空氣污染物小時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制研究

王晶

摘 要：近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，空氣污染日益嚴(yán)重，由此對人類生活與生態(tài)環(huán)境造成的危害也不斷加劇。建立健全污染物監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量保障與控制工作，深入研究空氣污染物監(jiān)測工作?；诖耍疚闹饕治隽丝諝馕廴疚镄r(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制相關(guān)知識，希望對我國開展空氣污染物監(jiān)測工作有幫助。

關(guān)鍵詞：空氣污染物；小時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)；質(zhì)量控制

中圖分類號：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0371-01

引 言

空氣污染主要是因人類活動造成的空氣中各種有害物質(zhì)成分快速增加，從而危害到人類、動植物、建筑及環(huán)境等，這種現(xiàn)象就屬于空氣污染，其產(chǎn)生的危害相互間反應(yīng)復(fù)雜，與人類活動聯(lián)系緊密，因此空氣監(jiān)測工作已成為現(xiàn)階段環(huán)境與大氣研究的重要問題。

1 空氣污染物測量原理分析

1.1 顆粒物測量

現(xiàn)階段，PM10與PM2.5自動測量中，主要測量方法為微量振蕩天平與β射線吸收方法，其都選用點(diǎn)式分析儀器，就是固定采樣點(diǎn)吸入的環(huán)境空氣，借助濾膜截獲監(jiān)測顆粒物，對其質(zhì)量濃度進(jìn)行分析。微量振蕩天平法，是通過濾膜相關(guān)聯(lián)的錐形元件微小振動測量濾膜PM10與PM2.5值的一種質(zhì)量變化方法。濾膜質(zhì)量的改變，使得錐形元件振動頻率發(fā)生改變，頻率變化測量獲取PM10與PM2.5的重要量，根據(jù)采樣流量與實(shí)踐，計(jì)算出實(shí)際濃度。β射線吸收法是在14C放射源上裝載測量儀器，放射性元素衰變產(chǎn)生穩(wěn)定β射線，在β射線及其檢測器之間放置濾膜，如果濾膜顆粒物變多，檢測器對此射線的接收就會下降。借助此歙縣強(qiáng)度與顆粒物間的質(zhì)量變化關(guān)系，計(jì)算顆粒物質(zhì)量，再利用樣品體積，獲得顆粒物濃度。

1.2 氣態(tài)污染物測量

傳統(tǒng)空氣監(jiān)測中，以濕法測量為主，即采用化學(xué)溶液吸收特定污染物。隨著時(shí)代的進(jìn)步，其逐漸被以光度法為主的干法測量裝置取代。現(xiàn)階段，氣態(tài)污染物監(jiān)測儀器采用點(diǎn)式分析儀器，還有一些站點(diǎn)選用開放光程分析儀器，即發(fā)射光束端、接收端及中間環(huán)節(jié)利用開放環(huán)境光程，測量一定范圍內(nèi)的污染物平均濃度。CO點(diǎn)式儀器測量原理以分散紅外法為主，環(huán)境氣體樣品分別進(jìn)入兩個(gè)吸收室接收不同頻譜的紅外射線能量，因氣體前后受熱不同，氣壓發(fā)生微小變化，利用毛細(xì)管或放大器等裝置，將這種氣壓變化轉(zhuǎn)換成電信號，通過電信號對應(yīng)的不同氣壓變化，反應(yīng)其濃度變化。NO2點(diǎn)式儀器測量原理是利用化學(xué)發(fā)光法，及使用NOx與特定試劑間的化學(xué)反應(yīng)，形成一定波長的射線，以此測定NO與NO2濃度?，F(xiàn)階段，主流儀器反應(yīng)原理以鉬轉(zhuǎn)化為主，就要將空氣NO2轉(zhuǎn)變成NO，通過NO與O3反應(yīng)，形成激發(fā)態(tài)NO2*，由其返回幾臺釋放出的最強(qiáng)波長1200nm射線，判斷NO濃度。

2 空氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方案

2.1 檢驗(yàn)界限值

其主要是確定污染物監(jiān)測范圍，有效清除超測量范圍的監(jiān)測值。根據(jù)HJ653-2013與HJ654-2013國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下各污染物等效濃度監(jiān)測范圍如表1所示。必須要注意的是，站點(diǎn)不同，儀器測量原理也會不同，從而使得測量范圍有所差異，比如PM2.5與PM10，有兩種量程儀器，濕法測量二氧化硫與干法測量量程之間存在較大差異，在實(shí)際應(yīng)用中必須要注意這一問題。

2.2 檢驗(yàn)極值

其目的在于檢測測量范圍內(nèi)，與正常監(jiān)測值大小范圍內(nèi)偏離明顯的異常值。在實(shí)際工作中，采用N1與N4檢驗(yàn)法，結(jié)合Walsh非參數(shù)檢驗(yàn)，構(gòu)成額外參考標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上，不一致與Walsh檢驗(yàn)都能同時(shí)檢測出最小值與最大值一側(cè)間的差異，有時(shí)不會采用不一致性檢驗(yàn)法檢測異常小值，原因在于異常小值與測量范圍下限十分接近，近乎為零，小于零值的負(fù)值可利用界限值檢驗(yàn)法直接檢測出，所以如果異常小值最高下限不超過零，這種檢測不能有效識別序列中含有的異常小值。實(shí)際空氣監(jiān)測結(jié)果中，存在很多較小監(jiān)測值，即從概率角度來看，不應(yīng)將序列低值看作為異常值。

2.3 檢驗(yàn)時(shí)間一致性

該檢驗(yàn)主要分為兩部分，即連續(xù)不變僵直與序列釘型異常值檢驗(yàn)。正常情況下，監(jiān)測序列是不斷改變的，很少會長時(shí)間保持不變，假如設(shè)定某監(jiān)測值連續(xù)無變化高于4個(gè)檢測時(shí)次，屬于異常值。正常污染監(jiān)測值變化比較平緩。引起污染監(jiān)測值變化明顯的原因在于，儀器故障、采樣器遭到污染、風(fēng)向與風(fēng)速改變、降水清潔、外來輸送的污染物、沙塵或強(qiáng)污染過程等因素。

2.4 人工審核過程

空氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)審核中，人工審核步驟非常重要，因計(jì)算機(jī)程序不能像專業(yè)技術(shù)人員，綜合利用各種信息判定數(shù)據(jù)質(zhì)量。對于人工審核而言，其方法主要為時(shí)間序列圖示、控制及Q-Q等圖法，可視為判斷依據(jù)的信息包含：可疑時(shí)次監(jiān)測值與鄰近監(jiān)測值，同時(shí)段氣象數(shù)據(jù)與儀器運(yùn)行情況報(bào)告、儀器校準(zhǔn)與清潔狀態(tài)、監(jiān)測室環(huán)境的改變等。只有綜合利用各種信息，才能有效判定程序識別的異常值，在此基礎(chǔ)上確定這一可疑值屬于異常值，還是特定條件中的正常監(jiān)測值。

3 結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前空氣污染物監(jiān)測中，監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制體系有待進(jìn)一步完善，一些監(jiān)測站點(diǎn)很多數(shù)據(jù)失效。未來工作中，必須要加強(qiáng)采樣環(huán)境的穩(wěn)定性，定期校準(zhǔn)檢驗(yàn)儀器，及時(shí)審核監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量，以防錯(cuò)誤監(jiān)測數(shù)據(jù)長期存在，影響實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]姜 峰.環(huán)評中空氣污染物監(jiān)測的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2017（03）：89.

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收稿日期：2018-6-4