环境空气自动监测运行管理的质量控制

文-刘海 龙里县环境监测站

1 空气自动站站房的要求

1.1 站房的周边环境

站房周围不能有高大建筑物、树木或其他障碍物阻碍环境空气流通。从监测点采样口到附近最高障碍物之间的水平距离，至少是该障碍物高出采样口垂直距离的两倍以上；站房周围建设情况相对稳定，在相当长的时间内不能有新的建筑工地出现；站房附近无强电磁干扰，周围有稳定可靠的电力供应，通讯线路方便安装和检修；站房周围应有合适的车辆通道以满足设备运输和安装维护需要；站房远离振动源。

1.2 站房的设施

站房房顶应为平面结构，坡度不大于10。，房顶安装防护栏，防护栏高度不低于1.2m；站房使用面积不小于15m2；站房应专室专用；站房应配备通往房顶的Z字形梯或旋梯，房顶承重要求大于等于250kg/m2；站房内地面到天花板高度应不小于2.5m，且距房顶平台高度不大于5m。站房地面距离地表应在3～25m范围内。

1.3 站房的附属设施

站房应有防水、防潮、隔热、保温措施；站房应有避雷防火和防电磁干扰设施；站房供电系统应配有电源过压、过载保护装置；站房必须设置备用电源；站房安装的空调为冷暖式空调，其出风口不能正对仪器和采样管，空调应具有来电自启动功能；站房配备自动灭火装置。

2 监测仪器的运行管理

2.1 仪器的日常维护清洗

日常需要对监测仪器的运行参数进行巡查；检查站房是否有漏水情况；监测仪器的进气口端设置聚四氟乙烯空气滤膜，对进入仪器的空气进行除尘，并需要定期对滤膜进行更换；对进入监测仪器的空气进行湿度控制，对进入仪器空气进行加热，以恒定温度，防止空气中的水汽在监测仪器中冷凝；对监测仪器的排气扇中的过滤网进行定期清洗；颗粒物的采样总管和采样头需要定期进行清洗；定期检查并更换零气发生器的过滤装置；定期对空调的滤网进行清洗；定期检查自动灭火装置的灭火材料是否在有效期内，并及时更换；定期检查仪器校准用的标准气体是否在有效期内；每周检查颗粒物纸带的使用和剩余情况；定期对一氧化碳监测仪器的光转轮进行清洗。

2.2 监测仪器的校准

一类是气体类监测仪器校准，该类监测仪器的校准包括单点校准和多点校准，其中单点校准至少每周一次，对仪器的零点和满量程80%的两个点分别进行校准，并根据实际情况调整校准频次。多点校准一般半年校准一次，设置6个校准点，分别为满量程的0%、10%、30%、50%、70%、90%，绘制校准曲线，检验相关系数、斜率和截距，并进行相应的调试。如因仪器更换重要的部件，如监测光源等，也应对仪器进行多点校准。二类是颗粒物监测仪器的校准，主要是指PM10和PM2.5监测仪器的校准，颗粒物监测仪器校准分为流量校准和标准模片校准，并根据校准情况调整校准系数。三类是附属监测仪器校准，主要包括温湿度计、用于校准用的流量计、大气压计。该类仪器需要送到有资质的计量检定部门进行检定或校准，一般1年进行一次。

3 仪器故障及解决措施

电压波动、停电后仪器重启、天气的突变等都会造成监测数据的突变。监测仪器的故障是导致监测数据异常的主要原因。

二氧化硫监测仪器的原理是紫外荧光法，由仪器本身导致的数据异常主要是紫外灯老化或损坏，光电原件被灰尘污染等。一氧化碳监测仪器的原理是红外分光广度法，主要的故障是红外灯老化或损坏，抽气泵的膜破裂造成流量达不到要求，光具座的光转轮受到灰尘污染造成无法校零。氮氧化物监测仪器的原理是化学发光法，主要故障是测量室受到空气灰尘污染、臭氧发生器受到灰尘影响、流速和气密性不正常。臭氧监测仪是紫外吸收原理进行测量，主要故障是气泵膜破裂和紫外灯老化，气路的密闭性和气路堵塞。颗粒物监测仪器测量原理是β射线吸收法，可能导致监测数据异常的情况是采样气路系统漏气，纸带的松紧度不适宜造成纸带断裂，采样抽气泵流量偏小，最大流量达不到采样设定的最小流量值造成纸带走速过快，数据异常，颗粒物抽气泵的石墨片损耗严重或损坏。总之，加强对监测仪器运行参数的检查能够及时了解监测仪器的运行状况。

4 质量控制

4.1 仪器的运行管理记录

建立环境空气质量监测的质量管理体系文件，依据体系文件开展环境空气质量监测工作。对环境空气质量监测开展工作情况进行详细记录，主要包括仪器设备运行巡检记录，校准记录，维护记录，异常数据记录，仪器维修记录，数据日巡检记录等。

4.2 定期巡检

为保障仪器的正常运行，必须对仪器设备进行定期巡检。巡检仪器设备是否运行正常，仪器参数是否正常。定期对仪器设备进行清洗。定期对仪器设备的耗材进行更换。定期对标准气体和校准仪器设备进行检查是否在有效期限内。

4.3 定期校准

定期对仪器进行标准。购置标准气体对气体监测仪器进行校准。用标准膜对颗粒物监测仪器进行膜片测试或校准。所有校准的流量计、气压计、动态校准等仪器均需送到计量检定单位进行检定或校准。

4.4 所有监测数据进行有效审核

监测仪器所得数据需要进行三级有效性审核。所有监测数据进行每日巡查，对产生的异常数据需要进行分析，判断是否进行剔除。

5 空气自动监测站运行注意事项

5.1 运行中异常数据的分析

周围环境造成监测数据的异常；在环境空气质量监测运行中，有时会出现监测数据异常，如二氧化硫监测数据突然异常升高。可能空气自动站周围燃烧污染物造成，运行管理人员要立即到站点查看，并及时消除污染源。

监测仪器故障造成监测数据异常；运行中，颗粒物监测数据突然未发生变化，可能存在仪器损坏和纸带用完等情况发生，此时监控人员要时刻关注数据变化情况，如连续3个小时数据未发生变化，就应该立即到站房查看情况。

天气的急剧变化造成数据异常；因天气的急剧变化，会造成监测数据的异常，特别是颗粒物会出现PM10和PM2.5数据的倒挂现象，造成颗粒物数据异常。

特殊节日引起的监测数据异常：因特殊节假日的特殊活动也可能引起监测数据的异常。例如除夕夜的烟花爆竹的大量燃放造成颗粒物、二氧化硫监测数据的异常升高。

5.2 天气变化对监测数据的影响

天气变化对环境空气质量影响巨大，夏天环境空气质量比冬天好。秋天容易出现颗粒物数据倒挂。

5.3 仪器停电后重启对仪器的影响

监测仪器断电后监测数据容易出现仪器数据异常，需要对监测仪器进行校准。但不能立即对监测仪器进行校准，需要等待仪器运行稳定后，再进行校准，一般需要等待3小时左右，否则校准的数据可能会出现较大误差。在本监测站运行的监测仪器中，在监测运行中发现二氧化硫仪器会出现监测数据异常偏高。

5.4 备用电源的影响

本站在环境空气自动站的运行中，为保障环境监测仪器的正常运行，配备了两种备用电源，分别为蓄电池和汽油发电机组。蓄电池因电压和电流稳定，同时停电后自动切换，对监测数据基本无影响，但蓄电池运行时间较短，仅能持续供电3小时左右，同时蓄电池价格较贵；发电机备用电源能够长时间供电，但电源的电压和电流不稳定，对监测仪器数据影响很大，同时两个备用电源均不能给空调供电。

5.5 安装监控室温度监测仪器

空气自动监测子站房的温度湿度对环境空气质量监测数据有重大的影响，直接影响监测数据的准确性。如果站房温度和湿度过高，将造成监测仪器损坏。为保障监测数据准确和监测仪器的安全，在站房内安装了空调，但空调长时间运行，存在损坏的情况，一旦损坏且未及时发现，因站房温度太高将造成监测仪器损坏。因此，在日常的巡查中，也要及时监控站房温湿度的变化情况。

6 总结

环境空气自动站监测的最终目的是为了得到科学、准确的环境空气质量监测数据，为环境空气质量变化情况提供科学的监测数据。为得到准确的监测数据，需要环境监测运行管理人员在环境监测的运行和质量管理中加强监测仪器的运行维护和质量控制，并在运行管理中，实时监控异常数据，并做好异常数据的分析，保障监测数据的准确性和有效性。