淺談環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證

王曉玉+樊萍

摘要：在環(huán)境監(jiān)測管理過程中，一定要做好質(zhì)量控制與質(zhì)量保證，實現(xiàn)從采樣到分析測試的綜合監(jiān)測過程考量，并在此過程中制定合理的允許誤差限度，最終完成環(huán)境保護目標。文章探討了環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量控制與質(zhì)量保證發(fā)展現(xiàn)狀及相關(guān)理論，并闡述了質(zhì)量控制的基本標準與實施方法。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；質(zhì)量控制；質(zhì)量保證；實施方法；樣品采集；實驗室分析 文獻標識碼：A

中圖分類號：X832 文章編號：1009-2374（2017）07-0115-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.054

在環(huán)境監(jiān)測工作過程中，從最初的樣品采集到最終的實驗室分析，質(zhì)量控制（Quality Control，QC）與質(zhì)量保證（Quality Assurance，QA）都會貫穿始終。一方面，QA能夠保證環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的準確可靠性；另一方面，QC也能夠綜合反映環(huán)境監(jiān)測工作流程，實現(xiàn)對污染源的有效控制和對環(huán)境治理工作的有效規(guī)劃，并為科學管理環(huán)境監(jiān)測分析工作提供有效措施。

1 環(huán)境監(jiān)督中質(zhì)量控制與質(zhì)量保證的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

在我國，QC與QA在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中已經(jīng)開展十余年，并取得不小成績，可以說它在環(huán)境監(jiān)測過程中起到了至關(guān)重要的作用，但同樣它也是存在現(xiàn)實問題的，例如在對空氣環(huán)境質(zhì)量保證方面尚未形成完整體系，導致其工作無法正常開展。具體來講，在空氣環(huán)境數(shù)據(jù)分析測試中，對誤差的主要來源主要通過試劑與儀器來完成，這里就涉及到試劑的純度、儀器的測量精確度與校準精確度，包括器皿的容積等。這些都使得QA工作必須完整細化才能有效展開，因此我國也一直潛心于QA與QC方面的深層次發(fā)展研究過程中，希望深入細節(jié)來強化它之于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)改良的促進作用。

就目前來看，我國環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要圍繞大氣、土壤、水體及生物來實施采樣試驗，并基于QC和QA來明確技術(shù)規(guī)范，劃分環(huán)境樣品特殊性，明晰采樣過程，強化環(huán)境監(jiān)測實踐性過程。在QC及QA規(guī)定原則基礎(chǔ)上來做到具體問題具體分析，并實現(xiàn)問題解決。

1.2 理論闡述

在分析方面，QA在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中已經(jīng)形成了一套相對完整的保證體系。比如對數(shù)據(jù)監(jiān)測過程中誤差的有效分析，它就按照誤差產(chǎn)生的原因及基本性質(zhì)來將誤差具體劃分為偶然誤差、過失誤差和系統(tǒng)誤差。其中系統(tǒng)誤差會貫穿環(huán)境監(jiān)測全過程，而偶然誤差與過失誤差則相對出現(xiàn)頻率偏低，如果能夠確保QA基礎(chǔ)工作高質(zhì)量，這兩種誤差便均可以避免。為了確保對各種誤差的定量反映，QC和QA還基于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)規(guī)定了各個測試對象的精密度與準確度，并對它們的度量指標進行規(guī)范。就目前來看，對大氣QA分析過程中比較常見的模式就是為其建立標準偏差值，保證該數(shù)值隨濃度的變化而產(chǎn)生線性關(guān)系：

Sc=S0+kxC

在上述線性關(guān)系中，S0代表了在零濃度狀態(tài)下的標準偏差值；Sc表示在濃度為C的狀態(tài)下的標準偏差值；k則代表常數(shù)。

在采樣方面，主要圍繞環(huán)境樣品的采集和保存來解決環(huán)境監(jiān)測中所遇到的問題。比如現(xiàn)場采樣就會基于QA問題來提供采樣質(zhì)量保證理論依據(jù)，這其中就涉及到采樣樣品的最小取樣數(shù)、最小取樣量，也包括樣品的可允許保存最長時間等。以最小取樣量為例，它的估算方法眾多，比較常見的就是Ingamells取樣常數(shù)法，它主要基于樣本件標準偏差值Ss來進行樣品取樣，隨著樣品取樣量的不斷增大，樣本間標準偏差值就會逐漸減小。在這里，Ingamells取樣常數(shù)法能夠證明：WR2=Ks這一等式是可以在多種環(huán)境下成立的。在該式中W就代表了分析對象樣本的實際質(zhì)量（g），R代表了樣本間的相對偏差率（%），Ks代表了Ingamells取樣常數(shù)，一般來說可以將它的置信度設(shè)置為68%，要計算采樣不確定度在1%以內(nèi)的取樣量，保證最小取樣量估算值精確。

雖然目前環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)基于QC和QA的相關(guān)質(zhì)量控制及保證方法很多，但實際上二者在相關(guān)概念體系上還不甚完整，這就在一定程度上阻礙了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)對采樣QA的實際描述過程。而且在過往的研究實踐中也表明，采樣過程與分析測試過程在QA質(zhì)量保證方面往往存在許多相似點，這些相似點可以體現(xiàn)QA概念中的分析測試環(huán)節(jié)，并基于其思路靈活運用于實際的樣本采集過程中。同時，以精密度、準確度的基本概念來對采樣過程實施定量描述。

2 環(huán)境監(jiān)督中質(zhì)量控制（QC）的標準評述與實施方法

2.1 QC的標準評述

一般來說，環(huán)境樣品的采集與分析都受制于分析數(shù)據(jù)及與分析數(shù)據(jù)相關(guān)的樣品質(zhì)量指標，它們決定了所監(jiān)測對象的精密度與精確度是否能滿足監(jiān)測要求，也決定了各種數(shù)據(jù)指標誤差是否存在于允許范圍內(nèi)。所以要圍繞上述內(nèi)容來制定QC質(zhì)量控制標準。

QC質(zhì)量控制涵蓋多個環(huán)節(jié)，每一環(huán)節(jié)都對應相應控制標準，比如檢出限、空白值、曲線靈敏度允許界限、標準允許誤差等。在QC實施過程中，一般采用“商定”方法來制定指標評價標準，并基于實踐經(jīng)驗、現(xiàn)實需求與各種可能性來分析數(shù)據(jù)指標誤差，確保絕對誤差與相對誤差的可允許范圍。近年來，為了解決傳統(tǒng)中誤差范圍確定沒有嚴格定義及計算方法的現(xiàn)實問題，也為了證明置信概率大小問題，我國特別研發(fā)了數(shù)理統(tǒng)計方法來作為QC的主要控制標準，借此來制定數(shù)據(jù)指標分析允許差。QC采用允許差這一概念是因為它能夠在實施平行雙樣本采集后再進行一次性分析過程，這樣當采集指標數(shù)據(jù)累計到一定程度以后，就可以基于數(shù)理統(tǒng)計方法來制定平行雙樣采集方案，并通過采集方案來分析結(jié)果差值，確定絕對誤差與相對誤差的可允許范圍。

2.2 QC的實施方法

QC在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的有效實施方法有許多，例如基于質(zhì)量控制圖、Excel軟件、數(shù)理統(tǒng)計方法等都能實現(xiàn)其在環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制中的應用。本文主要探討質(zhì)量控制圖在環(huán)境監(jiān)測QC中的應用過程。

首先質(zhì)量控制圖早在20世紀20年代就被美國所提出，它相對簡單有效，能夠有效證實環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)正處于鑒別脫離控制或統(tǒng)計控制哪一種狀態(tài)，因此可以將質(zhì)量控制圖視為是環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)置信度建立的基礎(chǔ)。以下用一組數(shù)據(jù)質(zhì)量控制圖來例證該方法對環(huán)境監(jiān)測分析測試過程中誤差控制的具體作用，如表1：

如上表1為10個取樣樣本，此時可以采用控制圖，如果樣本數(shù)大于10，則要采用控制圖，由此給出控制圖公式如下：

在上述質(zhì)量控制圖公式匯中，代表了質(zhì)量控制圖中心線；代表上控制線；代表上警戒線；代表樣本數(shù)。根據(jù)上表數(shù)據(jù)可以看出，所測量點數(shù)據(jù)指標均在可控制范圍以內(nèi)，這就說明利用質(zhì)量控制圖來測定SO2，并展開空氣環(huán)境質(zhì)量控制與保證過程可以確保測量質(zhì)量符合環(huán)境監(jiān)測基本要求。

另外，QC還存在內(nèi)部質(zhì)量控制與外部質(zhì)量控制兩方面，前者表現(xiàn)為內(nèi)部技術(shù)人員對質(zhì)量控制技術(shù)的管理過程，比如基于現(xiàn)有常規(guī)質(zhì)量控制方法來實現(xiàn)對大氣、水體的平行樣分析、加標回收率分析、標準物質(zhì)對比分析，也包括上文所提到的質(zhì)量控制圖。而外部質(zhì)量控制則是指基于外部工作經(jīng)驗及技術(shù)水平，由第三方技術(shù)組織形成的不定期質(zhì)量考察分析過程。它主要基于密碼標準樣品來對實驗室內(nèi)樣品實施考核評測，最終確定實驗室內(nèi)樣品數(shù)據(jù)指標具有一定可比性和參考價值。

通常來講，要確保環(huán)境監(jiān)測分析質(zhì)量，就必須做好QC工作，而且QC工作不應該僅僅局限于實驗室，也要擴展到現(xiàn)場及外部，充分發(fā)揮其全面質(zhì)量控制的作用。

3 結(jié)語

綜上所述，質(zhì)量控制與質(zhì)量保證在我國研究進程尚處于初步階段，但它們對于環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)正常運行所發(fā)揮的作用卻已經(jīng)逐漸凸顯，在諸如大氣、水體等自然環(huán)境指標的全過程質(zhì)量控制流程中發(fā)揮著重要功能，實現(xiàn)了對綜合采樣誤差的有效控制與降低，是值得繼續(xù)深入研究的重要技術(shù)課題。

參考文獻

[1] 孫德生，湯慧蘭.環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2004，（4）.

[2] 周夢玲，文建輝.環(huán)境監(jiān)測管理信息系統(tǒng)在監(jiān)測質(zhì)量保證和質(zhì)量控制中的應用[J].環(huán)境科學與管理，2011，36（4）.

[3] 張玉民.淺談環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016，（15）.

作者簡介：王曉玉（1969-），女，黑龍江大慶人，大慶市環(huán)境監(jiān)測中心站高級工程師，研究方向：經(jīng)濟管理、環(huán)境監(jiān)測。

（責任編輯：王 波）