夏 新 元 潔 吳曉鳳 姚雅偉 魏恩棋 劉 躍

（1.中國環(huán)境監(jiān)測總站，北京 100012；2.天津市環(huán)境監(jiān)測中心，天津 300070）

前言

環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測已經(jīng)成為我國城市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測的主要技術(shù)手段，是我國評估環(huán)境空氣質(zhì)量、制定大氣污染控制策略和有效實施環(huán)境空氣質(zhì)量管理的基礎(chǔ)體系。

針對環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)，美國和加拿大等國家無論是監(jiān)測技術(shù)還是監(jiān)測管理方面，都建立了相對完善的監(jiān)測技術(shù)體系、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制體系。與這些先進國家相比，我國的環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測工作起步較晚，雖然已經(jīng)取得了長足的進步，但是，從管理理念、監(jiān)測儀器發(fā)展、技術(shù)進步、經(jīng)濟條件、裝備水平和人員能力等多方面，完整的質(zhì)量管理體系以及監(jiān)測質(zhì)量評價體系尚在不斷完善之中[1-6]。

自動監(jiān)測系統(tǒng)不同于常規(guī)的實驗室監(jiān)測，不再是一臺儀器短時間內(nèi)的單兵作戰(zhàn)，而是包括采樣系統(tǒng)、測試儀器、數(shù)據(jù)處理與傳輸?shù)榷囗梼?nèi)容在內(nèi)的、工作環(huán)境影響因素多、實時在線不間歇運轉(zhuǎn)、需要各構(gòu)件協(xié)調(diào)作業(yè)的、完整的一個系統(tǒng)。從質(zhì)量控制角度看，傳統(tǒng)的計量器具檢定等量值溯源方式不再適用，定期校準(zhǔn)和日常維護成為量值溯源和質(zhì)量控制的重要措

施；環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理體系運行尚未全面覆蓋到環(huán)境空氣自動監(jiān)測工作中。環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量管理總體框架的構(gòu)建不僅應(yīng)該涵蓋質(zhì)量保證措施的管理要求，也應(yīng)包括質(zhì)量控制技術(shù)的指標(biāo)要求，從而形成一套完整的質(zhì)量保證/質(zhì)量控制（QA/QC）體系，以支撐我國環(huán)境空氣自動監(jiān)測系統(tǒng)的有效運行。

1. 質(zhì)量保證體系框架

環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測質(zhì)量保證是指系統(tǒng)運行中實施的全部計劃和所有活動，應(yīng)涵蓋滿足監(jiān)測目的且合乎質(zhì)量要求的全部活動與數(shù)據(jù)信息的規(guī)定程序，使得因儀器故障及各種干擾影響而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)損失降至最低點，以確保系統(tǒng)提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)有效、準(zhǔn)確、可靠，且具有代表性。

1.1 人員管理

人員管理是環(huán)境監(jiān)測過程中最重要的環(huán)節(jié)。一個完善的環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理體系，應(yīng)首先建立良好的人員管理程序，包括關(guān)鍵崗位設(shè)置及職責(zé)、能力培訓(xùn)及考核和檔案管理等方面。

人員管理包括管理程序、持證上崗制度、關(guān)鍵崗位設(shè)置和動態(tài)技術(shù)檔案建立等指標(biāo)。應(yīng)明確人員崗位特別是關(guān)鍵崗位的設(shè)置及職責(zé)，并實施監(jiān)督；關(guān)鍵崗位人員是指與監(jiān)測活動和質(zhì)量管理有直接關(guān)聯(lián)的人員，至少應(yīng)包括最高管理者、技術(shù)負責(zé)人、授權(quán)簽字人、質(zhì)量負責(zé)人、質(zhì)量監(jiān)督員和內(nèi)審員等。所有從事監(jiān)測活動的人員應(yīng)具備與其承擔(dān)工作相適應(yīng)的能力，接受相應(yīng)的教育和培訓(xùn)，并通過考核；持有合格證的人員，方能從事相應(yīng)的監(jiān)測工作；未取得合格證者，只能在持證人員的指導(dǎo)下開展工作，監(jiān)測質(zhì)量由持證人員負責(zé)；對特殊崗位的人員應(yīng)進行資格確認；建立人員技術(shù)檔案管理制度，根據(jù)管理體系文件規(guī)定，按照一人一檔的原則建檔，并實施動態(tài)管理。

1.2 子站管理

環(huán)境空氣質(zhì)量自動站點位選址應(yīng)符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過行政主管部門審批，點位更新和調(diào)整等也應(yīng)履行審批手續(xù)。

子站的站房建設(shè)應(yīng)滿足國家相關(guān)規(guī)范要求。應(yīng)定期檢查子站的基礎(chǔ)設(shè)施、站房和監(jiān)測設(shè)備的使用狀況，定期進行維修和更新。應(yīng)逐步建立點位環(huán)境管理的巡檢制度。

1.3 儀器設(shè)備管理

（1）管理程序

通過建立儀器設(shè)備管理程序，對儀器設(shè)備的購置、驗收、儲存和使用過程實行控制，規(guī)范儀器設(shè)備的操作規(guī)程和量值溯源工作，保證儀器設(shè)備運行狀態(tài)符合監(jiān)測工作要求和使用且始終處于受控狀態(tài)。

（2）儀器設(shè)備檔案

應(yīng)以一臺一檔的方式對所有監(jiān)測儀器建立檔案，并實行動態(tài)管理。檔案中包含的儀器設(shè)備基本信息應(yīng)符合《實驗室資質(zhì)認定評審準(zhǔn)則》5.4.5條的要求，并涵蓋《環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量管理技術(shù)導(dǎo)則》中4.14.6條的內(nèi)容。

（3）儀器設(shè)備操作規(guī)程

應(yīng)編制儀器設(shè)備使用、維護和期間核查的操作規(guī)程或作業(yè)指導(dǎo)書，確保其現(xiàn)行有效，并便于工作人員隨時取閱。

（4）量值溯源

為保證測試數(shù)據(jù)的可靠性、統(tǒng)一性和可比性，儀器在投入使用前需進行量值溯源，并建立周期性溯源計劃并實施，保證監(jiān)測儀器在有效期內(nèi)使用。量值溯源的方式包括檢定、校準(zhǔn)和比對三種。

（5）期間核查

為防止使用不符合技術(shù)規(guī)范要求的設(shè)備，保持監(jiān)測儀器設(shè)備的可信度，需對在兩次溯源期間的儀器設(shè)備進行核查，核查方法可采用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)量值傳遞或量值溯源的方法，也可采用儀器比對等方法。

1.4 安全管理

必須建立環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)安全有效運行的管理制度和應(yīng)急預(yù)案。每年度應(yīng)對人員、站房、儀器設(shè)備等防護措施進行安全檢查和評估。

1.5 文件管理

應(yīng)建立文件編制、審核、批準(zhǔn)、標(biāo)識、發(fā)放、保管、修訂和廢止等控制程序，確保文件現(xiàn)行有效。建立適合自身具體情況并符合現(xiàn)行質(zhì)量管理體系的記錄制度，并對各項工作中形成的記錄、科技資料、往來文件（書）檔案進行控制。應(yīng)有完整的檔案材料，主要包括人員技術(shù)檔案、儀器設(shè)備檔案、監(jiān)測方法和程序檔案、原始記錄及監(jiān)測報告檔案和質(zhì)量管理檔案等。

1.6 監(jiān)測報告管理

應(yīng)建立監(jiān)測報告的管理程序，準(zhǔn)確、清晰、明確、客觀地表述監(jiān)測結(jié)果，對監(jiān)測報告的編制、簽發(fā)、發(fā)送、歸檔和修改等過程實施控制。嚴(yán)格執(zhí)行三級審核制度，保證報告內(nèi)容的完整性、準(zhǔn)確性、規(guī)范性和數(shù)據(jù)的合理性等。報告簽發(fā)人應(yīng)有明確授權(quán)并經(jīng)過考核。應(yīng)建立環(huán)境空氣質(zhì)量日報、預(yù)報發(fā)布制度，以評價環(huán)境空氣質(zhì)量的變化趨勢和預(yù)警空氣污染的潛在風(fēng)險，規(guī)范各類環(huán)境空氣質(zhì)量報告的發(fā)布模式。應(yīng)在規(guī)定時限內(nèi)，按照《環(huán)境保護檔案管理規(guī)范 環(huán)境監(jiān)測》（HJ/T 8.2—1994）的規(guī)定對原始記錄、監(jiān)測報告以及相關(guān)資料進行保存。

1.7 審核管理

（1）監(jiān)測數(shù)據(jù)審核管理

應(yīng)確保全面、客觀地反映監(jiān)測結(jié)果，不得選擇性地舍棄不利數(shù)據(jù)、人為干擾監(jiān)測和評價結(jié)果。對監(jiān)測過程異常值的判斷和處理應(yīng)符合《數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋 正態(tài)樣本離群值的判斷和處理》（GB/T 4883—2008）、《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》（GB/T 8170—2008）和相關(guān)環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計有效性規(guī)定，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、連續(xù)和完整。

（2）成效審核管理

應(yīng)建立對監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)作出量化、獨立和認定的評估程序，實現(xiàn)成效審核的目的，即獨立審核監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的運作，考核整個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和各子站監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。審核內(nèi)容至少應(yīng)包括審核頻次要求、審核濃度、采用標(biāo)準(zhǔn)可追溯性方法對數(shù)據(jù)結(jié)果記錄與處理（監(jiān)測數(shù)據(jù)負值、超控制限、停電及異常值判斷與處理等）的審核、數(shù)據(jù)處理審核程序（監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性判定方法）等。

（3）系統(tǒng)審核與有效性評價

通過檢查質(zhì)量系統(tǒng)內(nèi)各個范疇，包括質(zhì)量管理計劃與實施、成效目標(biāo)的符合性、人員資源配置的合理性、內(nèi)部審核和預(yù)防糾正措施成效的評估、新監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備的可用性等，保證系統(tǒng)持續(xù)準(zhǔn)確和有效，建立系統(tǒng)運行考核制度、質(zhì)量管理體系運行監(jiān)審制度、系統(tǒng)運行有效性審核與評價程序等。

2. 質(zhì)量控制體系框架

質(zhì)量控制技術(shù)指標(biāo)體系包含了自動監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量要求所采取的全部操作技術(shù)和活動，是針對空氣質(zhì)量自動監(jiān)測不同環(huán)節(jié)的作用和特點，采取不同的質(zhì)量控制方法，監(jiān)視全部工作過程的所有活動，尋找導(dǎo)致不合格、不滿意的原因，從而實現(xiàn)對監(jiān)測全過程的質(zhì)量管理。質(zhì)量控制分為過程控制和結(jié)果控制。質(zhì)量控制指標(biāo)包括質(zhì)量控制的內(nèi)容和質(zhì)量控制的指標(biāo)兩個方面含義。

2.1 點位布設(shè)

點位的選址應(yīng)遵循具有較好代表性、能客觀反映一定空間范圍內(nèi)的環(huán)境空氣質(zhì)量水平和變化規(guī)律、各監(jiān)測點之間的設(shè)置條件應(yīng)盡可能一致等原則。

點位周圍環(huán)境主要考慮以下因素：監(jiān)測點距污染源的距離、點式監(jiān)測儀器采樣口周圍、監(jiān)測光束附近或開放光程監(jiān)測儀器發(fā)射光源到監(jiān)測光束接收端之間是否有阻礙環(huán)境空氣流通的障礙物、從采樣口或監(jiān)測光束到附近最高障礙物之間的水平距離、采樣口周圍水平面的捕集空間范圍等。

點位數(shù)量設(shè)置應(yīng)綜合考慮建成區(qū)城市人口數(shù)量、建成區(qū)面積等因素。

2.2 站房建設(shè)

站房為無窗或雙層密封窗結(jié)構(gòu)，墻體應(yīng)有較好的保溫性能，有條件時，門與儀器房之間應(yīng)設(shè)有緩沖間。站房面積以保證操作人員操作和儀器維修為原則。

站房內(nèi)環(huán)境主要包括室內(nèi)溫度、相對濕度以及供電、安全防護、防水防潮、排氣等指標(biāo)。室內(nèi)溫度控制在25℃±5℃，相對濕度控制在80%以下，供電系統(tǒng)應(yīng)配有電源過壓、過載和漏電保護裝置，必要時應(yīng)有穩(wěn)壓裝置，應(yīng)有防雷電和防電磁波干擾的措施。一般站房地層應(yīng)離地面（或房頂）一定距離以做到防水防潮。子站室內(nèi)還應(yīng)有抽氣風(fēng)機排氣設(shè)備及排氣口，排氣口離站房內(nèi)地面距離在0.2m以上。

站房房頂設(shè)置氣象桿或氣象塔等附屬設(shè)施時，氣象桿、氣象塔與站房頂?shù)拇怪备叨葢?yīng)大于2m，并且氣象桿、氣象塔和子站房的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)能經(jīng)受10級以上的風(fēng)力（南方沿海地區(qū)應(yīng)能經(jīng)受12級以上的風(fēng)力）。

2.3 樣品采集系統(tǒng)

采樣口位置應(yīng)考慮以下因素：采樣口或監(jiān)測光束距離地面高度；采樣口距建筑物墻壁、屋頂?shù)戎挝锉砻娴拈L度；開放光程監(jiān)測儀器光程通過區(qū)域及距離；多個采樣口間的距離；點式分析儀采樣口與道路之間最小間隔距離；開放光程監(jiān)測儀器光程距地面的高度以及儀器發(fā)射端至接收端之間的光束角度。

采樣系統(tǒng)主要包括采樣頭、采樣管路、采樣總管、抽氣泵以及開放光程監(jiān)測儀器等，應(yīng)定期對采樣系統(tǒng)進行維護。應(yīng)定期清洗采樣頭進氣口的濾網(wǎng)；每次采樣總管清洗完后，都應(yīng)做檢漏測試。采樣總管應(yīng)定期清洗；總管到監(jiān)測儀器采樣口之間的氣路管線每年至少清洗一次；PM10采樣頭應(yīng)定期清洗；抽氣泵的格網(wǎng)應(yīng)定期更換；開放光程監(jiān)測儀器應(yīng)定期清潔一次發(fā)射/接收端的前窗玻璃窗鏡。

2.4 監(jiān)測方法與數(shù)據(jù)采集

SO2采用紫外熒光法或差分吸收光譜分析法，NO2采用化學(xué)發(fā)光法或差分吸收光譜分析法，CO采用氣體濾波相關(guān)紅外吸收法或非分散紅外吸收法，O3采用紫外熒光法或差分吸收光譜分析法，PM10和PM2.5采用β射線法或微量振蕩天平法。數(shù)據(jù)有效性按《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096—2012）執(zhí)行，計算有效數(shù)據(jù)的小時均值、點日平均濃度、點月平均濃度和點年平均濃度值。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)溯源

應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)溯源管理程序，明確溯源內(nèi)容和周期、實施和監(jiān)督職責(zé)等。

使用經(jīng)國家計量部門質(zhì)量檢驗和標(biāo)準(zhǔn)傳遞過的一級標(biāo)準(zhǔn)流量測定裝置對用于現(xiàn)場校準(zhǔn)和標(biāo)定的傳遞標(biāo)準(zhǔn)進行流量校準(zhǔn)和標(biāo)定；溯源周期按照國家相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。參照《環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 193）中的有關(guān)要求，對滲透管、標(biāo)準(zhǔn)氣體和零氣發(fā)生器實施標(biāo)準(zhǔn)傳遞和標(biāo)定。使用經(jīng)國家計量部門質(zhì)量檢驗和標(biāo)準(zhǔn)傳遞過的一級臭氧發(fā)生器或二級臭氧發(fā)生器進行臭氧測定儀器校準(zhǔn)；溯源周期按照國家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。開放光程監(jiān)測儀器采用在監(jiān)測光束中插入檢查池、用等效的方法進行校準(zhǔn)。定期對標(biāo)準(zhǔn)氣象傳感器/氣象參數(shù)測量儀、分析天平、精密電阻箱和標(biāo)準(zhǔn)萬用表等計量儀器進行檢定。

2.6 系統(tǒng)校準(zhǔn)

（1）零跨漂移：應(yīng)定期進行單點校準(zhǔn)，包括零點和跨度校準(zhǔn)。

（2）多點校準(zhǔn)：應(yīng)定期進行多點線性校準(zhǔn)。

（3）流量：應(yīng)定期進行流量校準(zhǔn)，采樣流量偏差應(yīng)控制在一定范圍之內(nèi)。

（4）標(biāo)準(zhǔn)膜重現(xiàn)性：應(yīng)定期進行標(biāo)準(zhǔn)膜的校準(zhǔn)測試，標(biāo)準(zhǔn)膜的質(zhì)量和重現(xiàn)性應(yīng)滿足一定的要求。

2.7 性能審核指標(biāo)

（1）精密度

應(yīng)定期進行精密度審核。SO2和NO2監(jiān)測儀器應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)氣體測定的方式進行精密度審核。PM10監(jiān)測儀器應(yīng)采用流量測定的方式進行精密度審核。

（2）準(zhǔn)確度

應(yīng)定期進行準(zhǔn)確度審核。SO2和NO2監(jiān)測儀器應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)氣體測定的方式進行準(zhǔn)確度審核。PM10監(jiān)測儀器的準(zhǔn)確度審核應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)濾膜檢測或與經(jīng)典重量法比對方式進行。O3監(jiān)測儀器采用臭氧測定的方式進行精密度和準(zhǔn)確度審核。

由于開放光程監(jiān)測儀器的采樣監(jiān)測部位全部暴露在幾百米的環(huán)境空間中，因此，對該儀器的校準(zhǔn)通常采用在監(jiān)測光束中插入檢查池，用等效的方法進行校準(zhǔn)。

在做開放光程監(jiān)測儀器的精密度檢查時，要求環(huán)境背景相對穩(wěn)定，最好選在氣象或污染空氣瞬間變化相對穩(wěn)定的時段進行?；€差不能超過20%。

3. 結(jié)論

質(zhì)量管理體系是管理內(nèi)容和技術(shù)內(nèi)容的有機結(jié)合，是實施全程序質(zhì)量管理的基本導(dǎo)則，是保證環(huán)境空氣自動監(jiān)測活動有效實施的基本要求，并需要在監(jiān)測工作中不斷完善。

[1] USEPA.Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems， Volume II， Ambient Air Quality Monitoring Program[S].EPA － 454/B, United States Environmental Protection Agency, 2008.

[2] 廣東省環(huán)境保護監(jiān)測中心站編.珠江三角洲區(qū)域空氣監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)QA/QC手冊[M].廣州：廣東科技出版社，2007.

[3] 孫鵬，劉偉，劉躍等.加拿大空氣監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保證/質(zhì)量控制要素簡介[A].環(huán)境監(jiān)測科技進展報告，北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2009：1296-1300.

[4] 孫鵬，夏新，于洋等.美國空氣監(jiān)測質(zhì)量保證/質(zhì)量控制技術(shù)體系簡介[A].環(huán)境監(jiān)測科技進展報告，北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2009：1301-1304.

[5] 談榮華，王泳，張敏.單點校準(zhǔn)在環(huán)境空氣質(zhì)量自動監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].上海環(huán)境科學(xué)，2003，182-184.

[6] 甘平，葉曉紅.自動監(jiān)測儀器監(jiān)測方法規(guī)范化的研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2002，18(4)：40-44.