环境监测中异常数据研究及具体实例的探讨

2018-05-16冯永超

资源节约与环保 2018年4期

胡勇冯永超

（重庆市生态环境监测中心重庆 401147）

引言

环境监测数据审核是环境监测工作的重要组成部分，同时也是监测质量保证工作的重要环节。环境监测数据审核，是指审查核对环境监测全过程中的各个环节是否符合监测标准和技术规范，使监测数据的获取得到有效监控，确保监测数据的准确、可靠。发现异常监测数据，并进行判别分析，保证监测数据达到“五性”要求[1-4]。

1 异常数据的产生的原因

1.1 采样产生误差

采样误差指的是在采样过程中出现的误差，主要表现为未采集到有代表性的样品，使分析结果不能反映真实情况。主要表现在以下两个方面：一是没有严格按照规程采样，导致采样不规范，如监测低温、高湿的废气中二氧化硫和氮氧化物浓度，需要将采样管加热，对烟气预处理防止水分在采集管里冷凝，在实际采样过程中，有时会直接用聚四氟乙烯管代替加热烟枪进行采样。又如在固定污染源中监测颗粒物浓度时，因为找不到合适的采样断面，就在靠近弯道处作为采样断面，这样采集出来的数据就是异常数据，无法正确地反映客观事实[5-6]。二是对周期性生产工艺或周期性排放污染物等特殊条件下，即使严格按照技术规范，没有在排放期间采集到有代表性的样品，也会得到的异常数据。

1.2 样品储存中受到污染

在样品的储存阶段，如果受到污染会影响分析结果的准确性，使数据出现异常。没有选择合适的储存容器，需要加保存剂、低温保存等而未采取措施的，样品在运输过程中出现交叉污染等都会加重数据的异常。如将有机样品存放于塑料瓶内，样品易受到储存容器的污染。又如采集硫化物样品，而没有采取加保存剂和有效的冷藏措施，就会导致结果出现异常。

1.3 实验室分析产生误差

尽管实验室质控措施较成熟，实验室分析产生的误差也不容忽视。如有的样品分析时没有采取有效的前处理措施，就影响监测数据的真实性和准确性；标准样品错误，同样会导致监测数据异常；部分则因为分析仪器设备运行不正常等原因，导致数据异常。

1.4 非特定工况和异常状态下监测

竣工环保验收监测时，一般应在工况达到设计规模75%以上时进行测定。水泥厂的竣工验收监测，则要求企业在监测时的生产负荷达到80%以上。如果在不满足相应负荷要求的情况下进行了监测，就会造成监测结果的不准确。另一种情况则是环保设施性能异常的情况下，排污情况不够稳定，都会导致监测数据异常。

2 异常数据列举及原因分析

2.1 环保设施不正常

从理论上来说，污染物处理设施出口的污染物浓度肯定低于进口浓度，但是在实际工作中我们往往会遇到数据反向的现象。比如对某包边注塑车间底涂废气的进出口进行监测时，处理设施出口浓度高于进口浓度，详见表1。针对这一现象，在排除了监测人员现场操作不规范的情况外，到被测企业实地查看以后发现，该处理设施内用于有机物吸附的活性炭早已过期，已经起不到吸附效果，反而因为活性炭上的有机物浓度过高，经过引风机以后有部分的非甲烷总烃和二甲苯被带出，这样就造成了监测数据出口高于进口浓度的现象。经过更换活性炭以后，非甲烷总烃和二甲苯的出口浓度均低于进口浓度，监测数据正常。

表1 某包边注塑车间底涂废气进出口监测结果

2.2 监测方法使用不当

表2是某天然气锅炉测试数据。在对某天然气锅炉进行监督性监测时，采用定电位电解法监测报出的数据是210 mg/m3，经过数据审核，数据肯定存在异常，在相同的燃烧方式下，非分散红外法测出数据为5 mg/m3。可以肯定，是高浓度CO对定电位电解法测试SO2产生了正干扰，而高浓度CO对非分散红外法基本无干扰。因此，在监测中，应先弄清方法的原理、规范操作及干扰因素，然后在不同的条件下，选择合适的监测方法。

表2 某天然气锅炉测试数据

2.3 监测不规范

监测不规范采集出来的数据就可能是异常数据，无法正确地反映客观事实。如在监测低温、高湿的废气中二氧化硫的浓度，需要将采样管加热大于120℃，对烟气预处理防止水分在采集管里冷凝。在实际采样过程中，如果直接用聚四氟乙烯管代替加热烟枪进行采样，将造成监测结果偏差。表3是在某火电厂脱硫出口用两种采样方式监测结果的比较，从表3可知，没有按监测规范对烟气加热冷凝，测出二氧化硫浓度偏低。

表3 烟气预处理对定电位电解法的影响

这归结于管路中产生大量冷凝水，吸收烟气中二氧化硫从而导致测定结果偏低，这一问题在烟气湿度高、烟道内外温差大时尤为明显。测定时按照规范要求，保持对采样枪和导气管加热到大于120℃，使烟气始终保持气态并在进入电化学传感器前快速制冷，将冷凝水排出，这样可最大限度减少从烟气中吸收二氧化硫，提高监测结果的准确性[7]。

2.4 未采集有代表性数据

事先没有认真研究工艺，尤其是具有周期性的生产工艺，就有可能导致未采集到有代表性的数据，造成异常数据。表4是某焦化车间推焦工艺颗粒物有组织排放测试数据。从表4可知，在不同监测时段监测，颗粒物的浓度差别相当大。这是因为推焦是典型周期性工艺，在推焦作业时，温度很高，空气受热形成强烈对流，同时变频风机高速运动，带走大量颗粒物进入除尘器后排放；停止推焦作业时，变频风机低速运行，少量颗粒物进入除尘器后排放。如果不弄清生产工艺，即使严格按照《固定污染源排气中颗粒物测定和气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996）进行采样操作，也采集不到代表性数据，造成数据异常。

表4 某焦化车间推焦工艺颗粒物有组织排放测试数据

3 数据审核重点及技巧

通过对监测数据审核，对数据进行科学合理的分析，可有效减少异常数据的产生，以下是几种常用审核技巧[8-10]：

3.1 利用专业知识和经验判断

同一样品的各项环境监测数据不是独立存在的，它们之间存在着着横向和纵向的逻辑关系，在进行数据审核过程中可以利用数据间的逻辑关系进行判别，从而发现监测数据中明显不合逻辑的数据。比如PM10＜TSP，再比如无组织废气中非甲烷总烃的数据偏离正常值，则要考虑监测期间周围机动车尾气的影响，氯化氢的监测结果明显偏大，可能受到采样容器的洗涤方法及对空气中含氯离子颗粒的过滤情况影响。

3.2 结合采样记录进行审核

当数据出现异常，在其他质控方面又找不出明显问题时，可以对照各采样点位样品的原始记录进行审核，比如，在用盐酸萘乙二胺分光光度法测定空气中氮氧化物时，可从吸收液样品的颜色大致判断样品浓度；在监测有组织废气中颗粒物浓度时，可从滤筒中的颗粒物多少初步判断该样品浓度的大概范围。如果监测数据出现较大偏差时，则能从中找出原因。

3.3 联动历史数据展开审核

按照相似性进行判别，针对某一被测单位一套数据进行审核时，可联动同类监测对象的环境统计资料作类比分析。两个工厂产品相同，工艺条件相似，其污染物成分、浓度、排污状况大致都在一个范围波动，准确掌握其中一个工厂的污染源监测数据，对另一个工厂的排污监测数据的审核具有重要参考价值，结合其他环境要素，综合分析监测数据。