環(huán)境檢測技術(shù)的應(yīng)用及質(zhì)量控制措施微探

張祥霖，蒯圣龍

(安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽 合肥 231603)

引言

隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，環(huán)境污染問題日益突出，因而環(huán)境檢測技術(shù)的重要性不斷提升。環(huán)境檢測不僅可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防環(huán)境問題，還可以為我國環(huán)境治理和資源管理提供依據(jù)。然而，環(huán)境檢測的準(zhǔn)確性和可靠性在很大程度上取決于質(zhì)量控制的嚴(yán)謹(jǐn)性，因此，深入理解各種環(huán)境檢測技術(shù)的應(yīng)用及其質(zhì)量控制措施，對于提高環(huán)境管理的效率和效果具有非常重要的意義。

1 環(huán)境檢測技術(shù)的作用用及質(zhì)量控制的必要性與重要性

1.1 環(huán)境檢測技術(shù)的作用

1.1.1 環(huán)境質(zhì)量評估

環(huán)境檢測技術(shù)能夠?qū)諝狻⑺?、土壤等環(huán)境元素中的污染物進(jìn)行精確檢測，從而評估環(huán)境的質(zhì)量狀況。為制定環(huán)保政策和措施提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

1.1.2 環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)

環(huán)境檢測技術(shù)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的異常變化，對可能出現(xiàn)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)害進(jìn)行預(yù)警，從而降低因環(huán)境問題導(dǎo)致的損失。

1.1.3 環(huán)保政策制定和實(shí)施

環(huán)境檢測技術(shù)提供的詳實(shí)數(shù)據(jù)和信息，是制定和實(shí)施環(huán)保政策的重要依據(jù)，可以幫助政府和企業(yè)進(jìn)行決策，有效地解決環(huán)境問題。

1.2 環(huán)境檢測技術(shù)質(zhì)量控制的價(jià)值

1.2.1 保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性

質(zhì)量控制是確保環(huán)境檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的重要手段。嚴(yán)格的質(zhì)量控制可以保證所得的檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，使環(huán)保政策和措施建立在準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上。

1.2.2 提高檢測效率

優(yōu)秀的環(huán)境檢測質(zhì)量控制可以提升環(huán)境檢測的效率，避免因檢測誤差導(dǎo)致的重復(fù)工作，節(jié)約資源，提升環(huán)保工作的效率。

1.2.3 建立公眾信任

完善的環(huán)境檢測技術(shù)質(zhì)量控制可以提高環(huán)保工作的公眾接受度，增強(qiáng)公眾對環(huán)保工作的信任。公眾的理解和支持是環(huán)保工作能夠持續(xù)、有效進(jìn)行的重要保障。

2 環(huán)境檢測技術(shù)的種類及應(yīng)用

環(huán)境檢測技術(shù)是對生態(tài)環(huán)境中的物質(zhì)或因素進(jìn)行檢測的一種技術(shù)，主要包括氣體檢測技術(shù)、水質(zhì)檢測技術(shù)、土壤檢測技術(shù)、噪音和震動檢測技術(shù)以及輻射檢測技術(shù)。

2.1 氣體檢測技術(shù)

氣體檢測技術(shù)主要是針對大氣中的各種污染物進(jìn)行檢測。這些污染物包括有害氣體（如二氧化硫、氮氧化物、氨氣等）、揮發(fā)性有機(jī)物以及顆粒物等。通過應(yīng)用氣譜分析、電化學(xué)傳感器、紅外吸收法等現(xiàn)代檢測技術(shù)，可幫助檢測人員準(zhǔn)確地測定氣體污染物的類型和濃度。

氣體檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)污染源排放監(jiān)控、城市空氣質(zhì)量監(jiān)測和室內(nèi)空氣質(zhì)量評價(jià)等領(lǐng)域。例如，在工業(yè)生產(chǎn)中，通過氣譜分析和電化學(xué)傳感器檢測設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測生產(chǎn)過程中的有害氣體排放，幫助企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)管理和設(shè)備維護(hù)。在城市空氣質(zhì)量監(jiān)測中，通過布設(shè)一系列氣體檢測站點(diǎn)，對空氣中的二氧化硫、氮氧化物等有害氣體進(jìn)行長期監(jiān)測，為環(huán)境保護(hù)部門提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，以便相關(guān)部門制定相應(yīng)的空氣質(zhì)量改善措施。

2.2 水質(zhì)檢測技術(shù)

水質(zhì)檢測技術(shù)主要是對水環(huán)境中的物質(zhì)和微生物進(jìn)行檢測。如化學(xué)需氧量、生物需氧量、重金屬離子、營養(yǎng)鹽等。常用的檢測方法包括比色法、電導(dǎo)法、離子色譜法等。

近年來，生物傳感器和核磁共振技術(shù)也在水質(zhì)檢測中得到了廣泛的應(yīng)用。例如，在飲用水安全監(jiān)測中，通過比色法、電導(dǎo)法等檢測方法，可以準(zhǔn)確地測定水中的重金屬離子、營養(yǎng)鹽等污染物的濃度，以確保飲用水的安全。在污水處理廠的進(jìn)出水監(jiān)測中，通過測定化學(xué)需氧量、生物需氧量等指標(biāo)，可以了解污水處理效果，為后續(xù)的污水處理提供決策依據(jù)。

2.3 土壤檢測技術(shù)

土壤檢測技術(shù)主要用于測定土壤中的有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)物質(zhì)和重金屬等污染物。常用的檢測方法有原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）、氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）等。通過這些方法，檢測人員可了解土壤的污染程度和污染來源。如，在農(nóng)田土壤肥力評價(jià)中，通過原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）等檢測方法，可以了解土壤中的有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)物質(zhì)和重金屬等污染物的含量，以便制定合理的施肥方案，提高農(nóng)田生產(chǎn)效率。在環(huán)境污染事故調(diào)查中，通過氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）等高精度檢測方法，可以準(zhǔn)確地確定污染物的種類和來源，由此為當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的污染治理提供依據(jù)。

2.4 噪音和震動檢測技術(shù)

噪音和震動檢測技術(shù)主要用于評估環(huán)境噪聲和振動的水平。常用的檢測設(shè)備包括聲級計(jì)、頻譜分析器等。這些設(shè)備可以測定噪聲的強(qiáng)度、頻率和持續(xù)時(shí)間，從而評估其對人類健康和環(huán)境的影響。例如，在城市噪聲環(huán)境監(jiān)測中，通過聲級計(jì)和頻譜分析器，可針對城市各區(qū)的噪聲污染水平進(jìn)行全面評估，為制定噪聲控制策略和城市規(guī)劃提供依據(jù)。在工業(yè)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控中，通過對設(shè)備運(yùn)行時(shí)的噪聲和震動進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，可以預(yù)警設(shè)備潛在的故障，從而實(shí)現(xiàn)早期維修，提高設(shè)備運(yùn)行效率和安全性。

2.5 輻射檢測技術(shù)

輻射檢測技術(shù)主要用于測定環(huán)境中的電離輻射水平。包括α粒子、β粒子、γ射線以及中子等。常用的輻射檢測設(shè)備有蓋革-穆勒計(jì)數(shù)器（GM計(jì)數(shù)器）、閃爍探測器和半導(dǎo)體探測器等。這些設(shè)備可以準(zhǔn)確地測定環(huán)境中的輻射源類型和強(qiáng)度[1]。

例如，在環(huán)境背景輻射監(jiān)測中，通過設(shè)立一系列的輻射監(jiān)測站點(diǎn)，可以全面了解環(huán)境背景輻射的狀況，評估環(huán)境輻射對人類健康的影響。在醫(yī)療放射源管理和食品輻照檢測中，輻射檢測技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用，確保醫(yī)療放射的安全使用和食品輻照的合規(guī)操作。

3 環(huán)境檢測的質(zhì)量控制措施

3.1 檢測設(shè)備的校準(zhǔn)和維護(hù)

檢測設(shè)備的校準(zhǔn)與維護(hù)是確保獲取精確可靠檢測結(jié)果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先，設(shè)備校準(zhǔn)是通過對照已知的標(biāo)準(zhǔn)或參照物，來確定和校正儀器的測量值。設(shè)備校準(zhǔn)要盡可能地在設(shè)備的工作環(huán)境中進(jìn)行，以確保校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如，氣體檢測設(shè)備校準(zhǔn)時(shí)，通常會使用標(biāo)準(zhǔn)氣體作為參考；水質(zhì)檢測設(shè)備則可能用一系列已知濃度的溶液進(jìn)行校準(zhǔn)，以此來評估設(shè)備的準(zhǔn)確度和精確度。

其次，設(shè)備的維護(hù)需進(jìn)行設(shè)備的日常保養(yǎng)和定期維修。日常保養(yǎng)如清潔、潤滑和調(diào)試設(shè)備，可以保持設(shè)備良好的工作狀態(tài)，預(yù)防因污染、磨損或老化造成的設(shè)備性能下降。設(shè)備定期維修如更換易損配件，修復(fù)故障，其屬于保證設(shè)備長期穩(wěn)定工作的重要手段。

3.2 檢測方法的選擇和優(yōu)化

選擇合適的檢測方法對于獲得準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)至關(guān)重要。檢測方法的選擇需要根據(jù)待檢測對象的性質(zhì)（例如物理狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)等）、污染物的種類和濃度、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的條件以及檢測結(jié)果的需求等因素來決定。例如，在水質(zhì)檢測中，若目標(biāo)為檢測重金屬離子，對此可選擇應(yīng)用原子吸收光譜法或電感耦合等離子體質(zhì)譜法；若目標(biāo)為檢測營養(yǎng)鹽，可選擇應(yīng)用比色法或離子色譜法。同樣，檢測方法也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化，如改變檢測條件（例如pH、溫度、檢測時(shí)間等）、采用更先進(jìn)的檢測設(shè)備或技術(shù)、改進(jìn)樣品處理方法（例如提取、富集、分離等步驟）等，以提高檢測的靈敏度和精度，減少誤差。

3.3 樣品的采集、儲存和處理

3.3.1 樣品采集

樣品采集需要按照一定的規(guī)范和程序進(jìn)行，以保證樣品能夠如實(shí)反映被測環(huán)境的狀態(tài)。首先，采集地點(diǎn)的選擇要具有代表性，要避免污染源和可能的干擾因素。其次，采集的方式和工具也需根據(jù)樣品的種類和目的進(jìn)行選擇，如氣體樣品采集時(shí)，需要采用無菌采樣瓶或?qū)Ｓ玫臍怏w采樣器；對于水質(zhì)和土壤樣品，需要避免采樣器具的材質(zhì)對樣品的影響。另外，采集樣品時(shí)還需要記錄關(guān)鍵的環(huán)境參數(shù)和樣品信息，如時(shí)間、地點(diǎn)、氣象條件等[2]。

3.3.2 樣品儲存

樣品的儲存是保證樣品質(zhì)量和穩(wěn)定性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不同的樣品類型需要不同的儲存條件，如氣體樣品通常需要在密封的采樣瓶中，避免光照并置于冷藏環(huán)境中儲存；水質(zhì)和土壤樣品需要冷藏并避免光照。同時(shí)，儲存期間需要避免樣品發(fā)生化學(xué)或生物性的變化，比如細(xì)菌生長、揮發(fā)、氧化等，對于某些容易變質(zhì)的樣品，可能需要在采集后立即進(jìn)行預(yù)處理或檢測。

3.3.3 樣品處理——預(yù)處理

濾泡：針對含有大量懸浮物的水樣，通過濾泡可以去除這些物質(zhì)，提取出需要分析的溶液部分。此外，對于氣體樣品，濾泡還可以去除氣體中的顆粒物。

離心：離心是一種通過利用離心力將樣品中的固體和液體部分分離的方法。這通常應(yīng)用于渾濁的液體樣品，如水質(zhì)和土壤中提取出的溶液。

提?。禾崛∈怯靡环N溶劑將樣品中某一組成部分從其余部分中分離出來的方法。這通常應(yīng)用于土壤和固體樣品，以及需要從復(fù)雜矩陣中分離目標(biāo)分析物的液體樣品。

濃縮：濃縮是通過蒸發(fā)或其它方法將樣品中的溶劑去除，使目標(biāo)分析物質(zhì)的濃度提高的過程。一般來說，可將其應(yīng)用于溶劑中的目標(biāo)分析物質(zhì)濃度較低的樣品。樣品處理預(yù)處理流程見圖1。

圖1 樣品處理預(yù)處理流程圖

3.3.4 樣品的分析處理

消解：消解是將樣品中的固體組成部分轉(zhuǎn)化為溶液，以便進(jìn)行液相分析。這通常用于土壤、廢物和其它固體樣品。

分離：分離是將樣品中的不同組分分離出來，這樣就可以單獨(dú)對每個組分進(jìn)行分析。常用的分離技術(shù)包括色譜法（如氣相色譜和液相色譜）和電泳法等。

富集：富集是通過物理或化學(xué)方法提高樣品中目標(biāo)分析物的濃度，提高其在分析過程中的檢出率。常用的富集方法包括固相萃取和液相萃取等。在樣品處理過程中，為了保證樣品的完整性和檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)盡可能地減少樣品的損失和污染，并準(zhǔn)確記錄處理過程的每個步驟和參數(shù)。

3.4 質(zhì)量控制樣和質(zhì)量保證計(jì)劃

在環(huán)境監(jiān)測過程中，質(zhì)量控制樣（Quality Control Samples，QCS）和質(zhì)量保證計(jì)劃（Quality Assurance Plan，QAP）是關(guān)鍵的質(zhì)量管理工具。

3.4.1 質(zhì)量控制樣

質(zhì)量控制樣是指已知或被控制的含量、濃度或活性的樣品，用于評估分析方法的精度和精密度。這些樣品可以是含有已知濃度污染物的實(shí)驗(yàn)室制備樣品，也可以是已經(jīng)過校正的標(biāo)準(zhǔn)樣品。通過定期地分析質(zhì)量控制樣，可以檢查并校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的分析系統(tǒng)，以保持分析的穩(wěn)定性和可靠性。在環(huán)境檢測中，質(zhì)量控制樣主要包括4種類型：

空白樣：不含任何添加物的樣品，用于檢查分析過程中的污染和干擾。

標(biāo)準(zhǔn)樣：含有已知濃度的污染物的樣品，用于校準(zhǔn)分析儀器。

復(fù)核樣：實(shí)驗(yàn)室已分析過的樣品，用于評估分析結(jié)果的復(fù)現(xiàn)性。

主人走了幾十步，轉(zhuǎn)身，向大狗趴著的方向望去，臉上突然放出光來，對往前趕的族人大喊，不走了，不走了，這里好風(fēng)好水，留下吧。

分層樣：含有不同濃度污染物的樣品，用于評估分析方法的靈敏度和線性。

3.4.2 質(zhì)量保證計(jì)劃

質(zhì)量保證計(jì)劃是環(huán)境監(jiān)測中的管理工具，主要用于確保檢測過程的準(zhǔn)確性和可靠性。該計(jì)劃應(yīng)包括以下部分：

目標(biāo)定義：明確質(zhì)量保證計(jì)劃的目標(biāo)，例如，實(shí)驗(yàn)室的分析精度和精密度的目標(biāo)、污染物的檢出限等。

方法選擇：選擇適當(dāng)?shù)臋z測方法，并詳細(xì)描述分析過程。

設(shè)備維護(hù)：明確設(shè)備的定期校準(zhǔn)和維護(hù)的計(jì)劃。

質(zhì)量控制樣分析：制定質(zhì)量控制樣的分析計(jì)劃，并規(guī)定如何處理質(zhì)控樣分析結(jié)果不合格的情況。

3.5 數(shù)據(jù)的處理和解讀

3.5.1 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)校驗(yàn)：此步驟主要是確認(rèn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。首先，要檢查原始數(shù)據(jù)是否存在錯誤或遺漏；其次，要對數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制，例如使用質(zhì)控樣數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，確保數(shù)據(jù)的可靠性。

統(tǒng)計(jì)分析：對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以便更好地理解數(shù)據(jù)的分布、中心趨勢（如均值、中位數(shù)等）和離散程度（如標(biāo)準(zhǔn)差、四分位數(shù)等）。在有足夠多的數(shù)據(jù)的情況下，還可以進(jìn)行回歸分析、主成分分析等高級統(tǒng)計(jì)分析，找出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和模式。

數(shù)據(jù)歸一化：為了消除不同指標(biāo)之間的單位和量級差異，便于對比和分析，常常需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。常用的歸一化方法包括最大-最小歸一化、標(biāo)準(zhǔn)差歸一化等[3]。

3.5.2 數(shù)據(jù)解讀

數(shù)據(jù)解讀是將處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有意義的信息，為環(huán)境保護(hù)和管理提供依據(jù)。數(shù)據(jù)解讀需要結(jié)合具體的環(huán)境背景和監(jiān)測目標(biāo)。例如，對于水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，需要參考相關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或指南，如我國的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）等，對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)；對于大氣監(jiān)測數(shù)據(jù)，需要參考《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3095-2012）等進(jìn)行評價(jià)。此外，數(shù)據(jù)解讀還需要注意數(shù)據(jù)的時(shí)間和空間變化，通過比較不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可以找出污染的趨勢和熱點(diǎn)區(qū)域，為環(huán)境保護(hù)和管理的決策提供依據(jù)。

3.6 人員培訓(xùn)和能力的提升

3.6.1 人員培訓(xùn)

環(huán)境檢測的人員培訓(xùn)應(yīng)包括理論和實(shí)踐兩部分。理論培訓(xùn)主要包括分析化學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等基礎(chǔ)知識的教授，以及檢測方法、設(shè)備操作、數(shù)據(jù)處理等專業(yè)知識的講解。實(shí)踐培訓(xùn)則應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場操作等方式，讓人員熟練掌握樣品采集、設(shè)備操作、數(shù)據(jù)處理等實(shí)際技能。此外，加強(qiáng)應(yīng)急響應(yīng)和安全操作等方面的培訓(xùn)，提高人員的應(yīng)對能力和安全意識。

3.6.2 人員能力的提升

在定期培訓(xùn)的基礎(chǔ)上，環(huán)境檢測人員還應(yīng)不斷提升自身的能力?？梢酝ㄟ^參加專業(yè)會議、閱讀專業(yè)文獻(xiàn)、進(jìn)行項(xiàng)目科研等方式，了解最新的研究動向和技術(shù)動態(tài)，提高自身的專業(yè)水平。此外，還應(yīng)通過體系認(rèn)證、職稱評定等方式，對人員的能力進(jìn)行評價(jià)和認(rèn)證，激勵其進(jìn)行持續(xù)學(xué)習(xí)和提升。

4 結(jié)語

總的來說，環(huán)境檢測技術(shù)的應(yīng)用和質(zhì)量控制是環(huán)境管理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有掌握了準(zhǔn)確、可靠的檢測數(shù)據(jù)，才能對環(huán)境問題有清晰、全面的認(rèn)識，進(jìn)而制定出有效的治理策略。同時(shí)，各地環(huán)境保護(hù)管理部門也需要對環(huán)境檢測的質(zhì)量控制提出更高的要求，以確保檢測數(shù)據(jù)的質(zhì)量。期待未來有更多先進(jìn)的檢測技術(shù)和質(zhì)量控制方法應(yīng)用到環(huán)境管理中，為群眾的生活環(huán)境帶來更好的保障。