环境空气质量自动监测系统数据审核研究

殷丽萍

（云南省生态环境监测中心，昆明 650228）

全球现代化和工业化不可避免造成了巨大的空气污染，实时监测环境空气质量是人与自然和谐发展的必要前提。随着《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）和《环境空气质量指数（AQI）技术规定（试行）》（HJ 633—2012）的相继发布，国家对各主要空气污染物做出了具体限制说明，同时要求各地向公众及时发布环境污染因子实时数据。随着环境自动监测能力的提升，人们对自动监测数据的准确性也有了更高要求，建立环境空气质量自动监测系统的数据审核体系，提高数据审核能力，保障数据公布的准确性和及时性十分必要。

1 环境空气质量自动监测背景

随着社会现代化进程的不断加快，人们对居住条件和环境的舒适度有了更高的要求，环境空气质量也越来越受到广大群众的重视。工业和经济的发展势必引起一系列环境问题，为严格控制环境质量，国家相继出台了一系列有关环境空气质量的法律法规，对行业空气污染物排放也做出了严格要求，以保障人与自然的和谐发展。

云南省于2000年开始进行环境空气质量监测，2005年初步建成自动监测网络，2007年正式对外公开发布空气质量日报。2014年，云南省启动建设了14个州市（昆明市、玉溪市已于2013年底前完成建设）政府所在地的37个环境空气自动监测站。自2015年1月1日起，云南省16个州市政府所在地均可开展可吸入颗粒物（PM）、细颗粒物（PM）等新增指标监测并向社会发布监测信息。按照自动化与信息化的要求，云南省于2018年建成覆盖全省129个县（县级市、市辖区）的环境空气质量自动监测网络。自动监测站点共有152个，其中，国控站点有43个，省控站点有109个。各地按照《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）对辖区环境空气质量进行自动监测。为加强对未来环境的预测能力，云南省加大了软件开发力度，利用环境空气质量自动监测数据管理平台，实现对空气污染物数据的高效储存与公开发布。该数据管理平台的技术路线如图1所示。

图1 数据管理平台技术路线

2 环境空气质量自动监测系统数据审核的意义

改革开放以来，我国的社会经济获得了历史性飞跃，科学技术也逐渐达到世界领先水平。随着人类社会文明的不断推进，人们越来越重视环境空气质量，努力实现环境与社会的和谐发展。事实上，环境污染问题已经逐渐成为经济发展的一大阻力，而环境空气污染给各国造成巨大的经济损失，其治理成为各国较为头痛的问题。除了经济损失，环境空气污染对广大群众的正常生活产生诸多不良影响，这些污染因子正在逐步侵害人体健康。

20世纪70年代起，发达国家开始集中力量建设环境空气质量自动监测系统，其可以实时收集环境空气质量数据，分析环境空气质量变化，使环境监测部门和民众了解环境空气质量。为实现环境与社会的和谐发展，我国于20世纪80年代初引进了环境空气质量自动监测设备，并逐步在全国重点城市建设自动监测系统。该系统的建立为采集环境空气质量数据，预测环境空气质量变化提供了依据。通过对环境空气质量影响因子的自动监测与数据采集，我国积极开展技术研发与设备改进，自动监测能力逐渐进入世界领先水平。

3 环境空气质量自动监测系统的数据审核体系构建

3.1 数据审核基本要素

为保障自动监测数据的准确性，有必要建立环境空气质量自动监测系统的数据审核体系。该数据审核体系有3个必不可少的要素，即审核人员、审核项目和审核时段。其中，审核人员主要是指省级监测中心、地级监测中心和县级环境监测站指定技术人员，其工作重点为设置环境空气质量自动监测的规则和自动判断处理。审核项目是根据《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）和云南省各地的客观情况确定的。目前，云南省环境空气质量自动监测主要涉及六大污染物（SO、NO、O、CO、PM和 PM）和气象五参数（温度、气压、湿度、风速、风向）。就审核时段而言，目前已经实现环境空气质量的24 h自动监测，并对未来72 h提出可能性的判断，审核人员每日会审核当天日报时段（前一天12:00至当天12:00）的自动监测站数据。

3.2 审核方法

审核人员要保证环境空气质量自动监测数据的有效性。因此，审核人员必须认真检查自动监测设备是否正常运行、监测数据是否完整，如发现问题，要及时检修并对空缺数据进行补收。数据审核方法主要有3种。一是单站点多参数或多站点单参数数据比较；二是现场巡检人员的信息反馈；三是数据库数据附带的标识符类型判断。

3.3 AIRNOW-Ⅰ平台数据自动审核功能

AIRNOW-Ⅰ平台是以美国国家级环境空气质量系统（AIRNOW）为基础，中国与美国合作开发的环境空气质量数据管理平台，主要由数据管理系统（DMS）和信息管理系统（IMS）两个模块构成。DMS模块可以实现环境空气质量自动监测数据的日报和预报，同时可以对具体城市的环境空气质量设置判断规则，以便自动处理监测数据。AIRNOW-Ⅰ平台的系统框架如图2所示。

图2 AIRNOW-Ⅰ平台系统框架

3.4 数据审核体系架构

根据环境空气质量自动监测的具体实施情况，为规范数据审核过程，保证监测数据的准确性和可比性，云南省要统一数据审核体系架构。省控站点是云南省环境空气质量监测网的重要组成部分，其自动监测数据主要采取运维方初审、第三方复审、云南省生态环境监测中心复核的方式。

为保证审核数据的准确性，应确保审核依据充分，严格区分无效数据与有效数据，在规定时间内完成审核工作并提交审核结果。各单位应明确平台数据审核职责。运维单位要按照技术要求对原始数据进行审核和提交。地级监测中心、县级环境监测站通过云南省环境空气质量自动监测数据管理平台，查看并下载监测数据和各类报表，但不能擅自修改平台数据，若对辖区数据审核结果存有异议，要及时向审核人员提出意见。云南省生态环境监测中心主要负责对审核数据进行监督管理。

审核内容为 SO、NO、O、CO、PM、PM的小时浓度值。数据审核依据主要有《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）、《环境监测质量管理技术导则》（HJ 630—2011）、《环境空气质量评价技术规范（试行）》（HJ 663—2013）、《环境空气气态污染物（SO、NO、O、CO）连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ 654—2013）、《数据的统计处理和解释 正态样本离群值的判断和处理》（GB/T 4883—2008）。省控站点的监测数据需要进行三级审核，若数据审核过程出现设备故障、停电等现象，造成有效数据不足，则运维方应及时上传图片或停电证明。对于手工补录的数据，应该上传补录数据图片，复审及复核人员应认真查看材料是否真实有效。

3.5 数据审核流程

在环境空气质量自动监测系统的数据审核体系中，异常数据表现有两种。一是自动监测过程中审核人员确定的数据空缺，二是审核时段完整但审核人员发现存在异常的数据。针对数据出现的问题，审核人员不能随意修改自动监测系统的相关数据，而应当上报审核小组负责人，积极排除故障，对数据进行补收，或者判断异常发生的原因，确定是否需要手工处理数据，待上级回复后才能做出进一步处理。在对当天数据进行重新处理的过程中，一方面要对异常数据进行保留，另一方面要积极做好数据补收，手工剔除不符合条件的数据，这里要注意人工核查，保证新数据的真实性与有效性。审核人员处理过的数据必须重新由上级审核，如果确认完成当天的数据审核，则应按规定进行日报。具体的数据审核流程如图3所示。

图3 数据审核流程

4 环境空气质量自动监测系统数据审核的应用

云南省环境空气质量自动监测系统的数据审核体系涉及省级、地级、县级三级。县级环境监测站主要负责辖区环境空气质量自动监测数据的采集、整合、审查与传输等，不能主动修改数据，而地级监测中心主要负责对各辖区的监测数据进行审核和总结，对自动监测中出现的问题进行统筹管理，对异常数据进行决策。从应用来看，环境空气质量自动监测系统数据审核主要涉及3个层面。一是环境空气质量保证与评价。数据审核可以及时发现异常数据，提高环境监测人员工作的主动性，保证自动监测数据的准确性，有效评价环境空气质量。二是环境空气质量数据统计。保证环境空气质量自动监测数据的真实有效性是数据审核的重要目的。AIRNOW-Ⅰ平台具备自动调节能力，但是依然需要人工辅助。只有数据经审核小组负责人审核通过，才能进行正常日报，参与日均值、月均值等平均值的统计。三是环境空气质量数据发布。在环境空气质量自动监测中，要及时、准确地对外发布环境空气中的六大污染物和气象五参数等监测数据，为广大群众服务，促进生态环境改善。因此，必须对环境空气质量自动监测数据进行审核，并及时更新。

5 结论

随着全球现代化和工业化的推进，各种污染因子对环境空气构成巨大破坏。为改善环境空气质量，云南省逐步建立环境空气质量自动监测系统，对主要空气污染物进行实时监测。现阶段，要建立科学高效的数据审核体系，对自动监测设备进行实时监管，对所测数据进行人工审核，以保障城市环境空气质量自动监测数据的真实有效性。