試析大氣環境監測全過程質量控制的有效方法

孔小莉，蔡 敏，陳 霞，吳德文，殷 明*

（1.十堰市生態環境技術中心，湖北 十堰 442000；2.湖北省生態環境廳十堰生態環境監測中心，湖北 十堰 442000）

引言

隨著工業的發展，我國霧霾、酸雨、顆粒物污染等大氣污染問題愈來愈顯著，這對我國環境污染治理工作提出了重大挑戰。大氣污染不再局限于單一污染源，而是在大氣環流的影響下，以長距離傳輸的方式形成綜合性污染。為應對這種情況，我國環保部門以區域為基準，進行全面的區域大氣環境監測，并定期向社會公布區域監測數據，為環境保護政策的制定提供科學依據。在這一過程中，通過規范化的質量控制措施，確保大氣環境監測數據的準確性和可靠性是非常重要的一項工作。

1 大氣環境監測全過程質量控制的概念和意義

大氣環境監測全過程質量控制是指在進行大氣環境監測時，根據監測技術規范和實際要求，對監測工作的各個流程進行嚴格監督和控制。目的在于確保在準備、站點設置、采樣、樣品儲存與運輸、數據獲取、數據處理、全面分析等各個環節中，都能實施全面的質量控制措施，確保得到的監測數據能真實、有效地反映監測區域的大氣環境狀況，為環保部門提供精準而科學的決策依據，制定出有效的環境保護政策。

環境監測全過程質量控制的目的是確保數據的實時性、完整性和準確性。實時數據能夠使相關人員及時了解大氣環境狀況，數據的完整性和有效性是制定環境政策的依據，為相關部門制定環境保護計劃提供關鍵信息。通過大氣環境監測，相關部門能借助數據分析預測區域環境的發展趨勢，制定有效的環境保護措施，提升區域的環境質量。這項工作關系到相關部門的決策，關系到區域環境質量的發展，因此必須保證質量[1]。

2 大氣環境監測全過程質量控制現存的問題

2.1 數據采集不完整

數據采集是大氣環境監測不可或缺的初始步驟。實際采集過程的隨機性會影響監測數據的最終質量。一方面，環境監測從業人員的素質良莠不齊，有些工作人員對采樣環節缺乏重視，導致數據失真。監測人員操作不規范也是導致數據不完整的重要原因。另一方面，對監測設備的資金投入不足，影響了設備的質量，使設備運行缺乏穩定性，從而影響數據的真實性。

2.2 監測網絡不健全

目前我國大氣環境監測網絡體系存在不完善之處，經常出現監測重復的情況，這不僅對環境監測部門造成負擔，也會影響監測數據質量。例如，大氣污染和氣象數據需要由不同部門進行檢測和報告，由于這些部門的數據存在差異，而且沒有專門機構負責大氣污染監測，導致區域大氣環境監測效率較低。監測站點大多集中在城區，農村地區的監測網絡處于較低水平，監測范圍有限。

2.3 監測點位覆蓋不充分

區域性環境監測通常以鄉鎮為單位進行監測點布置，一個鄉鎮一般只布置一到兩個監測點，使得農村地區采樣數量不足，難以對大氣環境進行全面、動態、精準的監測。很多企業也會自行設置監測點，但主要集中在企業聚集區，這些數據難以代表整個區域的情況。另外，目前監測系統主要采用SCM數字化系統，相比之下，色譜儀、質譜儀等物理監測設備的應用較為有限，這進一步影響了監測數據的可信度[2]。

2.4 評價方法不合理

當前大氣環境質量評價主要借助AQI指標法綜合分析城市不同監測點的數據并取平均值，這導致計算得到的AQI數據與實際情況存在差異。因此，有必要借助計算機網絡系統來實現區域大氣連續監測數據的收集和傳輸。各個監測點的數據可以即時上傳到數據庫，更準確地反映不同區域的空氣狀況。不過，這對大氣環境監測設備的精度和準度、監測人員的技術水平都提出了更高的要求。

3 區域大氣監測全過程質量控制的方法

區域大氣環境全過程監測的質量控制，首先要建立標準的操作規程和質量保證體系，并安排相關人員進行監督工作，以確保監測過程中各個步驟都按照標準方法進行，從樣品采集到分析測量都要有明確的流程和規范。區域大氣環境質量監測控制需要注意以下幾個重要步驟：

3.1 充分的前期準備

在開展區域大氣環境全過程監測之前，必須進行充分的前期準備。第一步是要全面搜集被監測區域的人口分布、氣象數據以及大氣污染源等基礎資料。分析這些數據并確認適合該地區的監測項目。然后，根據數據分析結果，合理地選擇監測方法，以確保全過程監測更具有針對性，這有助于提升數據的質量。針對不同種類的污染物要選擇不同的監測技術。例如，使用分光光度法來監測氮氧化物的濃度，使用四氯汞鹽吸收法來監測二氧化硫的濃度。通過適當的監測技術，能夠更準確地獲取各污染物的濃度信息。這些前期準備工作是確保監測數據準確性和可靠性的重要步驟，為后續的全過程監測提供堅實的基礎。

3.2 優化監測點位的布置

根據區域性大氣環境監測的要求，可以采用多種監測點布置方法，如模式法、經驗法、統計法等。例如，經驗法要建立在長期監測的基礎之上，根據不同區域污染物特點合理設定監測點。例如，對于污染程度嚴重、人口密集或城區等特殊區域，可以適度增加監測點的數量，以獲得更準確的監測數據。此外，還可以通過劃分功能區來選擇監測點位置，可采用同心圓形、網格形、扇形等不同布點方式。在選擇監測點的高度時，需要根據監測目標位置進行調整，以確保監測點的設置是合理的。

不斷改進監測點的布置方法，有助于更準確地捕捉區域性大氣環境的變化情況，確保監測系統始終與環境的變化保持同步[3]。

3.3 采樣質量的控制

在采樣過程中，應當采用符合國家大氣環境檢測標準的技術方法，需要記錄監測點的具體位置、采樣時間、采樣數量、采樣頻率以及分析結果等信息。還要嚴格控制樣品的采集、儲存和運輸等各個環節，確保樣品能夠在最短的時間內送達實驗室進行詳細的分析。

3.4 重視實驗室分析環節

大氣環境監測實驗室的質量也需要特別關注，可以利用特異質量控制圖分析可能影響實驗室分析結果的因素，并采取適當的措施進行規避。實驗分析過程中，首先要保證儀器設備的潔凈，并注意定期保養和維修，避免在實驗過程中出現影響數據準確性的不利因素。監測數據的分析過程也應嚴格管理，要保證全程真實、有效記錄大氣監測數據，對于數據的修改和刪除等操作需要簽字復核，確保數據的完整性。

在數據處理和報告撰寫過程中，應對收集到的數據按照等級進行分類，對不同數據進行分類處理，并對數據結果進行全面的統計分析，生成準確的監測報告，為后續制定環境保護決策提供參考。

4 大氣環境監測全過程質量控制的措施

4.1 準備階段

在啟動區域性大氣環境全過程監測前，確保樣品采集的質量是影響環境監測結果準確性的關鍵因素之一。監測部門在樣品采集前必須進行充分的準備工作。監測人員可以在采樣開始之前，針對不同地區的實際情況進行地區調查，收集必要的監測數據和資料，包括大氣污染情況、氣象數據、人口分布等，并根據這些信息來確定監測項目、監測頻率和次數。

監測機構和人員還要針對不同的大氣環境或監測任務，選擇合適的、專業的采樣方法。同時，也要注意提升監測人員的專業素養，加強對數據收集工作的重視，以確保采集的樣品具有代表性。

常見的大氣采樣方法主要包括直接采樣法和富集采樣法。在實際應用中，需要根據不同情況選擇合適的方法。當大氣環境中的污染物濃度較高時，直接采樣法所采集的樣品能夠直接反映出瞬時濃度。而當大氣中的污染物濃度較低時要使用富集采樣方法，以增加樣品的濃度，便于后續的分析檢測。不同的采樣方法適用于不同情境，合理的選擇可以提高數據的準確性和可靠性[4]。

4.2 監測點布置階段

大氣環境監測布點的位置選擇需要考慮樣本代表性和特殊性，需要監測部門對特定的監測任務做出合理的安排。區域性大氣環境監測有多種不同的布點方法，目前國內主要采用統計法、模式法和經驗法。經驗法最為常用，也是最為成熟的方法。經驗法在環境監測中具有多種應用形式。可根據大氣環境的濃度水平，在高、中、低濃度區域設置不同數量的監測點，還可以根據不同地理位置或區域的人口分布情況，選擇不同的布點方式。

在選定監測點的過程中，需要綜合考慮多種因素，如采樣口周圍的水平空間，確保監測點的采樣口周圍至少有270°的捕集空間，以確保樣品采集的充分性。手動采樣時，采樣口高度應在1.515米范圍內；自動監測時，采樣口或監測光束高度應在320米內。針對特殊監測需求，要根據實際情況進行調整。

4.3 采樣階段

對環境監測采樣環節的質量控制至關重要。在大氣環境監測的采樣階段，應選擇適當的采樣方法，確定監測頻次和周期，同時實施恰當的質量控制。對于各種氣態污染物和顆粒物的采樣，需要評估并選擇適當的采樣方法，注意預先校準儀器并檢查流量，做好采樣過程的質量控制措施。

針對氣態污染物（如二氧化碳、臭氧等），常用溶液吸收法采樣。在開始采樣之前，選用合適的吸收瓶，確保采樣管道清潔干凈，并放入相應的吸收液。同時，也需要對實驗設備的氣密性進行仔細檢查。在采樣之前和之后，應該使用已校準的標準流量計來核驗采樣系統的流量，保證誤差低于5%。對大氣顆粒物的監測和分析通常使用濾膜采樣法。在采樣前，要確保顆粒物切割器保持潔凈，并使用適當材料擦拭。濾膜的材質、特性、均勻性和穩定性需要符合監測標準，還要校準采樣器流量并檢查氣密性。采樣時，要確保正確連接采樣系統，濾膜毛面或編號標識朝向進氣方向，然后放入采樣器中。采樣結束后，應密封樣品迅速送至實驗室分析，并妥善保留交接記錄。在樣品運輸中，避免強烈振動和陽光照射。樣品送到實驗室后，應及時進行樣品分析，如果無法立即進行實驗，應按要求保存并在有效期內完成分析。

根據監測目的和規范，制定合理的采樣頻率和計劃。通常從每天早上8點開始連續采樣24小時±0.5小時。具體的監測計劃可根據實際情況進行調整。

4.4 分析階段

在大氣環境監測工作中，實驗室的分析環節是確保數據準確性的重要步驟。這一階段需要監測人員遵循各項監測標準，嚴格實施全面的質量控制措施。

首先，實驗室應滿足實驗要求，確保儀器設備經過校準和檢定，并保持可控狀態。在實驗分析過程中，必須嚴格遵循監測標準，包括使用質控標準樣品、平行樣品等方法來進行質量控制。例如，在對可吸入顆粒物、細顆粒物等大氣顆粒物進行分析時，需要檢查所用“標準濾膜”的合格性，每批樣品至少進行兩次現場空白測試等[5]。

此外，在分析階段要保證大氣監測數據的質量，就必須注重提高實驗人員的專業素質和責任感。對實驗室監測人員開展培訓課程和技能實操訓練，確保其具備合格的資質證書和實操能力，這有助于不斷提升監測人員的專業知識和操作技能，確保監測人員能夠跟上新技術的發展，為獲得科學準確的監測結果提供堅實的保障。

4.5 數據處理階段

這一階段包括數據整理保存、數據分析管理和數據審核。為了保障數據處理質量，應保留原始數據供復查審核之用。審核人員需要對數據進行邏輯性、準確性和合理性的審查。

在大氣環境監測中，數據處理環節的質量控制至關重要，這有助于對收集的數據進行正確和科學的分析。數據處理部門要制定并監督實施嚴格的實驗室質量控制規范，以確保數據處理過程中的質量管理，這將有助于確保監測數據的準確性和可信度，為環境保護和管理提供可靠的支持。

在數據處理環節的質量管理中，關鍵要確保工作人員能夠嚴格實施數據保存、審核、整理、分析等步驟，以確保數據的原始性和完整性，便于后續復查與審查。對于可疑數據，應與原始的檢測數據記錄進行仔細核對與分析，確保數據原始記錄的正確性。

在數據審核過程中，審核人員應特別關注數據的邏輯性、準確性、可比性和合理性。同時，需要綜合考慮多種實際因素，如監測點位、工況、連續多次監測結果的趨勢等。

數據整理階段同樣重要，因為它直接影響數據報告的有效性和科學性。數據的真實性是所有分析和決策的基礎。通常情況下，數據整理人員會根據數據的數量和性質，采用不同的數理統計方法，如統計檢驗、區間估值和回歸分析等，以確保數據得到有效整理。

5 結論

大氣環境監測全過程質量控制是確保監測數據科學、準確和可靠的關鍵工作。目前我國相關部門在數據采集、監測網絡健全性、監測點覆蓋、評價方法等方面仍存在問題。為了解決這些問題，本文提出一系列方法措施以提高監測數據的可信度，為環境保護部門提供科學依據，從而進一步完善環保措施。未來還應該不斷借鑒新技術，持續改進和創新質量控制方法，以應對日益嚴峻的大氣污染挑戰，實現更清潔、健康的環境目標。