大气环境质量监测全过程质量控制措施

朱朝晖，李晓红，雷凯锐，田海华

（1.建始县环境监测站，湖北 恩施 445300；2.恩施市环境监测站，湖北 恩施 445000）

引言

当前的大气环境污染问题较为严峻，要想切实做好大气环境污染的预防工作，必须依靠大气环境质量监测提供科学的技术支撑。在大气环境质量监测过程中，会有较多的内外部因素影响到大气环境监测质量，导致大气环境监测数据质量难以达到“真、准、全”的要求，不利于探索大气环境污染治理新模式。为此，在大气环境质量监测过程中质量控制尤其重要，要求应用科学的质量管理方法及工作方案，全过程确保大气环境监测质量，主要是对准备环节、布点环节、采样环节及分析环节进行质量控制。

1 大气环境质量监测全过程质量控制的意义

大气环境质量监测的工作任务是测定出存在于大气环境中各种气体污染物的种类及其浓度，观察时空分布和变化规律等。基于大气环境质量监测所获得的数据信息，环保部门及相关职能部门可以采取一系列措施进行大气环境污染的预防和治理，从而改善当地的大气环境质量，对生态环境保护而言有深远意义。目前我们进行大气环境质量监测，常规监测因子是臭氧、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、可吸入颗粒物和细颗粒物这些大气环境污染物。为确保大气环境质量监测数据的全面性及可靠性，进行全过程质量控制是非常必要的[1]。

总之，大气环境质量监测全过程质量控制主要有两方面的意义。第一，通过落实全过程质量控制措施，能够确保和提高大气环境质量监测数据质量，便于后续发挥出监测数据的“指挥棒”作用，助力打好大气环境污染防治攻坚战。在大气环境质量监测工作中，主要是有四大环节，即准备环节、布点环节、采样环节、分析环节，每一个环节都有较为复杂的操作内容，尤其是大气环境样品采集过程中会有一些特殊要求，若是未根据污染物的特性而采用有效的采样法或结合现场环境条件采用相应的质量控制措施，自然就会影响到样品采集质量。因此，需要对大气环境质量监测工作进行全过程质量控制，确保每一个环节的操作质量得以保证，最终使大气环境质量监测数据质量满足“真、准、全”的要求。得到科学的监测数据后，通过应用大数据反演技术，可以确定出大气污染物的浓度分布等数据，并在此基础上推测出污染物的来源和污染源位置，从而为污染防治工作指明目标和方向。第二，认真进行大气环境质量监测全过程质量控制，利用科学的监测数据可以针对性地解决大气环境污染问题，降低大气环境污染的危害性。大气环境污染具有很大的危害性，且在工业蓬勃发展的背景下，大气污染物的种类和数量处于持续增加状态，对生态环境总体质量造成诸多不良影响。为有效遏制大气污染，减少污染物排放总量，持续改善生态环境质量，有效管控环境风险，实现污染防治攻坚战阶段性目标，必须大力推进污染防治工作，严格落实精准治污、科学治污、依法治污。环境监测是环境保护工作的耳目，精准治污、科学治污、依法治污需要“真、准、全”的监测数据作为技术支持。因此，大气环境质量监测工作必须严格按规范要求进行，做好全过程质量控制，确保监测数据的真实性、准确性和全面性，助力污染防治工作取得实效，切实改善生态环境质量。

2 大气环境质量监测全过程质量控制措施

2.1 准备环节的质量控制措施

在大气环境质量监测工作正式开始之前，监测人员要按照监测技术规范要求做好一系列的准备工作，严格按要求做好准备环节的质量控制。

在大气环境质量监测准备环节的质量控制中，要着重落实好三方面措施。第一，监测人员要做好现场踏勘，全面收集大气环境质量监测工作所需要的基础资料信息，以三种信息为主，一是大气污染源的分布、扩散与排放情况，二是大气环境质量监测点位的气象资料，三是大气环境质量监测点位的人口分布。第二，大气环境质量监测工作的效率与质量可直接受到技术方法的影响，所以要结合各方面条件选择最为适用的大气环境质量监测技术方法，从源头上保证和提高大气环境质量监测质量。在当前的大气环境质量监测工作中，常用的采样方法有富集采样与直接采样，两种方法均发挥了重要作用。直接采样主要是适用于浓度较高的大气污染物，通过采样与监测作业，最终的结果可以将大气污染物的瞬时浓度数值客观且直接地反映出来。富集采样的显著优势是能够将大气污染物一段时间内的数值变化直观反映出来，便于进行大气污染物的动态分析。环境空气二氧化硫的监测采样中，主要是应用溶液吸收法，此方法有很强的适用性，可以保证监测数据质量。第三，结合大气环境质量监测工作的内容做好采样和分析准备工作，主要是人员准备、设备准备及其他采样器材准备，所有参与样品分析的人员必须持证，并充分了解监测任务的目的和要求和监测点位周边情况，掌握采样方法、监测项目、采样质量保证措施、样品的保存技术和采样量等。高质量地完成大气环境质量监测工作关键在人，必须重视人员配备，可提前进行大气环境质量监测的相关技术培训，从而夯实队伍能力，通过发挥人才优势而提高大气环境质量监测全过程质量控制水平[2]。

2.2 布点环节的质量控制措施

在大气环境质量监测全过程质量控制中，要始终将布点环节视为一大重点，认真做好布点环节的质量控制，充分确保布点的合理性。作业人员要对大气环境质量监测项目方案进行分析解读，清楚大气环境质量监测工作的任务及目标，在此基础上对监测点位的位置及数量进行优化，保证监测点位具有较好的代表性，监测数据能客观反映一定空间范围内空气质量水平或空气中所测污染物浓度水平，客观评价城市、区域环境空气状况，以及污染源对环境空气的影响，满足为公众提供环境空气状况健康指引的需求。在大气环境质量监测布点环节的质量控制中，应该着重落实好三方面措施。第一，在布设监测点位时，作业人员要确保监测点位精准分布于监测区域的高、中、低这三种不同污染物浓度的位置，污染源的上风向位置要布设对照点位[3]。第二，在现场采样时，为保证环境空气监测的质量，采样口应按规范进行设置，采样口周围一定距离内应避免有高大建筑物、大树和其他障碍物，避免阻挡空气流动，保证气体的捕集空间不小于270°。如果现场条件有所限制，采样点必须设置在建筑物附近，采样口一侧靠近建筑物，采样口周围至少水平180°空间不受任何影响。采样点附近有高障碍物，采样口到障碍物的水平距离要大于采样口和障碍物高差的2倍，或采样口与障碍物顶端连线和地平线的夹角小于30°，采样口高度应设置在1.5～15 m范围内。采样点设有多个采样口时，采样口之间要保持一定的距离，防止对颗粒物采样产生干扰，大流量采样口与其他采样口距离要大于2 m。第三，在监测点位的现场布设时，作业人员要综合分析监测区域的功能区划，在此基础上选择合适的布点方法，主要有扇形布点方法、网格布点方法、同心圆布点方法。比如大气环境质量监测点位所处位置有明显污染源的主导风向，则可以考虑应用扇形布点方法，并且要综合分析现场情况和监测目标，然后对监测点位的高度进行科学调整，以求保证和提高大气环境监测质量。

2.3 采样环节的质量控制措施

在大气环境质量监测的采样环节，质量控制的关键点是采样方法、采样时间、采样频率，且要确保样品具有代表性。以二氧化硫采样为例，二氧化硫属气态污染物，采样方法为溶液吸收采样法。采样时间和频次要求：小时浓度均值至少有45分钟的采样时间，24小时浓度均值，每日至少有20个小时平均浓度值或采样时间；每年至少有324个日平均浓度值；每月至少有27个日平均浓度值（二月至少有25个日平均浓度值）。还有一点很重要，即在二氧化硫污染物的监测作业中，要确保旁路的吸收瓶可以提前5 min进行采样作业，采样管路中的空气与外界环境要进行良好的置换处理，在此基础上方可全面开启采样管路。作业人员在现场采样过程中，要根据采样时间对气体流量进行科学调整，短时间采样和24小时连续采样流量分别为0.5 L/min和0.2 L/min，要求严控流量的上下波动数值，即不可以超过10%这一既定范围。在采样环节的质量控制过程中，要特别注意以下几个要点：第一，在每次采样作业开始之前，检查采样系统的气密性，在此基础上严格按照项目监测方法标准进行采样作业。第二，要注意采样仪器的选用，应优先使用恒流且有累计采样体积功能的采样仪器，待完成采样任务之后，检查采样仪器的状态，填写采样仪器使用记录，将样品及时送至实验室进行分析。第三，在夏季与冬季进行采样作业时，要采取适当性的保护措施，避免采样时的温度过高或过低，比如二氧化硫样品采集时，短时间采样和24小时连续采样，吸收液的温度均应保持在23 ℃～29 ℃范围内。第四，在发现现场空气中含有较多颗粒物时，可将过滤装置连接在采样管前，避免颗粒物进入采样器内部。第五，采样效率会受到水雾、水蒸气这些因素的影响，对此要求严控采样作业过程中的空气相对湿度，即小于90%[4]。

2.4 分析环节的质量控制措施

在大气环境质量监测的分析环节，要做好样品分析与数据处理，这一过程中涉及较多的专业知识与操作手段，并且有诸多因素对监测数据产生影响，务必要做好质量控制工作。一是分析人员的影响。实验室分析要求分析人员具备较高的专业知识水平和操作技能，从事分析的人员必须经过专业的培训学习，并通过考核，取得上岗证，所有实验室分析人员做到持证上岗。二是仪器设备的影响。对监测结果有影响的仪器设备，包括玻璃量器等辅助设备，均应进行检定或校准，并且在有效期内使用，检定校准后要进行确认和期间核查，确保仪器设备能满足方法的要求。操作技术复杂的大型仪器设备是分析环节中较为关键的设备，应由专门指定的人员进行操作，操作者应经过培训考核，持证上岗。三是分析所使用的试剂和标准物质的影响。所有试剂和标准物质均在有效期内，防止使用过期或失效的试剂，特别是标准物质应在正规厂家购买，并且附有标准物质证书。四是分析方法的影响。在实验室分析时，优先使用国标方法，国标方法是经过反复验证且具有权威性的方法，其他非标方法使用前应进行确认，确保方法能满足要求，得出的数据准确可靠。五是实验室环境的影响。实验室内部的温度、湿度和洁净度等均影响监测数据的质量，实验室的温度、湿度要满足所使用仪器设备和所使用分析方法的要求，实验室要具备监测和控制环境条件的能力，并且应维护和保持这种能力。有效控制以上因素的影响关键是分析人员，要求分析人员能识别对数据质量产生影响的因素，并且具备控制不利因素的能力，所以要做好质量控制工作，必须加强人员培训，大力提升分析人员的知识水平和业务技能[5]。

以二氧化硫样品分析为例，待完成样品采集之后要进行实验室分析，在数据分析时通常应用甲醛吸收－恩波副品红分光光度法。为确保分析环节的质量，需要重点落实好三方面的质量控制措施。

第一，作业人员要按照既定规范标准进行样品处理，样品溶液从吸收管移入比色管时，应用少量甲醛吸收液洗涤吸收管，清洗液要倒入比色管中，以避免吸收管壁附着吸收液影响监测数据的准确性。无论是短时间采集样品还是连续24h采集样品，均应加入0.5 mL氨磺酸钠溶液，混匀后放置10分钟以消除氮氧化物的干扰，这一过程中需要综合考虑化学反应，作业人员要掌握有关于氨磺酸钠与氮氧化物化学反应的专业知识。

第二，实验室分析时要做好环境控制，如果使用甲醛吸收－恩波副品红分光光度法监测空气中二氧化硫，二氧化硫实验室分析时的显色时间和稳定时间会受到温度的影响。因此，我们要根据季节和环境条件选择合适的显色时间和显色温度，并且显色温度与室温之差不超过3 ℃（表1）。

表1 显色温度与显色时间

第三，在样品分析工作结束之后，分析人员负责认真填写原始记录，应保证监测数据的完整性；校核人员应对原始数据进行校核，确保监测数据完整无误，并按方法要求进行了质量控制；审核人员对数据进行综合性分析，确保数据的准确性、逻辑性、可比性及合理性，通过相关人员的审核确保对数据处理环节的质量进行严格管控。

3 结语

综上所述，随着生态环保意识的不断增强，人们对生态环境质量的关注度也越来越高，大气环境质量监测的重要性日益突出，及时提供真、准、全的大气环境质量监测数据，需要认真对待大气环境质量监测的质量控制。当前已经在大气环境质量监测的准备环节、布点环节、采样环节、分析环节进行了有效的质量控制，所积累的成熟经验和做法具有很强的操作性，后续要做好推广应用，同时要进一步加大研究力度，创新和优化大气环境质量监测全过程质量控制措施，有效确保大气监测的准确性，助力污染防治，保障持续改善生态环境质量。