關(guān)于大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器績效評估指標(biāo)體系的分析

賴小平

（廣西工程技術(shù)研究院有限公司，廣西 南寧 530201）

進入21世紀(jì)后，隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人民的身心健康，而且還嚴(yán)重制約著社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。隨著科技的不斷革新，人們拋棄了傳統(tǒng)環(huán)境保護的思維方式，環(huán)境監(jiān)測的新工具和新裝置也不斷涌現(xiàn)，如何有效利用新技術(shù)、新方法和新工藝，切實提升環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量成為一項重要研究課題[1]。在“十四五”期間，各級環(huán)保部門，尤其是基層環(huán)保部門，提出了要加強對環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測，要利用新技術(shù)、新方法等對環(huán)境變化情況展開動態(tài)性監(jiān)測的新要求[2]。環(huán)境監(jiān)測的儀器儀表是環(huán)境監(jiān)測工作的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是影響環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用的重要因素，必須從源頭上對監(jiān)測儀器設(shè)備進行把控[3]。大型高端環(huán)保監(jiān)測設(shè)備是衡量環(huán)境監(jiān)測水平的重要手段，它不僅需要投入大量的資金，而且需要嚴(yán)格的運行條件和較高的專業(yè)水平。隨著大規(guī)模環(huán)境設(shè)備采購逐步朝著科學(xué)化、規(guī)范化的方向發(fā)展，對大型環(huán)境設(shè)備的維護、管制、應(yīng)用、購買、調(diào)配等評估標(biāo)準(zhǔn)也越來越高。為了充分利用大型環(huán)保設(shè)備的運行效益，就要對其進行性能評估[4-6]。本文通過分析國內(nèi)外有關(guān)儀器設(shè)備性能評估的數(shù)據(jù)，對大型環(huán)境監(jiān)測實驗室設(shè)備的性能評估指標(biāo)進行了分析，為今后開展大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器的管理工作提供了技術(shù)支撐。

1 環(huán)境監(jiān)測的重要性

在理論上，環(huán)境監(jiān)測指的是通過對環(huán)境狀態(tài)的測量，了解環(huán)境的具體污染狀況，從而為環(huán)境保護工作提供依據(jù)[7]。近幾年以來，隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工業(yè)化水平不斷提高，對生態(tài)環(huán)境造成的影響和干擾越來越嚴(yán)重，所產(chǎn)生的環(huán)境問題日益凸顯[8]。在生態(tài)環(huán)境保護的過程中，存在的主要問題表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，環(huán)境保護意識不強。一些企業(yè)為了追逐經(jīng)濟效益，完全不顧企業(yè)生產(chǎn)對生態(tài)環(huán)境造成的影響和破壞，隨意往河流中排放未經(jīng)處理的生產(chǎn)廢水，對人們的生活用水質(zhì)量造成重要破壞，甚至威脅著人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

第二，環(huán)境污染比較嚴(yán)重，比如霧霾等。近幾年以來，隨著私家車的保有量逐漸提升，人們大多選擇開車出行，汽車尾氣的排放會對空氣質(zhì)量造成嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致霧霾等惡劣天氣出現(xiàn)的次數(shù)越來越多。另外，一些工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)隨意往空氣中排放未經(jīng)處理的廢氣，導(dǎo)致空氣污染現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)生了酸雨現(xiàn)象。

第三，在工業(yè)生產(chǎn)實踐中，各類有毒有害物質(zhì)未經(jīng)化學(xué)加工直接排入大氣，對環(huán)境產(chǎn)生了極大的影響。無論從哪個方面來理解，環(huán)境污染都會給人們的生產(chǎn)生活造成很大的影響，且影響范圍廣泛，污染物種類繁多，這對我們能夠更好地進行環(huán)境監(jiān)測工作是一種挑戰(zhàn)。

2 現(xiàn)代儀器分析技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

2.1 現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的概念

現(xiàn)代儀器分析技術(shù)就是將生物、化學(xué)、物理等各種技術(shù)與理論知識融合在一起，其中包含了電子、計算機、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，一般來說，人們都會將其運用到各種先進的儀器技術(shù)上，例如色譜技術(shù)、分光光度技術(shù)等[9]。

2.2 現(xiàn)代儀器分析技術(shù)的應(yīng)用

2.2.1 色譜分析法

（1）氣相色譜法是一種比較常用的數(shù)據(jù)分析手段，它是一種對多種混合物進行分離和測定的方法，包含氣固層析和氣液層析兩種，這兩種方法都起到了非常關(guān)鍵的作用，可以有效地確保環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量和精度。

（2）氣相色譜法有“四高一廣”的特點：高壓、高速、高效、高靈敏和適用范圍廣。目前，HPLC在環(huán)境監(jiān)測中得到了廣泛的應(yīng)用，通過對HPLC的分析，結(jié)果表明，HPLC可對90%以上的污染物進行檢測，大大提高了檢測的準(zhǔn)確度。另外，目前已有的研究表明，高效液相色譜具有與GC類似的環(huán)境監(jiān)測功能，尤其是對土壤、水質(zhì)的監(jiān)測，具有可重復(fù)利用的特點[10]。

（3）本文對多種檢測儀器進行了全面的研究，認(rèn)為采用陰離子交換塔進行陰離子的分離，采用陽離子交換柱進行分離，是最為有效的檢測方法。特別是近幾年以來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，人們對離子色譜法也有了新的認(rèn)識，其靈敏度和質(zhì)量都有了很大程度的提高，有效提升了監(jiān)測的質(zhì)量和精度。

2.2.2 分光光度分析法

（1）紫外—可見分光光度法

從原理上分析，紫外—可見分光光度法建立在分子之上，并對光譜進行吸收，這樣可以根據(jù)峰值數(shù)目、形狀、分子結(jié)構(gòu)等諸多因素加以分析，實現(xiàn)對環(huán)境的檢測。紫外—可見光譜儀是一種使用廣泛的監(jiān)測儀器，它主要包括光源、單色器、試樣容器、檢測器等，每一部分在環(huán)境監(jiān)測方面都起到了重要的作用[11]。

（2）原子吸收光度法

原子吸收光度法是一種很有代表性的技術(shù)，其主要是對元素的特性進行分析與研究。其中原子吸收分光光度法廣泛應(yīng)用的儀器主要是由光源、單色器、檢測系統(tǒng)等組成，具有廣泛的檢測范圍。

2.2.3 電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)

電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)有很多優(yōu)點，它具有靈敏度高、適應(yīng)性強、能適應(yīng)溫度變化的特點，并且測試時可以對試樣的組成和運動過程有一定的了解，尤其是在金屬元素的探測方面。另一方面，電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)近年來得到了廣泛的應(yīng)用，它可以有效地改善測試的質(zhì)量和效率，減少測試人員的工作量，同時也使環(huán)境監(jiān)測工作更加深入，對于維持生態(tài)平衡起著重要的作用。

3 大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器設(shè)備績效評估研究現(xiàn)狀

一般而言，設(shè)備績效評估是指運用績效評估指標(biāo)，使用比較規(guī)范的績效評估方法，按照實際情況來評估設(shè)備的效果，建立高效的獎勵和約束機制，從而能夠更好地提高產(chǎn)出效益。對設(shè)備的定量評估，可以反映設(shè)備的實際經(jīng)濟情況，從而為更好地分析設(shè)備效益提供可行的方法。目前，由于環(huán)境監(jiān)測設(shè)備本身的特點和使用情況的復(fù)雜性和多樣性，難以對其進行綜合性評估[12]，所以我們應(yīng)從采購、配置、儀器設(shè)備開放與共享等幾個方面對儀器設(shè)備進行評價，探索建立科學(xué)、完整、操作性強的評價指標(biāo)體系。目前，我們僅對大型環(huán)保監(jiān)測實驗室中每套2000元以上的檢測設(shè)備進行研究。

4 大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器績效評估指標(biāo)體系

4.1 建立原則

在建立大型環(huán)境監(jiān)測實驗室的性能評價指標(biāo)時，要把握三個基本原則：（1）科學(xué)性原則。評價指標(biāo)體系所選擇的指標(biāo)應(yīng)含義清晰、代表性強，能較好地體現(xiàn)大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器的全壽命周期內(nèi)容和特點，也能夠保證各個指標(biāo)的準(zhǔn)確性和真實性。（2）比較性原則。所選擇的指標(biāo)必須能體現(xiàn)大型環(huán)境監(jiān)測實驗室的分析儀器的性能，并保證各個儀器監(jiān)測結(jié)果的一致性。（3）操作上的問題。在具體選擇監(jiān)測指標(biāo)時，要注重客觀化，注重選擇易于獲得的指標(biāo)，摒棄那些難以獲取或者精度較低的指標(biāo)。

4.2 建立績效評估指標(biāo)體系的方法

目前，我國大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器績效評估指標(biāo)體系采用德爾菲AHP等方法，對環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)安全、海洋環(huán)境、環(huán)境治理等多個方面進行了全面的影響評估。針對大型環(huán)境監(jiān)測實驗室的特點，結(jié)合工作實際情況，建立了一套較為完備的綜合評估指標(biāo)體系。在這些指標(biāo)中，利用程度是衡量儀器的使用狀況和工作表現(xiàn)的基礎(chǔ)。專業(yè)水平是對科研工作績效進行評估的一個重要手段。大型環(huán)境監(jiān)控實驗室的分析儀器使用者必須具備一定的軟實力。利用德爾菲AHP法，邀請行業(yè)內(nèi)相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)和專家對大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器性能評價指標(biāo)進行了評價。經(jīng)過兩輪評定，各專家對綜合得分和綜合平均得分之間的關(guān)聯(lián)度進行了相關(guān)分析，最后確定了各個指標(biāo)的權(quán)重。另外，將三個基礎(chǔ)指標(biāo)分成正、負(fù)兩個方面，正面指標(biāo)指的是有利于提高績效評價的綜合指數(shù)，而負(fù)面指標(biāo)則是不利于提高綜合評價的指標(biāo)。最后，根據(jù)分析結(jié)果，形成完善的績效評估指標(biāo)體系，對評估體系中的各項指標(biāo)進行分析和說明，提升評價指標(biāo)體系操作運用的可行性[13]。

4.3 計算方法

將三級基礎(chǔ)指數(shù)的資料轉(zhuǎn)化為積極的指標(biāo)，從而達(dá)到協(xié)調(diào)一致的目的，避免了指標(biāo)的尺度效應(yīng)和方向效應(yīng)。該算法使用了功能函數(shù)規(guī)范化的方法，經(jīng)過處理后的歸一化數(shù)值在[60-100]時，得到的結(jié)果比較直觀且有可比性。運用綜合評分法對上述各指標(biāo)進行加權(quán)平均，得到了綜合指標(biāo)M。M的數(shù)值愈大，則表示該儀器的性能評價程度愈高，M＞90，說明該儀器的工作表現(xiàn)為優(yōu)良；M數(shù)值是[70-90]，說明表現(xiàn)等級符合要求；M小于70表示工作表現(xiàn)不達(dá)標(biāo)。這種方法可以直接對一批環(huán)境監(jiān)測實驗室的分析儀器進行性能評定，也可以對某一種設(shè)備的狀態(tài)進行分析和評價。

式中：Yit——代表第i項指標(biāo)在第t臺大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器的標(biāo)準(zhǔn)化值；Xit——代表第i項指標(biāo)在第t臺儀器的實際值；min（Xi）——代表第i項指標(biāo)在所有儀器中的最小值；max（Xi）——代表第i項指標(biāo)在所有儀器中的最大值。

公式中：Mt—代表第t臺環(huán)境監(jiān)測實驗室的性能評價指標(biāo)；Wi—代表第i項指數(shù)的權(quán)重；n—代表設(shè)備評價指數(shù)，n=6。

4.4 實例分析與建議

通過應(yīng)用上述方法，對某省級環(huán)保監(jiān)測站的大型環(huán)境監(jiān)測實驗室進行了性能評價，并對試驗分析結(jié)論進行深度分析和探討，具體的分析結(jié)論如下所示：在這批環(huán)境監(jiān)測實驗室的檢測設(shè)備中，GC—質(zhì)譜儀表現(xiàn)優(yōu)異，這主要是因為其在各方面的積極評價指標(biāo)中，如平均有效機時率、監(jiān)測數(shù)據(jù)量、考核數(shù)據(jù)量和支持項目數(shù)等。而其他儀器的使用情況與此截然相反，環(huán)保部門只注重采購，但真正使用的設(shè)備并不多，再加上環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)缺乏完善的考核激勵機制，導(dǎo)致工作人員積極性不高、主動性不強，儀器的作用未能充分發(fā)揮。為此，本文提出了如下幾點意見，供相關(guān)部門和人員參考。

4.4.1 合理配置設(shè)備

在購置大型環(huán)境監(jiān)測實驗室分析儀器時，要綜合考慮環(huán)境監(jiān)測項目的實際情況，有計劃、有組織地對監(jiān)測設(shè)備儀器進行配置，以防止因反復(fù)采購而造成的設(shè)備閑置等相關(guān)問題，造成資源浪費等現(xiàn)象的發(fā)生。在選擇具體的產(chǎn)品時，要進行充分的市場調(diào)查，并邀請環(huán)保方面的專家進行科學(xué)論證，以保證其適用性，提升設(shè)備的使用效率。為了切實提高儀器的使用效率，要實時對儀器設(shè)備的運行情況進行監(jiān)測和記錄，尤其是運行時出現(xiàn)的異常情況，方便工作人員對儀器進行監(jiān)測和評價。

4.4.2 加強日常維護管理

建立健全的大型環(huán)境監(jiān)測實驗室檢測設(shè)備管理程序，在儀器的采購、使用、維修、報廢等各個方面，都必須有相關(guān)的主管部門和具體的規(guī)章制度，并根據(jù)申請的實際情況予以批準(zhǔn)或者拒絕。此外，還要定期安排專人對設(shè)備進行徹底檢修和保養(yǎng)，以排除潛在的使用風(fēng)險。在設(shè)備運行過程中，要明確設(shè)備的保管人，并承擔(dān)設(shè)備的日常使用、調(diào)試和維護工作，降低設(shè)備出現(xiàn)異常和失效的可能性。

4.4.3 開放共享儀器

大型環(huán)境監(jiān)測實驗室的分析儀器，是生態(tài)環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的一項社會公益事業(yè)，其基本特征與社會特征具有相同之處。在保證日常工作的前提下，通過信息技術(shù)，使儀器資源處于開放、共享的狀態(tài)下，為開展各類科研活動提供技術(shù)支持，有效提升我國科研技術(shù)水平和能力[14]。

5 結(jié)語

綜上所述，近幾年以來，伴隨著我國環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，如何主動開展環(huán)境保護監(jiān)測工作已成為當(dāng)前的一個重大課題。在新時代背景下，環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測部門必須加大對現(xiàn)代儀器、技術(shù)的運用，并結(jié)合具體情況，有針對性地選用合適的方法，以減輕環(huán)境污染，促進社會的和諧發(fā)展。大型環(huán)境監(jiān)測實驗室儀器是各個單位的綜合實力的體現(xiàn)，通過對儀器的性能進行評估，可以直觀地反映儀器的投入使用情況，為今后進一步改進儀器的精細(xì)管理提供技術(shù)支持。此外，目前國內(nèi)尚無專門針對環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備的業(yè)績進行評估的案例，所以，今后要進一步完善環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備的績效評估指標(biāo)，并提出相應(yīng)的改進措施。