空气质量检测范文
时间：2023-03-20 23:53:31
导语：如何才能写好一篇空气质量检测，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1系统工作原理
1.1系统结构图
本文设计的空气质量检测系统实现全天候、自动化、主动获取空气质量信息。本文的空气质量检测仪原理框图如图1所示，采用上下位机相结合的设计方式，下位机由传感器模块、数据处理模块（CC253X芯片）、数据传送模块等部分构成；上位机由测控计算机、通讯模块构成。由微处理器通过传感器模块采集空气质量相关数据并通过zigbee模块传输至测控计算机，测控计算机完成对空气质量数据的处理分析，为管理人员提供做出判断或决策的依据。从而实现对特定区域内空气质量实时监测。
1.2ZigBee技术简介
ZigBee无线传感器网络是由许多传感器以自组织方式构成的无线网络,它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和ZigBee技术,可广泛应用于工业监测、安全系统、环境监测和军事等领域。ZigBee技术是一种低速率、低功耗、低复杂度、低成本的双向无线通信网络技术。
2系统电路设计
本文无线收发模块采用芯片CC2530。CC2530是用于2.4-GHzIEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的片上系统(SoC)解决方案。以较低的总的材料成本建立网络节点。CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程闪存，8-KBRAM和其它强大的功能。充分考虑到应用环境，结合CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。如图2所示。
3系统软件设计
3.1CC2530芯片的软件设计
设计中CC2530单片机程序的编写环境为IAREW8051V8.1集成开发环境，使用C语言编写，使程序移植和调用方便、灵活，能最大程度的提高系统程序的可靠性和稳定性。由主程序，AD数据转换，通讯三个模块组成。数据的采集要求每秒采用一次，采用定时中断的方式执行数据的采集，将采集的数据经过AD转换后通过串行数据通信发送给ZigBee芯片。
3.2应用程序设计
空气质量检测系统上位机部分是采用Microsoft公司的VC++6.0进行开发，以Zigbee通信方式实现空气质量数据（温度、湿度、PM2.5、PM10等参数）的存储与和读取。根据实际需求，应用程序份为用户界面和数据管理两部分。管理人员可以通过用户界面实时、直观的了解检测区域内相关信息，可对检测区域的空气质量安全的进行评估与决策，数据管理部分将所有数据以及分析状况进行储存，方便用户随时查询。检测系统软件界面如图3所示。
4结论
篇2
关键词： 室内空气检测治理措施
Abstract: the indoor air quality and the human body health, in recent years, building decoration materials of the widely used, cause indoor air pollution is serious. In this paper a new company to decorate office building in indoor environment formaldehyde, benzene, ammonia, TVOC testing index analysis, and according to indoor air pollution status are put forward control measure.
Keywords: indoor air monitoring and management measures
中图分类号：O213.1文献标识码：A 文章编号：
1 引言
室内空气质量与人体健康息息相关，近年来，建筑装修材料广泛使用，导致室内空气污染日益严重。目前，广大居民已经意识到室内装修产生的有害物质对人体健康的危害，纷纷对室内污染情况进行检测，采取各种措施治理住房内空气污染。但办公场所内装修带来的室内环境污染问题也较为突出。本文对某公司新装修一个月的办公楼室内环境中甲醛、氨、苯、TVOC指标进行检测分析，并根据室内空气的污染状况提出进行治理的措施。
2 材料与方法
2.1 检测对象和检测项目
检测对象： 选择某公司办公楼中的3个办公室，1 个会议室进行室内空气质量检测；
检测的项目：室内空气中甲醛、氨、苯、TVOC的浓度。
2.2 检测依据
GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》
GB/T18204.26-2000《公共场所空气中甲醛测定方法》
GB/T18204.25-2000《公共场所空气中氨测定方法》
GB11737-89《居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法 气相色谱法》
2.3 分析仪器
TDP-1000B双气路气体采样器；
7230G可见分光光度计；
GC112A 型气相色谱仪；
GC122型气相色谱仪等。
2.4 采样方式
依据GB50325- 2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》标准相关条款规定进行抽检采样。选取有代表性的4个房间，采样点数分布如表1所示：
采样前关闭门窗12小时，采样时关闭门窗；现场检测点应距内墙面不小于0.5m、距楼地面高度0.8m~1.5m。检测点应均匀分布，避开通风道和通风口。当房间内有2个以上检测点时，应在对角线、斜线、梅花式均匀分布设置，并在原始记录上用示意图标明。并取各点检测结果的平均值作为该房间的检测值。并记录采样点的温度和气压。
2.5分析方法
甲醛：按GB/T18204.26-2000《公共场所空气中甲醛测定方法》用酚试剂分光度法测定其浓度；
氨：按GB/T18204.25-2000《公共场所空气中氨测定方法》用靛酚蓝分光光度法测定其浓度；
苯：按GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》附录F室内空气中苯的测定，测其浓度[1]；
TVOC：按GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》附录G室内空气中总挥发性有机物(TVOC)的测定，测其浓度。
2.6 评价依据
GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》，民用建筑工程室内环境污染物浓度限量[2]（Ⅱ类民用建筑）：甲醛≤0.10mg/m3，氨≤0.2 mg/m3，苯≤0.09 mg/m3，TVOC≤0.6 mg/m3。办公楼的室内环境污染物浓度检测结果参照该标准。
3 检测结果分析
对该公司办公楼抽样房间的室内空气质量按照上述方法进行分析检测，抽样房间的各项检测项目的分析结果如表2所示：
表2显示，各项所检测的项目中，只有苯的含量，符合GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》规定的Ⅱ类民用建筑的技术要求。其余参数甲醛、氨、TVOC都有不同程度的超标。而会议室内空气检测项目超标严重，因会议室属于精装修，室内使用采用复合地板、胶合板、地毯,壁纸,乳胶漆、吊顶材料等复合化学建材以及办公家具复合板材等装修材料, 生产这些材料时用到的胶粘剂、防水剂、稀释剂等含有大量的甲醛[3 ]等对人体有害的污染物质。装修后,在使用过程中随着环境温湿度的变化不断地挥发到室内,造成室内空气污染。因此污染物种类及相对含量普遍比较高,使用地毯、复合地板等装修材料的室内比其他不用这些装修材料的室内空气中甲醛、氨、TVOC浓度普遍要高。
4 治理措施
(1) 通风换气。 通风换气是一种经济有效的清除室内污染物的方法,通过室内外空气交换而达到稀释净化的目的。测试表明一般室内污染物的浓度都高于室外,室内通风换气后,有害物质浓度明显降低。
(2) 使用空气净化器。目前已开发出了多种空气净化器治理室内空气污染, 主要是利用某些有吸附能力的各种多孔性物质吸附有害物质而达到去除有害污染的目的。最为常用的吸附剂为颗粒活性炭、活性炭纤维等。
(3) 生物法。某些植物对有害气体有吸收-代谢作用，消除空气污染除了要经常开启门框加强通风外，在室内栽种绿色植物是去除化学污染简便而有效的途径。吊兰、鸭拓草、芦荟、龟背竹、虎皮兰等叶片硕大的观叶植物，对有害气体有一定的吸收和积累能力，具有净化空气、杀菌吸尘、清除不同有毒物质的功效[4]。
(4) 使用化学方法。 使用一些化学试剂，使其与甲醛等有害物质反应吸收，如市面上卖的甲醛去除剂等，也会有不错的效果。但容易造成二次污染。
参考文献
[1] GB11737-89《居住区大气中苯、甲苯和二甲苯卫生检验标准方法 气相色谱法》
[2] GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》
[3] 张晓勇，黄卫.室内空气污染现状及控制研究[J].环境科学与管理，2006，31(6):44-46
篇3
关键词： 声光报警； 检测电路； MSP430F2252； 存储电路
中图分类号：TP312 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）10-27-03
Air quality multi-parameter detector hardware circuit design
Huang Rui
（Hanghzou vocational & technical college， Hangzhou， Zhejiang 310018， China）
Abstract： Based on the analysis of air quality in public places， a gas detector which takes MSP430 as the core is designed. The hardware circuit implementation is introduced in this paper. The system takes low power MSP430F2252 micro-controller as the core， chooses a high-precision sensing probe and plenty of sensing probes work together to detect a variety of sources. The detection circuit， the signal processing circuit and a feedback circuit are designed and optimized. System data can be detected by a liquid crystal display， store and query by storing circuit. Data can be overrun by the alarm sound and light alarm circuit. The test shows that the system has low power consumption， with accurate and reliable data， stable performance， low cost and is easy to carry.
Key words： sound and light alarm； detection circuit； MSP430F2252； memory circuit
0 引言
目前市场上大多数的空气质量检测仪都是单一参数的。为数不多的几款多参数气体检测仪基本都是国外进口的，价格昂贵，性能不稳定，不适合广泛使用；而且目前大多数检测仪都是针对特殊环境的。为此研究开发了一款以MSP430为核心的气体检测仪，以室内公共场所为主要检测对象，可以同时检测人居环境中多种有害气体和辐射。该成果可用于室内公共场所的环境检测，还可以用于矿井以及一些工业环境的空气质量检测。
1 系统介绍
为提高环境监测的稳定性和精密性，本系统采用MPS430F2252作为中央处理单元。以国家标准（参考国际标准）的公共场合各类参数的允许范围为前提，分析各污染源的特点，选择有针对性的传感器，设计传感检测电路，以提高检测的敏感度。通过传感探头检测后得到的数据被传至中央处理单元后，根据不同的参数类型进行相应的算法处理，在算法处理上建立快速、高精度、宽范围数学模型，实时地把处理的结果通过液晶屏显示出来，并将数据记录存储下来，通过键盘设定相应的数据记录间隔和报警范围。系统还设计有反馈单元，通过反馈控制电路改善仪器的工作状态，提高仪器的稳定性。具体结构如图1所示。
[报警单元][反馈控
制单元][MSP430F2252＼&][和PC机的
USB通信][环境参数
检测数据][键盘输入][采样间隔][报警设置][测量结果记录、
LCD显示等]
图1 整机控制部分结构图
2 环境参数采集电路设计
2.1 甲烷和二氧化碳的采集电路
本设计的甲烷和二氧化碳检测采用高性能二合一的红外甲烷/二氧化碳传感器 MSH-DP-HC/CO2，该传感器具有良好的甲烷和二氧化碳线性输出。传感器连接电路如图2所示。传感调理电路采用仪表放大器电路，一端接传感探头，一端接数字电位器的中心抽头，通过调节数字电位器的步进数控制数字电位器的中心抽头电压，从而控制输入运放的差值电压。该传感器提供很好的灵活性，其输出具有以下选择：
⑴ 电压信号输出0.4V～2.0V的线性信号；
⑵ 数字输出，输出8数据位，1位停止位，1位无奇偶校验位。波特率可设置。
图2 甲烷和二氧化碳采集电路
2.2 一氧化碳信号采集电路
一氧化碳的检测选用CO-AF型电化学式传感器，该传感器利用恒电位电解法为基本原理，将化学能转化为电能，输出端产生电流，提供给外电路。当气体浓度变化时，输出的电流随之成正比例变化。电化学一氧化碳传感器设置有三个电极：工作电极、参考电极和对电极。电路如图3所示，CO-AF传感器信号调理电路采用两级放大模式，放大器采用2.8V供电，一级放大为负极放大电路，将电流信号转换为电压信号，二级放大为正极放大，经两级放大后电压在mV级，加电容C7阻止高频信号，通过电阻分压后，将电压信号输出。此电路可以将电化学式传感器CO-AF的微弱电流转化2.35～2.48V的电压输出信号，送至MCU的ADC单元进行模数转换，便于微处理器的处理。
图3 一氧化碳采集电路
2.3 温湿度采集电路
温湿度数据采集选用SHT15数字传感器，该传感器可以同时完成湿度和温度的数据采集。SHT15将温湿度传感探头、信号放大调理、A/D转换、串行数字通信接口电路、数字校准等全部模块集成在一块微形芯片上，无需元件就可直接输出经过标定的相对湿度和温度的数据。传感器能测量0～100%RH 范围的湿度、-40℃～123.8℃范围的温度，响应时间≤30s，在 2.4V～5.5V供电电压下工作，测量状态下功耗约3mW。SHT15的采集电路如图4所示，SHT15为从机，单片机为主机，通过I2C总线进行通信。具体电路设计中，SHT15需要3.3V供电电压，在电源与地之间接入0.1μF的去耦电容，时钟线和数据线各接一只200R的电阻，防止因电流过大损害器件。DATA为三态结构，用于读取传感器数据，为了避免在读取数据时发生冲突，在DATA端接入一只10K的上拉电阻，将其信号提拉至高电平。具体电路见图4。
图4 温湿度采集电路
3 报警、存储及主控电路
3.1 显示电路
检测仪采用LCD屏显示方式，实现一屏多显功能，达到了一目了然的效果。由于检测仪功能多，操作项目多，设计中使用160×160点阵LCD显示，显示屏采用YB160160A-COG型号，带白色背光，该屏采用UC1698驱动，工作电压为3.3V/5.0V，8位数据线D0～D7，并有复位、写、读、片选、数据控制端口，显示电路如图5所示。
图5 显示电路
3.2 声光报警电路
根据国家公共环境的各气体参数要求标准，在设计中根据参数的标准值设置气体报警范围。当参数超出标准值时，仪器仪表通过声和光两种途径报警，即蜂鸣器发出声响和红色 LED灯闪烁报警，同时相对应的气体读数值在显示屏上闪烁，提示是哪种气体超出标准值。报警电路如图6所示。若有参数超出标准值，PC6 端口置为高电平，驱动蜂鸣器和发光二极管D8工作，进行声光报警。
3.3 数据存储电路
为方便数据的记录及查询，设计中采用24lc512作为存储单元。该芯片由美国微芯科技公司生产的电擦写式只读存储器，其容量范围为512K，频率为400kHz，支持I2C串行接口，以x8位存储器块进行组合。低电压设计允许工作电压2.5-5.5V，待机电流和工作电流分别为1μA和1mA。容量为1千位，具有页写入能力。功能性地址线允许连接到同一条总线上的器件数目最多可达八个，具体电路如图7所示，本设计中使用了四个24lc512。
图6 声光报警电路
图7 数据存储接口电路
3.4 主控电路设计
本设计选择MSP430F2252芯片作为核心芯片， 该芯片是一款超低功率混合信号微控制器，此微控制器具有两个内置 16位定时器，一个通用串行通信接口，具有集成基准和数据传输控制器。MSP430 通过16位RISC构件、16位CPU整合寄存器以及常数发生器，实现了代码的最大效率。数字控制振动器（DSO）在低功率下能够唤醒设备到活动模式，响应时间不超过6us。在该系统中，P3.1，P3.2用于数据存储，P2.0～P2.4及P3.0用于气体及温湿度测量；TXD，RXD分别作为输入端和USB串口电路。
4 结束语
本文主要介绍了基于MSP430F2252多参数空气质量检测仪，系统集数据采集、显 示、处理、传输及控制于一身。该检测仪可以在现场进行显示、控制，或者经过简单的转换接入网络，将数据传送到远方监控室；可通过按键设置各种参数，也可以通过语音进行显示和控制；数据可以按需要设定报警范围；并且预 留有备用端口可以进行参数、种类的扩展，以适应不同具体场合下的要求。该仪器可以广泛应用于特殊需求工作环境以及人居公共场合，具有良好的市场前景。
参考文献：
[1] 彭刚，秦志强.基于ARM Cortex-M3系列嵌入式微控制器应用实践[M].
电子工业出版社，2011.
[2] 曲建翘，薛丰松，蒙滨.室内空气质量检验方法指南[M].中国标准出版
社，2002.
[3] 刘江霞，范宝德.煤矿多功能便携环境参数检测仪[J].仪表技术与传
感器，2014.2.
[4] 苏安明，程维明.基于MSP430单片机的无线温湿度检测系统[J].自
动化与仪器仪表，2014.1.
[5] 马瑾，裴东兴，张少杰.基于nRF24L01的无线温湿度测试系统[J].电
子设计工程，2012.20（2）：64-66
篇4
关键词：城市；空气质量；监测；探讨
中图分类号：TU993..2 文献标识码：A 文章编号：
城市环境空气质量作为与人类生存密切相关的极其重要的一环，环境空气监测正以高速度向前发展着。环境空气质量自动监测是空气监测发展的必然趋势。城市环境空气质量好坏是受气象和城市所在区位、周边环境状况、城市地形以及城市综合功能和发展水平等多种因素所导致，通过长期日报数据整理分析能够寻求一定规律，以便指导空气质量监测日报的实际工作。
1 我国空气质量监测系统的发展现状
在很长一段时间，我国的空气质量检测技术和监控网络都远远落后于一些西方发达国家，当点式的空气质量监测仪日趋成熟完善，美国率先大力普及，日本不甘落后的时候，我国虽然紧随其后，加大了采用这种检测仪器的力度，但由于特殊的国情和各种因素的限制，点式的空气质量监测仪在我国的普及程度远远低于欧美和日本，且在安装技术和安装水平上的限制，我国在点式监测仪上的运行成本要远远高于同种设备在欧美国家的成本。
随着科学技术的发展，出现了开放式的空气质量监测系统，这种空气质量监测系统主要是采用线状形式进行空气质量监测的采样，相对于传统的监测系统，灵敏度更高一些，同时，由于其特殊的采样方式，使得采集到的样本，通过科学的分析得出的结果更加具有客观性和准确性，更能代表这个区域的空气状况，而且，使用的寿命长，护理量很小，因此，有着远远低于传统空气质量监测系统的运行成本。
发展到目前为止，我国的空气质量监测系统也取得了一些成果，初步开始有了一个比较完善是监测网络，截止到二零一零年，我国已经共建立起了一百多个重点环境空气质量监测站，随时重点城市的空气质量状况，对各种有害气体的排放指标进行科学采样，实施全天候监控，并及时将各种采集到的数据传输到指定的站点，由专业人员结合空气质量监测系统进行严密分析，并针对具体的实际情况作出及时有效的处理，到目前为止，我国的空气质量监测系统已经成为了我国治理空气污染的重要依据，对我国的一些气象灾害预防，城市空气的净化，相关法律法律的制定出台，起到了巨大的推动作用。
2 城市环境空气质量监测技术的发展
20 世纪 80 年代，为加强环境监测的管理，中国成立了中国环境监测总站，开始收集环境空气质量监测数据，并逐步制定了环境空气质量国家标准，组织开展了监测技术和方法的标准化建设工作。
20 世纪 80 年代中后期，中国以城市环境监测站为基础，建立了国家环境空气质量监测网络，部分城市采用了自动监测系统进行连续监测。其中，大部分自动监测系统每月只监测 12 天，部分城市按照国家环境监测规范采用24 h 连续采样，并辅以实验室分析。绝大部分城市限于经济能力，仅采用“5 日法”进行监测( 即每年4 季，每季5 天，每天 4 次，全年仅采集 80 个数据) 。在监测项目上，主要开展了对 SO2、NO2和 TSP 的监测。同时，开展环境空气质量监测的城市开始定期向省级环境监测站、中国环境总站上报环境空气质量监测数据。
到了 20 世纪 90 年代初，通过二次优化，中国组建了由 103 个城市环境监测站组成的全国空气质量监测网络。20 世纪 90 年代后期，国家加强了对城市空气质量的管理，使全国环境空气质量监测及其监测能力建设进入了高速发展阶段。1997 年，中国 46 个环境保护重点城市开始向中国环境监测总站上报城市环境空气质量周报，并于 1998年元月开始向全社会。各省、自治区、直辖市政府也根据国家的要求，加大了环境监测能力的建设力度，使有条件的城市实现空气质量监测自动化，其余城市已能够按照国家环境监测规范采用24 h 连续采样，进行环境空气质量监测。
2000 年后，中国已有 150 个地级以上的城市实现城市环境空气质量日报，其中，90 个地级以上城市实现环境空气质量预报，并通过电视台、电台、报纸或网站等媒体向社会。这项工作提高了公众的环保意识和参与意识，为环境保护和污染治理提供了有利依据和支持。
3 城市空气质量日报概念
3.1 环境空气质量日报
依据环境空气质量自动监测系统中各子站连续不断获取的实时监测数据，经中心站收集、统计处理后形成当天的空气质量日报，再向社会。
3.2 日报必须监测的内容
根据中国城市污染情况及现有技术水平，中国环境监测总站制定了城市空气质量日报技术规范，确定城市空气质量日报监测项目为 SO2，NO2和 PM10; 日报内容为空气污染指数、空气质量级别和质量状况、首要污染物。
3.3 空气污染指数( API)
在空气质量日报中按规定方法计算各种污染物的分指数，取最大值为该区域或城市的空气污染指数(API) 。主要适用于短期( 1 天) 空气质量评价。
3.4 首要污染物
日报中 3 项污染物的污染分指数最大者为当天的首要污染物。当 API 为 0 ～ 50，空气质量级别为Ⅰ级、空气质量为优时，不评价首要污染物。
3.5 空气质量评价
空气质量日报采用最大单因子级别法进行空气污染指数评价。目前，中国采用的 API 分五级，API 值为 0 ～50 时，质量级别为Ⅰ级，空气质量为优; API 值为 51 ～100 时，质量级别为Ⅱ级，空气质量良好; API 值为 101 ～200 时，质量级别为Ⅲ级，空气质量为轻度污染; API 值为201 ～ 300 时，质量级别为Ⅳ级，中度污染; API 值大于 300，质量级别为Ⅴ级，重度污染。
3.6 空气综合污染指数(P)
各项空气污染物单项因子的污染指数( 此指数是由各污染物浓度均值与 GB 3095—1996 环境空气质量标准中其对应的Ⅱ级标准年均值进行比较得出的，不同于日报中所报的污染指数) 之和，用以评价长期空气质量水平。P值越大，表示空气污染程度越严重，空气质量越差; 反之，P值越小，表示空气污染程度越轻，空气质量越好。
3.7GB 3095—1996 环境空气质量标准 主要内容该标准对环境空气质量功能区划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值，采样与分析方法及数据统计的有效性等予以规定。其中，环境空气质量功能区分为三类，一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的地区; 二类区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区; 三类区为特定工业区。环境空气质量标准分为三级，一类区执行Ⅰ级标准; 二类区执行Ⅱ级标准; 三类区执行Ⅲ级标准。
3.8 Ⅱ级天空气质量日报中，把每天 API 值为 51 ～100 的，定为空气质量级别Ⅱ级，简称Ⅱ级天;Ⅰ、Ⅱ级天合称为优于Ⅱ级以上天数(在城市考核中，通常考核城市全年优于Ⅱ级以上的总天数) 。
3.9 空气质量二级标准
根据 GB 3095—1996 环境空气质量标准 指标考核，采用单因子评价法，将其区域或地区空气污染物平均浓度最大值低于标准规定的二级标准浓度限值时，称该区域或地区空气质量达国家环境空气质量二级标准。适用于中国范围的空气质量评价。通常用于考核该区域较长时间的空气质量。
4 结束语
人类活动节奏的日益加快，使得环境问题日益凸现。环境空气质量监测作为环境问题中重要的一环，对其要求也逐渐增加。新型的环境空气质量自动监测系统能快速反映地区和城市的环境空气质量现状，使得环境空气质量状况更加透明化，促进了环境空气质量的监测。
参考文献：
篇5
关键词：建筑材料；质量检测；常见问题；控制
引言：
建筑材料的质量保证非常重要。它是一个行业是否具备以人为本核心观念的表现。民族艺术家艾未未创造出了“她在这个世界上开心地活了七年”这个伟大的作品，纪念四川汶川地震时期死于教学楼坍塌的小学生们。惨痛的教训告诫我们，我们必须坚决杜绝“豆腐渣工程”。在建筑工程中，首先要保证人民的生命和财产安全，再考虑其他经济、视觉等次要因素。建筑工程材料质量检测是在建筑工程中的一道监督控制的大手，监督工程的安全性。
一、简述建筑工程材料质量检测的基本概念
建筑工程材料质量检测，是一种集合各种检测手段，旨在保证建筑工程中所使用的所有原材料、半成品、成品材料的质量特性符合个人、设计、合同的需要的同时，也符合国家的法律法规和技术规范标准。建筑材料质量检测站和相关部门，将按照有关试验检测规程和技术规定，检验所有与建筑工程相关的建筑构件、制品及材料设备，然后将检验结果与规定的数据对比，得出最终使用与否的结论的过程。这个过程的主动方可以是施工单位、业主或者委托第三方。检测方法多种多样，可分为目测法、量测法、理化试验法、无损测试或检验法等。检验方法按照检验数量来划分，又分为全数检验、抽样检验等。
检验工序通过定量的科学的方法评判各种材料和构件的质量，控制工程的费用和进度以达到最大的经济效益和社会效益。
二、质量检验过程与步骤
建筑工程一般分为决策阶段、勘察设计阶段、施工阶段及竣工验收四个阶段。而质量检验通常出现在后面三个阶段之中。勘察设计阶段会有进场材料的质量控制；施工阶段会有材料进场验收、合理选择存放和使用材料；竣工验收时还有最后的检验程序。另外，贯穿全程的是行政管理及备案措施。
检测对象分为建筑功能材料（承担某建筑功能的非承重用的材料）、墙体材料（建筑物内、外及隔墙所用的材料）和建筑结构材料（建筑物受力构件和结构所用的材料）。
一般的建筑工程检测项目按照物理性质（如密度、孔隙率、堆积密度、密实度、抗渗性、抗冻性、导热性等）、力学性质（如抗拉、抗压、抗剪强度等）和工艺性质等分类，分别进行不同检验。
三、影响建筑工程材料检测质量的常见问题及原因
（一）经济因素
最主要影响因素是单纯追求经济利益。市场经济调节下，双方追求最大经济利益，不惜以降低建筑材料质量为代价，采取权钱交易等手段，检验造假或者减免检验。这种利益驱动还造成了材料供应的过多或过少，直接影响到出现摆放混乱、标识不清、摆放时间过短过长等问题。如钢筋、水泥等建筑材料不能承受风吹日晒、雨淋腐蚀，出现质量退化，寿命缩短。对利益的追求还导致了无计划的工时压缩，不够时间做检验或者来不及等待检验结果就动工。施工单位的材料采购无计划，现场堆放不规范、无标识牌、混堆，加上管理不善，当水泥、钢材等材料产生受潮、变质、锈蚀时，就失去了原有的功能。材料检测不及时，不严格，漏检、错装，使不合格的材料当作合格材料使用，造成不应有的质量隐患。
（二）从业人员素质不够高
这是另一个主要因素。由于受到个人知识结构不全面和实际经验等方面的限制，可能造成人员不能熟练使用仪器，不能及时送检和实施检测建筑材料，或者因疏忽致使部分材料漏检，对于建筑材料的质量不能够准确地检测出结果，从而影响到了材料的质量评估，为施工安全留下了隐患。还有从业人员不够尽责，不能始终把以人为本作为工作核心，不关心用户安全，，过期的劣质材料当作合格材料使用，造成质量隐患。
（三）其它常见问题还有很多，下面分点略述。
1.建筑原材料鱼龙混杂。
由于利益的驱使，蔑视国家统一的生产标准，生产出不符合标准的产品。即使是同一个品牌的质量也不尽相同，为检测工作带来了很大的难度。
2.检验仪器设备不够先进。
建筑材料特别是新材料的检测，需要依靠先进精密的检测仪器。厂家的出厂合格证及检验报告上没有这些性能指标， 建筑工程质量检测单位也做不了这项检测，只能等待先进仪器的研发或引进。
3.在检测方法上不够规范。
各地区、各单位、各人员检测方法不同，管理手段不同。有的地区检测方法依然落后。有的单位以次充好，故意漏检、少检，使试验的结果不能反映工程的实际情况，给工程质量留下了隐患。
4.监管不力
验收腐败而松散，社会刻板印象的存在把矛头指向政府，其实这种腐败层层都有，层层叠加才加剧了监管不力的发生。
四、解决上述问题的建议和措施
（一）检测项目规范化。
必须持有建筑材料三证才能进场。进场检验有以下标准：
1.工程所使用的主要原材料、成品、半成品、配件、器具和设备必须符合国家技术标准和设计要求，具有中文生产许可证、合格证，规格、型号及性能检测报告。
2.核查每种材料的许可证编号和安全认证标志原件。
3.严格按照相关验收步骤进行验收。
（二）准确取样试样。
取样要有代表性，数量准确、部位准确、方法正确。
（三）严格根据具体条件施行检验方法
1.环境温、湿度控制。
建筑材料受时空环境影响，比如及时养护，时温、湿度、排风设施符合标准时，实验结果才有意义。例如，采用标准养护的试件，应在温度为 20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模，之后立即放入温度为 20±2"C，相对湿度为 95%以上的标准养护室中养护。
2.适合加荷速度。
在加荷速度不同的情况下，各种材料的检验结果也不同。
3.试件尺寸及精度
尺寸和形状都在要求范围之内，该标准的试件的值仅会受到其试件的精度高低的影响检测结果。例如，混凝土抗压强度试件的试件标准为以边长150mm的正方体，因不够平整引起偏心受压从而导致由强度会下降5%左右。
（四）准确实施数据处理。
当出现数据离散较大时，应反思实验过程、重新检测材料，如果没有问题，只是偶然误差，即可对数据进行正确取舍，从而确定准确的试验结果。不同的材料，取舍方法各有不同。这也从另一方面要求从业人员的高素质高能力。
（五）强制性检测。
必要的强制性检测是对质量控制的一道很好的关卡。譬如对房建工程中的主体结构（梁、板、柱）混凝土标号及钢筋数量检测，钢筋抽样检测，混凝土试块检测，加气砌块两项性能（外观质量及强度）检测（非必检测项目），铝合金门窗三性检测，竣工后房屋空气质量状况检测、对有机污染物含量检测等，都是强制性要求必须检测的项目。
结 语
建筑材料的质量检测确保了工程质量，必须予以高度的重视。从业人员必须严格按照检验流程办事，准确、科学、公正，合理的控制并科学地评定工程质量，发现纰漏应该立刻停工或者进行修补修缮，使工程费用和进度得到有效的控制，发挥出最大的经济效益和社会效益。原材料的质量管理，必须有出厂合格证和试验报告，必须经取样复检合格方准予使用；对进场的各种设备，还应严格检查、认真安装调试，经试运行确认无问题后，方可投入使用。要做到方案先行，分级审批制度，做样板，反复修改，直至达到设计要求方可执行。
参考文献
[1]王宗昌.建筑工程质量控制实例[M].科学出版社.2004年.
[2]侯学良、朱宏亮、关罡，中国住宅建筑工程质量问题的循证管理方法及其实证研究（一）一一质量问题的群因素分析[J]，土木建筑工程学报，2008.
[3]柯国军.建筑材料质量控制监理[M].北京：中国建筑工业出版社.2003.
篇6
关键词： 污染因子； 空气质量指数； 可穿戴设备； Android开发
中图分类号： TN926?34； TM417 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）01?0093?05
0 引 言
随着我国工业化的发展和城市化的普及，空气污染问题也变得日益严重。在一些大城市，诸如北京、天津、唐山等地，由空气污染所引起的雾霾问题正受到人们越来越多的关注。但是雾霾问题在短时间内还不能有效解决[1]。可穿戴设备在最近两三年间发展迅猛，一大批各式各样的可穿戴设备如雨后春笋般涌现。未来一段时间，可穿戴设备的热潮还会继续。同时，由于可穿戴设备的出现时间较短，市场上存在的基于可穿戴设备的应用还很稀少，其可供开发的价值也十分巨大。基于以上现状，结合可穿戴设备，设计并实现空气质量监测系统[2]。
1 需求分析
1.1 业务需求
1.1.1 空气质量实时监测的需求
本次开发的空气质量实时监测功能，也将以小时为单位进行播报。空气质量时报所监测的空气质量指标因子按照种类可分为PM2.5（粒径小于等于2.5 μm的颗粒物），PM10（粒径小于等于10 μm的颗粒物），SO2，NO2，O3和CO六种[3]。
1.1.2 空气质量预测的需求
空气质量预测是本次系统开发的扩展功能，也是其特色功能。在人们生活节奏加快的当下，仅仅知道实时的空气质量还不够，人们需要提前知道未来一段时间的空气质量状况，空气质量变化趋势等信息，并以此来安排自己的出行、锻炼等活动。空气质量预测是建立在统计计算学基础上对空气质量变化趋势的预估与模拟，需要用到数据挖掘和机器学习的相关知识。同时，空气质量的预测离不开对实时空气质量数据的搜集和记录，正是通过对已有的空气质量历史数据的分析，才能在此基础上建立预测模型，并对未来一段时间的空气质量指数（AQI）做出判断[4]。
1.2 基本功能需求
系统的功能需求主要是对系统所能提供的功能和服务进行分析。从总体分析，面向可穿戴设备的空气质量监测系统需要在可穿戴设备上为用户提供空气质量的相关信息；同时，可穿戴设备上所显示的信息还需要依赖于服务器所提供的数据处理服务。用户的操作主要集中在客户端。用户需要先在手机端进行选项设置，然后在SmartWatch2端进行后续的人机交互的操作，而SmartWatch2端给用户所呈现的数据则是由客户端通过服务器获取的[5]。服务器虽然不直接参与到与用户之间的交互，但它实现了数据的搜集、处理、存储等功能，对系统的实现至关重要。
1.2.1 服务器功能需求
服务器主要负责对数据的操作，由于客户端作为移动设备，其运算和续航能力受到制约，因而主要的数据处理操作都集中在服务器。服务器主要满足系统的以下需求[6]：
（1） 空气质量数据的搜集和存储；
（2） 空气质量指数的监测和预测。
1.2.2 客户端功能需求
客户端是用户与系统交互的主体，在分析其功能需求时，需要从用户与客户端交互的角度考虑。根据用户参与系统客户端交互的过程，可绘制出客户端用例图如图1所示[7]。
在图1所示的客户端用例图中，用户主要参与两个交互功能。选项设置是用户对系统客户端的一个初始化设置。用户可以根据自己的需求选择所想要查看哪个城市的空气质量指数；同时，用户还可以选择是否开启空气质量预测的功能[8]。
1.3 性能需求
对于系统来说，除了基本的功能性需求外，还要考虑到系统运行的性能状况和用户的体验满意度。一个优秀的系统应该具备健壮的运行能力和良好的用户体验。
1.3.1 系统可用性与可靠性需求
本系统分为服务器端和客户端。服务器端是通过FlaskWeb框架搭建的，其运行在服务器端的网络爬虫脚本必须要能够随时抓取所需数据，并且当网络上访问的目标网页暂时出现问题时，能够及时中断访问程序，不至于脚本崩溃从而影响后续的运行。至于服务器上运行的空气质量预测程序，在做出预测所依据的空气质量历史数据不足时，能够跳过本次预测，并循环等待直到所需数据充足时再执行预测程序。此外，服务器必须长时间稳定运行以满足客户端随时访问的需求。客户端的主体是运行在手机端的，而手机端通过蓝牙功能与SmartWatch2智能手表保持通信。因为蓝牙通信的传输距离较短，这就要求每次断开蓝牙连接之后，在手表重新处于手机的蓝牙通信距离内时，要能够自动连接。同时，手机端运行的程序也需要保证能够在后台随时访问服务器端数据，在手机发生清理内存甚至重启时，保证监测应用能够自动开启。由于客户端需要连接服务器以获取数据，在客户端无法连接服务器时，需要客户端及时作出响应并提醒用户。
1.3.2 预测准确度需求
预测消耗时间：≤1 s。预测消耗的时间包含对存储在服务器数据库上的数据的访问、处理、分析，以及系统的预测模型计算出空气质量预测值等操作所占用的时间。
预测准确度：空气质量等级预测准确率≥40%。空气质量等级即空气质量指数级别，从一级到六级一共分为6个等级，其类别依次为优、良、轻度污染、中度污染、重度污染和严重污染，每个级别的空气质量指数变化范围为从50～100不等。
2 系统设计
从整体上说，面向可穿戴设备的空气量检测系统可分为两个大的模块：服务器模块和客户端模块。服务器模块需要完成数据的搜集、处理、存储以及利用数据进行预测，按照功能的不同又可以分为爬虫模块、数据库模块和预测模块；客户端实际上包含了智能手机和SmartWatch2智能手表两个设备，他们所承担的功能主要是对数据的访问和显示，按照手机和手表各自的操作特点，可以分为选项设置模块、空气质量指数（AQI）监测模块和空气质量指数（AQI）预测模块。根据对系统模块的划分，可以绘制出系统的整体模块图，如图2所示。
2.1 服务器模块的设计以及预测模型研究
服务器模块将数据的搜集、处理等工作量较大的工程从客户端分离，减轻了客户端的工作压力。同时，搭建服务器，也保障了系统运行的可靠性以及数据的可靠性。服务器模块整体选择了Python作为开发语言，主要是因为Python在数据处理方面有着较大的优越性，同时基于Python开发的Flask服务器框架也为服务器的顺利搭建提供了保障。根据服务器各个模块之间的调用关系，可绘制如图3所示的服务器功能时序图。
2.1.1 爬虫模块的设计
爬虫模块将通过Python编码来实现，其原因是Python对网络爬虫有较为完善的功能类库支持；另外，搭建服务器所用的Flask框架也是基于Python实现的，因而两者之间的兼容性更容易协调。该模块通过对含有空气质量数据的网页进行解析，获取当前的空气质量状况，并将其数据存储到设计好的Python的dict类型中，dict类型有利于之后通过Json解析的技术获取存储数据。
2.1.2 数据库设计
因为需要存储31个城市每小时的空气质量相关数据以及北京市的空气质量预测数据，所以信息的存储规模相对较大，而且需要频繁的访问和修改，因而需要在服务器端架设数据库。SQLite数据库是一款关系型数据库，在设计数据库的表之前，先分析所需要存储的数据。
2.2 预测模型的设计与选择
预测模型涉及到对空气质量指数（AQI）进行计算，其基本思想是根据各个监测污染物的历史浓度，以时间为横坐标将其绘制成函数曲线，然后利用最小二乘法拟合函数，得到符合污染物浓度走向的函数模型，最后就可以根据得到的函数模型求得预测时间点的污染物浓度，并依照AQI的计算模型算出空气质量指数预测值。
利用最小二乘法拟合函数，首先需要根据已有的函数曲线，对函数的类型进行预估。空气质量指数（AQI）的变化周期大致为24 h，而在这个周期内，AQI有极大值和极小值，依据这些变化规律，可以假设的模型函数包括一元[N]次函数（N≥3）以及三角函数，经过对比可知，三角函数模型的预测值准确度最高。因而在综合对比后可以发现，用三角函数模型来进行空气质量的预测相对来说最为准确。
2.3 客户端模块的设计
客户端模块所承担的主要功能是对服务器数据的获取和显示。因为客户端的开发是面向可穿戴设备的，所以在功能模块的设计中，需要充分考虑到可穿戴设备的特点，有针对性的利用其优势。在使用客户端模块时，首先需要在选项设置模块中开启用户所需的功能，系统中提供的功能包括选择监测城市和开启预测两个主要功能。然后，运行在手机上的主程序会定时访问服务器，以获取所需要的数据，手机端在获取数据并解析后，将结果通过蓝牙功能传输到SmartWatch2智能手表上，SmartWatch2在通过设计好的形式以最适合用户浏览的方式予以显示。
2.3.1 选项设置模块
选项设置模块中，用户可以根据自己的需求，对软件的基本功能和参数进行设置或修改。由于该模块全部功能都在手机端进行操作，其程序流程图如图4所示。
2.3.2 空气质量监测模块
空气质量监测模块是系统中最为基本、也是最为重要的一个模块。该模块需要以合适的方式在SmartWatch2的表盘上显示空气质量监测结果。由于SmartWatch2智能手表与智能手机不同的显示方式与交互体验，在设计SmartWatch2上的应用时，需要充分考虑到SmartWatch2作为可穿戴设备的特点，利用其人机交互方面的优势。
2.3.3 空气质量预测模块
空气质量预测模块是在空气质量监测模块基础上扩展出来的一个功能模块。该模块的主体功能是在服务器上实现的，SmartWatch2上负责获取服务器的计算数据，并将其合理的显示。空气质量预测模块在SmartWatch2端通过服务器可以获得的数据包括：空气质量指数（AQI）的预测值、空气质量等级、首要污染物以及预测的时间。为了将空气质量变化的趋势展现出来，可以通过比较预测数据中AQI的最高值和当前AQI值的大小，以判断AQI的趋势是上升还是下降。由于该模块所需显示的内容跟空气质量检测模块类似，因而采用相似的界面设计。
3 系统的实现
3.1 服务器的开发与预测算法的实现
服务器的开发部分主要介绍Web服务器基本功能的实现，包括路由功能的实现，客户端响应的处理，网络爬虫的实现以及服务器与数据库的通信。本次搭建服务器选择了发行版本为Ubuntu 14.04的Linux操作系统。
3.1.1 爬虫功能的实现
通过对比各个网站公布的空气质量数据的有效性以及使用的友好度，最终选择使用PM25.in网站的实时城市空气质量数据。参照PM25.in网站公布的API文档，调用httplib模块中的HttpConnection类，并对其host参数赋值为“pm25.in”，得到HttpConnection类的实例，并调用实例的request方法，使用“GET”传参方式，通过定义参数“token”“station”和“city”完成对空气质量数据的访问。
3.1.2 预测算法的实现
空气质量预测算法的主要任务是对预测模型中未知参数进行求解。根据前几节的分析，在拟合模型过程中运用了非线性的最小二乘法的思想，并在其实现方式上选择了拟合效果相对更好的Levenberg?Marquardt算法。Python的Scipy类库中提供了关于最优化求解的相关算法的实现代码，根据Scipy类库的源码分析可知，其optimize包的minpack.py模块，定义了curve_fit函数和leastsq函数。这两个函数的实现方法类似，即传入含参的模型函数以及数据集，通过Levenberg?Marquardt算法求得残差的平方和最小时的参数值。
在真实情况下，空气污染因子（如PM2.5，PM10以及CO等）的变化曲线是连续的，但受限于观测条件，目前只能监测到每小时空气污染因子的浓度，因而采集到的数据是离散的。为了对函数模型的拟合更为精确，在利用Levenberg?Marquardt算法进行拟合前，需要先对离散的样本进行细分。在leastSquare.py文件中，通过定义函数details（），对每两个观测点之间进行插值，使数据的连续性更强。
3.2 客户端功能的实现
客户端包含了手机和SmartWatch2智能手表两部分。因为两者的系统都是基于Android平台的，因而客户端实质上实现了一个Android的应用系统开发。虽然SmartWatch2的应用开发流程与Android应用十分类似，但两者之间也有一些不同之处。例如，SmartWatch2的应用的运行方式为常驻内存式，因而其应用的操作并没有明确的开始和结束的响应事件。
4 系统测试与分析
4.1 测试环境部署
服务器是基于Linux系统搭建的，其测试环境配置如下：
服务器的CPU型号为Intel Core2 Duo E7500，内存大小为2 GB，运行的操作系统版本为Ubuntu 14.04.1 LTS；服务器开发语言Python所选择的版本为Python 2.7.6；安装Flask框架，其Flask的版本为Flask 0.10.1；安装SQLite数据库，其版本为SQLite 3.8.2；安装Python机器学习的类库Numpy和Scipy，其版本为Numpy 1.9.2和Scipy 0.15.1。
客户端的测试环境选用基于Android 4.4版本的手机，以及索尼的SmartWatch2智能手表。
4.2 功能测试与界面显示
手机端的选项设置模块主要有说明、城市选择和预测功能三个选项，如图5所示。
图5所示的手机端设置界面中，左侧是设置模块的主界面。其中：“说明”功能用来弹出窗口以显示该应用所实现的功能；“城市选择”点击后的界面如图6的右侧所示，可以在该界面选择所要监测空气质量的城市；“预测功能”则是一个开关按钮，用来打开和关闭应用的预测功能。
为了能在SmartWatch2手表端更方便地查看空气质量数据，在开发过程中专门针对表盘的首界面定制了显示空气质量指数的小部件。这项设计使得用户无需任何操作即可实时查看空气质量指数，同时，指数以不同的颜色显示代表了不同程度的空气污染等级。显示效果如图6中表盘右下角。
点击SmartWatch2首界面中的空气质量指数小部件，则可直接进入空气质量检测界面，另外，在开启预测功能的情况下，点击屏幕则可以直接查看北京市未来6 h的空气质量预测情况。空气质量监测界面和空气质量预测界面的显示如图7所示。
4.3 性能测试
本次测试选取了2015年5月4日0时到2015年5月20日0时这一时间段内服务器所搜集并处理的数据集。经过统计，该段时间内系统作出的预测共计313次，其中能够与实际监测到的空气质量数据进行对比的预测有224次。基于这些数据作出分析对比，在以下几个方面计算预测的准确率：AQI等级准确率，AQI数值误差在50以内的准确率，AQI变化趋势准确率，首要污染物预测准确率，如表1所示。
表1中系统的预测算法在AQI等级和AQI变化趋势方面的准确度虽然相对较低，但也都超过了47%的水平，基本符合预期。而如果把AQI的预测误差限制在50以内，可以看到系统预测的准确度提升到了82%以上；此外，在首要污染物的预测方面，系统的准确度也达到了73.66%。因此，本次系统在预测准确度上的整体表现合格。
5 结 论
在空气污染日益严重的当下，人们对空气质量的关心程度逐渐增加。本文立足于人们关心的这一热点问题，结合目前市场上流行可穿戴设备，设计并开发出面向可穿戴设备的空气质量监测系统，在满足了人们实时监测空气质量需求的前提下，还利用了可穿戴设备的优势，让用户体验到可穿戴设备在人机交互方面的巨大优点以及给人们生活所带来的便利。
本文选取了基于Android系统的SmartWatch2智能手表，结合其在人机交互方面独有的便捷性优势，设计出面向可穿戴设备的空气质量监测系统。该系统不仅满足了人们对空气质量关注方面的需求，同时带给人们可穿戴设备便捷的交互体验。
参考文献
[1] 聂邦胜.国内外常用的空气质量模式介绍[J].海洋技术，2008，27（1）：118?122.
[2] YUAN Y. Step?sizes for the gradient method [J]. Ams Ip Studies in Advanced Mathematics， 2008， 42（2）： 785?789.
[3] BECK A， TEBOULLE M. A fast iterative shrinkage?thresholding algorithm for linear inverse problems [J]. SIAM Journal on Imaging Sciences， 2009， 2（1）： 183?202.
[4] QIAN N. On the momentum term in gradient descent learning algorithms [J]. Neural Networks， 1999， 12（1）： 145?151.
[5] GRATTON S， LAWLESS A S， NICHOLS N K. Approximate Gauss?Newton methods for nonlinear least squares problems [J]. SIAM Journal on Optimization， 2007， 18（1）： 106?132.
[6] GAVIN C H. The Levenberg?Marquardt method for nonlinear least squares curve?fitting problems [EB/OL]. [2011?02?13]. http：///projects/lmfit/.
篇7
【关键词】环境空气监测；全程质量控制；监测点；科学监测
0.前言
环境空气监测是由环境监测机构规定程序和有关法规的要求，对代表环境质量及发展趋势的各种环境要素而进行技术性监测，对环境行为符合法规的情况进行执法性的监督、控制和评价的全过程。几年来，随着我国经济的高速发展、城市建设规模的不断扩大、城市功能区和产业结构布局的不断优化、调整，许多城市在城市环境、城市建成区规模和人口数量、分布等方面都有了很大变化，原有的城市环境空气监测呈现出监测点位数量上的不足或者空间分布上的不科学，不能继续满足城市环境空气监测的技术要求，从而面临着需要不断进行优化。
1.国内的环境空气质量监测的特点
就目前的发展情况而言，国内的环境空气质量监测的构成特点比较简单，环境监测部门把从监测站获得的数据进行整理和分析，再由行政部门一级一级的上报。国内的质量控制和质量保证部门都是独立的各项操作都是由监测站的人员完成的。这样的系统已经落后我们应该不断的进行完善。
2.自动化环境空气质量监测系统的主要组件
自动化环境空气质量监测系统主要组件包括：质量保证的实验室、中心计算机室、系统支持的实验室、各个下属的监测站等。（1）质量保证的实验室的主要工作内容是对所有的监测设备的保养和审定，对检修后的设备进行校准和技术指标的审核，制定和落实系统的质量监测的控制措施。（2）中心计算机的主要工作的内容是通过各种通通讯方式来收集各个下属的监测站监测到的数据和监测设备的工作的信息，并且判断收集到的信息检测和存储，对这些数据进行统计分析和处理；对下属的监测站远程监测、诊断。（3）系统支持的实验室的主要工作内容是仪器设备的运转情况，对系统仪器设备进行保养和设备的维护；对发生故障的仪器设备及时的进行检修和更换。（4）下属监测站的主要工作内容是对环境空气质量的全程的自动监测、收集、储存监测到的信息，按照中心计算机的要求准时的向中心计算机发送监测的数据和仪器设备工作的状态。
3.在现代社会加强监测能力尤为重要
不断的完善环境空气监测，正确的选择环境空气质量监测的控制点，促进国家环境空气监测全程质量控制的能力，提高地区性的污染物质的监测水平，不断发展农村特殊性空气监测站和地区性的监测站的建设，使环境质量监测的结果更加贴切实际情况，符合人们的亲身的感受有着非常重要的意义。空气质量的好坏影响着人们的健康，为了让人们了解环境情况，监督环境空气质量监测的效果，应该准确的环境监测的信息，加强环境空气监测全程质量控制的能力。
4.顺利推进保证能力建设
（1）各级环保部门应提高组织领导的能力，完善工作中遇到问题的协调机制，制定本区域内环境空气质量监测能力建设的方案，把各阶段工作的任务分配到各个部门和单位，做到部署任务、检查问题、以便发现问题能够及时解决问题。（2）各级环保部门应该和同级的财政部门沟通，把环境空气监测全程质量控制能力的建设和完善加入到公共财政开支里面，国家和地方应该共同承担环境空气质量监测的建设和完善。（3）各级环保部门应该依据现在的发展形式对环境空气监测的要求，规划对监测方面的人才的培养，定期的进行人才的培训，把培训各类技能性的人才、专业能力较强的人才和综合性的管理人才为主要目的，促进人才队伍素质的不断提高，为保障环境空气监测全程质量的控制提供人才。
5.对环境空气质量监测的意见和建议
针对我们国家的自动化的环境空气监测全程质量控制发展的形式，提出了以下的几点意见和建议。（1）把环境监测部门的责任要明确的区分开，不同时期的责任分配到个人。比如：校准日常使用的仪器，每年对仪器进行审核，对收集的数据的分析和处理，对数据的优化应该由专人进行负责。（2）从监测站收集到的数据，经手人必须要谨慎保存原始数据，经手人对数据的修改和筛选的权限要保密，以便于在以后的审核或者是调用这些数据的时候有据可依。（3）不断的完善环境空气质量监测的区域性的网络系统。现在21世纪是网络的信息时代，各种信息系统已经大范围的运用到各个行业中去了，要把信息做到透明化是现在环境空气监测全程质量控制的目标，不断的发展和完善环境空气监测的系统，促进信息的集中的处理和数据的不断优化，提高环境空气质量的监测。（4）要不断的完善城市自动化环境空气质量的监测，按照新颁布的《环境空气质量标准》的要求，现在地级以上的城市都需要不断的发展和完善城市自动化环境空气质量的，分批的把缺少的监测设备补充完整。根据地区特点的不同建立不同的环境空气监测点位，各个监测点位之间应该具备良好的信息数据的传输的系统，和网络化的监控平台，进而提高各市、地区的城市自动化环境空气质量的监测。
6.小结
在人们生活水平不断的提高和环保意识的日益重视的社会中， 展望环境空气质量监测未来的发展，对各种有毒、有害气体的探测，对大气污染、工业废气的监测以及对食品和居住环境质量的检测都对气体传感器提出了更高的要求。纳米、薄膜技术等新材料研制技术的成功应用为气体传感器集成化和智能化提供了很好的前提条件。气体传感器将在充分利用微机械与微电子技术、计算机技术、信号处理技术、传感技术、故障诊断技术、智能技术等多学科综合技术的基础上得到发展。研制能够同时监测多种气体的全自动数字式的智能气体传感器将是该领域的重要研究方向。
【参考文献】
[1]杨亚洋.环境空气监测数据分析及处理[J].中国新技术新产品，2011（23）.
[2]谢晓实，魏东明.关于环境空气监测质量保证的建议[J].中国环境监测，2003（1）.
篇8
关键词：空气的监测;污染的危害;环境质量控制;最少监测点
中图分类号：X830.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）35-0058-02
随着工业化社会进程的加剧，特别是工业革命以来，石油、煤炭、天然气等的大量使用和开采，当有毒有害的气体排放到空气中，浓度超过环境所能允许的极限时，就会危害人们的工作、生活和身体健康等，这种情况即被称为空气污染或大气污染。加上一些企业和个人漠视环保法律，给环境带来了越来越严重的影响。
1 环境空气的现状
1.1 空气污染导致大量的人死亡
空气主要是由氮气和氧气构成，干净清洁的空气是我们赖以生存的基础。为了维持我们肌体正常的生理活动，我们每人每天一般需要吸收10～12 m3的空气。呼吸本身并不会杀死人，但吸入污染严重的空气有时却可以严重危害身体健康。
历史上曾发生过著名的“伦敦烟雾事件”，在短短一周时间内，雾霾造成伦敦地区4 700多人死亡。
根据最近的《新世纪》周刊报道，早在2007年，世界银行就进行了一项调查，研究的结论之一是：以PM10为指标衡量的空气污染，每年在中国导致35万～40万人“早死”。
1.2 我国在空气环境治理、监测等方面还处于初级阶段
我国在空气环境治理、监测等方面相比于欧美等发达国家还十分欠缺，处于初级阶段。尽管在监测器材和监测手段以及治理水平上，我们与发达国家仍有较大差距，但是，随着近几年我国经济的飞速发展，以及全国各地大中型城市上空越演越烈的“十面霾伏”，空气质量越来越受到人们的关注，我国相关部门对环境监测的技术投入和经费支持也越来越大，国内很多大中型城市都能够对环境空气质量进行实时监测、实时预报。
为了应对越来越严重的空气污染，我国初步建立了标准化的城市空气监测体系，从而进一步规范了空气监测的具体工作和完善了相关的法律制度。目前，从全国大中型城市的实施数据分析不难看出，在一定程度上提高了我国空气监测整体的可操作性、可靠性、准确性、规范性和科学性。
2 空气监测的质量控制
2.1 监测的对象
目前，对室外空气组成成分的主要监测有NOX、SO2、Cl2、CO以及总悬浮颗粒物TSP等。室内空气有毒有害气体的采样还会监测甲醛、苯、氨、氡等挥发或放射性气体污染物。针对空气中NOX的浓度监测，多采取溶液吸收法进行样品的收集采样，测定的时候可用四氯汞盐吸收测定。对于空气中的SO2，主要采用“四氯汞钾溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法”等常规的监测方法。
存在于空气中的悬浮颗粒状物质也是环境大气的主要污染物，如硫酸烟雾、光化学烟雾等。这些光触媒物质在强烈阳光照射下，发生化学反应，形成臭氧、醛类等物质悬浮于大气中而构成光化学烟雾。
由于悬浮颗粒物稳定性较弱、成分十分复杂、危害性也相当大。分散在空气中的悬浮颗粒状污染物，甚至还有一些飘尘具有工业毒性，所以对人体健康危害极大。通常悬浮颗粒状物使用滤料阻留法进行测定，按照一定速度抽取空气，对比滤膜表面悬浮颗粒物前后的质量，得出TSP浓度。
2.2 空气监测前准备
在采样之前，需要彻查采样装置的准确度、精确度以及灵敏度。这里特别需要注意的是采样装置乳胶管的老化问题，发现老化及时更换，确保设备的灵敏度。
3 监测点的质量控制
3.1 监测点的选择
每个监测点代表的都是该点半径内4～5 km范围内的空气状况，国家标准要求监测点50 m范围内不能有明显的污染源，四周不能有明显的遮挡等。远离马路、绿化又很好的绿化带里的空气，要比马路边、居民密集区、工地这些地方好很多。
据2012年3月16日《扬子晚报》报道，南京的PM2.5监测点将实时PM2.5数据，而南京选取的3个PM2.5监测点分别是草场门、玄武湖以及仙林大学城。消息一经公布，即引起网友的广大质疑。质疑原因是这三个地点都在绿地湖畔、绿化率较高，并且远离主干道，测出的数据没有代表性，有存在刻意选点、人为“净化”数据的嫌疑。
3.2 监测布点要科学
根据污染程度对监测的区域进行区分设置，通常按低、中、高三个层次进行划分。建立模糊优化模型的方法来解决布点问题，根据地区的地理环境、人口密度及面积，利用网格实测法，每一个网格中心处放一监测装置，每隔一小时测一次数据。
监测本身是否真实反映城市空气质量低劣的问题。目前，大多数城市的PM2.5监测点都设在绿化带、公园、大学甚至郊区等绿化较好的地方，会不会让空气质量监测数据“被好转”？所以，布点的选择要具有代表性，即能够代表一定范围内的污染程度，使此范围内的污染状态和变化规律通过此个布点突出的反映出来。
显然，这个问题的解决，绝不是靠争议就有结果的，由于在稳定的环境条件下，由于气象条件是影响空气中可吸入颗粒物浓度的主要因素，因此大气中PM2.5的质量浓度也随气象条件的改变而发生变化，在不同的季节，各地区的风速、空气湿度等也不相同。
所以，可以选取某一时期内的PM2.5质量浓度变化为研究对象，结合搜索的数据，绘制相应的表格，研究不同时段、风力、相对湿度下空气中PM2.5浓度的变化特征，最后利用数据资料做出描述春、夏、秋、冬四季PM2.5质量浓度变化特征的图表。总结出气象条件对PM2.5浓度的影响，进而为监测点的合理布局提供参考。
3.3 监测数据的分析
以PM2.5为例，在PM2.5监测网上查到7月28日～29日南京市区48 h内PM2.5的浓度变化，如图1所示。
由上图不难看出，南京市区48 h内PM2.5质量浓度最高峰出现在晚上9？00，次高峰值出现在晚上10？00，最低谷值出现在凌晨3？00，次低谷值出现在下午3？00。这一现象一方面可能是由于PM2.5与早晨南京市区上班交通高峰，中午车流量趋于降低有关;另一方面，以往学者的研究认为，交通对空气的贡献仅占0.43%，说明还存在其他关键的因素，高温有利于颗粒物扩散，中午13？00气温较高，因高温扩散造成PM2.5浓度降低。凌晨3？00～5？00车流量减少，但此段内的谷值比中午的要高，也可能与低温容易形成逆温层有关。
4 监测布点的合理控制
4.1 确定最少的监测点数
南京PM2.5数据，选取布点的三个区域的类型明显趋同，这样获得污染物的参考数值不具有代表性、大有以偏概全的嫌疑，所以，被大家质疑便在情理之中。局部代表不了整体，这是一项基本常识。按照统计学来讲，选取的监测点越多、分布的范围越广、区域类型越全，最后得到的监测数据也就越具代表性。
由此，这样的检测结果也就越能真实地反应当时的大气质量状况。但是，反过来讲，并非监测点越多越好、分布的范围越广，因为这还要考虑到监测人员的精力以及各监测地区的经济发展水平和资金投入能力，所以，各地监测部门追求的目标无疑是确定投入资金最少的监测点数目。
那么，怎样确定监测点数是最少而不影响监测结果的呢？这就要求在误差允许的测定范围内，以最少的监测点反映区域内整体污染水平。
根据监测地区的地理环境、人口密度、大气污染物浓度实测数据，利用地理变异系数法来求出该地区的最少监测点数。地理变异系数法是用不同地点的数据差异程度来估算设点数的统计学方法。采用抽样计算，得出各污染地区需要的最少监测点数。
最少监测点位数
M=（1）
式（1）中，t与自由度、置信水平相应的偏离值。当自由度大于120，置信水平取90%时，t=1.64
为所要求的平均污染水平的最少偏差。取？滓=10%X;
N为网格布点儿监测的总样本数;
n为单一网格布点的样本数;
s为网格布点监测所给出的总体平均浓度的标准偏差。
由下式计算：
s=■（2）
式（2）中：Xi，X分别为i次测定值和总体平均值;N同上。
把网格布点监测得到的各污染物数据和确定的各项参数代入以上公式，算出值。取为整数，就得到各污染物所需最少监测点位数。
4.2 路边监测点
路边监测点这个名词是来自于香港，对应的是大都市的交通干线区域的空气，这和一般居住环境空气质量是截然不同的，交通干线的车流量比普通住宅区大很多，突出的是机动车尾气对空气质量的影响。
像香港设置了14个空气监测站，分为一般和路边两种空气质素监测站。路边空气质素监测站设置在繁忙街道旁，以监测路边污染水平。
目前，除了香港外，大陆还没有路边监测点。空气质量的监测与垃圾焚烧厂等建设大的污染项目不同，建设项目可能会对环境造成极大的影响，此时就要有公众意见咨询。监测点的点位向公众征集不是说不必要，要区分于一般建设项目。不管采取哪种方式，作为环境监测点位要遵守科学性、代表性、客观性、真实性，应首先依据论证报告。
参考文献：
[1] 王荟，王格慧，黄鹂鸣，等.南京市大气中PM10、PM2.5日污染特征[J].重启环境科学，2003，（5）.
[2] 郭清彬，程学丰，候辉，等.冬季大气中PM10和PM2.5污染特征及形貌分析[J].中国环境监测，2011，（4）.
[3] 周卫华.手工采样环境空气监测的质量控制[J].化学分析计量，2009，（2）.
[4] 林俊，刘卫，李燕，等.大气气溶胶粒径分布特征与气象条件的相关性分析[J].气象与环境学报，2009，（1）.
篇9
关键词气象因子；空气质量；监测；预报
随着我国的经济发展，人民生活水平的提高，空气环境质量越来越引起人们的关注，空气质量的预报已成为城市居民新的需求。近年来，石河子市东、西、南、北4个热电厂的建成投运，给城市空气质量构成了巨大的压力。石河子市环境监测站2003年6月安装了环境空气质量自动监测系统，开始对城市环境空气质量进行自动监测。笔者利用该站2005~2006年2a的空气质量监测数据，对主要污染物二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物（PM10）的浓度分布特征进行分析，以及石河子气象站所对应时间的气象资料，找出与污染物浓度相关性好的气象因子，做出多元线性回归方程；然后在微型计算机上输入第2天气象因子的预报值，计算出第2天二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物预报值，做出空气质量监测预报。
1污染物浓度分布特征
从2a资料中发现二氧化硫日平均最大值为0.132mg/m3，最小值0.002mg/m3，最大值是最小值的66倍；二氧化氮最大值0.056mg/m3，最小值0.001mg/m3，最大值是最小值的56倍；可吸入颗粒物最大值0.712mg/m3，最小值0.013mg/m3，最大值是最小值的55倍。由此可知，污染物浓度变化非常之大。经测算，2005~2006年石河子市空气综合污染指数均为1.28，按环境空气分级标准属清洁级，环境质量状况良好。
1.1污染物浓度分布
目前我国空气质量监测常规项目有二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物的浓度，图1~3是2005~2006年石河子市二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物浓度月平均值分布曲线，3条曲线都可以近似为具有单峰单谷曲线。二氧化硫和可吸入颗粒物曲线走向较一致，冬季浓度比夏季高，最高值出现在1月和12月，极值分别为0.056mg/m3和0.118mg/m3；最低值出现在6月和7月，分别为0.011mg/m3和0.046 mg/m3。三种污染物月平均最高值和最低值的比分别是二氧化硫为5.1倍、二氧化氮为4.7倍、可吸入颗粒物为2.6倍，其中可吸入颗粒物为首要污染物。
图4、图5分别是2006年7月1日和12月1日石河子市二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物0时至23时浓度日分布图示。从图中可以看出：二氧化硫日分布在夏季有1个峰值，出现在时间14时，对应值为0.060mg/m3，其余时间浓度轻低，最大值是最小值的10倍；二氧化硫日分布的冬季较零乱，没有一定的规律，最高值为0.056mg/m3，最大值是最小值的3.1倍。二氧化氮日分布在夏季较零乱，没有一定的规律，最高值为0.036mg/m3，最大值是最小值的9倍；二氧化氮日分布在冬季较均衡，最高值为0.015mg/m3，最大值是最小值的1.4倍。可吸入颗粒物在夏季有2个明显的峰值，分别在凌晨1时和上午10时，峰值分别为0.078mg/m3和0.102mg/m3，极值是最小值的3.6倍；可吸入颗粒物在夏季最高值为0.092mg/m3，分布较为均匀，最大值是最小值的1.8倍，且较浓度夏季明显偏高，主要是由于采暖期锅炉燃煤造成。
1.2影响因素
空气污染超标现象集中出现在冬季采暖期和春季，在这种天气条件下易受以下因素的影响而加重污染程度。
（1）湿度的影响。当寒冷季节、气温较低、湿度较大时，水蒸气容易以尘微粒和气溶胶为凝结核形成雾，使污染物粒子变重而下沉，生成沉积和沉降或聚集在低层大气中，阻碍烟气的扩散，加重空气的污染，使大气能见度降低。
（2）逆温的影响。逆温层是一个十分稳定的层次，它的存在像个盖子似的阻碍污染物向上扩散。逆温往往伴随着小风或无风状态，污染物不易扩散、稀释，从而使近地面的污染物浓度增加。逆温层常出现在冬、秋季，强度最大、持续时间最长，且在一天当中，夜间逆温强度最大。
（3）燃煤影响。冬季空气污染较重，其原因主要是冬季为燃煤开放期，燃煤量增大，烟尘和二氧化硫等污染物排放量随之增大，造成污染加重。
（4）沙（浮）尘天气影响。春季多发生大风天气，降水量少，冰雪融化后，黄土裸露，植物尚未进入完叶期，阻风能力弱，造成沙尘和地面扬尘污染。根据气象资料，扬沙、沙尘暴、浮尘天气主要集中在4~5月，2005年4月4日石河子垦区发生了一次沙尘天气，沙尘波及到市区，导致4月可吸入颗粒物、降尘均超标。造成此次浮尘天气的主要原因是开春后天气明显升温，地面干燥、裸露，加之风力的影响，尘土飞扬，形成浮尘污染。
2气象因子与污染物浓度的相关性分析
污染物浓度除了受排放量的变化影响之外，另一主要影响因素就是气象因子的变化。多元回归方法关键点是寻找与污染浓度相关性好的气象因子且气象因子之间相关性要小。污染物浓度取日平均值，气象因子也取日平均值。风向是矢量，风速是标量，把东定义为X轴正向、西定义为Y轴正向，把每个时次10min平均风速按10min平均风向分解为X轴（VX）利Y轴（VY）两个方向上的分量，再进行日平均，这样就把风向风速化为标量。Td-T850为8时地面气温减850hPa气温的差值。资料进行上述处理后计算相关性系数。对相关系数r做显著性检验，在显著水平α=0.05时，γ0.05=0.07，当|r|≥0.07可认为相关。气象因子间相关系数大于0.5可认为相关性好，取便于预报的因子。经过上述步骤后，所选的气象因子与污染物浓度单相关系数见表1。
从表1可知：日最高气温与二氧化硫浓度呈负相关，与二氧化氮浓度呈正相关，与可吸入颗粒物浓度不相关。二氧化硫浓度与风速呈负相关与风向不相关；二氧化氮浓度与西南风呈正相关，与风速不相关；可吸入颗粒物浓度与风向不相关，与风速呈负相关。降水量与二氧化硫、可吸入颗粒物浓度呈负相关，与二氧化氮浓度呈正相关。Td-T850可以代表850hPa以下的层结稳定状况，表中二氧化氮浓度与其呈正相关，二氧化硫浓度和可吸入颗粒物浓度与其呈负相关。相对湿度与二氧化硫浓度和可吸入颗粒物浓度呈负相关性，与二氧化氮浓度不相关。
3污染物浓度的预报回归方程
在建立回归方程时，气象因子从表1中选取与其相关性较好的因子。当|r|≥0.1时，可认为相关性较好，此因子可选为预报因子。根据这一原则，建立各污染物浓度（P）方程如下：
SO2浓度P=0.095 85-0.000 47Th-0.004 84V-0.000 15RR-0.001 27T-0.00040U；
NO2浓度P=0.027 51+0.000 41Th+0.000 93VX+0.001 02VY+0.000 07T；
PM10浓度P=0.135 00-0.007 14V-0.000 48RR-0.002 43T-0.000 27U。
4预报流程
预报计算在计算机上运行，流程图如图6。人工输入所需的气象要素，计算机自动进行计算，计算结果输入Internet以WEB方式显示，环境监测站直接到Internet上读取。
5历史资料检验
对回归方程预报效果进行历史资料检验，选取（随意）2004年5月的资料，把气象因子代入回归方程，计算出各污染物日浓度，再与实测值相减，求出差值P。预报误差率=∑|P|/∑|P|，P为实测值。算出2004年5月二氧化硫预报误差率为109%，二氧化氮预报误差率为32%，可吸入颗粒物预报误差率为44%。由此看来，二氧化氮、可吸入颗粒物预报误差较小；二氧化硫预报误差较大，造成这种结果的原因主要是气象因子选取不佳，排放量变化大。如前所述，二氧化硫日平均最大值是最小值的27倍。
6讨论
（1）多元线性回归假定污染源排放量是不变的，但实际上污染源排放量是变化的，这就引起多元线性回归方法预报误差较大。
（2）多元线性回归认为气象因子与污染物浓度呈线性关系，但实际上气象因子与污染物浓度并不一定是线性关系，这是造成多元线性方法预报误差较大的另一个原因。
（3）石河子市空气质量预报才刚刚开始，预报经验不足，有待于今后进一步改进。
7参考文献
[1] 赵凌卓.大连市“十五”期间大气环境中SO2、NO2、PM10污染状况分析[J].辽宁城乡环境科技，2007（3）：44-46.
[2] 李金娜，李海涛.唐山市“九五”期间大气环境中SO2、NOX、TSP污染状况分析[J].干旱环境监测，2002（2）：100-103.
[3]于晓岚，汤洁，李兴生，等.我国西部清洁大气中SO2和NO2的观测和分析[J].应用气象学报，1997（1）：63-69.
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1五要素中的质量控制内容和常见问题
1.1“人”的要素“人”的因素在采样质量控制中占首要位置。首先质上，采样人员须经上岗培训取得合格证，要求对《环境空气手工监测技术规范》、《环境空气点位布设技术规范》、《大气污染物无组织排放监测技术指导》等规范性文件熟练掌握，掌握各类采样设备的采样原理和操作方法等；其次，采样人员须有认真负责的工作态度，科学严谨的工作方法严格按有关要求进行采样工作；再次量上，人员数量应满足工作需要，采样活动应有不少于2名人员进行采样操作、还要指定专门质量监督员，对采样人员使用仪器、落实监测方案、执行技术规范等环节进行监督。人员因素在采样质量控制中易出现的问题主要有：（1）人员配备不足。如在建设项目环保竣工验收监测中要求每个无组织监测点位至少1人，另外1人负责现场气象条件测定和判断[3]，实际监测工作中常出现1人负责多点，更谈不上专人负责气象测定，无法保证监测点位随气象变化而改变位置。（2）人员过于依赖设备自动化。当前科技水平发达，使采样仪器具备了自动定时、复电得启、恒流、自动计算等功能，但再先进的设备也有出现故障的时候，人员过于依赖设备自动化而缺少采样过程状态的确认及检查，如采样中流量是否漂移、气体吸收是否正常等，将不能保证所采样品的代表性。（3）忽略现场专职质量监督员的配备。
1.2“机”的要素“机”的因素是指在采样活动中采样设备（工具）是否符合规范的要求，是确保监测数据能可靠溯源的重要保证。设备质量控制的基本要求有三个方面：⑴采样设备符合计量要求和环境保护产品认定技术要求，如《PM10采样器技术要求及检测方法》（HJ/T93-2003），也就是指监测采样设备须经国家计量许可并经过环保认证；⑵设备应按要求定期检定且合格；⑶设备在检定期间要进行期间核查，使用前须检查采样流量、气路气密性、吸收瓶阻及效率等。目前设备因素在质量控制中主要存在四个方面的问题：⑴吸收瓶为非强制检定类。市场上各个厂家的吸收瓶质量良莠不齐，产品没有统一标准，缺乏质量保障，吸收瓶密封性、吸收瓶阻、吸收效率等达不到要求，即使达到要求的吸收瓶在使用一段时间后这几项指标也会有较大变化，严重影响采样的准确性。⑵重金属类项目采样滤膜的使用。环境空气中铁、铜、锌、隔、铬等重金属成份分析采样中要求使用过氯乙烯等有机滤膜采样[4]，其采样阻力较大，普通颗粒物采样器不能满足，存在使用超细玻璃纤维滤膜采样，从而引入采样误差。⑶市场上部分设备不能满足采样要求。目前，市场上最好的采样设备也是为特定项目研制的，如当前恒温恒流的大气采样设备多为二氧化硫和氮氧化物的最佳吸收温度设置，其样品室温度不可改变，适应性较差。此外，市场上还存在短时间采样的非恒流样品室未做温度控制（还存在非恒流短时间采样设备，样品室也未做温度控制），这都将导致样品的吸收效率存在偏差。⑷用SUMMA罐采集挥发性有机物的自动采样设备，价格昂贵，普及性不高，而其他的真空箱气体采样器效率差，且不能自动换样。目前，多采用手工气袋法直接采样，采样时间代表性较差，一般1L气袋手工采样2～3min即可完成，1h内等间隔采集4个样品，真正有效采样时间不足15min。针对上述问题，首先要选择正规专业的厂家购买吸收瓶、滤膜、试剂等，必要时查看厂家生产滤膜的材质成份检验单、吸收瓶瓶阻和吸收效率等第三方检测报告等，购买后自行抽检，使用中定期检查，及时淘汰不符合要求的产品。
1.3“样”的要素中“样”的因素主要是指采样时所用到的滤膜、吸收液、富集管等以及样品采集和保存过程，应符合采样规范和采样方法的要求。主要有两个方面：一是能否按时按量准确采集到样品；二是样品在采集过程和贮存转运中是否不受污染并得到有效保存，采集样品的滤膜、吸收液等从实验室至采样现场，采样结束后再至实验室，路途遥远，接触外界时间长，应注意不同项目采样过程中的注意事项，如采集硫化氢样品时须在现场加显色剂并避光低温保存，颗粒物采样前要保证滤膜平整无折痕、无针孔，采样后要检查尘斑边界是否清晰等。“样”的因素在采样质量控制中存在的常见问题有：⑴对颗粒物和TSP判断不清。颗粒物在污染源无组织排放烟（粉）尘监测中，采用中流量采样器（无罩、无分级采样头）采样[4]，但随着越来越多行业标准的出台，无组织排放颗粒物监测更趋向于TSP监测，如《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2013）、《砖瓦工业大气污染物排放标准》（GB29620-2013）、《铅、锌工业污染物排放标准》（GB25466-2010）中均明确指出无组织监测总悬浮颗粒物（TSP），因此应根据最新行业标准要求，来确定在监测采样工作中切割头是否加罩；⑵易忽视避免使用常见材质要求，如在氨气、氯气等采样中避免使用橡胶类连接管[4]。
1.4“法”的要素“法”因素在采样质量控制中主要是指采样方法、标准规范的正确选择，以及采样方案的合理制订，它是采样工作的开展提供主要依据。一个项目有多种分析方法和采样方法，其选取原则是优先采用标准引用方法，若标准无引用方法，如现行《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996）中没有引用或给出采样方法，则应根据监测目的、评价标准、拟用方法的最低检出限（一般应低于评价标准一个数量级）和自身实验室认证能力进行确定。“法”的因素在采样中存在的常见问题主要有：⑴采样体积的确定问题。如无组织氨的采样，若采用纳试剂分光光度法进行分析，其采样体积是30L[4]，采样体积小导致氨未检出，按最小采样体积计算公式[4]来确定其最小采样体积应为666L。若改用水杨酸分光光度法，由于其检出限较低，其采集30L样品则能满足要求。此外实际工作中出现需加大采样体积时，会有延长采样时间和加大采样流量两种方式，此时应慎重选择加大流量方式，加大流量在采样中易引入较大的误差，如颗粒物采样中TSP粒径的颗粒物切割是在0.3m/s流速下完成[4]，如流速改变则切割效率必然影响，同样在溶液吸收中也存在最佳吸收流量，过快的气体通过速度则易导致吸收效率降低。⑵方法中时间代表性问题。污染物排放标准中规定的浓度限值多为小时均值（或1h内4次等间隔样品的均值），实际工作中对于需直接采样的（如注射器采样）往往忽视4次等间隔采样；⑶标准落实难问题，如现行环境空气质量标准对TSP、苯并芘[a]的日均值时效性规定为24h，实际工作中不论从电力保障、仪器设备等方面都较难保证连续24h全覆盖。⑷方案制定中质量控制内容简单或缺失。在采样方案制定中只重视点位、时间、频次、项目等要求，而质量控制方面的现场校准、空白样、密码平行样等容易忽视。
1.5“环”的要素“环”即采样环境，包括采样的空间环境、气象环境和生产工况环境。空间环境即点位布设时周边环境满足规范要求，如环境空气监测时应避开局部污染源，采样口平面应有270度无阻挡空间等；气象环境即采样时气象条件满足相关要求，如无组织采样时应避开大风等空气极不稳定状态、特殊样品采样和运输中应低温避光等要求；生产工况环境即在验收监测中根据不同的行业对生产工况或主要生产设备要求的工况不同等。“环”的因素在采样质量控制中常见的问题主要存在于无组织排放监测中，主要有四方面：⑴采样点位设置不规范，未考虑特殊因子。环境中有较大本底影响的监测因子如颗粒物、二氧化硫等项目按要求于无组织排放源的下风向设监控点，同时在其上风向设对照点[5]，其他污染则在周界外浓度可能最大处设点。但实际工作中无组织排放监测采样点位布设时常将污染源下风监控点与周界外监控点混淆。⑵监测工况要求不一致，采样人员易忽视无组织源工况。建设项目验收监测要求企业验收监测期间生产负荷达到设计能力的75%及其以上[3]，而《大气污染物综合排放标准》中无组织排放限值制定的原则是在最大负荷下生产和排放，以及在最不利于污染物扩散稀释的条件下能达到的限值，两者的矛盾让采样人员无所适从。⑶气象条件的影响。由于地理环境和季节气侯等原因，常出现风速不稳、风向变化大和大气稳定度等不适宜监测的情况，若在采样限定时间内完成采样，则会出现在不适宜采样的条件下进行采样，结果导致采样准确性。⑷缺少对现场实际情况的了解。采样人员如对无组织排放源分布情况不了解，导致在现场点位布设中缺乏针对性从而影响其采集样品代表性，最终导致评价判断的不科学。
2结束语
综上所述，大气手工采样的质量控制是一项系统性工作，为保证采样环节的质量，不但需采样人员严格按技术规范、标准方法进行操作，尤其是在现场条件较为艰苦的情况下，发挥监测人员科学严谨的职业素养，同时也需要上级部门从监测设备性能指标的强制统一、相关技术规范的完善等方面继续努力，环保监测设备的不断科技进步也是采样质量控制的重要推手。
作者:范存峰 邱坤艳 单位:济源市环境监测站
参考文献：
[1]魏复盛等.水和废水监测分析方法（第四版增补版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.
[2]国家质量技术监督局.检验和校准实验室能力的通用要求（GB/T15481—2000）[S].北京：中国标准出版社，2000.
[3]刘芳，敬红等.建设项目竣工环境保护验收监测培训教材（第二版）[M].北京：中国环境出版社，2013.
