環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量控制論述

周 飛

（江蘇易達(dá)檢測科技有限公司，江蘇 鹽城 224002）

空氣污染已經(jīng)嚴(yán)重影響人類健康和環(huán)境質(zhì)量。生態(tài)環(huán)境部公布的《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》數(shù)據(jù)顯示，2017年全國338個地級及以上城市，有239個城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo)，占70.7%?？諝赓|(zhì)量自動監(jiān)測站作為空氣質(zhì)量監(jiān)測的有效且重要手段，自20世紀(jì)70年代起，發(fā)達(dá)國家便相繼建立環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)[1]。它可以掌握城市空氣質(zhì)量變化趨勢，如實反映環(huán)境空氣的主要污染物質(zhì)量指標(biāo)，滿足廣大人民群眾的環(huán)境知情權(quán)，為相關(guān)部門制定相關(guān)決策提供科學(xué)依據(jù)。

1 空氣自動監(jiān)測質(zhì)量管理現(xiàn)狀

自新《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）頒布實施以后，我國先后在338個地級及以上城市建成了1436個國家城市環(huán)境空氣自動監(jiān)測站，初步建立起覆蓋全國環(huán)境監(jiān)測總站、省級環(huán)境監(jiān)測中心、市級環(huán)境監(jiān)測站、縣區(qū)環(huán)境監(jiān)測站地方四級環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。目前，江蘇省已經(jīng)建成了182個環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站網(wǎng)，3個灰霾監(jiān)測站，在全國率先實現(xiàn)全省縣域以上城市空氣自動監(jiān)測全覆蓋、率先實現(xiàn)PM2.5監(jiān)測能力全覆蓋。各級空氣環(huán)境自動監(jiān)測站的建立為考核各地環(huán)境空氣質(zhì)量提供了第一手技術(shù)手段，也為推動區(qū)域大氣污染防治提供了第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料，成為相關(guān)部門制定空氣污染防治的重要現(xiàn)實依據(jù)[2]。

1.1 缺乏質(zhì)量管理體系規(guī)范性文件

目前，國家層面關(guān)于環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量管理規(guī)定主要散見于《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝和驗收技術(shù)規(guī)范》（HJ655-2013）、《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ653-2013）、《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)安裝驗收技術(shù)規(guī)范》（HJ193-2013）、《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ654-2013）、《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）、《環(huán)境空氣質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)定》（HJ663-2013）等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，沒有全國統(tǒng)一的環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量管理規(guī)范性文件?！督K省環(huán)境空氣自動監(jiān)測站質(zhì)量管理暫行規(guī)定》主要是在管理、技術(shù)方面就環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量管理提出具體管理要求，但對環(huán)境空氣自動監(jiān)測技術(shù)質(zhì)量管理要求相對零散，不夠系統(tǒng)[3]。

1.2 技能評估及人員考核體系亟待完善

《環(huán)境監(jiān)測人員持證上崗考核制度》《環(huán)境監(jiān)測人員持證上崗考核實施細(xì)則》均對從事環(huán)境監(jiān)測人員持證上崗做出了明確規(guī)定，要求從事環(huán)境監(jiān)測的人員需要擁有其所要開展的監(jiān)測業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的上崗證，并實行持證上崗，接受考核。持證上崗從事環(huán)境監(jiān)測已經(jīng)成為加強環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理的一項重要舉措。但新的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)在2012年才發(fā)布，由于缺乏具體的方法標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測規(guī)范，現(xiàn)實中主要采用以儀器設(shè)備培訓(xùn)等以“培訓(xùn)”代替“考核”方式，此外，環(huán)境空氣自動監(jiān)測運維模式也不統(tǒng)一，有環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)自身負(fù)責(zé)運行維護(hù)，也有委托第三方進(jìn)行運維，而由監(jiān)測站負(fù)責(zé)質(zhì)控。推行環(huán)境空氣自動監(jiān)測持證上崗，并進(jìn)行考核的制度常常落實不夠到位，需要逐步完善技能評估以及監(jiān)測人員考核體系，尤其是要針對不同性質(zhì)、不同級別人員完善上崗證考核、技能評估等[4]。

1.3 審核異常數(shù)據(jù)能力有待增強

與傳統(tǒng)的手工監(jiān)測數(shù)據(jù)相比，環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時發(fā)布和預(yù)測預(yù)報方面更具優(yōu)勢。但當(dāng)監(jiān)測遇到異常數(shù)據(jù)需要甄別時，則還需要人工干預(yù)，從而又對監(jiān)測預(yù)報的時效性、準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。一方面，隨著全國各地城市都相繼加大了環(huán)境監(jiān)測力度，環(huán)境空氣自動監(jiān)測站點的數(shù)量增長加快，省市縣都有一定數(shù)量的環(huán)境空氣自動監(jiān)測站點，由此導(dǎo)致每天需要審核發(fā)布的監(jiān)測數(shù)據(jù)呈急劇增加態(tài)勢，此外，數(shù)據(jù)的實時發(fā)布要求又對審核的效率提出了更高要求。這些都離不開一支高素質(zhì)的環(huán)境監(jiān)測隊伍予以保障，尤其是要具備較強的異常數(shù)據(jù)審核能力。另一方面，隨著大量環(huán)境空氣自動監(jiān)測站點的建成并投入使用，除了要審核異常數(shù)據(jù)外，還需要進(jìn)一步分析產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的原因（如儀器的校準(zhǔn)、維護(hù)，氣象變化，儀器采樣突發(fā)故障等），以防止再次發(fā)生類似異常數(shù)據(jù)。這些都對從事環(huán)境空氣自動監(jiān)測人員的監(jiān)測能力和業(yè)務(wù)素質(zhì)提出更高要求，以滿足不斷增長的業(yè)務(wù)發(fā)展需要。

1.4 國家標(biāo)準(zhǔn)滯后于技術(shù)應(yīng)用

除了需要統(tǒng)一的國家層面的環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量體系、高素質(zhì)的環(huán)境空氣自動監(jiān)測人員和完善的考核評估體系外，關(guān)于環(huán)境空氣自動監(jiān)測的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要及時與實際技術(shù)應(yīng)用保持一致。但從環(huán)境空氣監(jiān)測的實際開展來看，常常出現(xiàn)一些新的監(jiān)測方法、監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)投入實際應(yīng)用，而相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)遲遲沒有出臺的現(xiàn)象，即容易導(dǎo)致開展的環(huán)境空氣自動監(jiān)測沒有現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)作為支持。例如，《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）已于2012年正式發(fā)布，其中的具體六項指標(biāo)缺乏相應(yīng)的方法標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測規(guī)范，直到2013年頒布了《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO2、NO2、O3、CO）》（HJ654-2013）、《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ653-2013）等一系列空氣自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)發(fā)布后，環(huán)境空氣方面的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)、方法及技術(shù)規(guī)范才逐步成為體系。即便如此，依然還存在一些亟待完善之處：空氣環(huán)境自動監(jiān)測的各個項目的同類技術(shù)要求分散于新標(biāo)準(zhǔn)方法，且存在重復(fù)章節(jié)多、實際操作不夠簡便等問題，影響參照性；《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ193-2005）相關(guān)規(guī)定已被部分替代，但環(huán)境空氣自動監(jiān)測數(shù)據(jù)整理、質(zhì)量保證、質(zhì)量控制以及監(jiān)測數(shù)據(jù)處理等新增或修訂標(biāo)準(zhǔn)未及時頒布新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[5]。

2 環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量控制體系構(gòu)建

2.1 組織架構(gòu)

目前，江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心已經(jīng)建成環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站網(wǎng)182個，率先實現(xiàn)全省縣域以上城市空氣自動監(jiān)測全覆蓋，具備了環(huán)境空氣自動監(jiān)測子站數(shù)量多、分布廣、全覆蓋的特點，并率先聯(lián)網(wǎng)發(fā)布PM2.5等空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測信息，率先實現(xiàn)全省及地級市的重污染天氣監(jiān)測預(yù)報預(yù)警能力。1992年通過國家級計量認(rèn)證（MA），2002年通過中國實驗室國家認(rèn)可委員會認(rèn)可（CNAS）。2013年，江蘇省對照大氣監(jiān)測新標(biāo)準(zhǔn)，率先完成72個國控點和53個省控點的新標(biāo)準(zhǔn)能力改造，實現(xiàn)了PM2.5監(jiān)測能力全覆蓋，并在網(wǎng)站實施發(fā)布信息，其已經(jīng)成為全國功能最齊全、技術(shù)最先進(jìn)、覆蓋面最廣的現(xiàn)代自動監(jiān)測體系之一。2016年3月起，正式發(fā)布區(qū)域5日空氣質(zhì)量預(yù)報和13市48 h預(yù)報信息。目前擁有博士7人、碩士54人，研究員級高工19名，高級工程師35名。采取上級站直接介入第三方運營監(jiān)管，以及專人跟進(jìn)問題等，江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心、各市環(huán)境監(jiān)測站點都相繼完善了子站現(xiàn)場、數(shù)據(jù)審核統(tǒng)計、質(zhì)量控制和保證、數(shù)據(jù)分析研究等技術(shù)分工，質(zhì)量體系組織架構(gòu)完善，有力保障了環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量?！督K省環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測站管理辦法》將于2018年11月1日正式實施，全省各級監(jiān)測站應(yīng)嚴(yán)格按照該辦法，做好環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測及管理工作。

2.2 質(zhì)量控制

環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量控制包括：零點/跨度檢查及校準(zhǔn)、精度檢查、多點校準(zhǔn)和顆粒物監(jiān)測儀流量和質(zhì)量校準(zhǔn)、數(shù)據(jù)審核及日常儀器維護(hù)等六個方面內(nèi)容。它是指為了達(dá)到環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量要求所采取的監(jiān)測技術(shù)和監(jiān)測活動。環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量控制的目的在于消除影響質(zhì)量的不合格因素[6]。

2.2.1 零點/跨度檢查及校準(zhǔn)

零點/跨度檢查及校準(zhǔn)的目的是評價目前環(huán)境空氣自動監(jiān)測分析儀的漂移，并確保儀器漂移在可接受范圍。通常1周校準(zhǔn)1次，可以利用相關(guān)軟件實現(xiàn)自動校準(zhǔn)，必要時采用手動校準(zhǔn)，確保每一周環(huán)境空氣自動監(jiān)測儀的零點/跨度檢查結(jié)果合格。

2.2.2 精度檢查

對二氧化硫、二氧化氮、臭氧分析儀等環(huán)境空氣自動監(jiān)測儀器精度檢查一般每隔2周開展1次，利用相關(guān)軟件實現(xiàn)自動校準(zhǔn)，若出現(xiàn)監(jiān)測儀器精度檢查結(jié)果超過±15%，應(yīng)檢查該儀器精度檢查裝置步驟、設(shè)置等，若超過±20%，應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)查，必要時采用手動檢查。

2.2.3 多點校準(zhǔn)

通常半年多點校準(zhǔn)1次，依靠手工完成，檢查參與環(huán)境空氣自動監(jiān)測分析儀的線性。一般只需對分析儀的遷移、紫外光/轉(zhuǎn)化爐/光源等重要部件更換或大修后，都需要及時進(jìn)行多點校準(zhǔn)。

2.2.4 顆粒物監(jiān)測儀流量和質(zhì)量校準(zhǔn)

環(huán)境空氣自動監(jiān)測顆粒物分析儀的控制包括流量校準(zhǔn)和質(zhì)量校準(zhǔn)兩個方面。其中，流量校準(zhǔn)可一季度一次，利用BIOS標(biāo)準(zhǔn)流量計進(jìn)行流量檢查，檢查誤差超過±2%時應(yīng)校準(zhǔn)；質(zhì)量校準(zhǔn)則每半年一次，利用可追溯校準(zhǔn)質(zhì)量箔對環(huán)境空氣自動監(jiān)測顆粒物監(jiān)測儀零點和跨度質(zhì)量校準(zhǔn)。

2.2.5 數(shù)據(jù)審核

要求省市縣（區(qū)）環(huán)境空氣自動監(jiān)測安裝國家環(huán)境空氣監(jiān)測網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡(luò)化質(zhì)控系統(tǒng)，并將三級監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)與國家城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)相連，細(xì)顆粒物（PM2.5）、可吸入顆粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）6項指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)在線審核，并要求縣市區(qū)向省站和國家總站同步報送，各級環(huán)境監(jiān)測技術(shù)人員按權(quán)限開展質(zhì)控審核、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等。

2.2.6 日常維護(hù)

要加強環(huán)境空氣自動監(jiān)測儀器的日常巡檢維護(hù)，例如，檢查鋼瓶標(biāo)準(zhǔn)氣是否在使用期內(nèi)，定期更換氣體過濾膜、清洗空氣采樣頭、管路，及時更換零氣發(fā)生器的氧化劑和活性炭等，確保環(huán)境空氣自動監(jiān)測儀器工況始終處于較好狀態(tài)。

2.3 質(zhì)量保證

環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測質(zhì)量保證的目的在于提供可滿足監(jiān)測目的且合乎質(zhì)量要求的監(jiān)測數(shù)據(jù)，降低儀器故障對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響，保證所獲取的空氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)有效、可比、可靠。此外，要做好質(zhì)量核查，確定站房情況、采樣系統(tǒng)的規(guī)范性、數(shù)據(jù)比對，以及監(jiān)測檔案的完整性等核查主要內(nèi)容，并定期進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測專項檢查。

3 結(jié)語

環(huán)境空氣自動監(jiān)測是人們及時掌握環(huán)境空氣質(zhì)量的重要舉措，完善的環(huán)境空氣自動監(jiān)測質(zhì)量控制體系能夠有效保障自動監(jiān)測結(jié)果的客觀性，為政府相關(guān)部門提供準(zhǔn)確、可靠的空氣質(zhì)量信息，為其決策提供重要參考。