污染源在线监控系统数据有效性影响因素浅析

梁文智，孟鹤，钟海林

（1.广东长天思源环保科技股份有限公司，广东 佛山 528200；2.广东省环境信息中心，广州 510630）

污染源在线监控系统数据有效性影响因素浅析

梁文智1，孟鹤1，钟海林2

（1.广东长天思源环保科技股份有限公司，广东 佛山 528200；2.广东省环境信息中心，广州 510630）

对影响污染源在线监控系统数据有效性的因素进行了讨论，并根据废水、废气污染源在线监控系统各自的特点，以及污染源在线监控系统数据的采集、传输与报送环节可能存在的影响因素进行了讨论。

数据有效性审核；传输有效率；影响因素；数据缺失

1 引言

为确保污染源在线监控系统监测数据准确、有效，为环境监管和总量减排工作提供真实、可靠的数据支撑，2009年环境保护部颁布了《国家监控企业污染源自动监测数据有效性审核办法》和《国家重点监控企业污染源自动监测设备监督考核规程》。随着污染源在线监控系统建设工作的持续推进，经过数年发展后，我国已基本建成了覆盖国控污染源站点的污染源在线监控体系。

为进一步发挥污染源在线监控系统监测数据在环境管理工作中的应用，2013年国务院办公厅转发了环境保护部制定的《“十二五”主要污染物总量减排考核办法》（以下简称“办法”），在“办法”中明确要求国控污染源站点污染源在线监控系统数据传输有效率低于75%的地区不能通过年度污染物总量减排考核。

各级环境主管部门及地方政府部门对数据的有效性审核工作及数据传输有效率极为重视，在技术规范及管理制度上都进行了详细的准备，同时对相关工作人员及从业者进行多轮培训与考核，但是在实际工作中依然会碰到各种意想不到的难题，在此对各相关问题进行探讨。

2 判定在线监控数据有效性的依据

2.1 数据有效性审核

污染源在线监控系统现场端建设通过验收后3个月，必须及时按照环境保护部《〈关于印发国家监控企业污染源自动监测数据有效性审核办法〉和〈国家重点监控企业污染源自动监测设备监督考核规程〉的通知》（环发〔2009〕88号）要求对在线监控设备定期开展数据有效性审核，切实保证自动监控数据的真实、有效。

按照《关于发布〈国控重点污染源自动监控信息传输与交换管理规定〉的公告》（环境保护部公告2010年第55号）规定，各省、自治区、直辖市向环境保护部污染源监控中心上报的国控重点污染源在线监控信息必须通过有效性审核。

2.2 数据有效性判定依据

在线监测设备验收合格后，其正常运行提供的数据在3个月内认定为有效数据。日常运行监督考核合格后至下次运行监督考核，该时段内设备正常运行提供的数据认定为有效数据。

验收不合格、日常运行监督考核不合格、不能正常运行的污染源在线监测设备，其提供的在线监测数据无效。

3 影响在线监测数据有效性的因素

3.1 工艺工况异常变化

排污企业工艺工况发生异常变化，可能导致原有的治污设施不能达到预期的处理效果，从而导致在线监测数据发生异常。

3.2 污染源在线监测系统异常

污染源在线监测系统异常，容易造成日常运行监督考核不合格、污染源在线监测设备不能正常运行。

3.2.1 预处理系统故障

预处理系统堵塞，导致在线监测设备采不到样品，在线监控系统不能正常运行，造成监测数据异常。预处理装置失效，导致样品不能得到有效处理，造成监测数据异常，最终导致在线监控系统日常运行监督考核不合格。

3.2.2 在线监测设备故障

在线监测设备硬件故障，如检测光源不亮、内部电路板烧毁等，导致污染源在线监测系统不能正常运行。在线监测设备软件故障，如通讯错误、线性曲线错误等，导致污染源在线监测系统不能正常运行。在线监测设备监测数据漂移，造成数据准确性、稳定性降低，导致日常运行监督考核不合格。

3.2.3 数据采集传输系统故障

数据采集传输系统硬件故障，如模拟量转数字量模块故障、交换机/路由器故障、工控机/数采仪故障，导致污染源在线监测系统不能正常运行。数据采集传输系统软件故障，如运行系统卡死、通讯连接故障等，导致污染源在线监测系统不能正常运行。

4 目前数据有效性审核工作存在的问题

4.1 废水在线监测系统比对监测干扰因素分析

4.1.1 COD、氨氮低浓度标准样考核通过率低

以化学需氧量（COD）为例，在线自动监测仪比对监测通过率低的原因主要是化学需氧量（COD）在线自动监测仪的技术指标与比对监测技术规定的考核指标不一致。如某品牌的化学需氧量（COD）在线自动监测仪的技术指标注明，当样品浓度小于100mg/L时，测量精确度在±6mg/L以内；但比对监测技术规定则要求质控样考核测定的相对误差不大于质控样标称值中值的±10%，若采用低浓度质控样考核时（如浓度低于30mg/L），等于要求测量精确度至少为±3mg/L以内，此要求超出了仪器本身的技术指标，造成COD低浓度标准样考核通过率低。氨氮低浓度标准样考核也面临同样的情况。

4.1.2 原水水样比对监测通过率低

原水水样特别是工业废水，化学成分比较复杂，部分目标测定成分自动监测设备无法完全消解，容易造成最终测量结果失真。而且，原水水样悬浮物多且颗粒较大，一般自动监测预处理设备无法充分匀质，与手工检测预处理方法不一致；同时原水水样存在色度较高的问题，此两方面问题均对采用比色方法测量的自动监测设备测量准确性造成较大影响。

4.1.3 高氯废水比对监测通过率低

在生产治污过程中需要使用氯化物的行业，如印染行业在污水处理中经常加入氯化铝和漂水，造成处理后的废水氯离子浓度极高。水中的氯离子会对COD的测定产生正干扰，尤其对低浓度的COD测定，干扰非常明显，氯离子对手工检测方法与在线检测方法干扰程度不一致，这也是造成在线监测与手工检测比对数据不一致的原因之一。

4.1.4 排放口对监测数据的影响

排放堰槽建设不规范导致手工检测和自动监测的水流量数据存在误差。

4.1.5 其它因素

比对监测时，采取现场水样没有严格执行国家相关规范，废水采样时过滤与不过滤没有统一的标准，存在水样没有代表性、真实性，没有用相关方法保护水样新鲜，在配送水样过程中也存在相关问题[1]。手工采样和在线监测系统的采样时间和位置不一致、手工和自动检测过程中抽取的水样混匀程度不同，也会导致手工检测和自动检测数据存在误差。而且，手工检测过程中会产生系统误差，如方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差等，也可能导致手工检测与自动监测结果存在不可能避免的误差。另外，对手工和自动检测数据进行运算和处理的过程中，若参与计算的中间参数设置值、中间计算结果有效数字保留位数、最终测量结果有效数字保留位数、最终测量结果评价计算方法不一致，均有可能造成两者的最终测量结果不一致。

4.2 CEMS（烟气排放连续监测系统）比对监测干扰因素分析

4.2.1 低流速烟气比对监测数据难以吻合

目前我国的CEMS及手工检测比对，对于烟气流速的测量大部分采用的是“S型皮托管法”。皮托管的开口与气流的角度会引起流速的测量误差（压差传感系统使用的理想条件是要求烟气流动的方向与管开口面垂直），手工检测比对的皮托管开口方向容易受到各种因素的干扰，而在CEMS中由于该监测设备是固定在法兰上，所以受到的干扰因素较少。两者固定方式的差异，容易造成监测数据不一致。

4.2.2 烟气中高浓度CO对电化学法便携分析仪的影响

电化学法便携分析仪在使用过程中存在气体交叉干扰，下表列出常见气体对SO2、NO传感器的干扰百分比。其中CO、H2S、Cl2、NO2的干扰严重。

表1 常见气体干扰情况表

4.2.3 烟气中CH4对非分散红外吸收法CEMS二氧化硫检测数据的影响

非分散红外气体分析仪测量SO2的特征吸收波长是在7300nm，而同时CH4在7300nm也有较强的吸收波峰，因此，如果废气中含有CH4那么会对采用红外方法测量SO2浓度的气体分析仪检测数据造成严重干扰。红外线吸收光谱见下图。

红外线吸收光谱图

4.2.4 烟气中碱性物质对完全抽取法CEMS二氧化硫检测数据的影响

废气中如果含有某些过量碱性物质（如铵盐或钠盐），这些碱性物质会在CEMS的采样管路或前处理系统中富集，过量碱性物质会逐渐将CEMS采样管路转变为碱性环境，造成废气中SO2在采样管路中完全损失掉，进而导致CEMS无法正常监测到废气中的SO2浓度。

4.2.5 监测点位对在线监测数据的影响

受现场条件或其他条件限制烟道、烟囱的直管段不足，造成污染源在线监控系统安装点位无法完全满足安装要求，导致手工检测和自动监测的二氧化硫、氮氧化物、氧气、颗粒物、流速、烟温等数据存在误差。

4.3 现场端与监控平台数据统计口径不一致

4.3.1 数据标识对数据统计的影响

目前，污染源在线监控系统中的考核指标和总量统计均基于对应时内的有效数据进行计算，剔除无效数据和停运数据。现场端数据采集传输仪负责采集存储污染源在线监测数据（分钟数据、小时数据和日数据）和数据状态，不具有智能的数据分析功能。污染源在线监控负责人需通过监控平台数据分析功能进行在线监测数据的审核工作，即对由现场端上报的在线监测数据（小时数据）进行审核，筛选出有效数据。在数据审核工作完成后，监控平台将根据有效数据（小时数据）进行各种考核指标计算和总量统计[2]。但监控平台上有效的监测数据未能与现场端数据实现共同实时更新，现场端的端报表不能实现无效数据的标记管理和剔除参与计算，季度有效性审核工作经常会出现数据不一致。

4.3.2 监测因子浓度数据不一致情况

当监测因子的数据变化周期发生在跨越整点小时或其采样周期大于1小时的时候，现场端分析仪数据记录与在线平台记录会出现不一致，该情况主要表现在污水污染源监测点主要污染物计算方面。详见《污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》（HJ 212-2017代替HJ/T 212-2005）的附录 D（资料性附录）- 污水、烟气污染源监测点主要污染物计算方法说明。

如实际案例，某监测站点在12时至19时监测数据情况，按国控站点为2小时采样监测一次，现场端和在线监控平台的COD小时监测记录结果会出现不一致的情况，见表2、表3。

表2 现场端分析仪采集数据表

表3 监控平台采集数据表

4.3.3 总量数据统计不一致情况

监控平台总量统计数据按照《污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》标准规范，分钟数据由现场端报送获取，小时数据通过分钟数据进行统计，日数据通过小时数据进行统计。监控平台对于监测数据的有效数位保留为2～3位，因此上报的分钟数据、统计出的小时数据和日数据进行四舍五入。因而，监控平台在统计的小时数据和日数据往往与现场端出现小许偏差，幅度为1%～3%。

4.4 在线监控设备“三证过期”

根据《污染源自动监控设施现场监督检查技术指南》以及其他相关标准规范中要求，污染源在线监控系统设备需具备“中华人民共和国制造计量器具许可证”、“中国环境保护产品认证证书”和“环境保护部环境监测仪器质量监督检验中心检验报告书”。在实际工作中常常碰到设备长时间使用后，相关认证证书已过期或设备更新换代或停产，设备生产商不再开展原设备的认证工作，无法提供在有效期内的相关证书。

5 结语

随着污染源在线监控系统的大规模应用，日常工作中会出现越来越多新情况和新问题，应该本着实事求是的态度，采用科学的手段，在污染源在线监控系统的日常管理和运维工作中不断探索与提高。

[1] 李基明，郑第，周发武.污染源自动监测数据有效性影响因素分析[J].中国环境监测，2011，27（1）：48-50．

[2] 潘炜，杨辉.浅谈提高污染源自动监控数据有效传输率的方法[J].污染防治技术，2014，27（4）：12-17.

Initial Analysis on Availability Influencing Factors of Pollution Source Supervision System Data on Line

LIANG Wen-zhi1, MENG He1, ZHONG Hai-lin2
(1.Guangdong CTSY Environmental Technology Co., Ltd, Guangdong Foshan 528200;2.Guangdong Environmental Information Center, Guangzhou 510636, China)

This paper mainly discusses the availability influencing factors of pollution source supervision system data online and in accordance with the respective characteristic of the pollution sources supervision system online of wastewater and waste gas, also discusses the influencing factors of acquisition, transmission and submission of pollution source supervision system data online.

data availability authentication; transmission efficiency; influence factor; absence of data

X830 文献标志码：A 文章编号：1006-5377（2017）09-0026-04