區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)測全過程質(zhì)量控制措施

方智

（云南省生態(tài)環(huán)境廳駐保山市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，云南 保山 678000）

0 引言

近年來，我國出現(xiàn)了霧霾、酸雨、光化學(xué)煙霧等污染問題，并與我國的環(huán)境、城市、二次污染等問題進(jìn)行了復(fù)雜的組合，對我國環(huán)境健康造成了極大的影響。空氣污染的長距離傳播，加速了空氣循環(huán)，從單一的單一來源向綜合污染轉(zhuǎn)變，并迅速擴(kuò)散到整個(gè)地區(qū)。針對這種情況，需要建立區(qū)域范圍內(nèi)的大氣環(huán)境全過程監(jiān)測體系，以便為大氣環(huán)境的治理提供數(shù)據(jù)。2015 年1 月，生態(tài)環(huán)境部開始定期向公眾公布該地區(qū)的大氣環(huán)境狀況，以便公眾及時(shí)掌握該地區(qū)的大氣環(huán)境狀況。同時(shí)，為了確保該地區(qū)的空氣質(zhì)量，國家環(huán)?？偩忠矊υ摰貐^(qū)進(jìn)行了全過程的區(qū)域性監(jiān)測，制定了《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證管理規(guī)定》《環(huán)境監(jiān)測人員上崗證管理規(guī)定》等有關(guān)法規(guī)。

1 大氣環(huán)境監(jiān)測全過程質(zhì)量控制的意義

1.1 空氣質(zhì)量監(jiān)控

由于大氣中微粒污染物數(shù)量龐大、成分復(fù)雜、來源廣泛，且與大氣充分混合后，其危害極大，因此，要制定一套實(shí)用的監(jiān)測手段和規(guī)范，在實(shí)際監(jiān)測中，要對顆粒物進(jìn)行科學(xué)的檢測，并對其進(jìn)行有效的成分分析。其中，硫化污染物是大氣污染的重要來源，這些污染物的產(chǎn)生與石油化工燃料的高溫燃燒有很大關(guān)系，而城市大氣中的NOx則是由機(jī)動(dòng)車排放引起的。

1.2 加強(qiáng)全流程管理

空氣質(zhì)量監(jiān)控的全過程質(zhì)量控制，就是嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范和實(shí)際要求，對所有的監(jiān)控環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，以便對空氣質(zhì)量進(jìn)行全面的監(jiān)控，包括準(zhǔn)備、布點(diǎn)、取樣等，這樣才能得到最準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，保證監(jiān)測范圍內(nèi)的空氣質(zhì)量狀況，為大氣環(huán)境的保護(hù)提供可靠的理論依據(jù)和理論依據(jù)。

2 大氣環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)況

近幾年，隨著我國政府加強(qiáng)對環(huán)保工作的重視，《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證管理規(guī)定》《環(huán)境監(jiān)測人員上崗證管理規(guī)定》相繼出臺(tái)，環(huán)境監(jiān)測手段和監(jiān)督管理也得到了進(jìn)一步的規(guī)范。但是，仍有許多因素對環(huán)境監(jiān)控的品質(zhì)有一定的影響。

2.1 不完善的大氣環(huán)境監(jiān)測與評估

AQI 是衡量空氣質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，但由于國內(nèi)每年發(fā)布的AQI 指數(shù)都是平均數(shù)，不能全面、客觀地描述大氣污染情況，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)與實(shí)際情況有一定的偏差。在實(shí)際監(jiān)測中，要加強(qiáng)對大氣的監(jiān)測和取樣，利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對該地區(qū)的大氣環(huán)境進(jìn)行全天不間斷的監(jiān)控，為用戶提供精確的監(jiān)測數(shù)據(jù)[1]。

2.2 我國目前尚不健全的大氣環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

目前，我國的大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)尚未建立，存在著大量重復(fù)或重復(fù)使用的現(xiàn)象，造成了大量的工作負(fù)擔(dān)，影響了環(huán)境監(jiān)測的實(shí)際效果。政府和有關(guān)單位要加強(qiáng)對大氣環(huán)境的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

2.3 空氣環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集不完整

在大氣環(huán)境監(jiān)測中，隨機(jī)因素是造成大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)不確定性的主要原因，取樣和環(huán)境監(jiān)測中的各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對其產(chǎn)生直接的影響。從實(shí)際的大氣環(huán)境監(jiān)測情況來看，由于取樣工作沒有得到充分的重視，取樣人員的專業(yè)素質(zhì)、對監(jiān)測經(jīng)費(fèi)的支持力度不夠，致使所需的監(jiān)測儀器更新緩慢，從而影響了空氣污染監(jiān)測的質(zhì)量[2]。

3 大氣環(huán)境監(jiān)測全過程質(zhì)量控制

3.1 準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

準(zhǔn)備環(huán)節(jié)是空氣質(zhì)量監(jiān)控的先決條件和依據(jù)，是保證空氣質(zhì)量的重要保證。前期的準(zhǔn)備工作主要有：首先，采集有關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)，比如污染源的分布、擴(kuò)散和排放、監(jiān)測點(diǎn)的氣象信息和人口分布情況，從而合理地選取監(jiān)測目標(biāo)。其次，對測量的方法進(jìn)行分析和掌握。直接取樣法和富集取樣法是當(dāng)前大氣取樣的兩種主要方式，其適用范圍更廣，可以更好地反映空氣污染物的瞬時(shí)濃度。在選用監(jiān)控手段時(shí)，要根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行科學(xué)的選擇。其中，SO2監(jiān)測包括連續(xù)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測，監(jiān)測方法主要是HJ/T 75—2007 和HJ/T 76—2007，人工取樣監(jiān)測方法采用《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 397—2007），后者是監(jiān)測SO2的主要依據(jù)，其中以溶液吸收法為主[3]。

3.2 布點(diǎn)環(huán)節(jié)

布點(diǎn)監(jiān)測環(huán)節(jié)要求對監(jiān)控對象進(jìn)行清晰、分析和優(yōu)化，確保生產(chǎn)工藝、污染空間、治理工藝具有代表性、典型性和可比性。監(jiān)控網(wǎng)點(diǎn)的布置方式有統(tǒng)計(jì)法、模式法和經(jīng)驗(yàn)法，其中最常見的是經(jīng)驗(yàn)法。在設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)時(shí)，要保證多年的布局，能涵蓋受監(jiān)測區(qū)域中污染物的低、中、高3 種污染水平的監(jiān)測點(diǎn)和相應(yīng)的監(jiān)測點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)位設(shè)于污染源風(fēng)向，本源監(jiān)控位設(shè)于下風(fēng)，下風(fēng)處多。在城區(qū)、污染物超標(biāo)、人口密度大的區(qū)域，應(yīng)增設(shè)采樣點(diǎn)。在布點(diǎn)時(shí)，通常以功能分區(qū)為基礎(chǔ)，分別采取扇形布點(diǎn)、同心圓點(diǎn)、網(wǎng)格布點(diǎn)等布點(diǎn)方式。當(dāng)點(diǎn)源有較大的污染源占主導(dǎo)地位時(shí)，采用扇型布置方式是合適的。在設(shè)置過程中，應(yīng)密切關(guān)注取樣點(diǎn)的高度，并根據(jù)監(jiān)測對象和現(xiàn)場情況適時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠和有效。

3.3 采樣環(huán)節(jié)

取樣環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是取樣方法、取樣頻率、取樣頻率和取樣周期的選擇，質(zhì)量控制的目標(biāo)是保證取樣時(shí)間、取樣方法和取樣方法的代表性和可比性。取樣頻率是指特定的取樣次數(shù)，在特定的時(shí)間段。正常情況下，取樣的時(shí)間是早上8 時(shí)。每天24h 連續(xù)取樣進(jìn)行控制。以清遠(yuǎn)市清城區(qū)石角鎮(zhèn)塘寮村為代表的廣東省農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測必須進(jìn)行的一個(gè)村莊，按照廣東省《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測計(jì)劃》，對塘寮村大氣污染狀況進(jìn)行了監(jiān)測，監(jiān)測指標(biāo)為SO2、NO2、PM10、PM2.5、CO、O3，每季度1 次，一次5d。如表1 所示。取樣法以二氧化硫?yàn)槔?，目前常用的是溶液吸附法，將硫酸銨與氨基磺酸銨溶液30～40mL的吸收劑，或用甲醛5.1mL 溶液、環(huán)乙二胺四乙酸二鈉20mL、鄰苯二甲酸氫鉀2.04g，并將其稀釋成100mL 甲醛緩沖吸收液。在抽吸前，應(yīng)將取樣管內(nèi)的氣體全部排出，然后打開取樣管，將流量調(diào)整為0.5L/min，上下浮動(dòng)不大于±10%。取樣時(shí)間應(yīng)視污染源中SO2的濃度而定，當(dāng)濃度在1000mg/m3以下時(shí)，取樣時(shí)間為20～30min，大于這個(gè)數(shù)值時(shí)，取樣時(shí)間為13～15min。在每一位置進(jìn)行3 次取樣，取樣完畢后，應(yīng)切斷吸入瓶與取樣管道，關(guān)閉抽吸泵，收集取樣瓶，并將取樣狀態(tài)、取樣參數(shù)等參數(shù)值進(jìn)行記錄[4]。

表1 2020 年第四季度塘寮村環(huán)境空氣監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

3.4 數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)

在取樣階段的品質(zhì)控制工作已經(jīng)結(jié)束，接下來就是對空氣監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和控制。而在大氣環(huán)境的監(jiān)測中，對大氣數(shù)據(jù)的處理是非常關(guān)鍵的。這就要求有關(guān)工作人員精確地進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，便于后續(xù)的監(jiān)控，并根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果，采取相應(yīng)的措施防止和處理，從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的控制。同時(shí)，在計(jì)算公式的選取上，要正確地選取數(shù)據(jù)，以確保整個(gè)計(jì)算結(jié)果的精確度，從而為后續(xù)的大氣環(huán)境監(jiān)測工作奠定基礎(chǔ)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行審核和核對，從而提高處理的準(zhǔn)確度，從而有效地控制數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

3.5 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

在大氣環(huán)境監(jiān)控中，試驗(yàn)是必不可少的。同時(shí)，在試驗(yàn)過程中進(jìn)行品質(zhì)控制也是非常有必要的。在實(shí)施試驗(yàn)的過程中，將質(zhì)量控制分成了室內(nèi)和試驗(yàn)兩部分。前者可以為后續(xù)的環(huán)保檢查工作提供可靠依據(jù)。而對試驗(yàn)的質(zhì)量控制，則是對整個(gè)工藝操作的要求非常高。在確保實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對所用的儀器進(jìn)行仔細(xì)的檢測，定期維護(hù)和維護(hù)，以確保實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用壽命。在試驗(yàn)期間，確保了實(shí)驗(yàn)人員熟練掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，具備較強(qiáng)的綜合素質(zhì)和較強(qiáng)的責(zé)任感，確保了整個(gè)試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

3.6 樣品分析環(huán)節(jié)

分析過程中的質(zhì)量控制指標(biāo)，包括儀器和分析方法的選取，保證分析過程準(zhǔn)確、準(zhǔn)確，具有比較性。由于分析環(huán)節(jié)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，所以，品質(zhì)管理還包含了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外兩個(gè)層面的質(zhì)量管理。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的質(zhì)量管理是指采用特殊的質(zhì)量控制圖表和其他的方法來監(jiān)控和監(jiān)控分析的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)室的工藝質(zhì)量管理是以實(shí)驗(yàn)室的基本工作為核心的，包括實(shí)驗(yàn)室的清潔、檢測和分析儀器的檢測、定期的維護(hù)和維護(hù)、保證儀器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。二氧化硫的測定是通過溶液吸收法取樣而得到的，其分析方法以碘量法為主，將二氧化硫用氨基碘酸氨混合液吸收，然后用碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定亞硫酸，然后用碘標(biāo)準(zhǔn)液的用量來計(jì)算二氧化硫的含量。用甲醛緩沖吸收液取樣的試樣，用其他的方法進(jìn)行分析，將試樣溶液注入比管中，然后與氨碘酸鈉混合，約10min 后，用分光光度計(jì)測量吸光度，得到標(biāo)定曲線的截距和斜率，然后用質(zhì)量濃度計(jì)算公式求出濃度。采用定位法獲得的試樣，主要由電解槽自動(dòng)測量，在固定電位下的工作電極與電解池中的二氧化硫樣品進(jìn)行氧化，待儀器計(jì)數(shù)達(dá)到一定程度后，再進(jìn)行下一步的檢測。因此，分析方法的選取與取樣方式密切相關(guān)，所用的化學(xué)反應(yīng)類型也各不相同[5]。

3.7 數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)

測量數(shù)據(jù)后，要對數(shù)據(jù)的空位（對照值）、有效數(shù)字、不確定度等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，保證數(shù)據(jù)的完整性、可靠性和可比性；要嚴(yán)格控制數(shù)據(jù)的處理，規(guī)范報(bào)表的分析和管理，監(jiān)督報(bào)表的審查過程。

4 優(yōu)化區(qū)域大氣監(jiān)測全過程質(zhì)量方案對策

4.1 豐富監(jiān)測技術(shù)手段

運(yùn)用新技術(shù)，改變傳統(tǒng)的監(jiān)控方式，如：點(diǎn)式和移動(dòng)式監(jiān)控相結(jié)合，或利用GIS、RS、GPS 等衛(wèi)星遙感技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)點(diǎn)、線、面三位一體的三維形態(tài)的大氣環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。鼓勵(lì)大學(xué)和研究單位開展測試技術(shù)的創(chuàng)新，鼓勵(lì)與現(xiàn)場實(shí)際合作，及時(shí)更新現(xiàn)有的技術(shù)。結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，本文提出了4項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用：①采用了動(dòng)態(tài)監(jiān)控技術(shù)。動(dòng)態(tài)監(jiān)測能夠?qū)Νh(huán)境污染因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，是今后環(huán)境監(jiān)測的一個(gè)重要趨勢。②成果預(yù)警技術(shù)。這種技術(shù)可以在一定程度上對周圍環(huán)境造成的負(fù)面影響進(jìn)行預(yù)警，使其能夠更好地進(jìn)行預(yù)防和治理。③自動(dòng)化的現(xiàn)場監(jiān)控技術(shù)，它可以通過自動(dòng)化的監(jiān)控來提高監(jiān)控的精度，并且可以節(jié)省大量的人力和物力。④遙感環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，利用GIS、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)等手段，在不觸及監(jiān)測對象的前提下，實(shí)時(shí)獲取相關(guān)監(jiān)測資料，并作出相應(yīng)的指導(dǎo)。監(jiān)督的精確性得到了極大的改善，監(jiān)督開支也得到了切實(shí)的降低。

4.2 適當(dāng)擴(kuò)大監(jiān)測范圍

區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)測應(yīng)著眼于改善區(qū)域的空氣質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)區(qū)域特征擴(kuò)大監(jiān)測范圍，既要對市區(qū)進(jìn)行有效的采樣，又要注重對鄉(xiāng)村的監(jiān)測采樣，要依據(jù)城市內(nèi)部地形、氣象、人口、污染源等情況設(shè)置適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測點(diǎn)。

4.3 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)管控體系

加強(qiáng)與各方面的協(xié)作，加強(qiáng)對大氣環(huán)境的監(jiān)測，并建立起專業(yè)的監(jiān)測系統(tǒng)。在重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域建立專項(xiàng)監(jiān)控單位，建立監(jiān)控質(zhì)量控制系統(tǒng)，實(shí)行綜合監(jiān)控，視情而定，確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。要積極運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)，建設(shè)與之相適應(yīng)的信息資源庫，利用信息化平臺(tái)，及時(shí)發(fā)布監(jiān)測信息，提高監(jiān)測工作的實(shí)效性，為有關(guān)部門及時(shí)提供有關(guān)數(shù)據(jù)。

4.4 構(gòu)建區(qū)域大氣質(zhì)量預(yù)警機(jī)制

隨著環(huán)境保護(hù)意識的提高，對空氣質(zhì)量的重視程度越來越高，在開展區(qū)域大氣環(huán)境監(jiān)測時(shí)，必須建立起一套系統(tǒng)，使各地區(qū)之間的信息共享。

4.5 創(chuàng)新監(jiān)督管理方式

嚴(yán)格按照國家《環(huán)境監(jiān)測管理辦法》的規(guī)定，對監(jiān)測工作進(jìn)行管理和監(jiān)督，對發(fā)現(xiàn)的不實(shí)現(xiàn)象進(jìn)行嚴(yán)肅處理。提出了在監(jiān)督和管理兩個(gè)層次上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的目標(biāo)。首先，針對監(jiān)控流程中的一些薄弱環(huán)節(jié)，例如突發(fā)事件、現(xiàn)場監(jiān)控等，建立一套專業(yè)的質(zhì)量管理系統(tǒng)，重點(diǎn)監(jiān)控這些薄弱環(huán)節(jié)，從而從根本上改善監(jiān)控流程的質(zhì)量管理。其次，要加強(qiáng)對環(huán)境監(jiān)測的法律、法規(guī)、規(guī)章的修改和實(shí)施，加強(qiáng)對環(huán)境監(jiān)測的法制建設(shè)。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的迅速發(fā)展，我國的大氣污染問題日益突出。加強(qiáng)大氣環(huán)境監(jiān)測，必須持續(xù)提高環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量。真實(shí)、準(zhǔn)確地反映了當(dāng)前的空氣質(zhì)量狀況。要做到全程質(zhì)量管理。為有關(guān)部門提供第一手、真實(shí)、準(zhǔn)確、全面的監(jiān)測報(bào)告，提高決策的科學(xué)性，提高環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量，力求對環(huán)境的改善起到積極的作用。