淺談環境空氣自動監測的運行管理和質量控制

陳曉姍

(南寧市核與輻射安全監督管理站, 廣西 南寧 530004)

環境污染、 水污染、 噪聲污染并列為環境三大污染, 影響人們的身心健康, 是環境監測的重要內容。 隨著環境空氣監測技術不斷完善, 環境空氣監測已步入全自動化趨勢, 自動化監測是指自動監測儀器在固定的點位對環境空氣質量進行采集、處理、 分析的不間斷過程。 此次深入探究了環境空氣污染潛在的威脅, 對于環境空氣自動檢測的經營管控等各個方面展開探究。

1 環境污染的現狀與危害

現階段, 國內空氣污染問題日益加劇, 圍繞PM10、 PM2.5等為核心的相關污染物造成的地區性的空氣環境污染問題日漸突出, 這也同時對現代社會以及經濟等的全面發展帶來了不小的影響。 基于國內工業水平以及城市化水平的不斷提高, 空氣污染防治工作所面對的問題越來越多元化。 特別是近些年國內諸多地區潛在的大面域的空氣污染問題, 嚴重危害了地方百姓的身體健康。 南寧市環境保護局據統計2021 年第一季度共計受理環境空氣污染投訴案件41 起, 處罰金額193 萬余元, 不難發現, 空氣污染對于機體等的損耗為多元性的, 如若空氣內的污染成分含量較高情況下, 部分較為敏感人群可能潛在著呼吸道方面的問題和身體機能受損等情況, 包括鼻粘膜以及眼睛受到刺激影響繼而誘發各種疾病。 此外, 即便空氣內的污染成分比例不大, 而基于機體長年累月的吸入, 相關污染物的積累效應等也會誘發支氣管、 肺氣腫乃至癌癥等有關病癥的出現。

2 環境空氣自動監測系統

環境空氣自動監測現如今是環境空氣質量監測的主流監測方式, 它有著數據采集率大, 能夠實時、 穩定、 高效的反映環境空氣質量的現狀和變化等特點。 環境空氣自動檢測體系大致涵蓋了四個關鍵構成, 依次為監測子站模塊、 中央計算機室部分、 實驗室部分和系統支持實驗室部分等。 包括PM10、 PM2.5、NO2、 SO2以及CO 等等因子統稱為六大常規檢測內容。 為能夠獲得更為客觀合理的監測信息, 設備運行數據、 標準物傳導和設備零點等等關乎數據品質的關鍵要素, 如若希望確保監測的最終結果具有更高的可信度, 則務必就自動監測模塊落實全面性的管控支持, 此為提升該檢測體系信息可靠性的關鍵保障,同時也為監測信息更具精準度、 實用性的重要基礎。

3 環境空氣自動站站房建設要求

3.1 站房選址要求

對于站房位置的選擇應當首選確定周圍交通便利性以及規避電磁干擾等情況的出現, 周邊存在高強度電力供給和避雷配置的機關單位以及其它各個場合。 選址地點土地使用狀況需相對穩定, 應避免受山洪、 雪崩、 山林火災和泥石流等局地質災害影響, 并且采樣口周邊不能有阻礙環境空氣流通的高大建筑、 樹木或其他障礙物。 如若取樣位置一段挨著構筑物, 則其周邊的水平面應當存在不低于180 度的自由面域。

3.2 站房附屬設備

環境空氣自動監測子站附屬設施包含空調、 加濕器、 路由貓、 穩壓電源、 屋頂防漏、 防雷、 防火設備等設施, 其作用主要為輔助子站內為監測儀器, 提供適宜工作條件及安全、 穩定工作環境的相關設備。 如若附屬設備出現問題, 將會導致監測儀器停機或數據無效, 嚴重情況下甚至造成儀器硬件損壞[1]。

3.3 布點原則

結合環保有關機構頒布的《環境空氣質量監測點位布設技術規范(試行)》(HJ 664-2013)這之中給出的成熟空氣區域大致包含環境空氣質量的背景點、 評估誠實點以及區域點等幾個方面。 其中環境空氣質量評價城市點位數量是根據城市建成區面積和人口數量而確定, 以建成區的空氣質量整體狀況和變化趨勢為主要監測目的。 不同城市的空氣質量評估誠實點的最低監測數需要達到下表有關規定。

表1 環境空氣質量評價城市點數目配置規范Table 1 Environmental air quality assessment-quantitative requirements for urban sites

3.3 監測項目

結合GB 3095-2012 明確環境空氣質量評估城市點的基礎監測內容主要涵蓋了 SO2、 NO2、 O3以及 PM10和 PM2.5等等。城市點也可根據實際發展情況為主, 另由國務院環境保護行政主管部門根據國家環境管理需求酌情增加濕沉降、 有機物、 溫室氣體、 顆粒物組分和特殊組分等其他特征監測項目。

4 環境空氣自動站儀器運行管理和質量控制

質量控制主要包括標準物質傳遞、 監測儀器設備日常維護、 性能及運行與管理機制審核等內容, 是環境空氣自動監測中十分重要的管理技術工作。 由于這些流程都是相互關聯、 環環相扣, 因此任何一項工作發生錯誤, 均可導致整個監測結果的準確性降低。 不難發現, 于該自動化的監測模塊內踐行運行管控以及質量管控等尤為關鍵[2]。

4.1 環境空氣子站運行和管理機制

環境空氣子站每日監測數據均由各管轄市環境監測部門技術人員進行數據審核、 逐級上報和運行維護。 為提升監測部門技術人員技術水平, 國家總站、 省級站、 市級站和縣級站定期為監測系統培養大量在技術指導、 管理層級方面的空氣自動監測專業技術人員, 監測部門整體水平呈現出了蒸蒸日上的局面。 現隨著環境空氣子站管理權的上收, 基本上均采用第三方運維或購買服務的方式對站點進行管理。 確保監測數據真實可靠, 自動監測系統正常穩定運行是第三方運維公司提供的運維服務核心任務, 為確保核心任務順利開展, 第三方運維公司儀器需按要求外派固定技術人員定期對監測儀器進行日常巡檢維護, 按照相關技術規范上報運維、 維修、 及數據有效性審核等各項記錄[3]。

4.2 環境空氣子站儀器設備校準周期及標準傳遞要求

4.2.1 自動監測儀器的日常校準要求和周期

自動監測儀器是支持整個環境空氣子站穩健運行的關鍵基礎, 因此需嚴格準守技術規范中以下幾點要求:

(1)監測設備等的工作過程中, 需要就各個設備展開零點排查、 跨度排查以及多點校核、 分析設備的精準性和精密性有沒有達到設計規定。

(2)對于不具有自動零點檢查、 跨度檢查的監測系統, 需每周進行1 次零點檢查、 跨度檢查。 對于沒有摻雜待測以及干擾成分的零氣以及含量為設備監測滿75 個百分點至90 個百分點標氣流入設備展開零點分析、 跨度分析、 需要結合具體情況降低排查以及調整過程。

(3)依據規定, β 射線以及TEOM 策略分析PM10 指標的有關設備逐次的更換濾膜醫護, 需要就有關設備的取樣流量展開排查。 在條件支持的背景下, 能夠同期選擇標準膜予以標定研究, 這兩類監測策略設計的設備依據有關要求需要每間隔六個月進行必要的流量校核。

(4)針對應用開放光程監測探究設備, 需要每三個月開展單點的校核工作。

(5)對于工作期間的各個方面的監測指標設備等最低需要開展間隔六個月的多點校核工作, 從而確保各項指標均始終保持精準性以及可靠性。

4.3 環境空氣自動監測儀器的性能審核

此次空氣自動化的監測設備的性能校核工作主要涵蓋了精密度方面的校核以及準確性方面校核兩類。 這兩類均是監測設備質量管控的關鍵策略, 就該方面的數據精準效果予以可靠性的把控有著較好的監管意義。

(1)精密度審核

精密度是同一均勻供試品多次取樣測定結果接近程度的質控手段, 測試結果隨機誤差越小, 測試精密度結果越高。 結合技術要求層面, 環境空氣自動監測設備每間隔三個月時間開展不低于一次的各個設備的精密度校核工作, 每十二個月周期對各個監測設備的精密度情況開展最小不低于四次的校核工作。使用同一儀器進行5 次以上測定, 并報告數據與平均值[4]。

(2)準確度審核

為保證示值更接近于真值, 在實際工作中, 通常用標準物質進行對照試驗, 通過分析標準物質所得結果, 從而了解監測儀器的的準確度是否符合技術規范。 準確度是表征儀器品質和特性的重要性能, 任何質量控制手段目的就是為了得到更準確可靠的測量結果。 故而, 此次的技術標準內, 環境空氣的自動監測設備需要每十二個月為一個周期對各個監測設備的精密度情況開展最小不低于一次的校核工作[5]。

5 結 語

環境空氣自動監測系統對我國大氣污染物分析及人類疾病預防起到了前瞻性、 代表性、 整體性的重要作用。 為了推動良好經濟發展方向、 提高生活質量、 改善生存環境, 落實環境空氣自動監測系統工作中質量控制更是極為必要, 在發展自動監測技術的同時, 引進先進的監測設備及加強技術人員業務能力培訓考核, 才能更好的建立并完善環境空氣自動監測系統, 為國家、 政府、 民眾獲取到精準、 可觀、 可靠的空氣質量信息奠定基礎。