環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)審核研究

殷麗萍

（云南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，昆明 650228）

全球現(xiàn)代化和工業(yè)化不可避免造成了巨大的空氣污染，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)境空氣質(zhì)量是人與自然和諧發(fā)展的必要前提。隨著《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）和《環(huán)境空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）技術(shù)規(guī)定（試行）》（HJ 633—2012）的相繼發(fā)布，國(guó)家對(duì)各主要空氣污染物做出了具體限制說明，同時(shí)要求各地向公眾及時(shí)發(fā)布環(huán)境污染因子實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。隨著環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測(cè)能力的提升，人們對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也有了更高要求，建立環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)審核體系，提高數(shù)據(jù)審核能力，保障數(shù)據(jù)公布的準(zhǔn)確性和及時(shí)性十分必要。

1 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)背景

隨著社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，人們對(duì)居住條件和環(huán)境的舒適度有了更高的要求，環(huán)境空氣質(zhì)量也越來越受到廣大群眾的重視。工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展勢(shì)必引起一系列環(huán)境問題，為嚴(yán)格控制環(huán)境質(zhì)量，國(guó)家相繼出臺(tái)了一系列有關(guān)環(huán)境空氣質(zhì)量的法律法規(guī)，對(duì)行業(yè)空氣污染物排放也做出了嚴(yán)格要求，以保障人與自然的和諧發(fā)展。

云南省于2000年開始進(jìn)行環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，2005年初步建成自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，2007年正式對(duì)外公開發(fā)布空氣質(zhì)量日?qǐng)?bào)。2014年，云南省啟動(dòng)建設(shè)了14個(gè)州市（昆明市、玉溪市已于2013年底前完成建設(shè)）政府所在地的37個(gè)環(huán)境空氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)站。自2015年1月1日起，云南省16個(gè)州市政府所在地均可開展可吸入顆粒物（PM）、細(xì)顆粒物（PM）等新增指標(biāo)監(jiān)測(cè)并向社會(huì)發(fā)布監(jiān)測(cè)信息。按照自動(dòng)化與信息化的要求，云南省于2018年建成覆蓋全省129個(gè)縣（縣級(jí)市、市轄區(qū)）的環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)共有152個(gè)，其中，國(guó)控站點(diǎn)有43個(gè)，省控站點(diǎn)有109個(gè)。各地按照《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）對(duì)轄區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)。為加強(qiáng)對(duì)未來環(huán)境的預(yù)測(cè)能力，云南省加大了軟件開發(fā)力度，利用環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣污染物數(shù)據(jù)的高效儲(chǔ)存與公開發(fā)布。該數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)管理平臺(tái)技術(shù)路線

2 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)審核的意義

改革開放以來，我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)獲得了歷史性飛躍，科學(xué)技術(shù)也逐漸達(dá)到世界領(lǐng)先水平。隨著人類社會(huì)文明的不斷推進(jìn)，人們?cè)絹碓街匾暛h(huán)境空氣質(zhì)量，努力實(shí)現(xiàn)環(huán)境與社會(huì)的和諧發(fā)展。事實(shí)上，環(huán)境污染問題已經(jīng)逐漸成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大阻力，而環(huán)境空氣污染給各國(guó)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，其治理成為各國(guó)較為頭痛的問題。除了經(jīng)濟(jì)損失，環(huán)境空氣污染對(duì)廣大群眾的正常生活產(chǎn)生諸多不良影響，這些污染因子正在逐步侵害人體健康。

20世紀(jì)70年代起，發(fā)達(dá)國(guó)家開始集中力量建設(shè)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其可以實(shí)時(shí)收集環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，分析環(huán)境空氣質(zhì)量變化，使環(huán)境監(jiān)測(cè)部門和民眾了解環(huán)境空氣質(zhì)量。為實(shí)現(xiàn)環(huán)境與社會(huì)的和諧發(fā)展，我國(guó)于20世紀(jì)80年代初引進(jìn)了環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備，并逐步在全國(guó)重點(diǎn)城市建設(shè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立為采集環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)環(huán)境空氣質(zhì)量變化提供了依據(jù)。通過對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量影響因子的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集，我國(guó)積極開展技術(shù)研發(fā)與設(shè)備改進(jìn)，自動(dòng)監(jiān)測(cè)能力逐漸進(jìn)入世界領(lǐng)先水平。

3 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)審核體系構(gòu)建

3.1 數(shù)據(jù)審核基本要素

為保障自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有必要建立環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)審核體系。該數(shù)據(jù)審核體系有3個(gè)必不可少的要素，即審核人員、審核項(xiàng)目和審核時(shí)段。其中，審核人員主要是指省級(jí)監(jiān)測(cè)中心、地級(jí)監(jiān)測(cè)中心和縣級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站指定技術(shù)人員，其工作重點(diǎn)為設(shè)置環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)的規(guī)則和自動(dòng)判斷處理。審核項(xiàng)目是根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）和云南省各地的客觀情況確定的。目前，云南省環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)主要涉及六大污染物（SO、NO、O、CO、PM和 PM）和氣象五參數(shù)（溫度、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向）。就審核時(shí)段而言，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量的24 h自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并對(duì)未來72 h提出可能性的判斷，審核人員每日會(huì)審核當(dāng)天日?qǐng)?bào)時(shí)段（前一天12:00至當(dāng)天12:00）的自動(dòng)監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)。

3.2 審核方法

審核人員要保證環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的有效性。因此，審核人員必須認(rèn)真檢查自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備是否正常運(yùn)行、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否完整，如發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)檢修并對(duì)空缺數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)收。數(shù)據(jù)審核方法主要有3種。一是單站點(diǎn)多參數(shù)或多站點(diǎn)單參數(shù)數(shù)據(jù)比較；二是現(xiàn)場(chǎng)巡檢人員的信息反饋；三是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)附帶的標(biāo)識(shí)符類型判斷。

3.3 AIRNOW-Ⅰ平臺(tái)數(shù)據(jù)自動(dòng)審核功能

AIRNOW-Ⅰ平臺(tái)是以美國(guó)國(guó)家級(jí)環(huán)境空氣質(zhì)量系統(tǒng)（AIRNOW）為基礎(chǔ)，中國(guó)與美國(guó)合作開發(fā)的環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，主要由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（DMS）和信息管理系統(tǒng)（IMS）兩個(gè)模塊構(gòu)成。DMS模塊可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的日?qǐng)?bào)和預(yù)報(bào)，同時(shí)可以對(duì)具體城市的環(huán)境空氣質(zhì)量設(shè)置判斷規(guī)則，以便自動(dòng)處理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。AIRNOW-Ⅰ平臺(tái)的系統(tǒng)框架如圖2所示。

圖2 AIRNOW-Ⅰ平臺(tái)系統(tǒng)框架

3.4 數(shù)據(jù)審核體系架構(gòu)

根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)的具體實(shí)施情況，為規(guī)范數(shù)據(jù)審核過程，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性，云南省要統(tǒng)一數(shù)據(jù)審核體系架構(gòu)。省控站點(diǎn)是云南省環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)網(wǎng)的重要組成部分，其自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要采取運(yùn)維方初審、第三方復(fù)審、云南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心復(fù)核的方式。

為保證審核數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)確保審核依據(jù)充分，嚴(yán)格區(qū)分無效數(shù)據(jù)與有效數(shù)據(jù)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成審核工作并提交審核結(jié)果。各單位應(yīng)明確平臺(tái)數(shù)據(jù)審核職責(zé)。運(yùn)維單位要按照技術(shù)要求對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行審核和提交。地級(jí)監(jiān)測(cè)中心、縣級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站通過云南省環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，查看并下載監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和各類報(bào)表，但不能擅自修改平臺(tái)數(shù)據(jù)，若對(duì)轄區(qū)數(shù)據(jù)審核結(jié)果存有異議，要及時(shí)向?qū)徍巳藛T提出意見。云南省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心主要負(fù)責(zé)對(duì)審核數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督管理。

審核內(nèi)容為 SO、NO、O、CO、PM、PM的小時(shí)濃度值。數(shù)據(jù)審核依據(jù)主要有《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095—2012）、《環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量管理技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 630—2011）、《環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ 663—2013）、《環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO、NO、O、CO）連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》（HJ 654—2013）、《數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和解釋 正態(tài)樣本離群值的判斷和處理》（GB/T 4883—2008）。省控站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要進(jìn)行三級(jí)審核，若數(shù)據(jù)審核過程出現(xiàn)設(shè)備故障、停電等現(xiàn)象，造成有效數(shù)據(jù)不足，則運(yùn)維方應(yīng)及時(shí)上傳圖片或停電證明。對(duì)于手工補(bǔ)錄的數(shù)據(jù)，應(yīng)該上傳補(bǔ)錄數(shù)據(jù)圖片，復(fù)審及復(fù)核人員應(yīng)認(rèn)真查看材料是否真實(shí)有效。

3.5 數(shù)據(jù)審核流程

在環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)審核體系中，異常數(shù)據(jù)表現(xiàn)有兩種。一是自動(dòng)監(jiān)測(cè)過程中審核人員確定的數(shù)據(jù)空缺，二是審核時(shí)段完整但審核人員發(fā)現(xiàn)存在異常的數(shù)據(jù)。針對(duì)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的問題，審核人員不能隨意修改自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，而應(yīng)當(dāng)上報(bào)審核小組負(fù)責(zé)人，積極排除故障，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)收，或者判斷異常發(fā)生的原因，確定是否需要手工處理數(shù)據(jù)，待上級(jí)回復(fù)后才能做出進(jìn)一步處理。在對(duì)當(dāng)天數(shù)據(jù)進(jìn)行重新處理的過程中，一方面要對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行保留，另一方面要積極做好數(shù)據(jù)補(bǔ)收，手工剔除不符合條件的數(shù)據(jù)，這里要注意人工核查，保證新數(shù)據(jù)的真實(shí)性與有效性。審核人員處理過的數(shù)據(jù)必須重新由上級(jí)審核，如果確認(rèn)完成當(dāng)天的數(shù)據(jù)審核，則應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行日?qǐng)?bào)。具體的數(shù)據(jù)審核流程如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)審核流程

4 環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)審核的應(yīng)用

云南省環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)審核體系涉及省級(jí)、地級(jí)、縣級(jí)三級(jí)。縣級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)站主要負(fù)責(zé)轄區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的采集、整合、審查與傳輸?shù)?，不能主?dòng)修改數(shù)據(jù)，而地級(jí)監(jiān)測(cè)中心主要負(fù)責(zé)對(duì)各轄區(qū)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核和總結(jié)，對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行統(tǒng)籌管理，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行決策。從應(yīng)用來看，環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)審核主要涉及3個(gè)層面。一是環(huán)境空氣質(zhì)量保證與評(píng)價(jià)。數(shù)據(jù)審核可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，提高環(huán)境監(jiān)測(cè)人員工作的主動(dòng)性，保證自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有效評(píng)價(jià)環(huán)境空氣質(zhì)量。二是環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。保證環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性是數(shù)據(jù)審核的重要目的。AIRNOW-Ⅰ平臺(tái)具備自動(dòng)調(diào)節(jié)能力，但是依然需要人工輔助。只有數(shù)據(jù)經(jīng)審核小組負(fù)責(zé)人審核通過，才能進(jìn)行正常日?qǐng)?bào)，參與日均值、月均值等平均值的統(tǒng)計(jì)。三是環(huán)境空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)發(fā)布。在環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)中，要及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)外發(fā)布環(huán)境空氣中的六大污染物和氣象五參數(shù)等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為廣大群眾服務(wù)，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境改善。因此，必須對(duì)環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，并及時(shí)更新。

5 結(jié)論

隨著全球現(xiàn)代化和工業(yè)化的推進(jìn)，各種污染因子對(duì)環(huán)境空氣構(gòu)成巨大破壞。為改善環(huán)境空氣質(zhì)量，云南省逐步建立環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)主要空氣污染物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)階段，要建立科學(xué)高效的數(shù)據(jù)審核體系，對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管，對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行人工審核，以保障城市環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效性。