摘要：本文主要利用美國(guó)STi公司開發(fā)的用以VOC物種數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和數(shù)據(jù)分析的專門VOCDat軟件，以及荷蘭Synspec公司生產(chǎn)的在線 GC監(jiān)測(cè)儀對(duì)空氣中揮發(fā)性有機(jī)物測(cè)量數(shù)據(jù)，初探對(duì)多種VOC組分進(jìn)行自動(dòng)化分析和處理的方法，這為國(guó)內(nèi)大批在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)測(cè)量的VOC數(shù)據(jù)進(jìn)行快速化分處理和分析具有重要意義。

關(guān)鍵詞：VOCDat;物種源數(shù)據(jù)庫;VOC監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);自動(dòng)化分析

中圖分類號(hào)：X83 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.093

Abstract： This paper mainly uses the special VOCDat software developed by STi Company for data quality control and data analysis of VOC species， and the online GC monitor produced by Synspec of the Netherlands to measure the volatile organic compounds in the air， and explores various VOC groups。 A method of automated analysis and processing。 This is of great significance for the rapid processing and analysis of VOC data of a large number of online automatic monitoring and measurement in China.

Key words： VOCDat;Species source database;VOC monitoring data;Automated analysis

目前，VOCs作為我國(guó)空氣污染的主要污染物之一，VOCs在線監(jiān)測(cè)越來越受到各地環(huán)保部門的重視，VOCs在線監(jiān)測(cè)儀器也在各環(huán)境監(jiān)測(cè)部門廣泛應(yīng)用起來。 但是隨著VOCs在線監(jiān)測(cè)儀的廣泛使用，VOCs的數(shù)據(jù)處理成為一個(gè)巨大的問題。 VOCs種類繁多，數(shù)據(jù)量巨大，這無疑為VOCs數(shù)據(jù)的后續(xù)處理和分析帶來巨大的挑戰(zhàn)。目前，各種VOCs的數(shù)據(jù)處理基本在Excel中實(shí)現(xiàn)，手工進(jìn)行歸類和分析， 這無疑耗時(shí)耗力。在國(guó)內(nèi)，VOCs數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析功能尚未實(shí)現(xiàn)。

本文主要借鑒美國(guó)STi公司VOCDAT分析軟件，并結(jié)合在線VOCs監(jiān)測(cè)儀數(shù)據(jù)，進(jìn)行自動(dòng)化應(yīng)用，初步建成了一套適合國(guó)內(nèi)VOCs在線數(shù)據(jù)的自動(dòng)化分析軟件。

1 VOCDat軟件本地化應(yīng)用

本文主要利用的是2.64版的VOCDat，其可以通過網(wǎng)站進(jìn)行免費(fèi)下載（http：//vocdat.sonomatech.com），同時(shí)也可通過網(wǎng)絡(luò)或者Email獲得有限的技術(shù)支持來對(duì)該軟件進(jìn)行更新。

1.1 VOCDat軟件物種源數(shù)據(jù)庫的更新

由于VOCDat軟件原有物種源數(shù)據(jù)庫往往與實(shí)際VOC測(cè)量物種存在一定的差異，因此，該軟件允許用戶根據(jù)自己需求對(duì)原有物種源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行更新。更新內(nèi)容主要包括：AIRS 參數(shù)代碼（Code）、物種名縮寫（Name）、物種名全稱（Description）、物種類型（Group）、臭氧最大生成潛勢(shì)量（MIR）、單位（Units），是否屬于PAMS物種以及測(cè)量方法（Method）。具體的更新步驟詳見Sti公司H.R.Hafner和J.D.Prouty編寫的軟件操作手冊(cè)[2]。比如苯，按照該軟件要求，可以編寫以下格式的內(nèi)容：

Code Name Description Group MIR Units PAMS Method

45201 benz Benzene A 0.22 ppbC TRUE 101

按照以上內(nèi)容和格式把所有需要的揮發(fā)性有機(jī)物或其他物種全部編譯好，然后以TXT格式保存，該軟件安裝好之后首次運(yùn)行導(dǎo)入該物種源數(shù)據(jù)庫即可。

1.2 VOCDat軟件數(shù)據(jù)的導(dǎo)入

本文選擇最常用的ASCII碼格式的數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件（圖1）。由圖1可見，數(shù)據(jù)文件的第一行、第一列格式的內(nèi)容可以選擇。一般第一行是各物種IDs（可以是ATRs碼、物種縮寫）;第一列是日期/時(shí)間，它們可以在同一列也可以選擇兩列。然后點(diǎn)擊ok，數(shù)據(jù)導(dǎo)入成功。

1.3 自動(dòng)化分析應(yīng)用案例

本節(jié)主要應(yīng)用經(jīng)以上本地化處理后VOCDat軟件進(jìn)行自動(dòng)化分析VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。VOCs監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)主要使用荷蘭Synspec公司最新研發(fā)的在線GC監(jiān)測(cè)儀對(duì)空氣中揮發(fā)性有機(jī)物進(jìn)行測(cè)量，其主要對(duì)VOCs中的50多種C2-C12進(jìn)行自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)。該儀器包括GC955/611和811，分別測(cè)量C2-C6和C6C-12，是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的分析系統(tǒng)。

由于VOCDat軟件對(duì)導(dǎo)入的VOC物種主要以ATRs碼、物種縮寫進(jìn)行識(shí)別，因此，對(duì)以上Synspec GC955/611和811監(jiān)測(cè)的VOC各組分?jǐn)?shù)據(jù)按照物種源數(shù)據(jù)庫VOC各組分的內(nèi)容進(jìn)行更新。打開VOCDat軟件，然后可以預(yù)先設(shè)置對(duì)導(dǎo)入其VOCs組分的數(shù)據(jù)按一定要求進(jìn)行篩選，比如環(huán)境空氣中甲苯的濃度在一定的范圍之內(nèi)，可以在軟件中設(shè)定若濃度小于最低值或大于設(shè)定最高值，自動(dòng)剔除。然后把以上可導(dǎo)入VOCDat軟件格式的數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，不符合質(zhì)量要求的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)剔除。數(shù)據(jù)導(dǎo)入成功之后，可以利用VOCDat軟件實(shí)現(xiàn)很多自動(dòng)化處理與分析功能。

首先，該軟件能夠通過快速自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)各VOC物種的時(shí)間序列變化特征（time series）;其次，該軟件能夠快速的繪制任意兩物種間的散點(diǎn)圖，Scatter圖可以直接得到VOC間任意兩種組分間的相關(guān)關(guān)系以及對(duì)儀器監(jiān)測(cè)異常數(shù)據(jù)的判斷，這對(duì)于測(cè)量各個(gè)組分之間的關(guān)系的判斷、數(shù)據(jù)質(zhì)量之間的選擇有很大的意義;再次，該軟件還可以快速識(shí)別每個(gè)時(shí)刻的指紋特征物種（ fingerprint），F(xiàn)ingerprint圖可以直接顯示每個(gè)采樣時(shí)間的關(guān)鍵指示性物種是哪些，從而初步判斷其來源。

用戶可以通過選擇File-Calculate Statistics自動(dòng)對(duì)導(dǎo)入該軟件的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，具體內(nèi)容包括該段時(shí)間內(nèi)所有VOC物種的最大值、最大值出現(xiàn)的時(shí)間、最小值、最小值出現(xiàn)的時(shí)間、平均值、均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差以及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)量等（見圖2）。

2 結(jié)論

在信息化時(shí)代的今天，揮發(fā)性有機(jī)物在線監(jiān)測(cè)以及監(jiān)測(cè)后數(shù)據(jù)的高效處理是進(jìn)行高效管理的必然要求。本文基于美國(guó)STI公司開發(fā)的VOCDat軟件為平臺(tái)，通過對(duì)軟件原始數(shù)據(jù)源庫的更新以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)VOC多種復(fù)雜組分的自動(dòng)處理和分析，該分析軟件實(shí)現(xiàn)了人力投入小、數(shù)據(jù)分析和處理自動(dòng)化等顯著特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]H.R. Hafner and J.D. Prouty.VOCDAT USERS GUIDE.2004. Report prepared for the US Environmental Protection Agency， Research Triangle Park， NC by Sonoma Technology，Inc.，Petaluma， CA， STI-997160-1763-DFR2，July.

[2]Main H.H. and Haste T.L. （1997） Data validation of PAMS auto-GC VOC data： more lessons learned.Paper presented at the Air & Waste Management Association Measurement of Toxic and Related Air Pollutants Symposium Conference，Raleigh-Durham， NC， April 29-May 1， （STI 1718）.

[3]張定忠，黃赟，王新勝.軌道監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理與分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（16）：264-265.

[4]陳琨.邊坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺失填補(bǔ)算法研究[D].重慶：重慶交通大學(xué)，2018.

收稿日期：2019-02-22

作者簡(jiǎn)介：張華（1976-），男，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。