空气自动监测系统中质量保证和质量控制探讨

崔卫涛，胡青锋，王永龙，李 军

（1.湖北省襄阳市环境监测站，湖北 襄阳441000；2.湖北省枣阳市环境监测站，湖北 枣阳441200）

1 引言

为了采集和分析环境空气质量的状况和变化，自20世纪70年代开始，发达国家陆续建立起环境空气质量连续自动监测系统。我国自20世纪80年代开始建设，空气自动监测系统得到了迅速的发展。环境空气自动监测系统的建立和完善，不仅可以实时掌握襄阳市区的环境空气质量现状，还积累了长期的环境空气质量数据，为环境管理和环境决策提供依据。

环境空气自动监测系统是由诸环节互相联系构成的复杂系统，环环相扣，为了更好地管理这个系统，使其走向标准化和规范化，保证系统的正常运行，使监测数据具有准确性、可比性、有效性和一致性。襄阳市环境监测站制定了一套严格的、完整的、系统的管理制度，并且采取了有效的质量控制措施以保证站房内监测仪器长年连续运行。自动监测有别于传统的实验室监测，具有在开放性较强和可控性较弱的系统中实现连续监测的特点，分析仪器在长期的工作中都必然会产生响应漂移，因此，对环境空气自动监测系统实施质量控制和质量保证非常重要，站点选择、站房条件、布点采样、仪器运行、校准系统、数据存储、传输及数据的审核、系统维护管理等各环节都是影响数据质量的重要因素。

2 襄阳市站空气自动监测系统

2.1 站点

襄阳市站空气质量自动监测始建于2002年，现有4套子站，4个监控点是在连续监测基础上结合人口和功能区要求通过网格优化筛选产生，并报上级批准，监测点在所选择区域范围内具有代表性及兼顾未来发展需要；监测点周围开阔，环境稳定没有明显污染源和干扰；电源稳定可靠，电话网络齐全并且监测点安全及防火有保障，各监测点之间条件尽可能一致，使各点监测数据具有可比性。

2.2 站房条件

子站站房面积12～15m2，距地面约15～25m，监测亭底部离地面有20cm的距离，墙体有较好保温性能，站房安装空调保证站房内温度25±5℃，空调具有掉电自恢复功能。站房采取防雷防电磁波防水设计，避免外界干扰影响测定，使监测连续保证数据的有效性。

2.3 采样仪器及分析方法

考虑到产品质量、售后及易耗品提供及时性等因素，选用的是武汉天虹的空气质量自动监测系统，所用仪器均通过相关机构认证。其中二氧化氮：化学发光法；二氧化硫：紫外荧光法；可吸入颗粒物：β射线法。所有仪器均具有良好的抗干扰能力及停电自恢复功能。

2.4 校准设施

用于SO2、NO2校准的标准气体，零气发生器，动态校准仪，PM10标准膜。

2.5 数据传输与存储

RS－485接口实现与子站系统的数据传输，通过MODEM实现了与中心站的远程数据传输，可查阅任意日的原始数据，统计小时平均值及污染指数，生成各种报表。

3 加强领导建立完善各项管理制度

3.1 持证上岗制度

质量保证体系是由掌握有关技术的人去建立和操作的，人员的素质和能力对于自动站的运行和管理非常重要。鉴于空气质量自动监测的复杂性和专业性，从事这项工作的人员不仅要爱岗敬业，踏实肯干，更要有扎实的理论基础和过硬的动手能力。为此，应在培训和考核上花大力气，管理人员经过专业培训后持证上岗，要求掌握所用仪器基本原理，了解仪器的构造，能自己排除仪器常见的简单故障；了解整个空气自动采样的管路走向，能够熟练地进行校零、校标等工作；熟悉空气自动站软件系统的使用，能够进行一般参数的设置。

3.2 中心控制室管理制度

监测中心站主要任务是通过有线或无线通讯设备收集各子站的监测数据和设备工作状态信息，并对所收取得监测数据进行判别、检查和存储；对采集的监测数据进行统计处理、分析；对监测子站的监测仪器进行远程诊断和校准。

3.2.1 值班制度

规定了每天（包括节假日）上午、中午、下午至少调取子站数据，了解子站状况。发现问题及时通报子站巡检人员，并协助查明原因，尽快排除故障；对每个子站运行情况做记录。每天中午调取空气自动监测数据，14∶30前生成和发布空气质量日报，如实填写值班记录。每月3日前，统计上报上月的月报。

3.2.2 监测数据异常值与有效性规定

对于低浓度和仪器漂移范围内的负值，取监测仪器最低检出限1／2作为监测结果参加统计；对某一空气子站因监测设备、停电复位后仪器预热产生随机值，仪器校准期间数据都作为无效数据，不参加统计，对异常值用特殊符号进行标注；若监测结果出现突变或长时间停留一个值不变时，应及时查找原因再做取舍；数据无法调取及时查清原因；数据有效性：小时值不少于75%、日均值不少于18h、月均值不少于21d、每年不少于12个月为有效。

3.2.3 计算机管理制度

安装正版并具备实时监测功能的防杀病毒软件并定期查杀病毒对杀毒软件升级；定期将监测数据备份以防止数据丢失。

3.2.4 仪器建档制度

内容主要包括新仪器开箱验收记录、仪器维修记录、标准物质使用记录和相关标准记录等。备品、备件的入库、出库记录，为采购计划提供依据；保证常用、易耗物品的库存数量。

3.3 子站巡检制度和突发事故应急办法

定时定人巡检子站的运行状况，做好日常维护管理工作，巡检中发现子站周围不稳定及时通知中心站值班人员对数据予以处理；在出现雷雨、大雪等灾害性天气时，要做好事前的预防工作和事后的巡检工作。

3.4 仪器针对性检修规定

对于一些易诊断和常见故障，可携带备件进行现场检修；对一些不易诊断和检修的故障，可用备用仪器将故障仪器替换下来，保证监测正常进行。故障仪器带回维修并校准，留作备用机。

4 质量保证和质量控制工作内容

（1）对分析仪器中使用的流量显示和控制装置、温度显示和控制装置每半年进行一次标定，定期检查零气发生器的温度、压力控制是否正常，气路是否漏气，根据使用频次和受污染程度对洗涤剂干燥剂更换或再生。

（2）校准中使用钢瓶标准气作为标准气源，每次钢瓶标准气通过减压阀连接到气路后，应检查气路是否漏气；应经常检查并记录标气消耗情况，若钢瓶气体压力低于要求值，应及时更换钢瓶；作为工作标准的钢瓶标准气超过有效期必须在6个月内进行标准传递或再鉴定。

（3）仪器校准。安装调试期间应对监测仪器做零／跨和多点校准；运行中的仪器每半年进行一次多点校准，每周进行一次零／跨漂检查，对照质量控制图的要求或所获的校准曲线的指标确定仪器是否进行调整或维修；对于普通易损件维修只做零／跨校准，关键部件维修后，应进行多点校准检查。

（4）精密度审核。对于SO2、NO2监测仪器，采用向分析仪通入一定体积分数的标气，将仪器读数与标气实际体积分数比较，得到加权平均值和加权标准差，可信度区间应≤±15%；对PM10监测仪器采用标准流量计测定工作流量代入计算。精密度审核前不能改动仪器的任何设置参数，每3个月至少进行一次精密度审核。

（5）准确度审核。对于准确度审核向监测仪器输入规定要求的标气，响应值与已知标气值比较，可信度区间应≤±20%。同时作多点校准曲线对仪器进行评价与分析；对于PM10监测仪器用标准膜检测。每年对每台监测仪器准确度审核至少一次。

（6）数据审核。报出数据的同时也向质控室提交相应质控数据，待质控负责人审核无误后，经业务站长签字后数据生效。

5 结语

环境空气自动监测系统在长期的运行过程中，要面对诸多复杂问题，需要制定一整套管理制度和质量控制措施，通过制度化、规范化来保证空气自动监测系统长期、稳定的运行。管理人员作为空气自动监测系统管理中最关键的要素，要敬业爱岗，按制度办事，定期对子站进行维护、校准工作，争取把仪器的故障排除在萌芽中；要充分发挥主观能动性，在碰到新问题时，要多向兄弟单位或者仪器厂家专业工程师请教，及时解决问题，并且不断积累实践经验，提高业务水平。随着环境空气自动监测系统质量管理体系的不断完善，技术人员经验的不断丰富和积累，空气自动监测系统将会更好地发挥其在线连续监测监控功能，及时、准确地提供空气质量信息，更好地为环境管理和社会经济建设提供科学依据。

［1］ 国家环境保护总局.HJ／T 193－2005环境空气质量自动监测技术规范［S］.北京：中国环境科学出版社，2005.

［2］ 国家环境保护总局.空气和废气监测分析方法［M］.北京：中国环境科学出版社，2003.

［3］ 吴鹏鸣.环境空气质量保证手册［M］.北京：中国环境科学出版社，1989.