環境空氣質量自動監測系統數據審核研究

殷麗萍

（云南省生態環境監測中心，昆明 650228）

全球現代化和工業化不可避免造成了巨大的空氣污染，實時監測環境空氣質量是人與自然和諧發展的必要前提。隨著《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）和《環境空氣質量指數（AQI）技術規定（試行）》（HJ 633—2012）的相繼發布，國家對各主要空氣污染物做出了具體限制說明，同時要求各地向公眾及時發布環境污染因子實時數據。隨著環境自動監測能力的提升，人們對自動監測數據的準確性也有了更高要求，建立環境空氣質量自動監測系統的數據審核體系，提高數據審核能力，保障數據公布的準確性和及時性十分必要。

1 環境空氣質量自動監測背景

隨著社會現代化進程的不斷加快，人們對居住條件和環境的舒適度有了更高的要求，環境空氣質量也越來越受到廣大群眾的重視。工業和經濟的發展勢必引起一系列環境問題，為嚴格控制環境質量，國家相繼出臺了一系列有關環境空氣質量的法律法規，對行業空氣污染物排放也做出了嚴格要求，以保障人與自然的和諧發展。

云南省于2000年開始進行環境空氣質量監測，2005年初步建成自動監測網絡，2007年正式對外公開發布空氣質量日報。2014年，云南省啟動建設了14個州市（昆明市、玉溪市已于2013年底前完成建設）政府所在地的37個環境空氣自動監測站。自2015年1月1日起，云南省16個州市政府所在地均可開展可吸入顆粒物（PM）、細顆粒物（PM）等新增指標監測并向社會發布監測信息。按照自動化與信息化的要求，云南省于2018年建成覆蓋全省129個縣（縣級市、市轄區）的環境空氣質量自動監測網絡。自動監測站點共有152個，其中，國控站點有43個，省控站點有109個。各地按照《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）對轄區環境空氣質量進行自動監測。為加強對未來環境的預測能力，云南省加大了軟件開發力度，利用環境空氣質量自動監測數據管理平臺，實現對空氣污染物數據的高效儲存與公開發布。該數據管理平臺的技術路線如圖1所示。

圖1 數據管理平臺技術路線

2 環境空氣質量自動監測系統數據審核的意義

改革開放以來，我國的社會經濟獲得了歷史性飛躍，科學技術也逐漸達到世界領先水平。隨著人類社會文明的不斷推進，人們越來越重視環境空氣質量，努力實現環境與社會的和諧發展。事實上，環境污染問題已經逐漸成為經濟發展的一大阻力，而環境空氣污染給各國造成巨大的經濟損失，其治理成為各國較為頭痛的問題。除了經濟損失，環境空氣污染對廣大群眾的正常生活產生諸多不良影響，這些污染因子正在逐步侵害人體健康。

20世紀70年代起，發達國家開始集中力量建設環境空氣質量自動監測系統，其可以實時收集環境空氣質量數據，分析環境空氣質量變化，使環境監測部門和民眾了解環境空氣質量。為實現環境與社會的和諧發展，我國于20世紀80年代初引進了環境空氣質量自動監測設備，并逐步在全國重點城市建設自動監測系統。該系統的建立為采集環境空氣質量數據，預測環境空氣質量變化提供了依據。通過對環境空氣質量影響因子的自動監測與數據采集，我國積極開展技術研發與設備改進，自動監測能力逐漸進入世界領先水平。

3 環境空氣質量自動監測系統的數據審核體系構建

3.1 數據審核基本要素

為保障自動監測數據的準確性，有必要建立環境空氣質量自動監測系統的數據審核體系。該數據審核體系有3個必不可少的要素，即審核人員、審核項目和審核時段。其中，審核人員主要是指省級監測中心、地級監測中心和縣級環境監測站指定技術人員，其工作重點為設置環境空氣質量自動監測的規則和自動判斷處理。審核項目是根據《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）和云南省各地的客觀情況確定的。目前，云南省環境空氣質量自動監測主要涉及六大污染物（SO、NO、O、CO、PM和 PM）和氣象五參數（溫度、氣壓、濕度、風速、風向）。就審核時段而言，目前已經實現環境空氣質量的24 h自動監測，并對未來72 h提出可能性的判斷，審核人員每日會審核當天日報時段（前一天12:00至當天12:00）的自動監測站數據。

3.2 審核方法

審核人員要保證環境空氣質量自動監測數據的有效性。因此，審核人員必須認真檢查自動監測設備是否正常運行、監測數據是否完整，如發現問題，要及時檢修并對空缺數據進行補收。數據審核方法主要有3種。一是單站點多參數或多站點單參數數據比較；二是現場巡檢人員的信息反饋；三是數據庫數據附帶的標識符類型判斷。

3.3 AIRNOW-Ⅰ平臺數據自動審核功能

AIRNOW-Ⅰ平臺是以美國國家級環境空氣質量系統（AIRNOW）為基礎，中國與美國合作開發的環境空氣質量數據管理平臺，主要由數據管理系統（DMS）和信息管理系統（IMS）兩個模塊構成。DMS模塊可以實現環境空氣質量自動監測數據的日報和預報，同時可以對具體城市的環境空氣質量設置判斷規則，以便自動處理監測數據。AIRNOW-Ⅰ平臺的系統框架如圖2所示。

圖2 AIRNOW-Ⅰ平臺系統框架

3.4 數據審核體系架構

根據環境空氣質量自動監測的具體實施情況，為規范數據審核過程，保證監測數據的準確性和可比性，云南省要統一數據審核體系架構。省控站點是云南省環境空氣質量監測網的重要組成部分，其自動監測數據主要采取運維方初審、第三方復審、云南省生態環境監測中心復核的方式。

為保證審核數據的準確性，應確保審核依據充分，嚴格區分無效數據與有效數據，在規定時間內完成審核工作并提交審核結果。各單位應明確平臺數據審核職責。運維單位要按照技術要求對原始數據進行審核和提交。地級監測中心、縣級環境監測站通過云南省環境空氣質量自動監測數據管理平臺，查看并下載監測數據和各類報表，但不能擅自修改平臺數據，若對轄區數據審核結果存有異議，要及時向審核人員提出意見。云南省生態環境監測中心主要負責對審核數據進行監督管理。

審核內容為 SO、NO、O、CO、PM、PM的小時濃度值。數據審核依據主要有《環境空氣質量標準》（GB 3095—2012）、《環境監測質量管理技術導則》（HJ 630—2011）、《環境空氣質量評價技術規范（試行）》（HJ 663—2013）、《環境空氣氣態污染物（SO、NO、O、CO）連續自動監測系統技術要求及檢測方法》（HJ 654—2013）、《數據的統計處理和解釋 正態樣本離群值的判斷和處理》（GB/T 4883—2008）。省控站點的監測數據需要進行三級審核，若數據審核過程出現設備故障、停電等現象，造成有效數據不足，則運維方應及時上傳圖片或停電證明。對于手工補錄的數據，應該上傳補錄數據圖片，復審及復核人員應認真查看材料是否真實有效。

3.5 數據審核流程

在環境空氣質量自動監測系統的數據審核體系中，異常數據表現有兩種。一是自動監測過程中審核人員確定的數據空缺，二是審核時段完整但審核人員發現存在異常的數據。針對數據出現的問題，審核人員不能隨意修改自動監測系統的相關數據，而應當上報審核小組負責人，積極排除故障，對數據進行補收，或者判斷異常發生的原因，確定是否需要手工處理數據，待上級回復后才能做出進一步處理。在對當天數據進行重新處理的過程中，一方面要對異常數據進行保留，另一方面要積極做好數據補收，手工剔除不符合條件的數據，這里要注意人工核查，保證新數據的真實性與有效性。審核人員處理過的數據必須重新由上級審核，如果確認完成當天的數據審核，則應按規定進行日報。具體的數據審核流程如圖3所示。

圖3 數據審核流程

4 環境空氣質量自動監測系統數據審核的應用

云南省環境空氣質量自動監測系統的數據審核體系涉及省級、地級、縣級三級。縣級環境監測站主要負責轄區環境空氣質量自動監測數據的采集、整合、審查與傳輸等，不能主動修改數據，而地級監測中心主要負責對各轄區的監測數據進行審核和總結，對自動監測中出現的問題進行統籌管理，對異常數據進行決策。從應用來看，環境空氣質量自動監測系統數據審核主要涉及3個層面。一是環境空氣質量保證與評價。數據審核可以及時發現異常數據，提高環境監測人員工作的主動性，保證自動監測數據的準確性，有效評價環境空氣質量。二是環境空氣質量數據統計。保證環境空氣質量自動監測數據的真實有效性是數據審核的重要目的。AIRNOW-Ⅰ平臺具備自動調節能力，但是依然需要人工輔助。只有數據經審核小組負責人審核通過，才能進行正常日報，參與日均值、月均值等平均值的統計。三是環境空氣質量數據發布。在環境空氣質量自動監測中，要及時、準確地對外發布環境空氣中的六大污染物和氣象五參數等監測數據，為廣大群眾服務，促進生態環境改善。因此，必須對環境空氣質量自動監測數據進行審核，并及時更新。

5 結論

隨著全球現代化和工業化的推進，各種污染因子對環境空氣構成巨大破壞。為改善環境空氣質量，云南省逐步建立環境空氣質量自動監測系統，對主要空氣污染物進行實時監測。現階段，要建立科學高效的數據審核體系，對自動監測設備進行實時監管，對所測數據進行人工審核，以保障城市環境空氣質量自動監測數據的真實有效性。