环境空气自动监测质量控制论述

周 飞

（江苏易达检测科技有限公司，江苏 盐城 224002）

空气污染已经严重影响人类健康和环境质量。生态环境部公布的《中国生态环境状况公报》数据显示，2017年全国338个地级及以上城市，有239个城市环境空气质量超标，占70.7%。空气质量自动监测站作为空气质量监测的有效且重要手段，自20世纪70年代起，发达国家便相继建立环境空气质量自动监测系统[1]。它可以掌握城市空气质量变化趋势，如实反映环境空气的主要污染物质量指标，满足广大人民群众的环境知情权，为相关部门制定相关决策提供科学依据。

1 空气自动监测质量管理现状

自新《环境空气质量标准》（GB3095-2012）颁布实施以后，我国先后在338个地级及以上城市建成了1436个国家城市环境空气自动监测站，初步建立起覆盖全国环境监测总站、省级环境监测中心、市级环境监测站、县区环境监测站地方四级环境空气质量监测网络。目前，江苏省已经建成了182个环境空气质量自动监测站网，3个灰霾监测站，在全国率先实现全省县域以上城市空气自动监测全覆盖、率先实现PM2.5监测能力全覆盖。各级空气环境自动监测站的建立为考核各地环境空气质量提供了第一手技术手段，也为推动区域大气污染防治提供了第一手数据资料，成为相关部门制定空气污染防治的重要现实依据[2]。

1.1 缺乏质量管理体系规范性文件

目前，国家层面关于环境空气自动监测质量管理规定主要散见于《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统安装和验收技术规范》（HJ655-2013）、《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ653-2013）、《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统安装验收技术规范》（HJ193-2013）、《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ654-2013）、《环境空气质量标准》（GB3095-2012）、《环境空气质量评价技术规定》（HJ663-2013）等技术标准中，没有全国统一的环境空气自动监测质量管理规范性文件。《江苏省环境空气自动监测站质量管理暂行规定》主要是在管理、技术方面就环境空气自动监测质量管理提出具体管理要求，但对环境空气自动监测技术质量管理要求相对零散，不够系统[3]。

1.2 技能评估及人员考核体系亟待完善

《环境监测人员持证上岗考核制度》《环境监测人员持证上岗考核实施细则》均对从事环境监测人员持证上岗做出了明确规定，要求从事环境监测的人员需要拥有其所要开展的监测业务范围内的上岗证，并实行持证上岗，接受考核。持证上岗从事环境监测已经成为加强环境监测质量管理的一项重要举措。但新的环境空气质量标准在2012年才发布，由于缺乏具体的方法标准和监测规范，现实中主要采用以仪器设备培训等以“培训”代替“考核”方式，此外，环境空气自动监测运维模式也不统一，有环境监测机构自身负责运行维护，也有委托第三方进行运维，而由监测站负责质控。推行环境空气自动监测持证上岗，并进行考核的制度常常落实不够到位，需要逐步完善技能评估以及监测人员考核体系，尤其是要针对不同性质、不同级别人员完善上岗证考核、技能评估等[4]。

1.3 审核异常数据能力有待增强

与传统的手工监测数据相比，环境空气自动监测数据的实时发布和预测预报方面更具优势。但当监测遇到异常数据需要甄别时，则还需要人工干预，从而又对监测预报的时效性、准确性产生影响。一方面，随着全国各地城市都相继加大了环境监测力度，环境空气自动监测站点的数量增长加快，省市县都有一定数量的环境空气自动监测站点，由此导致每天需要审核发布的监测数据呈急剧增加态势，此外，数据的实时发布要求又对审核的效率提出了更高要求。这些都离不开一支高素质的环境监测队伍予以保障，尤其是要具备较强的异常数据审核能力。另一方面，随着大量环境空气自动监测站点的建成并投入使用，除了要审核异常数据外，还需要进一步分析产生异常数据的原因（如仪器的校准、维护，气象变化，仪器采样突发故障等），以防止再次发生类似异常数据。这些都对从事环境空气自动监测人员的监测能力和业务素质提出更高要求，以满足不断增长的业务发展需要。

1.4 国家标准滞后于技术应用

除了需要统一的国家层面的环境空气自动监测质量体系、高素质的环境空气自动监测人员和完善的考核评估体系外，关于环境空气自动监测的技术标准要及时与实际技术应用保持一致。但从环境空气监测的实际开展来看，常常出现一些新的监测方法、监测技术已经投入实际应用，而相应的国家标准迟迟没有出台的现象，即容易导致开展的环境空气自动监测没有现行有效标准作为支持。例如，《环境空气质量标准》（GB3095-2012）已于2012年正式发布，其中的具体六项指标缺乏相应的方法标准和监测规范，直到2013年颁布了《环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）》（HJ654-2013）、《环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ653-2013）等一系列空气自动监测技术规范标准和技术发布后，环境空气方面的监测标准、方法及技术规范才逐步成为体系。即便如此，依然还存在一些亟待完善之处：空气环境自动监测的各个项目的同类技术要求分散于新标准方法，且存在重复章节多、实际操作不够简便等问题，影响参照性；《环境空气质量自动监测技术规范》（HJ193-2005）相关规定已被部分替代，但环境空气自动监测数据整理、质量保证、质量控制以及监测数据处理等新增或修订标准未及时颁布新标准规范[5]。

2 环境空气自动监测质量控制体系构建

2.1 组织架构

目前，江苏省环境监测中心已经建成环境空气质量自动监测站网182个，率先实现全省县域以上城市空气自动监测全覆盖，具备了环境空气自动监测子站数量多、分布广、全覆盖的特点，并率先联网发布PM2.5等空气质量新标准监测信息，率先实现全省及地级市的重污染天气监测预报预警能力。1992年通过国家级计量认证（MA），2002年通过中国实验室国家认可委员会认可（CNAS）。2013年，江苏省对照大气监测新标准，率先完成72个国控点和53个省控点的新标准能力改造，实现了PM2.5监测能力全覆盖，并在网站实施发布信息，其已经成为全国功能最齐全、技术最先进、覆盖面最广的现代自动监测体系之一。2016年3月起，正式发布区域5日空气质量预报和13市48 h预报信息。目前拥有博士7人、硕士54人，研究员级高工19名，高级工程师35名。采取上级站直接介入第三方运营监管，以及专人跟进问题等，江苏省环境监测中心、各市环境监测站点都相继完善了子站现场、数据审核统计、质量控制和保证、数据分析研究等技术分工，质量体系组织架构完善，有力保障了环境空气自动监测质量。《江苏省环境空气质量自动监测站管理办法》将于2018年11月1日正式实施，全省各级监测站应严格按照该办法，做好环境空气质量自动监测及管理工作。

2.2 质量控制

环境空气自动监测质量控制包括：零点/跨度检查及校准、精度检查、多点校准和颗粒物监测仪流量和质量校准、数据审核及日常仪器维护等六个方面内容。它是指为了达到环境空气自动监测质量要求所采取的监测技术和监测活动。环境空气自动监测质量控制的目的在于消除影响质量的不合格因素[6]。

2.2.1 零点/跨度检查及校准

零点/跨度检查及校准的目的是评价目前环境空气自动监测分析仪的漂移，并确保仪器漂移在可接受范围。通常1周校准1次，可以利用相关软件实现自动校准，必要时采用手动校准，确保每一周环境空气自动监测仪的零点/跨度检查结果合格。

2.2.2 精度检查

对二氧化硫、二氧化氮、臭氧分析仪等环境空气自动监测仪器精度检查一般每隔2周开展1次，利用相关软件实现自动校准，若出现监测仪器精度检查结果超过±15%，应检查该仪器精度检查装置步骤、设置等，若超过±20%，应及时进行调查，必要时采用手动检查。

2.2.3 多点校准

通常半年多点校准1次，依靠手工完成，检查参与环境空气自动监测分析仪的线性。一般只需对分析仪的迁移、紫外光/转化炉/光源等重要部件更换或大修后，都需要及时进行多点校准。

2.2.4 颗粒物监测仪流量和质量校准

环境空气自动监测颗粒物分析仪的控制包括流量校准和质量校准两个方面。其中，流量校准可一季度一次，利用BIOS标准流量计进行流量检查，检查误差超过±2%时应校准；质量校准则每半年一次，利用可追溯校准质量箔对环境空气自动监测颗粒物监测仪零点和跨度质量校准。

2.2.5 数据审核

要求省市县（区）环境空气自动监测安装国家环境空气监测网数据传输与网络化质控系统，并将三级监测网络与国家城市环境空气质量监测网相连，细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）6项指标监测数据实现在线审核，并要求县市区向省站和国家总站同步报送，各级环境监测技术人员按权限开展质控审核、数据分析以及数据网络维护等。

2.2.6 日常维护

要加强环境空气自动监测仪器的日常巡检维护，例如，检查钢瓶标准气是否在使用期内，定期更换气体过滤膜、清洗空气采样头、管路，及时更换零气发生器的氧化剂和活性炭等，确保环境空气自动监测仪器工况始终处于较好状态。

2.3 质量保证

环境空气质量自动监测质量保证的目的在于提供可满足监测目的且合乎质量要求的监测数据，降低仪器故障对监测数据的影响，保证所获取的空气环境监测数据有效、可比、可靠。此外，要做好质量核查，确定站房情况、采样系统的规范性、数据比对，以及监测档案的完整性等核查主要内容，并定期进行环境空气质量自动监测专项检查。

3 结语

环境空气自动监测是人们及时掌握环境空气质量的重要举措，完善的环境空气自动监测质量控制体系能够有效保障自动监测结果的客观性，为政府相关部门提供准确、可靠的空气质量信息，为其决策提供重要参考。