环境空气自动监测异常数据的判断与处理

白宇 郭瑞 刘文秀 李媛 刘彬 李丹

在现阶段社会和经济飞速发展的同时，我们也需要面临的一个非常严重的全球性问题就是环境的污染问题。在现阶段对环境质量进行监测是必不可少的。而环境监测过程中产生的异常数据处理就显得尤为重要。本文对环境空气质量自动监测数据进行一定的分析研究。

环境空气质量的变化基本上可以说是无时无刻不在发生的，采用人工对其进行监测会极大地耗费人力与物力，自动监测系统就在这种强烈的对比之下发挥出自己的优势。但是在进行监测的时候会因为站房环境变化、人员操作不当或天气状况突变而引起监测的数据异常，如何对异常的数据进行判断和处理成为一个非常重要的问题。

1.环境自动监测系统概况：

现如今对环境空气质量状况的监测采用自动化的监测系统在城市层面已经是一件非常普及的事情了。但是相对于每个乡镇乃至街道，现阶段对于自动监测系统的运用在总体上还处于起步阶段。对自动监测系统进行大范围的推广并能够在更大范围内普及，可以使我们对城市中各级别行政范围内的空气质量把控能力将得到前所未有的提升，并能够及时的反映出环境空气质量状况的变化和趋势。

自动站数量的增加，但自动监测数据的准确性、真实性、及时性的要求却一点也不能放松。一旦监测数据出现错误的话会对数据使用者甚至环境决策者产生一系列负面的影响。因此如何对监测数据中出现的异常情况进行处理是一件非常重要的事情。

2.异常数据的判断：

所谓异常数据，其实是指某个自动监测系统相对于其周边范围的自动监测系统在某个污染物的浓度平均水平，一定时间段甚至长时间出现较大离群的状况。综上，如果大面积的普及街道级的自动监测系统，因为自动站之间距离较近，互相间的污染物浓度一致性普遍较好，那异常数据的分辨将变得很容易。而导致其出现的原因，不外乎三个方面：监测仪器设备故障、操作人员运维不当和周边环境突然变化。

2.1 监测仪器设备故障：

自动监测系统的设备的故障问题最常见的问题之一，设备的突发故障必定会导致异常数据的出现。比如气态仪器采样泵故障导致的采样系统不能正常循环，会引起监测数据保持在某个水平没有变化；而气态仪器检测器或光源的故障会使监测结果剧烈波动。这类故障是最容易判断的，并且有针对性的办法可以使采样系统正常运行。

2.2 周边环境突然变化：

会引起环境监测异常数据的原因可以归纳为采样系统及周边环境发生变化引起周边出现污染源使监测数据出现较大偏离。发现数据出现较大偏离后，应在第一时间确定仪器状态是否异常，同时调取周边街道点位数据，结合风向观察是否出现污染物气团移动的情况，如发现下风向同类污染物也跟随着出现较大变化，可以基本确定为本地出现非固定污染源；另外周边环境的变化也表现为气象条件的变化，以热电公司生产的1405型颗粒物监测仪器为例，经验表明，在起风及之后较长时间内，当空气质量由差迅速转好，1405型颗粒物监测仪器有可能会出现数据为负值的现象。现实生活中颗粒物浓度为负数的情况是不可能的，但由于监测仪器原理等原因会导致类似的情况出现。这时需要数据审核人员去人为的将该时段监测数据判断为无效或修约；另外采样系统电压变化也可能会引起数据出现波动的情况，因此在对于异常数据产生的原因进行考虑的时候一定要保持客观性的原则全面的看待出现的问题。

3.异常数据的处理及应对：

发现异常数据值后，要结合上文描述的指标对异常数据出现的原因进行判定。如因设备故障及操作人员不当引起的异常数据，在数据审核过程中应按无效处理，如确定是局地污染事件则异常数据应审核为有效。

在“异常数据的判断”章节内，除周边环境突然变化引起的异常数据我们无法提前预知，其他内容其实都或多或少是可控的。在监测仪器24小时不间断运行的过程中，除例行维护外，应每年对仪器进行预防性维修及检查，将可能寿命殆尽的耗材、零件提前更换，或在站房内保存备用，尽可能的避免由于仪器故障导致的异常数据出现。替换下来的仍能使用的零件应回收至质量控制实验室进行测试并统一管理。

另外，运维管理的控制也是非常重要的，主要表现为对记录的严格要求。运维人员养成真实，及时的填写记录的习惯。包括但不仅限于运维记录、校准记录、配件更换记录、故障维修记录、站房内（外）部环境记录等内容。全面的记录便于工作人员迅速进入异常数据审核工作状态，节省大量时间。

4.综上所述，环境空气自动监测系统的正常运行是非常重要的，空气污染在现在及今后的很长的一段时间内都将是困扰人们的一个巨大问题，对于自动监测系统的不断改进及优化能够保证异常数据出现的频次大大降低[5]，能够对环境质量问题的研究和决策提供一定的帮助。