在異常，上午的檢查時間安排在9：00前，下午的檢查時間安排在3：30～4：00，完整記錄具體情況，若存在問題則要深入分析其原因，在最短的時間內解決好。

4.2?自動監測數據審核

環境空氣自動站工作中的受擾因素較多，如運維方式不合理、現場環境惡劣等，此時都將對在線數據的準確性造成影響，傳統的人工審核數據方式缺乏適用性，有必要創建一套完善的審核體系，以便高效且精準地完成自動檢測數據審核工作，使環境空氣自動監測數據能夠準確反映實際情況。

4.3?異常處理

從衢州市長期以來的發展狀況來看，自動檢測數據審核是難度較大且故障較多的環節，主要異常狀況如下。

（1）異常1：測量值明顯偏低，極端情況下存在負值。應對方法：此異常狀況的出現主要與儀器故障有關，如CO分析儀在運行中出現紅外光源損壞現象，導致在線監測數據發生明顯變化，趨近于0點甚至更低。從顆粒物分析儀的角度來看，由于故障的存在而導致數據低于實測值。對此，運維人員要深入現場做全方位的排查，明確具體的成因，并將實際情況上報主管部門，尋求解決策略。

（2）異常2：測量值明顯偏高。應對方法：主要與站點周邊的污染源排放有較大關聯，較典型的有周邊建筑工地所帶來的影響。針對此問題可遠程查看站點信息，包含電壓、壓力等，分析各方面的信號是否存在異常。而后運維人員深入現場，圍繞周邊情況做全方位分析，確定具體的污染源。

（3）異常3：運維階段數據異常。應對方法：主要源自于運維人員主觀層面的因素，如操作不當導致數據異常，此問題的判斷難度較小，運維人員核查后可確定具體的異常數據。

上述提到了儀器故障、站點周邊污染、運維人員操作等較為典型的因素，其均會對在線測量數據的可靠性造成不良影響，此外惡劣天氣也是主要的因素[5]，例如暴雨天氣、雨雪天氣等，此時的數據也可能異常。

若系統數據測量過程中發生異常現象，作為工作主體的運維人員則必須深入現場，根據實際情況確定故障源，對異常數據采取針對性處理措施，以軟件自動審核為基礎，再綜合人工審核的方式。具體而言，軟件審核具有較高的自動化水平，經過分析后自行采取處理措施;人工審核則是補充形式，在得到自動審核結果后由專業技術人員復核，保證審核結果的可靠性。綜合考慮站點間的變化趨勢、儀器參數等方面的因素，從而準確確定異常數據;若存在判斷難度較大的異常數據，此時運維人員則要深入現場做好檢查工作，通過校準儀器等相關措施處理問題，經過維護后再次分析數據的實際情況，若存在異常則要將各項相關信息完整記錄并提交給審核平臺，以便做進一步的處理。

5?結語

本文圍繞空氣質量自動監測系統展開探討，提出系統的組成以及建設方案，闡述了運行階段的管理手段，從實踐成果來看其具有較顯著的應用價值，可作為類似工程的參考。

參考文獻：

[1]裴成磊，黃祖照.空氣質量自動監測綜合示范站建設及管理[J].分析儀器，2014（4）：95～98.

[2]焦寶玉，陳建文.環境空氣質量自動監測子站系統運行管理的質量控制[J].環境研究與監測，2011（1）：1～7.

[3]楊翠香.淺談環境空氣質量自動監測系統建設與管理[J].環境與生活，2014（9X）：87～88.

[4]張超杰.環境空氣質量自動監測子站系統運行管理的質量控制[J].房地產導刊：中，2014（11）：105～105.

[5]李啟偉.淺談環境空氣質量自動監測系統運行中的質量管理[J].中國化工貿易，2017（27）：283～283.