《地表水环境质量监测数据统计技术规定(试行)》于2020年2月发布,为进一步加强水环境质量监测管理、规范地表水环境质量评价工作,对地表水环境质量自动和手工监测数据应用于水环境质量评价时的数据统计方式进行规定,以保证评价结果的科学性、统一性和可比性,为水环境管理提供技术支撑。本规定主要提出了地表水(海水除外)监测数据用于环境质量评价时,在数据统计、整合、补遗和修约等方面的技术规则,主要适用于国家地表水环境质量监测网监测数据的统计与应用,地方可参照执行。
地表水水质自动监测站(水站):地表水水质自动监测系统的现场部分,一般由站房、采配水、控制、检测、数据传输等全部单元或其中数个单元组成。
地表水手工监测有效数据(手工数据):水样经手工采样、分析、计算、汇总得出,并通过审核、确认有效的各项指标监测数据。
地表水自动监测有效实时数据(自动数据):水样经水站采样、分析、计算、上传、汇总得出,并通过审核、确认有效的各项指标实时监测数据。
代表值:用于代表水体在某一时段内各监测指标整体浓度水平的统计结果,根据代表时段不同分为日代表值、月代表值、季代表值、年代表值。
数据整合:同一统计范围内的各单项指标获得多个不同类型、数量的监测结果时,将多个监测结果整合为一组数据用于代表值统计的过程。
日代表值。 各单项指标(pH值除外)的日代表值为当日实际获得的全部自动数据的算术平均值。pH值的日代表值采用当日实际获得的全部pH值对应氢离子浓度算术平均值的负对数表示(pH=-lg C(H+))。每个自然日所有有效自动监测数据均参与评价,实际参与计算的自动数据量不得低于当日应获得全部数据量的60%。日代表值仅针对自动数据,手工数据不参与日代表值统计。
月代表值。 手工月代表值为各单项指标的当月手工数据。如当月实际获得的日代表值不少于当月应获得全部日代表值的60%,可进行自动月代表值统计,统计时所有有效自动监测数据均参与评价。自动月代表值(pH值除外)为各单项指标当月实际获得全部自动数据的算术平均值;pH值的自动月代表值采用当月全部pH值自动数据对应氢离子浓度算术平均值的负对数表示。当某一单项指标由于当月或连续数月未开展监测导致月代表值缺失时,采用该指标上一个临近月份的月代表值作为替代月代表值。
季代表值、年代表值。 季代表值为各单项指标(包括pH值)当季全部月份月代表值的算术平均值;年代表值为各单项指标(包括pH值)当年全部月份月代表值的算术平均值。
评价指标。 地表水水质评价指标为《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)表1中除水温、粪大肠菌群和总氮以外的21项指标(pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、五日生化需氧量、化学需氧量、石油类、挥发酚、汞、铜、锌、铅、镉、铬(六价)、砷、硒、氟化物、氰化物、硫化物和阴离子表面活性剂);营养状态评价指标包括叶绿素a、总磷、总氮、透明度和高锰酸盐指数等5项。
断面(点位)数据整合。 同一断面(点位)不同采样点的监测指标数据整合成该断面(点位)的指标数据:pH值采用断面所有采样点氢离子浓度算术平均值的负对数;溶解氧和石油类采用表层采样点的算术平均值;透明度采用湖库所有采样垂线实测值的算术平均值;其余项目采用断面所有采样点算术平均值;入海河流断面采用退平潮采样点数据参与断面数据整合。
月代表值数据整合。 同一断面(点位)单项指标的手工和自动月代表值整合为一组断面(点位)数据参与水质评价:地表水水质评价中pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮和总磷等5项指标优先采用自动月代表值(当月无自动月代表值时采用手工月代表值),其他16项指标采用手工月代表值;营养状态评价中总磷、总氮和高锰酸盐指数3项优先采用自动月代表值,透明度和叶绿素a优先采用手工月代表值。当单项指标月代表值缺失时,采用替代月代表值参与数据整合。
数据补遗。 当单项指标月代表值缺失时,采用该指标上一个临近月份的月代表值进行替代参与数据整合;由于污染事故造成严重超标的指标不作为替代月代表值。由于地方基础保障工作不到位造成自动监测指标数据量不满足统计要求的,采用该指标当前时段向前一年最差实时数据替代统计时段代表值。断面出现地方干扰监测、数据弄虚作假等行为,采用该断面当前时段向前一年最差月代表值替代统计时段代表值。
数据修约。 所有监测指标的手工和自动数据均按照《数值修约规则与极限数值的表示和判定》(GB/T 8170)要求进行修约。采用修约后的数据进行水质评价,保留的有效小数位数对照表2统一(水温1位、pH值0位、溶解氧1位、高锰酸盐指数1位、化学需氧量1位、五日生化需氧量1位、氨氮2位、总磷3位、总氮2位、铜锌氟化物铬(六价)铅氰化物硫化物3位、硒砷挥发酚4位、汞镉5位、石油类阴离子表面活性剂2位等);监测数据一般保留不超过3位有效数字;当修约后结果为0时保留一位有效数字;当监测数据低于检出限时,以1/2检出限值参与计算和统计。
"评价口径统一"是水质数据可比性的生命线。 同一断面的水质评价结果要跨时间、跨断面可比,前提是数据统计口径完全一致:日代表值怎么算、月代表值怎么算、手工自动数据怎么整合、缺失怎么补、小数保留几位,都必须全国统一。本规定把统计规则细化到每一环节,正是为了消除"同一断面不同算法得出不同结论"的混乱。
pH值的特殊统计方式。 pH是对数标度,直接对pH值求算术平均在数学上不严谨(pH=7与pH=8的平均不是7.5对应的线性关系),规定要求先换算为氢离子浓度求算术平均值再取负对数——这是符合化学计量学的正确处理,也是本规定中最能体现"科学性"的技术细节。
"自动优先"的整合规则。 水质评价指标中pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷等自动监测技术成熟的指标优先采用自动月代表值,其他指标采用手工月代表值——自动监测数据时间连续、代表性好,优先采用有利于提高评价数据的时效性和代表性;同时保留手工数据作为自动数据缺失时的补充,体现"自动为主、手工补充"的发展导向。
补遗规则的"从严"设计。 数据缺失时采用上一临近月份代表值替代(常规缺失),但污染事故造成的严重超标指标不作为替代(避免污染事件被掩盖);对地方干扰监测、数据弄虚作假行为,采用向前一年最差月代表值替代(惩戒造假、体现监管刚性)——补遗规则同时处理了"数据完整性问题"和"数据真实性问题",是环境监管技术规则设计的典范。
本规定适用于国家地表水环境质量监测网的运维和监测单位、各级生态环境监测中心、水质自动监测站运行维护单位、水环境质量评价与考核管理部门,地表水环境质量数据统计与分析人员,以及从事水环境监测与评价研究的高校师生和科研人员。
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