环境空气监测数据分析及处理
生态与环境工程
2011NO.23
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环境空气监测数据分析及处理
杨亚洋
（江门市环境监测中心站，广东江门529000）
摘
要：本文通过环境空气监测的结果，详细阐述了环境空气自动监测异常数据出现的形式，重点针对测试结果进行了分析，详细的
讨论了异常监测数据产生的原因,提出了相关处理方法,以保证监测数据的准确可靠。这些工作对于推进空气质量监测数据标准化进
程具有一定的借鉴意义。关键词：环境空气监测；异常数据；数据质量；原因分析；处理中图分类号:X82文献标识码:A
空气自动监测系统已广泛应用于各城市中,其在进一步加强对空气质量自动监测站现场开展质控检查的同时,还能够预测空气污染发展趋势和加快应急事件的控制过程。目前,环境空气自动监测已成为我国城市环境空气监测的主要技术手段,我国已有百余个城市拥有这类监测系统。由于自动监测系统面临停电、气候异常、维修等问题，容易产生大量异常数据，下面就如何加强环境空气自动监测系统中日常监测数据的审核工作作探讨。
1异常数据的判断
1.1可预知的异常监测数据对于仪器校准、维护、停电、仪器已知故障及排除故障期的数据、仪器重启可视为可预知的异常监测数据,在数据统计处理过程中将其剔除。
1.2不可预知的异常监测数据
仪器性能不稳定、仪器突发故气象变化、
障、采样系统、辅助设施的故障等诸多因素均能够导致监测数据的突变。
(1)监测数据在零值附近(2ppb到-2ppb)波动,超过5小时；单个监测子站的某项污染
数个极高值。应该有相应物浓度值出现一个、
外界影响(如污染源出现、或位置处于气象、
污染源下风向)条件支持来判断。
(2)监测数据小时值为负数小于-2ppb；监测数据小时值连续出现4个以上恒定值；监测数据小时值在某一数据附近波动,相对偏差小于5%,且持续时间超过5小时。
(3)某一子站的某项污染物监测数值离群明显偏低；某一子站的某项污染物浓度变化趋势与其他子站明显不一致。
2数据质量现状
通过对空气自动监测子站的数据统计分析得到,每年实时监测的近万个监测数据中存在0.95%～3.18%的异常数据。其中以负值形式存在的异常数据占38%左右,以零值附近波动形式存在的占30%左右,以在某一数据附近波动形式存在的占30%左右,数据突然升高形式存在的占2%左右。其中工作人员基本能够对负值形式、突然升高形式的数据做为异常数据判断并进行处理。但对于零值
某一数据附近波动的,甚至一直以某一附近、
固定值出现的数据,只要没有超过二级标准,都没有对监测数据进行判断、作为异常数据剔除。
3异常数据产生的原因分析3.1气路因素
采样头受到遮挡、污染或长时间没有清
阀板电磁洗,采样管路堵塞或引风机的故障、
阀不畅通等因素都可导致监测数值离群、较低、无变化。
3.2分析仪的因素
(1)SO2分析仪
SO2分析仪的采样管道和限流孔受到空气中灰尘的阻塞,内置泵的泵膜受到灰尘污染,紫外灯或检测器老化与损坏,光电元件受到灰尘污染等都能引起监测值的突变。
(2)NO2分析仪
NO2分析仪的采样管道和限流孔受到空气中灰尘的阻塞,外置泵的泵膜受到灰尘污染,光电倍增管室正常工作范围是0℃～3℃,仪器在使用过程中有时会出现光电倍增管室温度超出范围的现象,在钼炉的转化效率低于96%时,会导致NO2监测数据偏低从而导致监测数据异常值。
(3)PM10监测仪
采集气路系统漏气,导致监测结果偏低；流量计受阻,采样流量达不到预设的16.7L/min,使监测值偏高；采样滤膜带断裂,测量值会持续增大或恒定不变；走纸主动轮性能不稳定,用力不均,使纸带边缘撕破,滤纸带偏移计数器,数据将会出现恒定不变值；当外界气候突变,如下雨时空气湿度较大,加热管不能完全分离水份,导致潮湿空气中的水份吸附在滤膜上,在测量周期内吸附在滤膜上的低沸点物质、水份随温度的不断上升而挥发,会出现监测数值为负值或一直处于一个很低水平的监测结果。
3.3其他影响因素
(1)仪器与数据采集器的模拟输出联线松动会导致数据采集器显示的监测数值与实际测量不符,工控机死机,会导致传输的数据为一恒定值。
(2)供电系统不稳定,断电及断电恢复后仪器预热过程的监测值一般为离群、异常监测值。
4异常数据的处理
对于异常数据应做到及时的判断,查找异常数据产生的原因,并进行正确的数据处理,如在剔除异常数据后的其他正常数据满足规范规定(二氧化硫、氮氧化物18小时,PM1012个小时)的数据小时数,可以直接剔除异常数据进行数据统计,同时参看相同功能区的其他子站的数据,在剔除异常数据后的其他正常数据不满足规范规定的数据小时数
可采用其他监测手段、或参看相同功能区的其他子站的数据。具体数据处理程序如图1所示。
5结论总之，无人值守的自动监测系统,因仪器维护周期较长,使一些仪器故障和外界因素的干扰不能及时排除,导致获取一些异常监测数据,因此需要及时记录大气气候条件的
对获取的异常监测数据进行正确地、有变化、
效地判断处理,建立好仪器校准、定期的零点和量程漂移检查、异常监测数据的处理等数据质量保证制度并使之真正得以落实,在处理工作中应根据不同的检测仪器及实地采样条件，制定更适合具体情况的解决办法，不能
科学的管理方法，尽职尽责的工作机械照搬。
态度以及熟练的个人技术是大气自动监测系统正常运行的有力保证。在确保自动系统采集数据的准确可靠的同时,真正发挥自动监测的作用，为环境管理提供科学的依据。
参考文献
[1]刘涛,吕颖坚,丘志锋,陈丽萍,何丽萍,黄江鑫,宋宏,杨轶戬.城市空气监测数据与空气污染指数的相关性分析[J].华南预防医学，2006.02
[2]黄炳洲,李宏扬.空气自动监测数据分析处理电脑化自动化[J].环境科学与技术，2005.S1[3]姚文辉.长光程大气自动监测中异常数据的分析及处置[J].中国环境监测，2004.04
图1数据处理流程图
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