环境空气质量自动监测系统质量保证与质量控制

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　　摘要：质量控制和质量保证是环境监测工作的重要组成部分，本文通过对影响环境空气自动监测的质量控制现状进行分析，并根据实际经验，提出了对环境空气自动监测质量保证与质量控制的措施。
　　关键词：环境空气自动监测；质量保证；质量控制
　　Abstract: the quality control and quality assurance is environmental monitoring of the important part, based on the impact of the automatic monitoring of air environmental quality control are analyzed, and based on practical experience, proposed to the environmental air quality assurance and automatic monitoring quality control measures.
　　Keywords: environment automatic air monitoring; Quality assurance; Quality control
　　
　　
　　中图分类号： X83文献标识码：A文章编号：
　　环境空气质量自动监测是指在监测点位采用连续自动监测仪器对环境空气质量进行连续的样品采集、处理、分析的过程。环境空气质量自动监测系统是由监测子站、中心计算机室、质量保证实验室和系统支持实验室等4部门组成。自动监测分析仪具有连续运转的特点，仪器的运行状况与标准物质的传递及分析仪器的零点漂移和标准点漂移都是影响数据质量的重要因素。因此，为了取得合格的监测数据，必须对自动监测系统实施全面的质量控制，这是提自动监测系统数据质量的重要措施，也是监测数据具有准确精密性和可比性的基本保证。下文从
　　技术保证与管理保证两个方面阐述环境空气质量自动监测系统的质量控制。
　　一、 环境空气自动监测质量控制的现状
　　我们根据环境空气自动监测的实际情况，采用《粤港珠江三角洲空气自动监测质量手册》作为仪器质量控制的方法依据和标准。质量控制的工作内容主要包括零点检查、跨度检查、精度检查和多点检查。我们通过先进的网络自动化、智能化技术和软、硬件装备，按要求定期实施质量控制工作。从而使得质控工作更加规范，质控数据更加可靠，质控管理更加完善。
　　硬件方面，为使质控数据的获取更加快捷准确，又能增加数据的可比性，我们使用同一品牌型号的析仪器，并将数据传输模式从原来的模拟信号改为串口数字信号。在各个子站中，我们将各台分析仪器及质控仪器串联到现场工控机上，工控机通过网络连接到中心系统。这样，我们在现场或远程都可以操控仪器进行质量控制，并可实时监控仪器的质控情况。
　　软件方面，我们可在工控机的软件中设置所有分析仪器的质控任务，令其在指定的时间内执行，任务完成后可自行结束。质控任务执行过程中的数据都被标上对应的标识，任务结束后，软件可根据各种标识分辨各类质控数据，并将其存储形成报告。再根据质控标准判别质控数据是否合格。最终将报告传输到中心系统。质控流程见图1。
　　
　　
　　图1环境空气自动监测质量控制流程图
　　我们通过网络化、自动化、智能化、标准化的质量控制体系，实现了对现场仪器的全自动质量控制。这样不但减少了人力劳动强度，也减少了人为处理数据时产生的误差。
　　二、环境空气自动监测质量控制的技术保证
　　1、技术保证的基础
　　为确保质量控制的目标和成效，经多年经验的积累，我们认为环境空气自动监测质量控制要得到有效的保证，需要做到以下几点：
　　（1）子站内温度和湿度的控制。由于气体对温度和湿度相当敏感，温湿度的变化会直接影响到气体浓度的变化。因此，子站内的温度应保持在23℃至28℃之间，湿度应保持在50%至70%之间。
　　（2）环境空气监测主要针对人类活动对空气质量的影响。凌晨时分人类的活动较为稀疏。因此在设定例行任务（零跨检查、精度检查）的时候，为了不影响正常的大气监测和监测数据的代表性，我们都设定在当天凌晨零点到5点之间。
　　（3）由于每天工控机都接收了大量的数据（包括正常的监测数据、质控数据、负值、超量程值、零值等），在执行质控任务的期间，其数据统一标上对应的标识。在任务结束后，只要找到相应的标识，就能方便地找到对应的质控数据。同时，统一的标识有利于软件识别数据类型，也有利于人员日后查核数据。
　　（4）质控数据的获取。一般执行一个质控任务需要30至45分钟，在这段时间内不是所有的数据都能代表此次的质控数据。因为不管是零点检查还是跨度检查，要达到最终的目标浓度值，仪器的分析数据是有一个下降或上升的过程。这个过程的数据是不能代表质控数据的。质控数据一定要有稳定的5至10分钟平均值。所以每次质控任务获取的质控数据必须是此次任务将要结束前的5至10分钟的平均值。
　　（5）由于质控任务结束后，仪器的监测数据不能马上恢复到正常的监测状态。因此在任务结束后，需要一段时间作为数据的恢复期，避免将此期间的数据纳入到正常监测数据的统计。
　　2 、零跨检查的技术保证
　　零跨检查是最基本的质控指标。此指标直接反应了仪器的准确性。因此，零跨检查是检验仪器分析准确性的重要手段。根据标准，我们设定了零跨任务，见表1。
　　表1 零跨检查任务表
　　
　　
　　表2 零点检查结果表
　　
　　
　　表3跨度检查结果表
　　
　　
　　从零点检查结果表和跨度检查表中可以看出，所有仪器连续7天的零跨检查结果都在警告限内。除CO仪器的零点偏移量和跨度漂移量较大外，其他仪器连续7天的零跨偏移量不大。
　　3、精度检查的技术保证
　　精度检查是一项重要的质控指标。此指标反应了仪器的精密度，对仪器的监测数据有重要的影响。根据标准，我们设定了精度检查任务，见表4。
　　表4 精度检查结果表
　　
　　
　　根据精度检查任务表，我们在对各种仪器做零跨检查期间，进行了两次的精度检查，观察其精度的变化。观察期间不对仪器的零跨进行调整。其检查结果见表5。
　　表5 精度检查结果表
　　
　　
　　从精度检查结果表中可以看出，所有仪器两次的精度检查结果都在质控标准内。除CO仪器的精度漂移量较大外，其他仪器连续7天的零跨偏移量不大。对比精度与零跨结果可知，精度检查结果随零跨结果而变化。当零跨检查结果变大时，精度检查随之变大。
　　4 、多点检查的技术保证
　　多点检查就是检查仪器的线性关系。此指标反应了仪器的整体性能状态，与零跨有密切的关系。根据标准，我们设定了多点检查任务。
　　多点检查的技术要点与精度检查一样，也是要以零跨检查为技术基础。多点检查与零跨检查有密切的联系。零跨度的变化会直接影响多点检查的斜率、截距和相关系数。因此，每次做多点检查前，我们必须先进行零跨检查，直到零跨检查合格为止，并将仪器的零跨调整至最适当的值。否则多点检查是不能通过的。
　　三、环境空气自动监测质量控制的管理保证
　　1、人员的管理
　　环境空气自动监测系统是集监测、电子、通信、自动控制于一体的技术性强的高端系统。因此，对此系统的质量控制管理，一定要选派经过空气自动监测培训考核的人员。
　　由于我们将所有子站分包托管运营，其运营单位选派负责运营的人员必须取得空气自动监测培训考核合格证。我们再指定一名质量管理人员专门负责监督运营人员的质控工作。整个质量控制工作流程分三阶段监督，分别由质量管理人员、监督员和室主任三级审核监督管理。为给质量控制工作提供有效的保障，在此我们必须明确运营人员和质量管理人员的工作职责。

　　2 、纳入监测站的质量体系管理
　　我们将《粤港联网珠江三角洲空气自动监测质量管理手册》与我站的质量体系文件相互融合起来，形成一套内外兼备的质量控制体系，并将其纳入到我站的质量体系中。这套质量控制体系，对内符合我站的质量管理要求，不论技术层面还是管理层面都能满足实验室认可准则及计量认定；对外，又能兼顾粤港空气自动监测的质量控制规范，并且在质控技术和标准上都领先于国内同行。
　　3 、专业运营，严格监管
　　为使我市的环境空气自动监测质量控制管理更完善、更专业化，我们由专业运营公司管理的运营模式，通过专业化来保证环境空气自动监测的质量控制。专业运营公司运营管理的优点主要表现在：维护、运行管理更专业化；确保监测数据更准确、可靠；数据获取率更高；转变职能，监测人员可专注监测数据的分析与运用研究；节约运行经费、提高工作效率等。多年来委托专业公司运营的经验也充分证明这一模式的优越性。通过专业的仪器设备公司来管理运营，他们对仪器的构造、原理比较熟悉，能够及时判断故障原因，且运营公司备有常用配件所以仪器故障排除、修复效率大幅提高，从而确保仪器质控的硬件基础。在专业公司对环境空气自动监测系统进行运营的同时，我们制定了一系列针对专业运营商的监管办法，以达到运营和监管相结合的目的。
　　3.4 独立第三方对网络的成效审核
　　我们每年不定期邀请省监测中心或香港环保署专家来对我们的环境空气自动监测系统进行成效审核。一方面是为了了解整个系统的准确性、精密性和可靠性，提高运营监管的力度，保障整个系统稳定的运行；另一方面是体现公正性，对各监测子站仪器的性能进行质量控制检查，同时考核第二方运营商的工作质量及工作成效，确保监测数据更准确、可靠。成效审核工作主要包括有：检查日常运行质量、质控资料，各分析仪器的零跨检查、精度检查和多点检查记录，动态校准仪的流量报告和臭氧的传递报告，并对各个监测仪器及整个监测系统做现场监测比对。通过成效审核，可以对我们的环境空气自动监测系统进行检查和对比，判断该系统的仪器工作是否正常，数据是否可靠、准确，对整个系统的稳定性有很大的帮助，提升了整个系统的工作效率。
　　四、结束语
　　从以上的质量控制结果可知，环境空气自动监测的质量控制不仅包括仪器，还包括整个监测系统。因此，我们要做好质量控制，必须保证分析环境、标准气体、管路、电磁阀和仪器等多个方面的性能指标达到要求。并且我们在人员及运营管理上常抓不懈，认真对待每个质控环节。最后，我们认为我们所建立的质量控制体系能确保监测数据的连续性、准确性和代表性，是科学管理和控制环境空气自动监测系统的有效措施。
　　作者简介：
　　1、 刘宣彩（1984-) 男 汉 江西赣州市 现供职单位深圳市龙岗区环境监测站,助理工程师, 学士，研究方向：环境工程、环境检测方向。
　　2、 周波(1983)男 汉,湖南岳阳 现供职单位深圳市龙岗区环境监测站,助理工程师,研究方向：环境。
　　3、 刘育（1984-）男 汉 广东省梅州市 现供职单位深圳市龙岗区环境监测站 学士 研究方向：环境监测类
　　4、 李嘉鹏（1977-），男 汉 广东省深圳市 现供职单位深圳市龙岗区环境监测站，助理工程师。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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