環境保護工程空氣監測現場質量控制對策

張會玲

（唐山市生態環境局樂亭縣分局，河北 唐山 063600）

環境保護工程建設目的十分明確，旨在對已經遭受破壞的生態與受到污染的環境進行有效治理，實現對生態環境的保護。自從我國于2018年確立生態文明思想以來，經過近幾年的深入探索與實踐，走出了生態文明主導下工業文明、城市文明、農業文明同步發展的新路子。目前，我國正處于經濟高質量發展階段，需要結合環境管理與數字化技術持續為環境保護工程空氣監測工作“賦能”“賦智”。下面先對環境保護工程空氣監測背景與內容作出說明。

1 環境保護工程空氣監測概述

1.1 背景

我國在早期“工業化”階段以粗放型經濟增長方式為主，對生態環境造成了較大破壞。加入WTO后，京津冀地區在吸取日本與韓國制造業發展經驗的基礎上，于2003年走上了以“重工業”為主的發展之路。由于該地區的成功實施，帶動了長三角與珠三角以及其他地區，在產業發展中陸續擴大了對“重工業”的投資比重。隨著各工業區“重工業”比重的加大，經過多年發展，生態破壞、環境污染問題有所加劇。從2017年國家環境保護管理部門發布的數據看，上述三個主要工業區中的城市加上直轄市與省會城市，共計74個主要城市的空氣質量超出了國家空氣質量管理標準要求。從空氣毒害物質超標天數看，74個主要城市超標39.7%，其中京津冀地區14個主要城市超標達到68.5%[1]。經過2018年大范圍內落實生態文明思想、開展環境保護工程建設工作以來，雖然整體情況有明顯好轉，但空氣污染物的防控工作仍十分嚴峻。根據“十四五”規劃建議看，在各行業諸領域向高質量目標發展的階段，各地區需要進一步增強對環境工程空氣監測的重視程度與實踐工作。

1.2 內容

從概念界定看，空氣監測主要是對空氣中的污染物質進行監測。環境保護工程空氣監測，主要是指對環境保護工程的主體工程、附屬工程所在區域的空氣污染物質開展連續性定點與定時監測，包括采樣、保存、運輸、試驗等。從空氣監測對象看，主要污染物質有浮塵、氮氧化物、硫化物（在一些與工業區相鄰的環境保護工程中，還涉及對區域空氣質量、工業排放污染物的監測等）。空氣監測重點集中在采集上，并且詳細劃分了采集站（點）布設、時間、頻率、方法等各項內容，通常在采樣時需要按“采樣準備—固定位置—明確要求—檢驗方案—采樣監測—樣品運輸—實驗室檢測”等基本流程進行操作[2]。具體實踐時，要求對監測儀器進行科學選擇、精準校準，并開展常態化維護。

2 空氣監測現場質量控制的必要性

2.1 提升空氣監測效果

現場進行空氣監測操作會受到各種因素的影響，包括氣象環境、天氣狀況、采樣方案、采樣設備、采樣方法等。其中，采集設備的選擇直接與采樣技術指標設置相關，當選擇的儀器與檢查、校準工作不符合《環境空氣質量手工監測技術規范》相關標準要求時，檢測靈敏度、測量范圍等也會受到影響。另外，環境保護工程一直處于變化狀態，需要根據工程建設所處的階段合理選擇監測點，并調整定期采樣監測的時間與頻率。在這種情況下，監測人員應結合監測經驗對現場監測工作進行相應的調整。由此可見，引入質量控制管理有利于規范整個監測流程，保證現場操作的嚴謹性，進而提升空氣監測質量。

2.2 控制環保工程質量

環境保護工程具有綜合性特點，多應用于區域生態環境防治之中，不僅與空氣環境相關，也涉及土壤環境與水環境。由于自然生態系統中的空氣、土壤、水體之間存在循環關系，因而當空氣監測環節出現質量問題時，土壤與水環境也會遭受相應的損壞。以空氣中的硫化物為例，與空氣中的水分子結合后，通過化合反應以硫酸雨的形式流入到水與土壤中會使整個生態系統受到破壞，進而使環境保護工程的實踐效用大打折扣。對環境保護工程空氣監測現場實施質量控制，可以定時定點采用科學技術與管理技術相結合的辦法，對其進行實時動態監測。而且目前應用了信息技術與通信技術，能實現對儀器設備采集空氣樣品的直接測量，并圍繞空氣污染物開展以“信息采集—上傳—存儲—抽取—分析—生成報告—利用報告調整監測方案”等為基本流程的數據管理。這樣既有利于達到空氣監測現場質量控制目標，也能通過信息交互與數據共享的方式，對環境保護工程相關的水環境和土壤環境管理提供相應依據，在總體上控制環境保護工程建設質量。

2.3 提供污染治理依據

環境保護工程空氣監測現場質量控制，是為了提高監測質量，保障環境保護工程順利實施并使其發揮應有效用。在當前信息化空氣監測形勢下，已經生成了大量的空氣污染物數據。此時可以先借助SQL數據庫技術與計算機技術搭建不同空氣污染物的數據庫，然后通過大數據技術與云計算技術對其進行數據分析。從實踐經驗看，不僅能夠快速達到數據統計目的，還能通過監測影響其數據變化的要素（如時間、空間、風速、風量、風向等），進一步追溯空氣污染物（如硫化物、氮氧化物、浮塵等）的來源與數量及濃度，進而建立起與空氣污染相關的因果關系鏈條，為空氣污染治理提供科學依據[3]。從環境保護工程中大范圍實施“互聯網+”改革以來，除了應用數值模擬與仿真技術直接根據污染情況與制定的處理預案合理預測其治理效果之外，還創建了與環境保護工程空氣現場質量控制相關的監測預報預警發布平臺，能將前端的空氣監測數據與終端的空氣污染治理關聯起來，提高對空氣監測結果的利用效率。

3 空氣監測現場質量控制問題分析

3.1 現場質量控制體系不完善

環境保護工程空氣監測中除了對常規污染物監測與數據分析外，目前的重點已經轉移到了對大氣質量變化規律與發展趨勢的研究方面，預期通過空氣監測對大氣污染情況進行預測預報。從實踐經驗看，目前使用的預測預警平臺中進入運行階段后的信息標準化管理程度較低，而且信息安全管理與信息運維管理均沒有獲得較好落實。同時，在空氣監測現場質量控制制度方面，存在制度規范條例不全面的情況。例如，只從質量控制角度設置相關條例，而沒有將質量控制管理制度與空氣監測各環節結合起來，往往會導致質量控制制度規范條例適用性不高的現象。另外，在發揮關鍵作用的質量控制機制方面，部分監測單位僅僅應用了評估機制、監督機制、激勵機制，沒有通過權責機制對監測各環節的管理職能進行權力范圍限定，也沒有引入長時間段的責任追究制約束監測人員的行為，容易造成質量控制管理形式大于內容的現象。

3.2 現場監測技術操作不規范

雖然環境保護工程現場空氣監測環節不多，但是由于監測設備的配套設施較多，在使用時牽涉到多項技術指標的設置。當部分工作人員在現場監測技術操作時偏重對硬性規定指標檢查與設置，不注重對設備使用時的全面檢查，容易忽視日常維護、養護、調試等工作。當定時定期開展空氣監測時，每個周期要求設置匹配的技術指標，可是受到配套措施落實不到位的影響，此類技術指標往往與實際的情況存在偏差，往往會出現超過誤差允許范圍的情況。由此可見，在技術操作不規范的情況下會造成采樣數據不精準，進而影響測量數據的精確度[4]。

3.3 現場監測人員綜合素質低

目前大多數監測單位與第三方機構的從業人員專業水平相對較高，而且當前已基本完成了對新舊人才的更新換代。近年來，隨著信息技術與通信技術的融合應用及對“互聯網+”改革工作的持續深化，引入了數據庫技術、大數據技術、數字孿生技術、物聯網技術等，在應用此類技術時遠遠超出了基礎的空氣監測信息管理，增加了數據分析內容。無論對于原來現場監測經驗豐富的老員工，還是通過招聘或內部培養的新人才，對于數據分析均比較陌生。在這種情況下，現場監測人員的綜合素質仍不全面，具有較大的可提升空間。

4 空氣監測現場質量控制對策分析

4.1 遵循原則，健全現場質量控制體系

首先，環境保護工程空氣監測中的現場監測與后續的空氣質量檢測密切關聯，既是其前提條件，也為后續工作提供有力保障。所以應該從現場監測方案研發設計的角度出發，盡量做好現場監測點的設置工作。例如，可以設計多套方案，先期進行方案比較與優選，再根據確定的方案配置各項資源。考慮到質量控制時重點集中在效率與效用上，有必要選擇技術要素主導下人力要素與設備要素及資本要素配套配置的辦法，保障質量控制管理的高效化與有效性。建議在配置技術要素時盡可能從現場質量控制體系的優化目標出發，將信息化標準規范體系、信息化安全保障體系、信息化運維管理體系結合起來，統一到環境保護工程空氣監測預報預警發布平臺（該平臺由數據采集層—基礎支撐層—數據資源層—應用層構成），從而使其獲得有效運行[5]。（見下圖1）

圖1 環境保護工程空氣質測預報預警發布平臺示意圖

其次，在質量控制管理制度建設方面，應利用內部學習機制對空氣質量檢測標準和空氣污染質量工作相關的標準進行系統學習，從而使監測人員能夠嚴格遵循國家標準，合理地完善質量控制管理制度中的各項規范條例。為了保障條例設置的有效性，應制作空氣監測現場要素清單，并根據該清單一一核對監測中的技術指標，按部就班地完成技術指標校核可以利用技術指標復核相關條例。在質量控制管理機制方面，建議引入權責機制。例如，將現場空氣監測總目標分解為若干分層目標后，通過該機制對各監測崗位的職能權力范圍進行限定，并在匹配設置相應責任時延長責任追究時間，保障現場監測人員能夠在制度機制約束條件下，做好質量控制工作。

4.2 細化指標，規范現場技術操作流程

首先，應在空氣監測現場技術操作方面，以現用流程為主對各項技術指標進行細化處理。例如，在儀器方面，可以根據在線采樣器、粒子切割器、大屏幕液晶顯示器、粉塵濃度超標報警器、通信接口、打印機、電源、標準配置、選配裝置與軟件等，對各項技術指標進行細化，確保技術操作時指標的全面性。同時，應對采樣設備與監測設備各項狀態開展有效記錄并對異常狀態進行標記，然后采用信息檔案管理方式做好存檔。另外，在巡檢、維護、養護方面，應開展常態化的復查與檢驗及調試[6]。例如，在大氣及顆粒物監測過程中，對于重金屬的監測十分重要，不僅牽涉對于大氣切割器的濾膜配置問題，而且在不同的布設站（點）采樣時，需要結合實際情況對其中的濾膜進行調整。因此，應開展常態化復查與檢查及調試。

其次，在采樣時間與頻率設置方面，應該注重對采樣周期的選擇。建議根據二氧化硫、氮氧化物、總懸浮顆粒物、灰塵自然降塵量、硬速鹽化速率等，確定相應的采樣時間與頻率。例如，在采樣時間方面，空氣顆粒污染物測定一般要求將采樣時間控制在12 h以上。在采樣頻率方面，需要根據環境保護工程空氣監測中的污染物對象，結合存在狀態、濃度、理化特性、方法靈敏度等，選擇適宜的頻率。

第三，在采樣運輸環節的質量控制方面，應從樣品保存與跟蹤方面著手。例如，保存時應進行分類保存，預防樣本污染。跟蹤時，除了監測人員跟車進行配送外，應配套設置追蹤器實時監測。目前多數樣品運輸車中內置了攝像頭，現場監測人員應該與其他預報預警平臺進行聯網，確保對樣品運輸過程的有效監督。在交接手續時，應嚴格遵循流程化作業，在核對樣品種類、數量、規格、保存完好程度等情況后，將其移交相關實驗室。

4.3 加強培訓，建設新型空氣監測隊伍

首先，建議對現用的空氣質量監測預報預警平臺進行細致解析，使員工通過對平臺的全面認識梳理監測脈絡與流程，從而熟悉監測知識與技術及數據分析之間的融合路徑，進而完成對員工知識結構的優化。同時，應從環境保護工程建設立場出發對空氣監測進行解析，使員工明確監測的重要性，從而理解開展質量控制管理的必要性。

其次，建議從現場空氣監測流程出發，利用工業設計思想培育監測人員在監測方案研發設計方面的能力，使其將前期部署、現場采樣、樣品保存、運輸控制，以及資源配置結合起來，創新設計高質量的監測方案。在專題培訓時，應圍繞監測中使用的設備與儀器，開展對全要素分析方法與技術指標設置方法的培訓，從而使監測人員按程序理解要素庫與指標庫建設，并將其與信息庫聯系起來抓取其中的數據特征，為數據分析技術的培訓奠定必要條件。然后，從“采樣點的布置—數據采集—數據傳輸—數據抽取—數據分析—數據報告”等環節出發，結合空氣監測預報預警平臺完成對監測人員數據分析能力的拓展訓練，培育一支知識結構完整、專業技能水平高超、綜合素質全面的監測隊伍。

5 結語

總之，在生態文明思想與高質量發展目標牽引之下，各地區增強了環境保護工程建設及空氣監測。通過以上初步分析可以看出，增強空氣監測現場質量控制，有利于提升監測效果，控制環境保護工程質量，為空氣污染治理提供有效依據。由于實踐中仍面臨質量控制不健全、技術操作不規范、監測人員綜合素質不全的問題，因此，建議在新時期盡可能遵循前期部署原則與制度機制一體化應用原則，結合細化指標與培育人才的綜合措施有效提高操作流程的標準化程度，建設綜合素質相對全面的空氣監測隊伍，從而在整體上控制影響空氣監測現場的因素，為生態環境保護工程建設添磚加瓦。