環(huán)境監(jiān)測中異常數(shù)據(jù)研究及具體實例的探討

胡 勇 馮永超

（重慶市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心 重慶 401147）

引言

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核是環(huán)境監(jiān)測工作的重要組成部分，同時也是監(jiān)測質(zhì)量保證工作的重要環(huán)節(jié)。環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核，是指審查核對環(huán)境監(jiān)測全過程中的各個環(huán)節(jié)是否符合監(jiān)測標(biāo)準和技術(shù)規(guī)范，使監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取得到有效監(jiān)控，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確、可靠。發(fā)現(xiàn)異常監(jiān)測數(shù)據(jù)，并進行判別分析，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)達到“五性”要求[1-4]。

1 異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生的原因

1.1 采樣產(chǎn)生誤差

采樣誤差指的是在采樣過程中出現(xiàn)的誤差，主要表現(xiàn)為未采集到有代表性的樣品，使分析結(jié)果不能反映真實情況。主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是沒有嚴格按照規(guī)程采樣，導(dǎo)致采樣不規(guī)范，如監(jiān)測低溫、高濕的廢氣中二氧化硫和氮氧化物濃度，需要將采樣管加熱，對煙氣預(yù)處理防止水分在采集管里冷凝，在實際采樣過程中，有時會直接用聚四氟乙烯管代替加熱煙槍進行采樣。又如在固定污染源中監(jiān)測顆粒物濃度時，因為找不到合適的采樣斷面，就在靠近彎道處作為采樣斷面，這樣采集出來的數(shù)據(jù)就是異常數(shù)據(jù)，無法正確地反映客觀事實[5-6]。二是對周期性生產(chǎn)工藝或周期性排放污染物等特殊條件下，即使嚴格按照技術(shù)規(guī)范，沒有在排放期間采集到有代表性的樣品，也會得到的異常數(shù)據(jù)。

1.2 樣品儲存中受到污染

在樣品的儲存階段，如果受到污染會影響分析結(jié)果的準確性，使數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。沒有選擇合適的儲存容器，需要加保存劑、低溫保存等而未采取措施的，樣品在運輸過程中出現(xiàn)交叉污染等都會加重數(shù)據(jù)的異常。如將有機樣品存放于塑料瓶內(nèi)，樣品易受到儲存容器的污染。又如采集硫化物樣品，而沒有采取加保存劑和有效的冷藏措施，就會導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)異常。

1.3 實驗室分析產(chǎn)生誤差

盡管實驗室質(zhì)控措施較成熟，實驗室分析產(chǎn)生的誤差也不容忽視。如有的樣品分析時沒有采取有效的前處理措施，就影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實性和準確性；標(biāo)準樣品錯誤，同樣會導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)異常；部分則因為分析儀器設(shè)備運行不正常等原因，導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常。

1.4 非特定工況和異常狀態(tài)下監(jiān)測

竣工環(huán)保驗收監(jiān)測時，一般應(yīng)在工況達到設(shè)計規(guī)模75%以上時進行測定。水泥廠的竣工驗收監(jiān)測，則要求企業(yè)在監(jiān)測時的生產(chǎn)負荷達到80%以上。如果在不滿足相應(yīng)負荷要求的情況下進行了監(jiān)測，就會造成監(jiān)測結(jié)果的不準確。另一種情況則是環(huán)保設(shè)施性能異常的情況下，排污情況不夠穩(wěn)定，都會導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)異常。

2 異常數(shù)據(jù)列舉及原因分析

2.1 環(huán)保設(shè)施不正常

從理論上來說，污染物處理設(shè)施出口的污染物濃度肯定低于進口濃度，但是在實際工作中我們往往會遇到數(shù)據(jù)反向的現(xiàn)象。比如對某包邊注塑車間底涂廢氣的進出口進行監(jiān)測時，處理設(shè)施出口濃度高于進口濃度，詳見表1。針對這一現(xiàn)象，在排除了監(jiān)測人員現(xiàn)場操作不規(guī)范的情況外，到被測企業(yè)實地查看以后發(fā)現(xiàn)，該處理設(shè)施內(nèi)用于有機物吸附的活性炭早已過期，已經(jīng)起不到吸附效果，反而因為活性炭上的有機物濃度過高，經(jīng)過引風(fēng)機以后有部分的非甲烷總烴和二甲苯被帶出，這樣就造成了監(jiān)測數(shù)據(jù)出口高于進口濃度的現(xiàn)象。經(jīng)過更換活性炭以后，非甲烷總烴和二甲苯的出口濃度均低于進口濃度，監(jiān)測數(shù)據(jù)正常。

表1 某包邊注塑車間底涂廢氣進出口監(jiān)測結(jié)果

2.2 監(jiān)測方法使用不當(dāng)

表2是某天然氣鍋爐測試數(shù)據(jù)。在對某天然氣鍋爐進行監(jiān)督性監(jiān)測時，采用定電位電解法監(jiān)測報出的數(shù)據(jù)是210 mg/m3，經(jīng)過數(shù)據(jù)審核，數(shù)據(jù)肯定存在異常，在相同的燃燒方式下，非分散紅外法測出數(shù)據(jù)為5 mg/m3。可以肯定，是高濃度CO對定電位電解法測試SO2產(chǎn)生了正干擾，而高濃度CO對非分散紅外法基本無干擾。因此，在監(jiān)測中，應(yīng)先弄清方法的原理、規(guī)范操作及干擾因素，然后在不同的條件下，選擇合適的監(jiān)測方法。

表2 某天然氣鍋爐測試數(shù)據(jù)

2.3 監(jiān)測不規(guī)范

監(jiān)測不規(guī)范采集出來的數(shù)據(jù)就可能是異常數(shù)據(jù)，無法正確地反映客觀事實。如在監(jiān)測低溫、高濕的廢氣中二氧化硫的濃度，需要將采樣管加熱大于120℃，對煙氣預(yù)處理防止水分在采集管里冷凝。在實際采樣過程中，如果直接用聚四氟乙烯管代替加熱煙槍進行采樣，將造成監(jiān)測結(jié)果偏差。表3是在某火電廠脫硫出口用兩種采樣方式監(jiān)測結(jié)果的比較，從表3可知，沒有按監(jiān)測規(guī)范對煙氣加熱冷凝，測出二氧化硫濃度偏低。

表3 煙氣預(yù)處理對定電位電解法的影響

這歸結(jié)于管路中產(chǎn)生大量冷凝水，吸收煙氣中二氧化硫從而導(dǎo)致測定結(jié)果偏低，這一問題在煙氣濕度高、煙道內(nèi)外溫差大時尤為明顯。測定時按照規(guī)范要求，保持對采樣槍和導(dǎo)氣管加熱到大于120℃，使煙氣始終保持氣態(tài)并在進入電化學(xué)傳感器前快速制冷，將冷凝水排出，這樣可最大限度減少從煙氣中吸收二氧化硫，提高監(jiān)測結(jié)果的準確性[7]。

2.4 未采集有代表性數(shù)據(jù)

事先沒有認真研究工藝，尤其是具有周期性的生產(chǎn)工藝，就有可能導(dǎo)致未采集到有代表性的數(shù)據(jù)，造成異常數(shù)據(jù)。表4是某焦化車間推焦工藝顆粒物有組織排放測試數(shù)據(jù)。從表4可知，在不同監(jiān)測時段監(jiān)測，顆粒物的濃度差別相當(dāng)大。這是因為推焦是典型周期性工藝，在推焦作業(yè)時，溫度很高，空氣受熱形成強烈對流，同時變頻風(fēng)機高速運動，帶走大量顆粒物進入除塵器后排放；停止推焦作業(yè)時，變頻風(fēng)機低速運行，少量顆粒物進入除塵器后排放。如果不弄清生產(chǎn)工藝，即使嚴格按照《固定污染源排氣中顆粒物測定和氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T 16157-1996）進行采樣操作，也采集不到代表性數(shù)據(jù)，造成數(shù)據(jù)異常。

表4 某焦化車間推焦工藝顆粒物有組織排放測試數(shù)據(jù)

3 數(shù)據(jù)審核重點及技巧

通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)審核，對數(shù)據(jù)進行科學(xué)合理的分析，可有效減少異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，以下是幾種常用審核技巧[8-10]：

3.1 利用專業(yè)知識和經(jīng)驗判斷

同一樣品的各項環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)不是獨立存在的，它們之間存在著著橫向和縱向的邏輯關(guān)系，在進行數(shù)據(jù)審核過程中可以利用數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系進行判別，從而發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)中明顯不合邏輯的數(shù)據(jù)。比如PM10＜TSP，再比如無組織廢氣中非甲烷總烴的數(shù)據(jù)偏離正常值，則要考慮監(jiān)測期間周圍機動車尾氣的影響，氯化氫的監(jiān)測結(jié)果明顯偏大，可能受到采樣容器的洗滌方法及對空氣中含氯離子顆粒的過濾情況影響。

3.2 結(jié)合采樣記錄進行審核

當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，在其他質(zhì)控方面又找不出明顯問題時，可以對照各采樣點位樣品的原始記錄進行審核，比如，在用鹽酸萘乙二胺分光光度法測定空氣中氮氧化物時，可從吸收液樣品的顏色大致判斷樣品濃度；在監(jiān)測有組織廢氣中顆粒物濃度時，可從濾筒中的顆粒物多少初步判斷該樣品濃度的大概范圍。如果監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差時，則能從中找出原因。

3.3 聯(lián)動歷史數(shù)據(jù)展開審核

按照相似性進行判別，針對某一被測單位一套數(shù)據(jù)進行審核時，可聯(lián)動同類監(jiān)測對象的環(huán)境統(tǒng)計資料作類比分析。兩個工廠產(chǎn)品相同，工藝條件相似，其污染物成分、濃度、排污狀況大致都在一個范圍波動，準確掌握其中一個工廠的污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)，對另一個工廠的排污監(jiān)測數(shù)據(jù)的審核具有重要參考價值，結(jié)合其他環(huán)境要素，綜合分析監(jiān)測數(shù)據(jù)。

3.4 利用物料衡算結(jié)果展開審核

在固定污染源有組織排放環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核的過程中，通常會采取物料衡算的方法加以驗證，即通過原材料的實際消耗量或是揮發(fā)量來對污染物的排放量進行大致推算，比如燃煤火電廠鍋爐廢氣進口中二氧化硫的濃度，可以通過所燒煤質(zhì)的用量、含硫量等參數(shù)來進行大致推算。

3.5 質(zhì)控數(shù)據(jù)審核

質(zhì)控數(shù)據(jù)審核包括空白值、標(biāo)準曲線的相關(guān)系數(shù)、標(biāo)準樣品、平行樣、加標(biāo)回收率等數(shù)據(jù)審核。空白值與標(biāo)準曲線的相關(guān)系數(shù)合格與否，直接決定結(jié)果的準確性，標(biāo)準樣品和加標(biāo)回收率能得出數(shù)據(jù)的準確性，平行樣品能看出數(shù)據(jù)精密性。

結(jié)語

本文從異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生原因、異常數(shù)據(jù)列舉及原因分析和數(shù)據(jù)審核重點及技巧等方面出發(fā)，聯(lián)系自身環(huán)境監(jiān)測工作實際，就環(huán)境監(jiān)測中常見異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生和避免做初步分析和探討。

參考文獻

[1]繆云深，李華.環(huán)境監(jiān)測中的數(shù)據(jù)審核[J].污染防治技術(shù)，2005，18(6):63-64.

[2]蔡同鋒.現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)審核方法及異常數(shù)據(jù)的判別研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2014,39(10):60-62.

[3]鄭賢勉.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核技巧及重點探討[J].北方環(huán)境，2012,28(6):218-219.

[4]國家環(huán)境保護總局水和廢水監(jiān)測分析方法編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版增補版)[M]．北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2010:24-26．

[5]武海紅.環(huán)境監(jiān)測過程中不合理數(shù)據(jù)的探討[J].山西化工，2015,(4):86-87.

[6]牟永銘.環(huán)保驗收監(jiān)測異常數(shù)據(jù)的分析與處理[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2013,25(2):4-6.

[7]馮永超，胡勇.含濕量和CO對三種SO2監(jiān)測方法的影響研究[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2016,39（S1）：203-206.

[8]張芳,袁福的,李六一等.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核中各類數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系的研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2008,33(11):138-141.

[9]李志明.環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)審核及異常數(shù)據(jù)的處理[J].新疆環(huán)境保護，2013,35(2):41-44

[10]齊文啟，田志仁，張鵬等.建設(shè)項目竣工環(huán)保驗收監(jiān)測中影響數(shù)據(jù)質(zhì)量因素分析[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2014,30(3):23-25.