排污单位自行监测监督检查技术研究

2019-05-15王军霞刘通浩张守斌唐桂刚

中国环境监测 2019年2期

王军霞，刘通浩，张守斌，张迪，唐桂刚

中国环境监测总站，国家环境保护环境监测质量控制重点实验室，北京 100012

长期以来，中国更多采取以政府为主导的单一化管制型环境治理模式，实践证明，这种治理模式带来的是监管效果的低下和政府无力承受的疲惫，这实质上是多元政治力量博弈过程中主体缺位的问题[1]。“十一五”和“十二五”期间，随着总量减排的推进，污染源监测得到各级环保部门的重视，污染源监测工作逐步走向规范化，但主要依靠管理部门的监督性监测，排污单位污染源监测责任严重缺位[2-3]。党的十八大以来，生态文明建设和环境保护着眼于落实地方党委政府环境保护责任和企事业排污单位污染治理主体责任两大主线。随着《环境保护法》的重新修订，以及固定污染源排污许可制度的实施，排污单位自行监测地位得到空前强化。然而，与监督性监测相比，排污单位自行监测的基础相对薄弱，社会各方的认识程度、开展范围、监测过程和数据质量控制都处于较低水平[4-6]。

污染源监测是污染防治的重要基础，排污单位自行监测在固定污染源排污许可制度中占据重要地位，自行监测实施质量直接影响排污许可制度实施效果。自行监测监督检查是提升数据质量的重要保障，监督的作用主要是确定责任主体的执行效果[7]。中国排污单位自行监测尚处于起步阶段，监督检查技术研究严重不足。该研究在分析国内外情况的基础上，提出自行监测监督检查技术体系及实施路线图，以期为自行监测监督管理提供参考。

1 国内外污染源监测监督检查技术概况

1.1 中国污染源监测监督检查技术现状

中国污染源监测监督检查技术研究相对较少，主要以管理应用为驱动，以管理文件为载体，在实践中发展完善。中国污染源监测监督检查技术在“十一五”时期总量减排的推动下开始发展，按照监督检查对象可以分为监督性监测、自动监测、排污单位自行监测三大类。

对于监督性监测，为了提升数据质量，中国环境监测总站研究制定了国控重点污染源监测质量核查办法。从核查对象来说，该办法主要针对省、市两级环境监测机构；从监测方式来说，该办法主要针对手工监测内容，其中提出室内核查(包括污染源监测质控检查和质控样考核)和现场核查(包括对污染源监测现场操作检查和同步比对监测核查)2种方式，并提出各类检查的内容和结果评价方法。监督检查的技术依据主要是相关监测技术规范、管理要求。

对于自动监测，原环境保护部印发了《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》[8]，指出自动监测监督考核主要包括比对监测和现场核查2个方面的内容。对于比对监测，中国环境监测总站研究制定了《污染源自动监测设备比对监测技术规定》，提出了比对监测方法、质量保证、结果评价方法。监督检查的技术依据为正式发布实施的相关自动监测技术规范。

对于排污单位自行监测，目前的监督检查主要是针对监测行为，包括是否开展监测、监测方案是否完善、是否依监测方案开展监测。针对监测行为规范性、监测数据质量、监测结果合理性的监督检查涉及甚少。

除了实际应用外，冯晓飞等[9]提出政府的污染源环境监督制度设计，唐桂刚等[10]提出堰槽式明渠废水流量监测数据有效性判别技术。

1.2 美国污染源监测监督检查技术状况

在美国，废水和废气分别通过国家消除污染排放制度(National Pollutant Discharge Elimination System，NPDES)许可和运行许可证明确排污单位开展监测的要求，美国环保署(USEPA)依此对持证单位自行监测开展监督检查。

废水自行监测监督检查包括以下几类[11]：①达标评估检查，不进行采样，只进行记录文件的审查；②采样检查，审核被许可者自行监测和报告的准确性；③绩效审计核查，从许可证持有者的采样程序、流量测量、实验室分析、数据的整理和报告等方面对其自行监测进行评估；④执行生物监测的审查，针对毒性测定技术以及相关记录评估；⑤侦查性的检查，对许可证持有者的处理设施、排放和受纳水体等进行简短的目测审查，以判断与自行监测数据是否吻合。

废气自行监测监督检查主要依据USEPA 制定的固定源合规监测策略，包括全合规评估、部分合规评估、合规调查3种类型和现场检查、非现场记录检查2种方式[12]。

在美国，在根据监测数据编写守法报告之前，需要处理监测数据[12]，实质上是对监测数据的审核。另外，许可证监督管理部门还会依托排污许可管理系统对包括自行监测数据在内的资料进行审查[13]，这也是一种对监测数据检查的方式。美国自行监测已相对成熟，而中国目前自行监测的管理水平严重落后，基于数据分析的监督检查应该加强。

2 排污单位自行监测监督检查方式与内容设计

2.1 监督检查方式

排污单位自行监测监督检查的目的是检查排污单位是否按照监测技术规范开展监测，监测数据是否满足监测质量管理要求，这是对排污单位自行监测实施监督管理的基础，也是依据自行监测数据开展污染源监督管理的基础。根据监督检查内容和方式的不同，可以分为基于数据分析的监督检查技术和基于现场检查的监督检查技术。

基于数据分析的监督检查技术是针对监测结果的监督检查，是检查排污单位报送的监测数据是否合理的主要手段。这类监督检查通过分析监测数据，及时识别异常数据并报警，从而可以初步判定监测数据的有效性，为排污单位现场检查提供线索。这类检查可以连续开展，从而对排污单位形成持续的压力，且成本较低，可操作性强，但往往不够确定，只能发现疑似问题，最终还需要排污单位补充信息或者现场核查才能够确定。

基于现场检查的监督检查技术是针对监测活动开展的监督检查，是检查排污单位监测活动开展真实性、规范性的手段。这类监督检查与基于数据分析的监督检查相比，检查可以更加全面，检查结果更加确定，但是检查成本较高，频次不宜过高。美国每1～2年开展一次现场检查[12-13]。

2.2 基于数据分析的监督检查内容

按照数据标识判别、单源数据分析、多源数据分析3个层次对监测数据进行分析，以识别监测数据存在的问题。这类监督检查可借助计算机语言实现自动处理为主、人工判断为辅的检查方式。

2.2.1 数据标识判别

数据标识判别的目的是检查数据报送过程中是否存在低级错误或者仪器故障，同时检查监测技术规范、监测方法、结果评价等对监测数据属性的要求是否得到正确标识，这是数据统计分析的基础。

1)异常数据的识别与剔除

首先，检查数据的逻辑合理性，对明显不符合逻辑判断的数据进行标识。如治理设施出口浓度明显高于治理设施进口浓度，燃烧废气含氧量接近空气含氧量水平，物质总体表征指标明显低于部分物质表征指标(如总氮与氨氮)等。

其次，检查数据是否符合经验判断，对明显偏离经验范围的进行重点检查核实。如单位燃料排气量、单位产品排水量、常见治理工艺处理水平与监测结果的匹配性等。

2)自动监测数据的修约与标识

现阶段，排污单位自行监测数据采用直传的方式，所有仪器测试结果直接上传，但根据相关自动监测技术规范[14-15]规定，仪器故障期间、失控时段、其他无效时段数据无效，应按规范进行替代或修约处理，且修约数据仅用于排放量的核算。因此，污染物浓度和烟气参数数据应进行标识，不用于统计分析。

3)非正常工况时段的标识

在排污许可证申请与核发技术规范中提出非正常工况的概念，在锅炉、炉窑等设备开启、停用前后特定时段内，对部分污染物排放浓度进行豁免，即考虑到从技术上无法实现治理设施正常运行，故不对该时段内特定污染物浓度进行达标判定。该时段的监测结果也应该进行标识，统计分析中单独考虑。

2.2.2 单源数据分析

单源数据分析是指针对具体排放源排放数据的统计分析，可判断具体排放源数据与外部数据的相关性和趋势偏离状况，单源数据分析是多源数据分析的基础。

1)与执法监测和监督检查结果对比

分析自行监测数据排放水平与执法监测情况是否匹配，与治理设施运行监督检查发现的问题是否相符。

2)与排放限值对比

由于排放存在波动性，为了实现稳定达标排放，且尽可能降低运行成本，排污单位一般会努力将排放控制在低于排放限值的某一特定水平。如对某典型火力发电企业的数据进行分析，二氧化硫、氮氧化物浓度限值分别为35、50 mg/m3，平均浓度分别为16.5、37.8 mg/m3，90%的二氧化硫浓度分布在10～25 mg/m3，94%的氮氧化物浓度分布在30～45 mg/m3。数据集中分布区间下限过低或上限过高都应该作为检查的重点。

3)指标间关联关系分析

同一排放源不同指标间往往存在一定关联关系，可通过不同指标间的关联关系分析对数据进行检查。如造纸企业碱回收排放源的二氧化硫和氮氧化物排放浓度具有较明显的负相关关系，可依此对碱回收排放数据进行分析。

4)数据统计学指标变化监控

在污染治理设施未发生明显改变的前提下，一般来说，监测数据的统计学指标不应当发生显著变化，若发生变化，则有必要对数据和实际情况进行核实。统计指标应简明直观，可考虑对平均值、中位数、第5和第95百分位数(即假定5%～95%的90%数据为合理范围)进行重点监控。

2.2.3 多源数据分析

多源数据分析是以单源数据分析为基础，用所有同类源作为该类源排放的平均水平，分析某个源在同类源中所处位置，对处于较高或较低排放水平的源进行重点关注。以第5和第95百分位数排污单位的监测数据的第5和第95百分位数作为界限，对处于该范围之外的排污单位视为数据存疑，重点进行检查核实。

单源和多源数据分析中涉及的具体评价指标和划分界限，需要根据大量数据进一步验证后确定。

2.3 基于现场检查的监督检查内容

自行监测现场监督检查涵盖内容多而杂，应重点检查活动实施、监测仪器设备、质控方案、现场操作等几个方面的内容。以下内容重点针对自承担监测任务的情况(对于委托第三方检测机构开展自行监测的，涉及对第三方检测机构的检查，检查内容应更加专业，需要单独研究论证)。

2.3.1 监测方案

对照排污单位实际排污状况和自行监测方案，检查排污单位是否依照相应的自行监测技术指南和管理规定合理设计监测方案，是否存在点位、指标的遗漏状况，监测频次设置是否合理。

2.3.2 监测活动实施

与针对省、市监测机构的监测不同，采取类似美国目测式的监督检查方式，通过检查是否有开展相应监测项目的监测场地(实验室)、监测人员、仪器设备，监测人员是否具备开展相应监测项目的能力，具体监测仪器是否有使用痕迹，分析测试所需的试剂和耗材购买单据与监测活动的开展是否匹配，对排污单位是否真实开展了所报送监测数据的监测活动进行判断。

2.3.3 监测仪器设备

监测仪器设备是监测数据质量保证的基础[16]，根据实际调研情况，排污单位对监测仪器设备的认识相对不足，购买非专业或不符合要求的仪器设备开展监测的可能性较大，应对监测仪器设备进行专门监督检查。检查仪器设备是否通过适用性检测、是否定期到计量部门检定、是否按照仪器设备维护说明书进行维护。对于自动监测设备，除检查仪器设备外，还应重点对相关干扰因素[17-18]是否消除进行检查。

2.3.4 质量控制方案

检查排污单位是否按照该单位监测项目要求建立质量控制体系，是否按照监测技术规范和具体的方法要求开展质量保证与质量控制措施，具体可参照《排污单位自行监测技术指南》(HJ 819—2017)[19]第六章(监测质量保证与质量控制)进行检查。

2.3.5 现场操作规范性

现场操作是否规范可参照国控重点污染源监测质量核查办法中的方法，对排污单位相应监测人员进行现场操作检查和质控样考核，以判断排污单位监测人员现场监测规范性和监测能力。

2.3.6 监测结果可比性

监测结果可比性可参照国控重点污染源监测质量核查办法中同步比对监测的方法开展，用于检查是否存在系统性的差异。

3 自行监测监督检查实施路线

自行监测监督检查可以由不同级别环境管理部门组织开展，监督检查涉及内容较多，但并不需要对所有排污单位都进行全面检查，可按照图1中的实施路线开展，不同级别的监督检查机构可根据实际情况确定监督检查的重点。将监督检查分为2个阶段，基于数据的监督检查和基于现场检查的监督检查。

图1 自行监测监督检查实施路线Fig.1 Implementation route for supervising and inspection of pollution sources self-monitoring

首先，对排污单位报送的监测数据进行全面检查，对数据进行分类标识；其次，对应参与计算的数据进行分析计算，形成单源分析结果；第三，综合同类源所有单源分析结果，识别监测结果偏离合理范围排污单位。单源分析和多源分析中发现的不合理或偏离单源或多源合理范围的，应作为现场检查的重点对象，同时结合监管需要的随机检查和全面检查要求，确定现场检查排污单位名录。

现场检查可按照由简到繁的次序开展，按照是否如实开展监测、仪器设备是否符合要求、是否有质量控制方案、监测现场操作是否规范、监测结果是否可比等5个层次来开展，每一项都是后面几项的基础，故中间任何一项检查发现问题，都可以终止检查。所有检查完成后，应分析原因，形成报告，公开信息，供排污单位整改完善和公众监督。