環境空氣質量自動監測網考核方式探討

梅紅兵，彭劍平，閆 琨，王劍敏，劉 浪

(云南省生態環境監測中心，云南 昆明 650034)

0 引言

為滿足新形勢下環境監測行業管理和監督工作需要，落實中央辦公廳、國務院辦公廳《關于深化環境監測改革提高環境監測數據質量的意見》(廳字〔2017〕35 號)精神，加強全省環境空氣質量自動監測質量保證和質量控制，建立健全空氣質量自動監測質量管理及運維考核技術體系，通過采取科學嚴密的質控手段，防治環境監測數據弄虛作假行為，保證環境空氣質量自動監測數據和信息準確可靠，保障環境監測數據的公正性和權威性，為環境空氣質量目標責任考核及空氣質量預報預警業務提供有效支撐。依據環境空氣質量監測網運行管理的有關文件、標準和技術規范，對全省省控空氣自動站開展外部運維考核和檢查。

全國環境監測系統不遺余力地在監測數據質量控制和質量監督領域做了堅實的基礎工作，保證了監測數據的真實性、準確性，但任何一組數據與真值相比，均可能存在誤差，質量控制追求的是數據與真值間誤差盡可能的小，或者說該誤差小到可以容許。為達到這個目標，監測人員一直在持續改進監測中存在的并且發現的問題。

為了保證環境空氣質量自動監測數據可靠，必須對監測系統進行一系列的質量保證與質量控制措施[1]，根據環境保護部關于在全國開展環境空氣質量監測運維監管的專項工作要求，自2018年7月，作者所在單位派人攜帶相關設備、標準物質對全省省控環境空氣質量自動監測站點外部運維進行逐一的量值考核。結合工作實際，本文對環境空氣質量自動監測系統的外部考核方式進行歸納和梳理，供相關從業人員參考。

1 空氣自動站外部運維考核工作內容

1.1 飛行檢查

根據國家監測技術規范[2-3]，對全省省控空氣自動站開展多方聯動的“雙隨機”飛行檢查，旨在落實各方責任，防范環境監測不當干預，嚴厲打擊環境監測數據弄虛作假行為；采取檢查點位不定、時間不定的方式，全年對自動站運維及保障開展多批次“雙隨機”現場檢查。檢查內容包括但不限于站房檢查、顆粒物手工比對、盲樣考核、儀器性能等方面進行交叉檢查。檢查內容為監測點位的一致性、采樣系統的規范性、測試的準確性、 數據的可靠性和相符性、監測檔案的完整性：比對、校準、維護記錄等監測檔案是否完整等。

1.2 外部質量監督

1.2.1 量值溯源/傳遞

依據相關操作規程，能夠準確再現或者準確分析、可以溯源到更高級別或者更高權威標準臭氧濃度的可運輸儀器設備。對正常工作狀態的環境空氣自動站的臭氧分析儀進行現場核查(現場核查示意圖見圖1)，以分析儀測定值與傳遞標準設定值的相對誤差評價子站臭氧分析儀的準確度。以規范臭氧自動監測現場核查工作程序，保證臭氧現場核查工作的準確性、可靠性。

圖1 現場考核示意圖

1.2.2 比對測試

作者所在單位派出核查技術組，攜帶經過審核的手工顆粒物采樣器，到各站點采集顆粒物樣品，返回實驗室稱重并計算手工監測結果，以手工監測結果為參比評估自動監測結果是否滿足年度質量目標要求。全年顆粒物(PM2.5和PM10)手工比對現場核查比例10%，并對所有站點顆粒物監測儀至少開展不少于1次的采樣流量、氣溫、氣壓、濕度準確度現場審核[4]。比對儀器的安置位置、高度按國家監測技術規范嚴格實施， 確保不因儀器安置距離太近導致采樣氣流擾動、安置距離太遠或高度差異等原因，影響比對結果的可比性[5-6]。以便規范環境空氣中顆粒物(PM10、PM2.5)自動監測現場核查工作程序，保證現場手工比對核查工作的準確性、可靠性。

1.2.3 運維核查及現場檢查

(1)環境空氣臭氧(O3)監測儀量值溯源與傳遞

核查人員負責將臭氧工作標準送至監測總站或區域質控中心進行量值溯源。運維機構每半年將用于自動站點傳遞的臭氧標準到省監測站開展量值溯源，然后攜帶經過溯源的臭氧工作標準對各自動站點的臭氧監測儀進行傳遞。根據HJ 818規定，對于所有在用的發生型臭氧分析儀，運維機構至少每3個月在各站點開展一次傳遞，并編制傳遞技術報告。

(2)環境空氣氣態污染物(SO2、NO-NO2-NOX、CO、O3)監測儀現場

核查人員組織全省各地環境監測機構人員組成核查技術組，對各站點氣態污染物(SO2、NO-NO2-NOX、CO、O3)監測儀開展準確度與精密度審核。采用經溯源的臭氧工作標準和標準氣體，每季度對每個站點的氣態污染物監測儀器至少開展1次精密度審核，全年至少開展1次準確度審核[7]。

環境空氣氣態污染物臭氧(O3)監測儀審核：經量值溯源的臭氧核查標準，對正常工作狀態的環境空氣自動監測點位的臭氧分析儀進行現場比對，設置臭氧核查標準產生濃度為45nmol/mol、75nmol/mol、125nmol/mol和儀器日常校準點濃度的臭氧，依次通入臭氧分析儀30min，儀器自動記錄分鐘數據，以臭氧核查標準產生的三個濃度點最大相對誤差不超過15%作為評判依據，以分析儀測定值與核查標準測定值的相對誤差，評價臭氧分析儀的準確度。設置臭氧核查標準產生濃度為分析儀滿量程的20%，每次等待儀器讀數穩定后記錄儀器示值，根據儀器示值的相對標準偏差，來確定儀器的精密度，精密度審核時，儀器示值的對標準偏差均不大于5%。

環境空氣氣態污染物(SO2、NO、CO)監測儀審核：核查人員攜帶有證氣態污染物(SO2、NO、CO)標準物質(鋼瓶氣)到各省控環境空氣質量自動監測站，由正常工作狀態的氣態污染物自動監測儀對標準氣樣品進行現場測定，以實際測定值與標準氣體濃度值的誤差評價自動監測數據的準確性。

1.2.4 質控檢查

以問題為導向的雙隨機檢查，對環境空氣自動站房環境保障情況、采樣系統維護、儀器日常維護效果、質控效果(MFC流量檢查、監測儀器流量檢查)、顆粒物手工比對、運維保障及其他問題，綜合反映檢查站點實際運維情況及自動監測數據可靠性保障。

1.2.5 數據質量評估

組織建立全省省控空氣站質控平臺專項數據管理軟件，開展獨立于運維/監測機構的周期性的專項質控活動，得出各要素數據質量結論，通過質控平臺同時對自動監測數據的實時性、有效性的落實進一步跟進，為相關監管部門的決策提供有力依據。

2 結論和建議

(1)環境空氣自動站外部運維核查作為質控手段之一，在空氣自動監測系統質量控制管理方面有著不可忽視的作用。文中主要對空氣自動監測系統外部運維核查/檢查相關方法做闡述，為空氣自動監測系統比對監測的發展提供參考依據。

(2)當前，各站點監測設備的類型較多，而用于核查/校準工作的儀器設備型號又復雜多樣，工作原理也不盡一致，給核查/校準工作帶來諸多不便，也難以從根本上保證核查/校準結果的準確性，且各子站運維人員業務能力參差不齊。建議盡快健全環境空氣自動監測質量管理及運維考核方式，完善省控網環境空氣自動監測站質量體系，即統一的質量管理制度、統一的技術標準規范、標準化的質量體系文件等相關規范，促進環境空氣自動監測質量管理及運維考核方式走向專業化、自動化、科學化。