環境空氣監測數據分析與處理技術研究

摘要：當前我國各地區城市空氣質量不斷下降，大范圍空氣污染對人類健康、動植物生長、工農業生產等均產生嚴重的負面影響，環境空氣質量數據監測技術的應用，能夠對空氣中存在的主要成分、異常數據進行分析。本文即圍繞環境空氣監測數據分析與處理技術，展開區域空氣質量的監測活動，從而得出較為科學、客觀的空氣監測結果。

關鍵詞：環境空氣;監測數據;分析;處理技術

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）11-0-02

Abstract： At present， the air quality of cities in various regions of China is declining. Large-scale air pollution has serious negative impacts on human health， animal and plant growth， industrial and agricultural production， etc. The application of environmental air quality data monitoring technology can exist in the air. Analysis of main components and abnormal data. This paper focuses on the analysis and processing technology of ambient air monitoring data， and develops regional air quality monitoring activities to obtain more scientific and objective air monitoring results.

Key words： Ambient air; Monitoring data; Analysis; Processing technology

環境空氣監測技術是對污染物排放進行查看與檢測的技術，主要通過對PM10、PM2.5及其他有毒有害物質的監測，來分析某一地區環境空氣的污染狀況，從而實現對有害空氣污染物的有效控制。通過利用空氣數據監測與處理技術，將監測到的環境污染數據轉化為空氣質量指標，能幫助環境管理人員直觀地判斷空氣污染情況，然后擬定相應措施進行空氣污染的治理。

1 環境空氣監測數據的內容及監測方法分析

1.1 環境空氣監測數據的主要內容

空氣質量為近年來中央及地方政府關注的主要問題，也是環保部門重點檢查環境保護項目，通過對環境中空氣質量的監測、數據分析，可以保證環境空氣監測數據的準確性。當前國家有關環境空氣質量監測，通常存在以下幾方面監測指標：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、可吸入顆粒物（PM2.5/PM10）、臭氧（O3）、有毒有害物質（F或Pb）等，按照每25～30 km2面積設置1個監測點，每片區域設置不少于8個監測點。在開展環境空氣質量監測過程中，主要使用紅外氣體過濾法、紫外熒光法、紫外光度法，對以上設置的環境空氣質量監測項目進行監測。

1.2 環境空氣監測數據的處理方法

環境中的空氣在不斷流動，因此對于某一區域空氣質量、空氣污染的監測也具有實時性。根據不同環境空氣監測數據的適用范圍，通過多種環境空氣監測方法的運用，從而得到更加全面、準確的空氣質量數據結果。當下在環境空氣監測數據的處理過程中，主要用到以下幾個方法：

（1）數據規整法。數據規整法通常對搜集到的有效數據進行處理，在監測到一系列環境空氣數據后，要根據不同監測數據的類型、結構，分析環境空氣數據信息的安全性、真實性，將有效的空氣監測數據進行處理與保存。（2）反復驗證分析法。對于區域環境空氣質量的監測，要通過不同空氣指標的多次測量、反復驗證與分析，對多種空氣監測數據進行綜合。（3）時間序列分析法。環境空氣質量的監測主要存在監測項目、監測點、監測頻率等要素，其中選擇合適的空氣監測頻率，不僅可以大大節約監測工作的資金成本，而且能夠保證空氣質量監測結果的準確性，采用時間序列分析法，設置恰當的監測頻率間隔，對空氣質量監測數據進行分析，能夠得到較為客觀準確的空氣監測數據結果。（4）出具監測報告。在完成空氣質量數據的監測與分析后，要出具空氣監測報告，對空氣質量報表中的各項數據內容作出評價，并對最終的監測結果進行陳述。

2 環境空氣監測數據分析與處理技術

2.1 PM2.5/PM10監測儀進行空氣數據的監測

PM2.5/PM10監測儀主要包括采樣管、切割器及監測儀等裝置，其中切割器能將不同直徑粒子進行分離，之后經由采樣管進入到監測儀中。因此空氣中PM2.5、PM10等粒子的連續監測系統，存在樣品采集、數據測量、數據傳輸與保存等環節，分別負責環境空氣顆粒物的切割、分離與測量，然后將監測到空氣數據存儲至數據庫中，PM2.5、PM10顆粒物測量方法分別為β射線吸收法、微量震蕩天平法等。但在使用PM2.5/PM10監測儀，進行環境空氣中顆粒物的監測時，需要注意監測儀濾膜、流量計的完整性，濾膜破裂或流量計現實不準確，都會對最終的顆粒物粒子監測結果產生影響。

2.2 NO2/SO2分析儀開展空氣監測數據的分析

在運用NO2分析儀，對環境空氣中NO2濃度進行測量的過程中，首先要把空氣送入315℃高溫的鑰爐轉換器，將空氣樣品內的NO2轉化為NO，之后再將氣體NO輸送至光學平臺反應室，與臭氧（O3）發生反應并監測氮氧化物（NO2+NO）的濃度，從而得出環境空氣的NO2物質濃度。而空氣SO2分子濃度的數據監測與分析，通常使用SO2分析儀，依據熒光光譜學原理，分離出鋅燈213.8nm的單譜線，單譜線與SO2分子作用，發射熒光并聚焦到光電倍增管上，轉換為電信號被測量。由于發射的熒光強度（波長300～400nm），與SO2分子濃度成正比，因此通過檢測熒光強度，就能獲得SO2的濃度值。

2.3 異常數據的合理性、可比性分析

環境空氣質量監測數據的搜集、分析與處理，常常會遇到存在干擾或偏差的異常數據，這些異常數據混于客觀、真實的數據中，對空氣質量指標的檢測結果產生影響。根據以上分析可以得出，由于空氣質量會受到天氣變化的影響，而在短時間內發生一系列變化，所得到的監測結果很可能不準確或不真實。因此在對空氣監測的異常數據分析時，要從合理性、可比性兩方面著手，對多個空氣質量數據之間的關聯關系進行分析，比較同種類型環境空氣監測數據的差異，以判定空氣監測數據是否真實與合理，對影響空氣質量監測結果的變量進行刪除或調整，以保證空氣質量數據處理的完整與全面。環境空氣監測異常數據的審核流程如圖1所示：

3 環境空氣監測數據分析與處理的質量控制

3.1 不同環境監測主體部門職責的劃分

在開展某一地區環境空氣監測前，要對環境保護部門、監測部門的責任做出明確的制度規定與劃分，將空氣監測的權利、責任落實到個人。之后選取TH-β25B大氣顆粒物自動監測儀、PM10監測儀、TH-2002二氧化硫分析儀等設備，進行多種空氣質量指標的監測，并對監測到的空氣質量數據進行規整、時間序列分析，得出最為準確、客觀的環境空氣質量結果。同時也要運用多種數據處理與分析方法，對存在問題的數據進行及時刪除，從而促進空氣監測質量控制工作的順利開展。

3.2 區域性環境空氣監測數據分析與處理系統的建立

城市中空氣質量監測，通常會設置多個空氣數據搜集的監測站點，對一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、可吸入顆粒物（PM2.5/PM10）、臭氧（O3）、有毒有害物質（F或Pb）等進行監測。之后構建區域性的環境空氣質量監測網絡系統，進行空氣數據監測流程的審核與分析，在數據信息出現錯誤或異常時，監測人員可以根據系統報警，及時察覺與處理存在的異常數據，并將自動處理完成的數據資源，上傳至操作維護中心平臺，以提升環境空氣監測的數據質量及結果準確性。

4 結語

我國社會經濟與工業化生產的快速發展，帶來霧霾、酸雨等一系列環境空氣污染問題，對城市居民的生產與日常生活產生嚴重的不良影響。因此要利用多種空氣監測技術，如大氣顆粒物自動監測儀、PM10監測儀、NO2/SO2分析儀等，對空氣中存在的有毒、有害污染物進行數據監測與篩選，然后運用空氣監測數據分析與處理系統，對監測點測得的空氣質量數據進行處理、上傳，使管理人員實時掌握某一區域準確的環境空氣狀況，來為空氣污染的防控與治理提供相應的數據支持。

參考文獻

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收稿日期：2019-08-12

作者簡介：張靜林（1962-），男，漢族，本科，工程師，研究方向為環境監測、環境影響評價。