大气超级站质控质保体系技术规范
1 适用范围
本规范规定了长三角区域大气超级站质控质保体系的组织架构、日
常运行维护要求、质量保证和质量控制以及数据有效性判断等技术要
求。
本规范可应用于长三角环境监测站生态环境监测部门及其他社会
环境监测机构采用连续自动监测系统开展大气颗粒物组分、光化学前体
物VOCs组分和颗粒物垂直分布监测时的运行管理与质量控制。
2 规范性引用文件
本规范内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件,
其有效版本适用于本规范。
HJ630 环境监测质量管理技术导则
HJ653 环境空气 颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统技术要
求及检测方法
HJ654 环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统
技术要求及检测方法
HJ 655 环境空气 颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统安装和
验收技术规范
HJ799 环境空气 颗粒物中水溶性阴离子(F-、Cl-、Br-、NO2-、
NO3-、PO43-、SO32-、SO42-)的测定 离子色谱法
HJ800 环境空气 颗粒物中水溶性阳离子(Li+、Na+、NH4+、K+、Ca2+、
Mg2+)的测定 离子色谱法
HJ817 环境空气 颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动监测系统运行和
质控技术规范
HJ818 环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统
运行和质控技术规范
HJ829 环境空气 颗粒物中无机元素的测定 能量色散X射线荧光光
谱法
HJ830 环境空气 颗粒物中无机元素的测定 波长色散X射线荧光光
谱法
HJ910 环境空气 气态汞的测定 金膜富集冷原子吸收分光光度法
HJ1010 环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及
检测方法
大气颗粒物组分自动监测质量保证与质量控制技术规定(第一版)
国家环境空气挥发性有机物连续自动监测质量控制技术规定(试
行)
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本规范。
3.1 大气超级站
大气超级站(Atmospheric Supersites)是利用先进的高度专业化
的监测设备对空气污染理化特性、立体时空分布、成因和变化规律及其
生态和健康影响开展多维度多参数、高时间分辨率长期观测和实验研
究,并以此推动监测技术进步的多要素综合性大气监测站。
3.2 大气颗粒物组分自动监测
大气颗粒物组分自动监测是指采用连续自动监测仪器对环境空气
中的颗粒物进行连续采集、处理、分析其成分的过程。大气颗粒物组分
自动监测仪包括水溶性离子自动监测仪、有机碳/元素碳自动监测仪、
无机元素自动监测仪、大气颗粒物激光雷达等。
3.3 挥发性有机物
挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是在常温下,
沸点50℃至260℃的各种有机化合物。本规范仅指C2-C12的57种PAMS
组分。
3.4 环境空气VOCs自动监测系统
指采用连续自动监测仪器对环境空气VOCs进行连续样品采集、处
理、分析的过程。
3.5 质量目标
通过数据质量目标规划程序获得的对数据定性和定量描述,该程序
阐明工作目标、确定最适合的数据收集类型和收集条件,明确潜在判定
误差的可接受水平。
3.6 质量保证
为使人们确信产品或过程的质量满足规定要求所必需的有计划、有
系统的全部活动。
3.7 质量控制
为满足规定质量要求所采取的技术活动。
3.8 数据审核
对监测数据完整性、有效性进行审核,标记无效数据原因并作相应
处理。
4 大气超级站仪器配置
大气超级站监测的建设目的为解决大气复合污染问题,仪器配置类
型较多、原理与结构复杂,按照监测类别可分为常规监测、颗粒物化学
组分、颗粒物物理特性、光化学组分、地基垂直遥感、气象要素等。按
照仪器设备的优先级,可分为基本配置与扩展性配置,该规范仅针对基
5 大气超级站质控质保体系
5.1 大气超级站质控质保体系架构
大气超级站质控质保体系架构围绕完成质量目标而建设,包括质量
控制、质量保证与数据审核三个方面。
5.2 质量目标
数据质量目标:对于监测数据允许的不确定度与环境测量的质量相
联系而制定的目标。结合国家及地方的实际情况和需求,数据质量目标
主要包括以下四类:
(1)方法检出限:连续通多点最低浓度点7次,7次浓度数据计算
其标准偏差(SD),由公式1计算方法检出限。
MDL =t (n-1,0.99)×SD (1)
式中:MDL 为方法检出限;
n 为样品的平行测定次数;
t 为自由度为n -1,置信度为99%时的t分布(单侧);
SD为n次平行测定的标准偏差。其中,当n为7时,t (n-1,0.99)
= 3.143。
(2)精密度:1)考察在相同条件下一组实验测量结果的一致程度;
采用最高浓度点的20%浓度水平,重复7次分析,计算7次标准差,求
出的标准差除以平均值即可得到;计算方法如公式2,该指标须在±15%
以内。2)考察在相同条件下但不连续通标测量结果的一致程度;相邻两
次相同条件相同通标浓度的偏差应小于等于25%。
式中:RSD为相对标准偏差,即精密度;
Yi为标准物质第i次测量值;
`Y为标准物质测量平均值;
n为测量次数。
(3)准确度:是测量值与已知参考值的相对接近程度。准确度审
核需要向仪器通入已知浓度的标准浓度,按照公式3、4计算仪器示值
与标准物质浓度的相对偏差。参考标准物质可以是被内部或者外部实验
室审计使用的盲样。准确度要求在±30%以内。
式中:di为每个审核点的相对误差,即该审核点的准确度;
Yi为标准物质仪器测量值;
Xi为标准物质浓度值。
式中:di为每个审核点的相对误差;
k为审核点数;
D为平均相对误差,即一系列审核点的准确度。
(4)数据完整性:有效数据与理论总数据相比的百分比;数据完
整性应大于80%。
5.3 质量控制
5.3.1日常运行维护和质量控制要求
日常运行维护和质量控制工作是大气超级站质控质保工作的核心
部分,由大气超级站所属单位或委托社会化运维单位承担,定期对站房、
仪器与设备等进行巡检、维护和校准等,保证站房环境符合要求、仪器
设备正常运行、监测数据完整且有效。
参考《环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统
运行和质控技术规范》、《环境空气 颗粒物(PM10和PM2.5)连续自动
监测系统运行和质控技术规范》《国家环境空气挥发性有机物连续自动
监测质量控制技术规定》、《大气颗粒物组分自动监测质量保证与质量
控制技术规定(第一版)》等国家相关质控文件的规定,开展每日维护、
每周巡检、每周质量控制、每月质量控制、每季度质量控制和每年质量
控制等工作。如国家出台最新的相关质控标准规范,参考最新内容。
除上述文件中规定的日常运维及质控内容外,建议:(1)有机碳/
元素碳自动监测仪有条件的可以使用OCEC标准膜片做外标质控测试;
(2)有机碳/元素碳自动监测仪每年至少开展1次MnO2氧化效率的测
试;(3)大气颗粒物组分自动监测仪使用全系统校准设备对仪器每年
至少进行2次校准测试。
5.3.2 质量控制文件
质量控制文件是为保障质量控制工作的流程化、标准化与可追溯而
制定的文件,包括每台仪器的标准操作规范(Standard Operating
Procedure,SOP)、日常运行维护与质量控制规范、巡检表格、维修表
格与校准表格等。其中标准操作规范包含仪器原理、结构、安装、开关
机、运行维护、故障排查与处理、校准、数据处理等的操作内容;日常
运行维护与质量控制规范为5.3.1部分的内容;巡检表格、维修表格与
校准表格等记录表格应包括维护内容、参数修改记录、操作人员与日期
等信息。质量控制文件应放置在大气超级站内,记录表格要定期存档。
5.3.3 运维监管
为保证仪器日常运维工作按照要求保质保量完成,建议对运维工作
定期进行监管:监管内容包括站房环境、仪器设备状态、数据完整性与
有效性、运维工作完成率、表格记录与人员技术水平等方面;监管方式
包括运维月度总结会、与运维方无利害关系的第三方开展现场核查。
5.4质量保证
5.4.1量值溯源
为保证长三角区域内测试数据的可靠性、统一性和可比性,仪器的
定量器具在投入使用前需进行量值溯源,并建立周期性溯源计划并实
施,保证监测仪器在有效期内使用。
大气颗粒物组分自动监测的量值溯源主要包括标准物质(标准溶
液、标准膜片、标准小球)、辅助定量器具等。VOCs自动监测系统的量
值溯源主要包括标准气体的溯源和稀释装置中流量的溯源两种。
颗粒物组分标准物质:应使用具有溯源性的标准物质(如标准溶液、
标准样品和标准膜片等)对系统进行校准,标准物质推荐使用国家标准
溶液(GBW和GBW-E)、国家标准样品(GSB);进口标准膜片应能溯源
至国际权威的计量机构(如NIST 等)。标准溶液在使用前,需经实验
室离子色谱进行校核,其母液留样保存三个月以上,接受抽测核验。
辅助定量器具:移液枪、注射器等定量器具,每年至少校准一次。
标准气体:标准气体是VOCs定量的核心,应使用国家一级标气以
上的标准气体;标准气体可追溯至NIST。长三角区域各省超级站的VOCs
仪器标气可考虑定期送至实验室开展不同标气的比对测试,每个标准气
体三次平行测定结果的相对偏差应不超过±30%。
零气发生器:应定期检查零气发生器的温度控制和压力是否正常,
气路是否漏气;温度控制器出现故障报警或维修更换后,必须用工作标
准进行校准;应定期检查并排空空气压缩机储气瓶中的积水;按照仪器
说明书的要求,对零气发生器中的分子筛、氧化剂、活性炭等气体净化
材料定期更换,净化材料每6个月至少更换一次。若发现各项目的监测
误差和零点漂移明显增大,应查明原因,必要时更换净化材料。
动态校准仪:应具备能准确稀释标气浓度到1nmol/mol以下的的稀
释能力;校准系统内部管路应尽可能短,并设计惰性化处置的管路,使
其不与PAMS监测因子反应、不释放干扰物、不吸附监测污染物;校准
系统中的流量计或压力计应选用经与国家或地方计量检定/溯源的基准
流量计或压力计进行季度的流量检查。
5.4.2 绩效审核
绩效审核是质量目标评估的过程。由区域质量管理协调组每年组织
一次对纳入长三角区域大气超级站内的自动监测系统工作开展绩效审
核,验证其工作是否达到质量目标要求。审核程序包括质量保证系统的
所有范畴,即包括数据质量审核、质控审核和系统审核三种。
(1)数据质量审核
数据质量审核需要对从数据采集到报告的所有过程开展详细的评
价。评价的内容不仅包括:数据的记录和保存,数据计算方程,数据处
理文件,数据完整性,质控数据;还包括谱图质量检查,数据相关性检
验等。数据完整率与数据有效率是数据质量审核的核心。
(2)质控审核
质控审核是质量保证工作的核心部分,是对一个测量系统开展独立
的定量评价和分析的程序。性能审核内容至少应包括准确度、精密度等。
具体操作如附录A所示。
(3)系统审核
通过检查质量系统内各个范畴,包括质量管理计划与实施、成效目
标的符合性、人员资源配置的合理性、内部审核和预防纠正措施成效的
评估、新监测技术和设备的可用性等,保证系统持续准确和有效,建立
系统运行考核制度、质量管理体系运行监审制度、系统运行有效性审核
与评价程序等。即独立审核监测网络的运作,考核整个监测网络和各子
站监测数据的准确度。
5.4.3 运维管理
对大气超级站运维单位进行管理,对其人员配置、备机耗材配件、
内部质量控制与管理等进行监督,保证其有能力按时按量完成运维工
作。
5.4.4人员管理
大气超级站运维人员应充分掌握仪器原理、结构、运维、故障维修、
校准及质保保证等知识与技能,大气超级站所属单位可对人员进行上岗
考核,持证人员方可操作仪器,并定期开展技术培训。
5.5数据审核
对于采集到的在线监测数据,开展三级数据审核,具体职责、分工
及工作内容请见附录B。
数据审核内容可分为完整性审核、空间一致性审核、历史一致性审
核和异常/离群数据处理,具体请见附录C。
(1)完整性审核:主要涉及小时数据、日数据、月数据和年数据
的完整性审核。
(2)空间一致性审核:对比多个站点相同污染物浓度的时间序列,
判断数据有效性。
(3)历史一致性审核:主要涉及数据界限值审核、数据相关性审
核、常检出物种审核、数据合理性审核。
(4)异常/离群数据审核与处理:审核数据的结果一般有有效数据、
存疑数据和无效数据三种。其中:经数据审核且满足数据审核规则的有
效数据直接保留;经数据审核为存疑数据的,需对设备状态、维护校准
记录、谱图进行确认,若由于保留时间造成的数据异常,重积分后再次
进行数据上传;若由于仪器性能等不满足要求造成的,直接做无效删除
处理;若无法确认原因的其他存疑数据进行标记并注明理由,以备数据
分析人员参考;无效数据直接进行删除处理,并标明无效数据判断原因。
6 协调机制
为保障长三角区域大气超级站质控质保工作按照本规范执行,并推
动区域内质量工作的不断完善,需配套相应协调机制。
6.1 区域质量管理协调组
在中国环境监测总站的指导下,由三省一市省级环境监测中心分管
领导和具体负责人组成,每年定期组织召开区域质量管理交流会,协调
讨论有关长三角区域大气超级站质量相关的技术工作,负责制定和修改
有关长三角区域大气超级站质控质保的技术文件,并制定年度区域内超
站质量管理工作方案。
6.2 科学顾问组
科学顾问团队,由区域质量管理协调组聘请大气环境监测领域相关
技术专家组成,审阅长三角区域大气超级站质控质保工作方案并提供技
7 实施与监督
7.1 本规范由县级以上人民政府生态环境主管部门负责监督实施。
附录A:大气超级站绩效审核方案
大气超级站绩效审核方案包括颗粒物化学组分网和光化学组分网
绩效审核方案。
一、颗粒物化学组分网绩效审核方案
1、精密度审核
精密度审核采用连续多次向监测仪器加入同一浓度的标准物质(离
子标准溶液或蔗糖溶液等),水溶性离子自动监测仪加入100ppb的标
准溶液,有机碳/元素碳自动监测仪加入10μgC的蔗糖溶液,也可根据
实际情况选择接近环境中污染物实际浓度水平的浓度点。记录每个浓度
点的仪器示值(Yi)和标准物质的浓度(Xi),重复7次,根据仪器的
相对标准偏差RSD,来确定仪器的精密度。
2、准确度审核
准确度审核采用连续多次向监测仪器加入一系列浓度的标准物质
(离子标准溶液或蔗糖溶液等),水溶性离子自动监测仪依次加入浓度
为50、100、150、200、250ppb的标准溶液,有机碳/元素碳自动监测
仪依次加入2.5、5、7.5、10μgC的蔗糖溶液,记录每个浓度点的仪器
示值(Yi)和标准物质的浓度(Xi),计算仪器示值与标准物质浓度的
平均相对误差D,来确定仪器的准确度。
3、空白审核
(1)每日自动空白
有机碳/元素碳自动监测仪每日自动空白,统计其最大值、最小值
和平均值的变化。
(2)手动空白
待仪器稳定后,放入空白滤膜或去离子水,启动程序,连续测量2
次,记录仪器示值。
(3)全系统空白
在仪器采样口接入高效过滤器,仪器正常采样,记录仪器响应值,
连续测量2小时,记录仪器示值。
4、全系统校准:
有条件的可每半年开展一次全系统的校准,分为SO2全系统校准和
颗粒物组分全系统校准。
仪器设备:动态校准仪(输出流速≥20L/min,最大稀释倍数≥
1000)、零气发生器(储气量≥30L)、SO2标准气体、缓冲瓶、SO2监
测仪(在线紫外荧光法)、可移动式颗粒物化学组分校准仪。
(1)使用大流量SO2校准设备,产生16.7L/min或者3L/min已知
浓度的SO2标气通入水溶性离子自动监测仪,每个浓度点获取3组数据,
记录仪器监测结果,依次通入0、5、10、20、50、0ppb的SO2标气,
每次校准分别记录水溶性离子在线监测仪和SO2监测仪(在线紫外荧光
法)的监测结果,以SO2监测仪(在线紫外荧光法)的监测结果为基准,
计算水溶性离子在线监测仪监测结果的相对偏差、精密度和准确度,结
合离子色谱检测器的校准结果(液体外标的校准结果),评估采样系统
气体的吸收效率η和响应时间t。
(2)使用颗粒物组分全系统校准设备,产生已知浓度的颗粒物通
入监测仪,重复3次,记录仪器监测结果,然后改变浓度水平,记录每
次校准仪器监测结果,计算相对偏差、精密度和准确度,结合离子色谱
检测器的校准结果,评估采样系统的采集效率γ;
二、光化学组分网绩效审核方案
VOCs绩效审核使用质保QA专用的一套通标系统开展现场测试和检
查。具体审核指标和要求如下:
(1)方法检出限:连续通多点最低浓度点(≤1ppb)7次,用该7次
浓度数据计算其标准偏差(SD)。90%物种(包括乙烷和乙烯)的方法
检出限(MDL)值应小于0.15 ppb。方法检出限计算方法如公式B.1所
示。
MDL=SD*3.143 (B.1)
(2)标准曲线:完成空白测试后进行标准曲线测试,选择(0.5、2、
4、6、8、10ppb)6点标准气体开展对仪器的线性化测试,若最低点无
法达到0.5ppb,但也应≤1ppb;系统由低到高依次通入各个浓度点,记
录各点响应,绘制强制过零点的标准曲线。要求所有组分R≥0.990,90%
组分R≥0.995。
(3)空白:即全系统空白(含采样支管、除水模块),将零气按照
仪器测试环境空气的方法源连续两次通入分析仪进行分析(推荐从采样
支管通入),记录第二次零气分析的结果,90%组分的零气空白结果≤
各待测组分的方法检出限且≤0.1ppb。
(4)精密性:稀释至2ppb标准气,重复7次分析,计算7次面积之
平均值及标准差,求出的标准差除以平均值即可得到,该指标须在±15%
以内。
(5)分离度:系统正常工作状态下通入标准曲线中间浓度点,根据
峰宽和保留时间计算目标化合物和相邻化合物的分离度(R),要求环戊
烷和异戊烷、2,3-二甲基戊烷和2-甲基己烷、邻二甲苯和苯乙烯的分离
度≥1.0。分离度计算方法如公式B.2所示。
其中:t2为后一峰的保留时间,t1为前一峰的保留时间,W2为后
一峰的峰宽,W1为前一峰的峰宽。
(1)绩效检查:目的在于确认被检查仪器所使用校准系统与现场QA
检查携带校准系统的偏差情况。用站房现有标气测定3次,质保QA标
气测定3次,分别计算出各物种的面积平均值;用现有标气浓度除以现
有标气面积,再乘以质控标气面积,求得各化合物浓度,再将各化合物
浓度与质控用标准气体浓度比对,计算相对偏差。
附录B:大气超级站监测数据审核管理办法
第一章 职责和分工
第一条 各省级环境监测中心负责本省(市)大气超级站自动监测
数据的传输和审核管理,建立三级数据审核制度。一级审核由仪器运维
方或各市级环境监测中心负责完成,二级审核由省级环境监测中心大气
超级站所属科室或者指定第三方负责完成,三级审核由省级环境监测中
心分管领导签发。
一级审核人员的职责范围包括:
(一)检查大气超级站监测数据平台数据的完整性,确认数据缺失
原因,补传缺失数据;
(二)对大气超级站监测数据平台自动审核结果进行再审和确认;
(三)对大气超级站可疑数据查找原因,正确辨别,及时审核;
(四)向二级审核人员按时提交监测数据初审意见;
(五)对经二级审核人员二审未通过的异常数据及时予以处理,并
(三)对一级审核人员提交的数据初审意见进行二审,并向一级审
核人员反馈异常数据的二审处理意见;
(四)对一级审核人员数据审核工作进行监督抽查;
(五)制作数据审核报告,提交三级数据审核人员签发。
三级数据审核人员的职责范围包括:
(一)检查确认一级和二级数据审核的完成度与合理性;
(二)对数据审核有问题的地方退回重新审核;
(三)确认数据审核没问题后签发数据审核报告(表)。
第二条数据审核服务公司应建立一级审核制度与相应操作手册,并
上报省级环境监测中心批准。省级环境监测中心负责建立二级、三级审
核制度与相应操作手册,组织相关技术培训。
第二章 工作内容
第四条 大气超级站审核人员应当对系统预先审核结果进行人工再
审。因仪器设备故障、运行不稳定或其它监测质量不受控情况下出现的
分钟和小时负值和零值,均按无效数据处理。
第五条 一级审核人员每日10时前完成前24小时自动监测数据的
初审工作;对需要重积分的数据,上传重积分数据后进行审核,最多延
迟24小时审核;当天因网络故障等原因未能完成数据初审报送的,可
顺延一日审核报送,最多顺延二日。
第六条 二级审核人员按时完成审核工作。每日12时,对一级审核
人员提交的自动监测数据初审意见进行复核。对原始数据正常、审核依
据充分的数据,通过复核并登记记录,进入审核数据库。对于审核依据
不充分的数据初审意见,将不通过复核,并反馈给一级审核人员。
第七条 一级审核人员收到二级审核人员返回的重新复核要求后,
根据复核意见,结合所涉及站点的监测仪器运行情况、数据质量控制情
况,对返回的数据进行再审核。审核结果应于次日通过数据平台提交,
最迟在二级审核人员复核结果产生后的第3天完成提交。
第八条 一级审核人员应当在每周二24点前完成上周VOCs重积分
数据审核和上传工作。
第九条 二级审核人员每周对数据进行一次再复核,并确认所有存
疑数据已处理完成。
附录C:大气超级站监测数据审核技术方案
数据审核内容可分为数据完整性审核、历史数据一致性审核、空间
一致性审核和合理性审核。
一、数据完整性审核:主要涉及小时数据、日数据、月数据和年数
据的完整性审核。
1、小时数据完整性:VOCs小时数据内缺失组分不应超过30%,若
超过30%,该小时所有数据标识为存疑;颗粒物组分中有重要组分缺失,
如OC、EC、NO3-、SO42-、NH4+则应直接标识为存疑。
2、日数据完整性审核:日小时数据的完整性应大少于18小时;
3、月数据完整性审核:月数据的完整性应不少于20天(其中臭氧
高污染月份的VOCs数据应不少于24天);
4、年数据完整性审核:所有月数据均为有效数据。
二、空间一致性审核,即站点平行性审核
结合相近站点的时间序列判定是否有异常数据,当主要组分浓度差
别在8倍以上时,标记存疑;对数据的时间序列进行进一步查验,并删
除异常情况下的数据。
三、历史数据一致性审核:主要涉及数据界限值审核、数据相关性
审核、常检出物种审核、数据合理性审核。
1、数据界限值审核
(1)污染物小时浓度应位于过去一年小时浓度的最大值和最小值
之间,否则标记存疑。
2、数据相关性审核
(1)同一站点EC和BC、K和K+、Ca和Ca2+等类似因子进行线性
拟合,决定系数R2<0.7或斜率不在0.8~1.2之间,标记存疑;对数据
的时间序列进行进一步查验,排除生物质燃烧、沙尘等特殊过程的影响,
并删除异常情况下的数据。
(2)正丁烷/异丁烷、正戊烷/异戊烷、间对二甲苯/邻二甲苯,决
定系数R2<0.7,标记存疑;
(3)顺/反-2-丁烯,顺/反-2-戊烯浓度高于0.2ppb时,决定系数
R2<0.7,标记存疑;
(4)苯/环己烷,散点图出现分叉的,标记存疑;
(5)其他异构体如2,3-二甲基丁烷/2-甲基戊烷/3-甲基戊烷。散
点图出现明显分叉或无相关性的,标记存疑。
3、常检出物种审核
(1)颗粒物化学组分常检出物种(Cl-、NO3-、SO42-、NH4+、OC、
EC、K、Ca、Mn、Fe、Ba、Pb、Hg等)浓度应大于0,否则标记为存疑。
(2)VOCs常检出物种(乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、乙炔、正丁烷、
甲苯、间+对/二甲苯和乙苯)浓度应大于0,否则标记为存疑;异戊二
烯应在夏季8:00-17:00浓度大于0,否则标记为存疑;常检出物种浓度
应满足以下关系,否则标记为存疑:乙烯<乙烷,丙烯<丙烷,邻-二甲
苯<间+对二甲苯。
4、数据合理性审核
合理性审核是从数据科学性、合理性与逻辑性等角度,对数据有效
性进行判断。
(1)PM2.5质量重构
PM2.5化学组分主要为水溶性离子、有机碳元素碳和无机元素等,
三大类化学组分的质量浓度加和SUM(公式D.1)与PM2.5比值R(公式
D.2)应在0.5~1.2范围内,若超出此范围,应标记存疑。
其中,SUMWSI为水溶性离子组分质量浓度加和,单位μg/m3;
f(OM/OC)为有机碳转化为有机物的系数,通常为1.4~1.8;
SUMElement为无机元素转化为最高氧化态的质量浓度加和,单位μ
g/m3;
SUM为水溶性离子、有机碳元素碳和无机元素三大类化学组分的质
量浓度加和,单位μg/m3;
PM2.5为环境空气中细颗粒物的质量浓度,单位μg/m3;
R为质量重构浓度与PM2.5的比值,无量纲单位。
(2)阴阳离子平衡
根据电荷平衡原理,水溶性离子组分所测阴离子与阳离子的电荷量
应一致,因此可分别计算并比较水溶性离子组分数据的阴阳离子电荷数
μeqanions和μeqcations,从而判断数据有效性。计算方法如公式D.3、
D.4和D.5。
式中:RA/C为阴阳离子电荷数比值,无量纲单位;
μeqanions为阴离子电荷数,单位:μmol/m3;
μeqcations为阳离子电荷数,单位:μmol/m3;
[M+]为M离子的质量浓度,单位:μg/m3;
将μeqanions与μeqcations做线性拟合,R2要在0.9以上,斜率
在0.8到1.2之间,并对图中明显的离群值进行检查,并删除异常数据。
(3)元素碳/有机碳审核
检查气溶胶有机碳/元素碳质量浓度的比值(OC/EC)和仪器中分割
时间(Split Time)的时间序列,当比值和切割时间出现明显突变时,
需要对数据进行进一步检查,并删除异常数据。
OC/EC比值正常范围小于50,分割时间正常值范围≤350s。分割时
间后移会导致OC/EC比值异常高值,处理办法:1、软件手动调整分割
时间至正常值,导出有机碳元素碳的浓度数据;2、对于异常时间较短
的数据,可以参考前后时间段正常分割时间时OC/EC比值,将该小时TC
重新分割OC、EC浓度值。
(4)单个VOCs物种出现无上升下降趋势的偶发高值、规律性高值,
以及出现断层的,标记存疑。
5、同点位在线与离线相关性审核
如果大气超级站站点同步开展手工监测,可开展同点位手工采样分
析结果与自动在线仪器监测数据的比对,作为大气超级站数据审核的参
考依据之一。
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