淺談環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)審核技術(shù)方法

曹 攀

（四川省環(huán)境監(jiān)測總站 四川成都 610091）

1 前言

環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)是直觀反映大氣環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)之一，其監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量是環(huán)境監(jiān)測權(quán)威性和嚴(yán)肅性的根本保證，是科學(xué)環(huán)境治理的前提條件。環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)審核具有重要的意義，掌握一定的環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)審核的技巧和方法能夠有效的提高監(jiān)測數(shù)據(jù)審核的效率和準(zhǔn)確性，是保障環(huán)境空氣監(jiān)測質(zhì)量的基礎(chǔ)。

2 無效監(jiān)測數(shù)據(jù)判定

審核判定為無效數(shù)據(jù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理過程中應(yīng)將其剔除，不參與統(tǒng)計，但均需進行標(biāo)注，作為后期儀器檢查的依據(jù)予以保留。

2.1 儀器校準(zhǔn)、維護（部件清潔、更換配件耗材等）期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)。

2.2 子站停電至恢復(fù)供電后儀器完成預(yù)熱0.5h~1h為止時段內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)。

2.3 儀器參數(shù)異常、儀器已知故障至儀器排除故障期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)。

2.4 對于子站自動校準(zhǔn)裝置的系統(tǒng)，儀器在校準(zhǔn)期間，發(fā)現(xiàn)儀器零點漂移或跨度漂移超出漂移控制限，應(yīng)從發(fā)現(xiàn)超出控制限的時刻算起，到儀器恢復(fù)到調(diào)節(jié)控制限以下這段時間內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為無效數(shù)據(jù)；對于手工校準(zhǔn)的系統(tǒng)，儀器在校準(zhǔn)期間，發(fā)現(xiàn)儀器零點漂移或跨度漂移超出漂移控制限，應(yīng)從發(fā)現(xiàn)超出控制限時刻的前一天算起，到儀器恢復(fù)到調(diào)節(jié)控制限以下這段時間內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為無效數(shù)據(jù)。

2.5 連續(xù)12h低于儀器檢出限或12h連續(xù)不變的數(shù)據(jù)判斷為無效數(shù)據(jù)。二氧化硫的濃度值大于1.15mg/m3，二氧化氮的濃度值大于0.85mg/m3，PM10的濃度值大于5mg/m3（考慮到沙塵天氣的情況）判斷為無效數(shù)據(jù)。

2.6 監(jiān)測數(shù)據(jù)為負(fù)數(shù)，且絕對值大于儀器3倍檢出限，為無效數(shù)據(jù)。

3 異常監(jiān)測數(shù)據(jù)審核

3.1 連續(xù)恒定值審核

當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)小時值連續(xù)出現(xiàn)4個以上恒定值或者在某一數(shù)據(jù)附近波動，相對偏差小于5%，且持續(xù)時間超過5h的情況時，查看儀器系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障。若儀器系統(tǒng)故障，監(jiān)測數(shù)據(jù)作無效數(shù)據(jù)處理；若儀器正常，則說明其子站該時間段周邊環(huán)境空氣質(zhì)量濃度變化確實不大，污染物濃度較穩(wěn)定，審核判定為有效數(shù)據(jù)。

3.2 連續(xù)低濃度值審核

當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)為零值(低濃度未檢出結(jié)果)或者連續(xù)在零值附近(3倍檢出限以內(nèi))波動時，考慮存在幾種情況：儀器系統(tǒng)故障、儀器零點校準(zhǔn)或者環(huán)境空氣質(zhì)量確實較好，污染物濃度確實較低。若儀器系統(tǒng)故障或者儀器零點校準(zhǔn)，監(jiān)測數(shù)據(jù)作無效數(shù)據(jù)處理；若儀器正常，則說明其子站該時間段環(huán)境空氣質(zhì)量確實較好，污染物濃度確實較低（部分空氣質(zhì)量一貫較好的城市，或者連續(xù)降雨后，監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)連續(xù)低濃度值的情況尤為頻繁），審核判定為有效數(shù)據(jù)，且取監(jiān)測儀器最低檢出限的1/2數(shù)值，作為監(jiān)測結(jié)果參加統(tǒng)計。

3.3 離群值審核

3.3.1 當(dāng)儀器系統(tǒng)故障、儀器零點校準(zhǔn)或者天氣變化（大風(fēng)、夏季短時暴雨），都有可能出現(xiàn)個別極低離群值。儀器系統(tǒng)故障和儀器零點校準(zhǔn)的監(jiān)測數(shù)據(jù)均為無效數(shù)據(jù)；天氣變化造成的極低離群值，審核判定為有效數(shù)據(jù)。

3.3.2 當(dāng)單個監(jiān)測子站的某項污染物濃度值出現(xiàn)一個或數(shù)個極高值時，首先考慮儀器系統(tǒng)有無故障或者儀器是否在做跨度校準(zhǔn)，若儀器系統(tǒng)故障或者儀器做跨度校準(zhǔn)，則審核判定為無效數(shù)據(jù)。排除儀器故障和校準(zhǔn)，由于突發(fā)污染源或子站位置處于污染源下風(fēng)向等氣象、外界影響造成的突高離群值，審核判定為有效數(shù)據(jù)。

4 質(zhì)控數(shù)據(jù)審核

主要根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的濃度變化、維護記錄等情況，判別質(zhì)控數(shù)據(jù)。根據(jù)平時數(shù)據(jù)審核人員經(jīng)驗，當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)以下一些情況時，應(yīng)首先審核是否為質(zhì)控數(shù)據(jù)：

4.1 當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)突然出現(xiàn)數(shù)個連續(xù)零值或在零值附近(3倍檢出限以內(nèi))波動值，首先考慮是否為儀器零點校準(zhǔn)。

4.2 當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)突然出現(xiàn)數(shù)個連續(xù)突高值（二氧化硫值接近1.15 mg/m3，二氧化氮值接近0.85mg/m3，一氧化碳值接近50mg/m3，臭氧值接近0.8mg/m3），首先考慮是否為儀器跨度校準(zhǔn)。

4.3 對于儀器系統(tǒng)檢漏、儀器系統(tǒng)清洗維護、流量測試、顆粒物儀器校準(zhǔn)等質(zhì)控工作，在監(jiān)測數(shù)據(jù)上不能明顯反映出這類工作情況，需數(shù)據(jù)審核人員根據(jù)子站維護人員的實際維護情況，對照維護記錄，對質(zhì)控數(shù)據(jù)進行判定。

5 監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析

在對環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綜合分析時，數(shù)據(jù)審核人員需要首先對歷來年環(huán)境監(jiān)測資料進行研究，了解各區(qū)域內(nèi)城市的地理信息、氣象信息、工業(yè)生產(chǎn)信息、污染情況、污染源特征，掌握各城市的日常污染狀態(tài)，了解環(huán)境濃度變化規(guī)律，才能及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的不合理之處。

5.1 子站內(nèi)單個監(jiān)測項目濃度趨勢分析

子站內(nèi)各監(jiān)測項目的小時濃度變化趨勢應(yīng)基本一致，符合平常日變化趨勢，且處于該子站同期正常濃度范圍內(nèi)。若濃度變化趨勢異常，或者濃度明顯低于或高于同期水平，考慮是否存在突發(fā)污染源、儀器故障等特殊情況。

5.2 城市（區(qū)域）內(nèi)各子站間監(jiān)測項目濃度趨勢分析

除對照點外，評價點位之間各監(jiān)測項目的小時濃度變化趨勢應(yīng)基本一致，評價點位的濃度值應(yīng)高于對照點位，若某個點位濃度變化趨勢與其它點位明顯不一致，或評價點位濃度值低于對照點位值，考慮是否存在突發(fā)污染源或點位處于污染源下風(fēng)向、儀器故障等特殊情況，由氣象、外界影響條件來支持判斷，評價濃度變化是否合理。

5.3 特殊污染天氣分析

當(dāng)某個城市或區(qū)域發(fā)生污染情況（特別是重污染）時，結(jié)合氣象信息、后向軌跡、激光雷達(dá)等監(jiān)測手段判斷污染源類型，對該城市（區(qū)域）的污染情況進行綜合分析。

5.3.1 污染來源判斷

根據(jù)風(fēng)廓線雷達(dá)、激光雷達(dá)等監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析污染氣象特征情況，判斷污染物濃度升高的原因為內(nèi)源性污染還是外源性污染造成:

（1）污染物濃度升高前一段時間期間，根據(jù)近地面風(fēng)向條件等判斷，若污染氣象條件呈不利于污染物擴散轉(zhuǎn)移的特征，則判斷污染物濃度升高是由于不利污染氣象條件下，區(qū)域內(nèi)新增污染源排放的污染物在環(huán)境空氣中不斷累積所致，屬內(nèi)源性污染。

（2）若污染物濃度升高前，污染氣象條件呈有利于污染物擴散轉(zhuǎn)移變化的特征，則判斷污染物濃度升高是由于外界污染源輸入造成，屬外源性污染。5.3.2污染源綜合分析

（1）若為外源性污染，根據(jù)污染物特征和大氣環(huán)流情況，判斷污染物是屬中、小尺度外源性輸入還是大尺度外源輸入。若為中、小尺度外源性輸入，根據(jù)OC/EC、VOC、GC-MAS等監(jiān)測儀器數(shù)據(jù)，分析污染物成分特征和周邊城市（區(qū)域）環(huán)境質(zhì)量狀況，輔以后向軌跡分析，確定污染源軌跡，判斷其污染源特征和污染源位置；若為大尺度外源性輸入，則主要根據(jù)污染物成分特征輔以污染物軌跡分析判斷污染物來源。

（2）若判定為內(nèi)源性污染，需進一步分析污染物成分，根據(jù)污染物特征來判斷污染源的屬性。

（3）對于受污染影響的城市，著重審核其對應(yīng)的監(jiān)測項目濃度是否有所升高，能明顯體現(xiàn)出污染情況。對同污染區(qū)域內(nèi)的“清潔孤島”城市要進行重點審核，參考當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境和當(dāng)時氣象條件，排查儀器故障情況，評價數(shù)據(jù)的合理性。

6 結(jié)語

環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的審核工作要求數(shù)據(jù)審核人員要不斷鉆研業(yè)務(wù)知識，積極探索新的方法，熟悉監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，具備一定的環(huán)境地理、氣象綜合知識，了解污染物的分布規(guī)律和特點，只有取得符合質(zhì)量要求的監(jiān)測數(shù)據(jù)，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行合理性的分析，才能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，才能正確的認(rèn)識環(huán)境、評價環(huán)境，提供科學(xué)、公正的監(jiān)測數(shù)據(jù)，才能更好地為環(huán)境管理服務(wù)。

[1]鄭賢勉.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核技巧與重點探討[J].北方環(huán)境,2012,(06).

[2]吳鵬鳴,等.環(huán)境空氣監(jiān)測質(zhì)量保證手冊[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2008.