国家环境监测网环境空气颗粒物、臭氧自动监测现场核查课件

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1、,国家环境监测网环境空气颗粒物、臭氧自动监测现场核查,中国环境监测总站 质量管理室 国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,2,主要内容,3,主要内容,4,国家网质量管理需求 大气环境形势严峻，政府高度重视,重点开发区域环境质量监测预警技术，突破城市群大气污染控制等关键技术,国家环境保护“十二五”科技发展规划,国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）,研究完善环境质量要素评价、综合评价指标和监测全过程质量保证/质量控制（QA/QC）技术,建设城市站、背景站、区域站统一布局的国家空气质量监测网络，加强监测数据质量管理，客观反映空气质量状况。 国务院关于印发大气污染防治行动计划的通

2、知 （国发201337号）,5,国家网质量管理需求 新标准分步实施，须保证监测质量,新标准发布,2012年2月 环境空气质量标准（GB 3095-2012） 增设了PM2.5浓度（年平均、24小时平均）限值和O3 8小时平均浓度限值 2016年1月1日起实施,PM2.5、O3自动监测“三步走”,2012年 74城市 496点位,2013年 116城市 449点位,2015年 所有地级以上城市,6,国家网质量管理需求 监测网初具规模，质控体系亟待完善,全国城市空气质量 实时发布平台,总站,省级站,市级站,市级站,数据质量,国家直管监测点,201个（现有国控点抽取）,7,国家网现状,国家网自动监测

3、质量管理面临的问题 数据质量监督时效性亟需加强 自动监测质控核查技术体系尚未建立 国家环境空气监测网颗粒物和臭氧标准传递技术体系不健全,8,美国EPA 开展专项工作,1997年颁布新空气质量标准、设定PM2.5浓度限值 为了比较州、当地监测站(SLAMS)和国家核心监测站(NCore)的数据，开展联邦参比方法、联邦等效方法性能评估项目（PEP），评估PM2.5监测网测量系统偏差，包括现场和实验室活动，如样品采集和重量分析等。相关规定见40 CFR Part 58, Appendix A, Section 3.5.3 国家监测网点位包括：采用FRM/FEM、FEM、连续分析仪的点位，化学组分分析

4、点位，能见度测量点位，其他特殊目的点位,Field Standard Operating Procedures for the Federal PM2.5 Performance Evaluation Program, Jan 2009,9,美国EPA 配套标准操作规程并持续完善,1998年制定联邦PM2.5性能评估项目现场标准操作规程（第1版） 2002年、2006年、2009年进行3次重大修订,10,美国EPA PEP流程概要,检查、平衡、标记、称量,Office of Air Quality Planning and Standards,11,美国EPA 对人员、设备的要求,人员 分为现

5、场专家、实验室分析员 具备资质，每年需通过EPA认证（讲座、示范、动手实践、笔试） 设备 便携式审核采样器：坚固、耐用，适用于频繁运输。经EPA批准为FRM/FEM 模块化构成，每个模块重量不超过18.1kg，总重量不超过54.4kg,12,欧洲 JRC-AQUILA QA/QC Programme,欧洲委员会联合研究中心环境与可持续发展研究所（JRC-IES, EC）于2006-2009年与相关机构合作开展了颗粒物自动监测的质量保证与质量控制项目。利用移动实验室搭载手工采样器对成员国境内PM2.5自动监测设备开展现场比对，采用不确定度、相对偏差等指标评价自动监测数据质量。 目的： 评估各国参

6、考实验室（NRLs）与JRC的可比性 评估监测站例行监测与JRC的可比性 评估参比方法与等效方法在现场的可比性及DQO的达成情况 评估自动监测仪校正系数的使用及实施状态,13,参与国家及点位,18个点位，多为城市背景点 春、秋季开展 14天/点位,14,手工采样器,15,自动监测仪,2 TEOM, 2 TEOM+FDMS, 7 射线，1 光散射,16,相对偏差,小流量采样器,大流量采样器,自动监测仪,17,线性相关分析,75%的R20.90,注：欧洲PM2.5监测等效方法与参比方法数据相对误差的数据质量目标为25%,比对期间PM2.5浓度数据统计,比对数据质量目标（DQO） *完成情况,颗粒物

7、手工采样及比对方面的技术规范/规定梳理,20,主要内容,二、国家网颗粒物自动监测现场核查,1基础：比对平台搭建 2支撑：比对工作流程 3关键：QA/QC,1.基础比对平台搭建,PM2.5监测的主要技术手段,手工采样方法,自动监测方法,参比方法 验证自动监测方法的准确性,等效方法 PM2.5主要数据来源,射线法+动态加热系统 射线法+动态加热系统联用光散射法 微量振荡天平法+膜动态测量系统,2013年8月， 建成规范化比对场,1.基础比对平台搭建,比对核查思路,1.基础比对平台搭建,参比仪器,“工作标准”仪器,自动监测仪器,辅助系统：滤膜恒温恒湿与称量设备、仪器校准设备等,选取原则： 符合相关技

8、术规范，国际上广泛认可，长期、连续、稳定运行 仪器性能： 美国EPA参比方法(RFPS-0498-118)采样器 可自动换膜（最多16张） 采样流量：1 m3/h 重量：46kg 尺寸：40.264.067.3cm （含顶盖时高78.8cm，含采样头连接器9.5cm）,1.基础比对平台搭建,参比手工采样器 Thermo 2025i,1.基础比对平台搭建,参比手工采样器 Comde-Derenda MVS+SEQ (PNS 16-6.1),选取原则： 符合相关技术规范，国际上广泛认可，长期、连续、稳定运行 仪器性能： 欧盟CEN12341,CEN14907定义的标准参考仪器 可自动换膜（最多16

9、张） 配备滤膜冷却储存舱（20） 采样流量：2.3m3/h 重量：MVS 17kg，SEQ 31kg 尺寸：MVS 382755cm SEQ 563075cm,1.基础比对平台搭建,核查用手工采样器 Leckel MVS6,选取原则： 符合相关技术规范 与参比仪器有较好的可比性 便携、坚固、耐用、便于频繁长途运输 仪器性能： 欧盟比对用仪器 （符合EN14907与EN12341） 采样流量：2.3m3/h 重量：MVS 23kg 尺寸：483125 cm,1.基础比对平台搭建,环境空气质量自动监测质控核查监测车,环境空气质量自动监测系统 臭氧传递标准 便携GC-MS分析仪,1基础：比对平台搭建

10、 2支撑：比对工作流程 3关键：QA/QC,二、国家网颗粒物自动监测现场核查,2.支撑比对工作流程,性能检查主要包括平行性检查和准确性检查。 仪器通过平行性检查后进行准确性检查。 参比、审核采样器的性能检查在总站质控实验室完成。,总体工作流程图,比对前的准备工作,平行性检查 手工采样器间距1.5-3.0米，连续采样至少7个时段 计算同型号手工采样器监测结果的相对标准偏差 相对标准偏差应不大于10% 准确性检查 每台手工采样器连续采样至少7个时段 计算审核工采样器与参比方法采样器监测结果的相对误差 所有时段监测结果相对误差的平均值应不大于10%,2.支撑比对工作流程,现场比对流程,2.支撑比对工

11、作流程,空白滤膜平衡称量,现场比对用品准备,现场仪器布设与记录,现场采样,信息收集,采样后滤膜平衡与称量,数据统计与分析,质量保证 与 质量控制,2.支撑比对工作流程,MTL 滤膜恒温恒湿与自动称量系统,功能： 温湿度控制 8个滤膜筒仓，可存放约500张滤膜 滤膜二维码识别、编程后自动称量 可配置百万分之一或千万分之一天平 滤膜浮力校正 远程协助,温湿度控制：,滤膜平衡与称量,2.支撑比对工作流程,Derenda（德润达）AWS-1滤膜自动称重系统,功能： 温湿度控制 滤膜自动编号、识别、称量 可配置百万分之一天平 静电消除（离子风机） 远程协助,温湿度控制：,滤膜平衡与称量,2.支撑比对工作

12、流程,现场比对用品准备,主机，采样杆，PM2.5、PM10切割器，滤膜夹，钥匙,审核采样器,47mm滤膜（已恒重），47mm滤膜盒,耗材,气密性盒子（大、小），镊子（弯头、直头），记号笔， 卷尺，剪子，刻刀，卷纸，棉签，酒精，硅脂，透明胶带,实验用品,采样记录表，采样器操作手册,资料,绳索，大塑料袋（罩卷线盘用），手电筒（含充电器）， 照相机，U盘，GPS，5#电池，流量计,辅助用品,共5大类，30种物品,2.支撑比对工作流程,现场仪器布设与记录,被核查点位站房顶部至少有足够空间放置且能承重2台核查手工采样器，提供稳定的电力供应（插座或卷线盘）。同等条件下，优先选取安装踏步梯的子站。 采样器入

13、口距地面高度不低于1.5米，避开污染源及障碍物。采样应在风速小于8m/s、无雨雪的天气条件下进行。,比对环境要求,2.支撑比对工作流程,现场仪器布设与记录,平行采样,2.支撑比对工作流程,现场仪器布设与记录,现场比对原始记录,2.支撑比对工作流程,现场采样,比对周期安排,2.支撑比对工作流程,信息收集,被核查点位相应比对时段的自动监测数据 被核查城市国家网环境空气自动监测站点信息表 被核查城市国家网环境空气自动监测点位地理分布图,2.支撑比对工作流程,信息收集,2.支撑比对工作流程,数据统计与分析,相对误差评价法 以被核查自动仪器与手工采样仪器数据的相对误差（RD）和相对误差的绝对值（|RD|

14、）表征各点位比对结果，计算公式如下： RD相对误差，% |RD|相对误差的绝对值，% i被核查自动仪器结果，g/m3 0手工核查仪器结果，g/m3,相对误差限值 相对误差绝对值的平均值 相对误差中位值,43,统计结果,PM2.5现场比对数据结果,1基础：比对平台搭建 2支撑：比对工作流程 3关键：QA/QC,二、国家网颗粒物自动监测现场核查,3.关键QA/QC,定期检查（校准）温度、大气压、流量,46,滤膜平衡与称量,在中国环境监测总站质控实验室进行,3.关键QA/QC,膜盒,膜夹,镊子,膜盒及膜夹清洗,3.关键QA/QC,及时清洗切割头,定期清洗采样器的PM2.5切割器，清洗周期视采样地点空

15、气质量状况而定。一般情况下，采样器累计运行7天应清洗PM2.5切割器。遇有刮风、扬尘、沙尘暴等恶劣天气，须增加PM2.5切割器清洗频次。,3.关键QA/QC,维护保养仪器,仪器内外部清理,空 滤 清 洗,50,颗粒物自动监测现场核查内容,PM2.5和PM10自动监测的现场比对 所有点位自动监测数据传输准确性检查 所有点位子站运维情况核查,51,数据传输准确性检查,自动监测仪器原始数据 VS 实时发布平台数据 日均值 计算发布数据与原始数据的相对误差，评价数据偏离情况。,52,统计结果,PM2.5自动监测仪器数据与实时发布平台数据日均值的比较（历史时段）,53,子站运维情况核查,1、颗粒物采样流

16、量检查 采用流量计对PM10和PM2.5进气口的采样流量进行检查。PM10和PM2.5采样流量误差应在工作点流量（16.67L/min）的5%范围内。,54,流量检查结果,PM2.5采样器流量检查结果,55,2、运维情况核查 现场对空气自动站站房环境、采样系统规范性、空气站的日常运行维护与管理以及相关记录等情况进行检查和评价。,子站运维情况核查,56,57,颗粒物监测现场核查结果反馈,58,2014年6月24日，总站在无锡市组织召开2013年冬季京津冀及周边地区环境空气（颗粒物）自动监测现场比对结果通报及比对技术要求工作研讨会。,颗粒物监测现场核查结果反馈,59,主要内容,60,臭氧自动监测现场核查,SRP 48,便携式O3校准仪,子站O3分析仪,运维过程中的量值溯源,现场核查,61,现场比对过程,仪器线路、管路连接。