在线监测与人工采样排放检测结果差异原因分析

在生态环境监管中，在线监测与人工采样是两种核心的排放检测手段，前者依托连续自动监测系统提供实时数据，后者通过现场采样与实验室分析实现定点核查。然而实际应用中，二者结果常出现显著差异，不仅影响监管决策的准确性，也引发企业对检测公正性的质疑。深入剖析差异背后的原因，需从监测流程的全链条入手——从采样到分析、从仪器到运维，每一个环节的固有特性或操作偏差，都可能成为结果分化的诱因。

监测时间与频次的固有差异

在线监测的核心优势是“连续性”——通过24小时不间断采集数据，最终输出的是时段内的平均浓度（如小时平均、日平均），能真实反映排放的整体水平。而人工采样多为“瞬时性”，通常根据监管要求随机选取1-2个时段（如每日1次、每月3次），采样时间仅持续数分钟。这种时间维度的差异，在排放浓度波动较大的场景下会被放大。

以某纺织印染企业为例，其生产流程需周期性投放染料，导致废水处理站的废气排放浓度在投料后2小时内升至峰值（约80mg/m³），其余时间维持在20mg/m³左右。若人工采样刚好选在投料后时段，结果会比在线日平均浓度（约30mg/m³）高出1倍以上；若采样选在低谷时段，则结果会显著偏低。这种“点”与“面”的信息差，是两类检测结果差异的常见根源。

此外，部分企业存在“针对性规避”行为——得知人工采样时间后，临时调整生产负荷降低排放，导致人工数据无法反映真实排放情况，而在线监测的连续性使其无法被掩盖。

采样位置与代表性的偏差

采样点的“代表性”直接决定样品能否反映排气筒的真实排放浓度，而在线与人工采样在位置选择上的严格性差异显著。根据《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T 16157-1996），在线监测的采样点需设置在排气筒直管段的10倍管径（或3倍边长）处，避开弯头、三通等易产生涡流的部位，确保流场均匀。

但人工采样受现场条件限制，常无法满足这一要求：比如排气筒高度超过20米，采样人员难以到达直管段；或企业为降低成本，将排气筒设计得过于狭窄，直管段长度不足。此时人工采样点可能选在弯头附近或直管段前端，导致采样区域的气体未充分混合，浓度分布不均。

某钢铁企业的烧结机排气筒案例中，在线采样点设置在直管段15米处（满足10倍管径要求），而人工采样因梯子长度限制，仅能在直管段5米处采样。经流场模拟验证，5米处的气体流速偏差达30%，浓度较真实值低25%——这直接导致人工结果比在线低近1/4。

此外，人工采样的“插入深度”也易出现偏差：标准要求采样管需插入管道中心（即1/2管径处），但部分采样人员为省事，仅将采样管插入管口附近，导致采集的是管道边缘的低浓度气体，进一步拉低结果。

仪器原理与校准体系的差异

在线监测与人工采样的仪器原理分属不同技术路径，直接影响检测结果的一致性。在线仪器多采用“原位监测”或“抽取式实时分析”技术：比如SO₂用紫外差分吸收法（UV-DOAS）、NOₓ用化学发光法（CL）、VOCs用氢火焰离子化检测器（FID），这些方法能快速响应浓度变化，且无需样品前处理。

而人工采样依赖“离线实验室分析”：比如SO₂用溶液吸收法（串联两只多孔玻板吸收瓶），之后用分光光度计测定；VOCs用苏码罐采样后，经气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析。两种技术路径的“响应特性”差异明显——在线仪器对低浓度污染物的灵敏度更高（如FID可检测到ppb级VOCs），而人工方法受限于吸收效率、色谱分离度等因素，易遗漏低浓度组分。

校准体系的差异进一步放大了这种偏差。在线仪器需按照《固定污染源自动监控管理办法》定期开展“零点校准”“跨度校准”，通常每日自动完成1次，校准用标准气体需溯源至国家计量基准；而人工采样的设备（如采样泵、吸收瓶）校准频率较低（多为每月1次），且部分企业为降低成本，使用未溯源的标准气体或自行配制的校准液，导致设备误差累积。

某石化企业的VOCs检测案例中，在线仪器采用FID原理，校准用标准气体为国家溯源的100ppm丙烷；而人工采样用的GC-MS仪，校准用的是企业自行购买的非溯源标准液（浓度偏差约15%）。最终在线结果为85mg/m³，人工结果为68mg/m³，差异源于校准误差与原理差异的叠加。

样品保存与运输的降解损失

人工采样的“样品传递链”（采样→保存→运输→分析）中，每一步都可能导致污染物衰减，而在线监测因“实时分析”无需这一环节，避免了此类损失。以易挥发、易降解的污染物（如VOCs、COD、氨氮）为例，样品保存与运输的影响尤为显著。

VOCs样品需用硅烷化处理的苏码罐采集，并在4℃以下冷藏运输，且需在24小时内完成分析——若运输时间超过48小时，部分组分（如烯烃类）会因吸附在罐壁或发生氧化反应而衰减，浓度损失可达20%-50%。某涂装企业的VOCs检测中，在线结果为120mg/m³，而人工采样后因运输延误（72小时才分析），结果仅为70mg/m³，衰减率达41.7%。

对于水质污染物（如COD），人工采样后需立即加入硫酸固定（pH<2）并冷藏，但部分采样人员未严格执行：比如某造纸厂的废水COD采样，因未加固定剂且运输时间达6小时，样品中的有机物被微生物降解，结果较在线监测低30%。

即使是稳定性较好的污染物（如SO₂），也可能因吸收液的“失效”导致损失：若吸收液（如四氯汞钾溶液）放置时间过长，对SO₂的吸收效率会从95%降至70%以下，直接拉低人工结果。

干扰因素的处理方式差异

排放废气中的干扰因素（如湿度、温度、颗粒物、共存污染物）会影响检测结果，而在线与人工检测的“干扰补偿能力”差异显著。在线仪器通常具备“自动干扰修正”功能：比如针对湿度对SO₂检测的影响，部分在线仪器会通过“冷凝除湿”或“湿度补偿算法”降低误差；针对颗粒物干扰，会安装前置滤芯（如PTFE滤芯）定期自动更换。

但人工采样的干扰处理需依赖“实验室后处理”，且处理效果受操作水平限制。比如废气中的湿度较高时，人工采样的吸收液会吸收大量水分，稀释目标污染物浓度；若未进行“水分校正”，结果会偏低。某垃圾焚烧厂的SO₂检测中，在线仪器通过冷凝除湿将湿度从90%降至10%，结果为150mg/m³；而人工采样未处理湿度，吸收液中的水分稀释了SO₂，结果仅为110mg/m³。

共存污染物的干扰更难处理：比如废气中的NO₂会与SO₂在吸收液中发生反应（SO₂ + NO₂ + H₂O → H₂SO₄ + NO），导致SO₂浓度被低估；而在线仪器的“选择性吸收”原理（如UV-DOAS仅对SO₂的特征吸收峰响应）能有效避免这种干扰。某硫酸厂的案例中，在线结果为200mg/m³，人工结果为160mg/m³，差异源于NO₂对人工采样的干扰未被完全消除。

运维管理与操作规范性的影响

无论是在线监测还是人工采样，“运维与操作”的规范性直接决定数据质量。在线仪器的运维需定期进行（如每月1次），包括滤芯更换、气路检查、零点校准等；若运维不到位，会导致仪器漂移或故障。比如某企业的在线VOCs仪器，因滤芯3个月未更换，导致采样流量从1L/min降至0.4L/min，结果较真实值低40%。

人工采样的操作规范性差异更大：比如采样时未“吹扫采样管”（导致管内残留空气进入样品）、采样流量控制不准确（如规定1L/min实际为1.5L/min）、样品编号混乱（导致错样）等。某水泥厂的颗粒物采样中，采样人员未吹扫采样管，管内残留的清洁空气稀释了样品，结果较在线低25%；而另一起案例中，采样人员将两个企业的样品标签贴反，导致结果完全错误。

此外，人工采样的“人员资质”也影响结果：未持证上岗的采样人员可能不熟悉标准方法，比如采集颗粒物时未按照“等速采样”要求调整流量（等速采样需使采样流速与排气流速一致），导致颗粒物捕集效率降低——某电厂的烟尘采样中，因未等速采样，结果较在线低30%。