水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制探究

喬 燕

（山東省濱州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 濱州市 256600）

當(dāng)前，生態(tài)文明建設(shè)已經(jīng)納入中國國家發(fā)展總體布局，各方對生態(tài)環(huán)境管理提出了更高的要求。由于生態(tài)環(huán)境管理需求的激增，我國水質(zhì)在線監(jiān)測范圍不斷擴(kuò)大，各項(xiàng)監(jiān)測技術(shù)得以發(fā)展，水質(zhì)自動監(jiān)測站在水資源管理和污染防治工作中的作用越來越大。水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)的實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制，可以及時(shí)獲取主要流域重點(diǎn)斷面的水質(zhì)動態(tài)狀況，為水環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境管理提供數(shù)據(jù)支持。在線水質(zhì)監(jiān)測彌補(bǔ)了手工監(jiān)測的短板，發(fā)揮了連續(xù)監(jiān)測的優(yōu)勢，在監(jiān)測水質(zhì)變化及變化趨勢、實(shí)時(shí)掌握水質(zhì)狀況以及水質(zhì)自動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展方面起到了重要作用[1]。

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量是生命線，提供真實(shí)的數(shù)據(jù)也是踐行生態(tài)文明不可逾越的紅線。自動監(jiān)測工作的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是決定自動監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、精密性、代表性、完整性和可比性的關(guān)鍵[2]，只有強(qiáng)化水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的質(zhì)量管理工作，才能確保長期可靠地連續(xù)運(yùn)行，全面提升環(huán)境監(jiān)測整體水平，獲取到準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為生態(tài)環(huán)境管理者提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)和支持。

1 水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)概況

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的核心是在線自動分析儀器，主要由傳感器、自動控制器、自動測量儀器、計(jì)算機(jī)及相關(guān)專用分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)所組成，并有各種工作單元協(xié)同完成，主要包括采水單元、配水單元、分析單元、控制單元。水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)采樣、預(yù)處理、過濾、分析、數(shù)據(jù)采集、儲存及傳輸?shù)裙δ苡谝惑w，進(jìn)而完成水質(zhì)的在線自動監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測水質(zhì)變化的功能。

水站最常見的配置是可以自動測定五參數(shù)、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、總氮和總磷。建設(shè)水站的目的多為預(yù)警及實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)生態(tài)環(huán)境管理需要及污染風(fēng)險(xiǎn)防范，有些水站會增加一些特性指標(biāo)，如VOC、葉綠素、重金屬、生物毒性等[3]。從而滿足管理者監(jiān)測不同的需求，為管理者生態(tài)環(huán)境決策提供支持。

目前我國重點(diǎn)斷面水質(zhì)自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)初步形成，具備了一定規(guī)模的監(jiān)測能力，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境管理部門對全國主要流域重點(diǎn)斷面水質(zhì)情況的掌握。根據(jù)《“十四五”國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)斷面設(shè)置方案》（環(huán)辦監(jiān)測〔2020〕3號），開展水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測，實(shí)行“9+X”模式。方案中指出，“十四五”期間，對建有水站的國控?cái)嗝妫瑢⒗盟|(zhì)自動站開展9項(xiàng)基本指標(biāo)的實(shí)時(shí)自動監(jiān)測，這樣就充分發(fā)揮出了水站的作用和優(yōu)勢，水站數(shù)據(jù)得以廣泛應(yīng)用，并列入水質(zhì)評價(jià)體系。這對水質(zhì)自動監(jiān)測的質(zhì)量控制提出了更高的要求。

2 現(xiàn)階段水質(zhì)自動監(jiān)測運(yùn)營中暴露的不足

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)在水質(zhì)監(jiān)測與預(yù)警方面起到了重要的作用，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的異常變化，快速做出預(yù)警預(yù)報(bào)，及時(shí)追蹤污染源頭，找到問題根源，從而為生態(tài)環(huán)境管理決策服務(wù)。然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，水質(zhì)自動監(jiān)測站尤其是有些市控水站在管理、人員、技術(shù)、質(zhì)控等方面存在不足，逐步暴露了一些問題，致使有些水質(zhì)自動監(jiān)測站的運(yùn)行不盡如人意，降低了其監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，挫傷了預(yù)警的時(shí)效性。

2.1 對運(yùn)營人員素質(zhì)要求較高，人員薪資水平較低導(dǎo)致流動性大

水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)對操作人員綜合素質(zhì)有較高的要求，存在較高的專業(yè)門檻。不僅要求工作人員責(zé)任心強(qiáng)，還要掌握自動分析儀器的原理、操作、維護(hù)、檢修等，具備化學(xué)分析、法律法規(guī)、分析方法標(biāo)準(zhǔn)以及國家相關(guān)政策等知識。但是，水站一般比較偏遠(yuǎn)且遠(yuǎn)離市區(qū)，工作環(huán)境較為惡劣，管理工作瑣碎而多樣，工資待遇偏低，很難吸引到高質(zhì)素、高專業(yè)水平的技術(shù)人員。惡劣的工作環(huán)境加之較低的工資收入，嚴(yán)重挫傷運(yùn)營人員的工作積極性，造成人心浮動，致使技術(shù)人員流失現(xiàn)象頻發(fā)。人員流動性大，導(dǎo)致水質(zhì)運(yùn)營管理工作缺乏連貫性，管理水平難以維持在較高的水平上，這不利于水質(zhì)自動監(jiān)測運(yùn)行及維護(hù)的連續(xù)性、穩(wěn)定性。

2.2 水站數(shù)量激增，運(yùn)行管理套不及時(shí)

近年來由于水質(zhì)自動監(jiān)測持續(xù)監(jiān)測實(shí)時(shí)監(jiān)控的優(yōu)越性日益顯著，公眾對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的要求日益提高，對生態(tài)環(huán)境管理提出了更高的要求。隨著水質(zhì)自動監(jiān)測站建設(shè)數(shù)量的劇增，水質(zhì)自動監(jiān)測站的管理任務(wù)日趨繁重，在機(jī)構(gòu)精簡人員不足的雙重壓力下，水站質(zhì)量管理問題逐漸突出。在監(jiān)測方法和操作規(guī)程不完善的情況下，某些水質(zhì)自動監(jiān)測站存在一定的監(jiān)管責(zé)任不清，全程控制意識薄弱，數(shù)據(jù)審核存儲監(jiān)管不嚴(yán)等模糊管理的問題?？傮w來說，水站運(yùn)行管理配套不及時(shí)，對第三方運(yùn)營的審核監(jiān)督機(jī)制尚不完善，對監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性缺乏科學(xué)甄別手段。

2.3 配套設(shè)施不完善，維修效率低

有些水站，地處偏遠(yuǎn)地段，外部環(huán)境較為惡劣，甚至有些水站連穩(wěn)定的外部條件都無法保障，例如自來水供應(yīng)不足，防盜、防雷措施不到位，網(wǎng)絡(luò)覆蓋不全面，農(nóng)村供電電壓的不穩(wěn)定以及經(jīng)常停電，甚至無法保障24小時(shí)無間歇供電等，這些惡劣的外界環(huán)境都將會影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。自動監(jiān)測系統(tǒng)是長期工作，在較為惡劣的環(huán)境中，電路、水路、光路的陡然變化必然會對儀器產(chǎn)生影響，造成數(shù)據(jù)誤差偏大[4]。

目前，有些水站的儀器是進(jìn)口儀器，配件貴且采購周期較長，為了節(jié)省成本，不按規(guī)定數(shù)量配備甚至不配備備用配件，存在現(xiàn)用現(xiàn)采購的現(xiàn)象。導(dǎo)致一旦儀器出現(xiàn)故障，有些配件供應(yīng)滿足不了要求，在維修過程中出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象，從而導(dǎo)致整個(gè)維修系統(tǒng)效率大打折扣，不僅在經(jīng)濟(jì)上有所損失，也會使得整個(gè)水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行不順暢。

2.4 專項(xiàng)資金投入不足，需進(jìn)一步加大投入

水質(zhì)自動監(jiān)測站的建設(shè)與維護(hù)費(fèi)用較高，系統(tǒng)建立起來后，充足的運(yùn)行費(fèi)用才能保障水站的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，有部分水站運(yùn)行受資金影響無法及時(shí)更新老舊設(shè)備，難以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。水站運(yùn)行過程中，會產(chǎn)生大量的運(yùn)行費(fèi)、勞務(wù)費(fèi)、專用材料費(fèi)等各類專項(xiàng)費(fèi)用，資金不足時(shí)，會導(dǎo)致運(yùn)行不暢。需要提高思想認(rèn)識，申請專項(xiàng)資金，保障?？顚Ｓ?，確保水站正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 加強(qiáng)水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的對策與建議

為了保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，充分發(fā)揮水站的預(yù)警功能，急需建立一個(gè)全面協(xié)調(diào)的質(zhì)量保證體系以及切實(shí)可行的質(zhì)量控制措施。甚至建議各省根據(jù)自身情況，出臺地表水水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行管理細(xì)則，明確各方職責(zé)，切實(shí)提高水質(zhì)自動站質(zhì)量管理水平。

根據(jù)多年的水質(zhì)自動監(jiān)測管理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合在實(shí)際工作過程中出現(xiàn)的問題，綜合本地水質(zhì)自動站運(yùn)行管理模式，水質(zhì)自動監(jiān)測站管理需要各級生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、駐地政府、第三方運(yùn)維公司等各方全面配合，各司其職。主要應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行質(zhì)量保障和質(zhì)量控制。

3.1 改革創(chuàng)新，建立科學(xué)合理的監(jiān)督管理體系

隨著生態(tài)環(huán)境管理改革的進(jìn)展，我國各級生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心不再直接承擔(dān)在線環(huán)境儀器的運(yùn)維工作，而是將運(yùn)維工作逐步交接到第三方運(yùn)維服務(wù)公司。第三方運(yùn)營這一新的市場服務(wù)模式逐漸形成，各地監(jiān)測中心實(shí)現(xiàn)了從“運(yùn)動員”到“裁判員”的轉(zhuǎn)變。因此，各級監(jiān)測中心要轉(zhuǎn)變角色，強(qiáng)化管理，建立健全監(jiān)督管理體系。

各級監(jiān)測中心應(yīng)從從業(yè)制度、人員、儀器、試劑、資金、數(shù)據(jù)審核管理多個(gè)方面實(shí)行全面監(jiān)督管理。

3.1.1 明確責(zé)任，加強(qiáng)制度建設(shè)

各級生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心要建立水站運(yùn)營管理部門，明確專職人員，建立水站運(yùn)營管理規(guī)章制度。制定運(yùn)營技術(shù)人員持證上崗制度、工作人員崗位責(zé)任制、日常運(yùn)行維護(hù)制度、現(xiàn)場巡檢制度、系統(tǒng)運(yùn)行和值班記錄制度、運(yùn)轉(zhuǎn)情況及事故報(bào)告制度、水質(zhì)周報(bào)報(bào)出三級審核制度等規(guī)章制度，在日常的運(yùn)行管理中逐步完善各項(xiàng)規(guī)章制度，使水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行管理走向規(guī)范化、制度化。并探索建立第三方運(yùn)營單位考核及末位淘汰機(jī)制，考核結(jié)果與運(yùn)營費(fèi)掛鉤，相關(guān)考核結(jié)果作為委托費(fèi)用支付的重要依據(jù)。從制度上規(guī)范第三方的運(yùn)營行為，明確各方職責(zé)，使管理制度落在實(shí)處。

3.1.2 提高能力，注重人員業(yè)務(wù)培訓(xùn)和能力考核

為了確保水質(zhì)自動監(jiān)測系統(tǒng)的正常運(yùn)行，要求操作人員掌握相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測知識。組織運(yùn)營人員參加總站組織的技術(shù)培訓(xùn)和業(yè)務(wù)考核，督促運(yùn)營人員持證上崗。加強(qiáng)對第三方運(yùn)營人員的培訓(xùn)力度，提供必要的技術(shù)指導(dǎo)。定期開展常規(guī)檢查和不定期的飛行檢查，對運(yùn)營人員的持證情況進(jìn)行細(xì)致核實(shí)。確保運(yùn)營人員具備相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測知識和運(yùn)營能力。

3.1.3 定期檢查，確保儀器及試劑質(zhì)量

獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)的前提是儀器設(shè)備的正常運(yùn)行，獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的保障是質(zhì)量合格的標(biāo)準(zhǔn)溶液。因此必須監(jiān)督運(yùn)營公司是否定期對儀器進(jìn)行檢查、校準(zhǔn)，檢查其所用試劑是否符合要求。各級監(jiān)測中心要建立檢查臺賬，對儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)情況進(jìn)行檢查，核實(shí)使用試劑是否符合純度要求和質(zhì)量要求，所有標(biāo)準(zhǔn)樣品是否為有證物質(zhì)，試劑標(biāo)樣存儲是否符合技術(shù)要求。只有儀器運(yùn)行良好、試劑標(biāo)樣合格，才能為高質(zhì)量的數(shù)據(jù)提供物質(zhì)支撐。

3.1.4 加強(qiáng)質(zhì)控，實(shí)行月對比和密碼考核

實(shí)行“周檢查、月對比”質(zhì)量管理控制制度。要求第三方運(yùn)營公司每周一次標(biāo)準(zhǔn)溶液測試，每月都進(jìn)行1～2次實(shí)驗(yàn)室比對實(shí)驗(yàn)。實(shí)行現(xiàn)場質(zhì)量控制與現(xiàn)場質(zhì)控考核，定期或者不定期發(fā)放密碼質(zhì)控樣進(jìn)行考核，從而全面掌握水站運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

3.1.5 重視數(shù)據(jù)管理，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量

獲得準(zhǔn)確、連續(xù)、真實(shí)的數(shù)據(jù)是建立水質(zhì)自動站的初衷，因此，必須確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和合理性。監(jiān)測數(shù)據(jù)采取三級審核制度，審核過程各環(huán)節(jié)記錄留痕。數(shù)據(jù)審核人員應(yīng)具備較好的水質(zhì)自動監(jiān)測數(shù)據(jù)異常研判能力，剔除可疑數(shù)據(jù)，重點(diǎn)關(guān)注異常數(shù)據(jù)。監(jiān)測數(shù)據(jù)逐級審核，實(shí)行分工負(fù)責(zé)、層層把關(guān)，從而使水站運(yùn)營經(jīng)得住層層考驗(yàn)，以得到真實(shí)有效的數(shù)據(jù)。

3.1.6 爭取資金支持，專款專用

水站的運(yùn)營管理實(shí)行?？顚Ｓ?，做好年初預(yù)算，項(xiàng)目資金做好資金績效評價(jià)，積極爭取更多財(cái)政支持，避免因資金不足妨礙水站的發(fā)展。

3.2 要求第三方運(yùn)營公司承擔(dān)責(zé)任，保證正常運(yùn)營

3.2.1 提高人員待遇，加強(qiáng)人員的管理和培訓(xùn)

水質(zhì)監(jiān)測站運(yùn)營和維護(hù)專業(yè)性比較強(qiáng)，相關(guān)工作人員在上崗前必須經(jīng)過專門的培訓(xùn)，考取上崗資格證。制定合理的工資晉升、職務(wù)晉升辦法，做到吸引人才留住人才，確保運(yùn)營工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

3.2.2 督促運(yùn)營人員按時(shí)巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)報(bào)告

水質(zhì)自動監(jiān)測站所處環(huán)境惡劣、設(shè)備長期運(yùn)行難免出現(xiàn)設(shè)備故障。運(yùn)營公司要制定相關(guān)工作制度，督促運(yùn)營和維護(hù)人員保持巡檢頻率，提高警惕性，做到出現(xiàn)問題及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)解決，保證設(shè)備正常運(yùn)行，數(shù)據(jù)精確可信。

3.2.3 規(guī)范備用儀器設(shè)備管理，確保儀器故障得到快速處理

按照國家及省級要求，運(yùn)維公司按照一定比例規(guī)范配備備機(jī)，備機(jī)的種類應(yīng)當(dāng)覆蓋水站所有監(jiān)測參數(shù)，性能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，保持?jǐn)?shù)據(jù)的可比性和持續(xù)性。水站站房內(nèi)，標(biāo)記好各類儀器狀態(tài)，明確儀器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作。

3.2.4 建立健全自動監(jiān)測站檔案管理制度

根據(jù)制度要求，對日常監(jiān)測、維修、比對等質(zhì)控措施進(jìn)行及時(shí)記錄、交接，并整理建檔，分類存放，便于查找。檔案記錄應(yīng)包括且不限于日監(jiān)控、周核查、月對比實(shí)驗(yàn)記錄以及日常維護(hù)、維護(hù)記錄等[5]。檔案需分門別類，便于查找。

3.2.5 建立遠(yuǎn)程影像等視頻監(jiān)控，提高對儀器的監(jiān)控管理水平。

按目前管理水平，儀器運(yùn)行異常情況很難透過系統(tǒng)軟件自動獲取，為了及時(shí)掌握情況，可采用遠(yuǎn)程影像系統(tǒng)對儀器界面進(jìn)行觀察。維護(hù)人員可遠(yuǎn)程同時(shí)監(jiān)控多個(gè)水站的儀器運(yùn)行狀況，及時(shí)準(zhǔn)備校準(zhǔn)標(biāo)液或維護(hù)配件，減少反復(fù)跑現(xiàn)場，節(jié)約時(shí)間；還可以應(yīng)用于遠(yuǎn)程維護(hù)技術(shù)支持，節(jié)省維修工時(shí)費(fèi)，提高儀器運(yùn)行效率。

3.3 水站駐地政府做好配套設(shè)施，保障水站正常運(yùn)營

為了保證設(shè)備運(yùn)行的連貫性，滿足監(jiān)測和預(yù)警的目的，應(yīng)為水質(zhì)自動監(jiān)測站設(shè)計(jì)和安裝合理的應(yīng)急電源、保障自來水供應(yīng)，網(wǎng)絡(luò)通信等日常運(yùn)行所必需的基礎(chǔ)條件保障工作，確保系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。出現(xiàn)異常情況，駐地鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府協(xié)調(diào)解決電力供應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)通信問題。

3.4 做好應(yīng)急預(yù)案，提高數(shù)據(jù)處理能力

做好應(yīng)急預(yù)案，強(qiáng)化數(shù)據(jù)平臺對數(shù)據(jù)有效性、異動性的判別、水質(zhì)污染程度、范圍和危害性的甄別能力，及時(shí)處理各項(xiàng)異常。當(dāng)儀器無法正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行手工監(jiān)測進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充。明確各方職責(zé)，組織落實(shí)水質(zhì)異常處置工作，及時(shí)啟動水質(zhì)異常預(yù)警響應(yīng)和處置機(jī)制。

4 結(jié)語

只有建立完善的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制管理模式，生態(tài)環(huán)境管理部門、第三方運(yùn)營公司、水站駐地政府各方面落實(shí)到位，才能確保水質(zhì)自動監(jiān)測站的穩(wěn)定運(yùn)行，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確合理，才能最大程度地發(fā)揮水質(zhì)自動監(jiān)測站的作用，為環(huán)保系統(tǒng)和各級政府提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。