環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用及質(zhì)量控制方法研究

趙 娜

（咸陽市環(huán)境監(jiān)測站，陜西 咸陽 712000）

引言

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，我國環(huán)境污染程度日益加劇，并且出現(xiàn)了諸多新污染源和污染物質(zhì)，這也在一定程度上加大了環(huán)境污染治理難度?，F(xiàn)如今，環(huán)境問題已經(jīng)成為國際領(lǐng)域激烈討論的熱點話題。而環(huán)境監(jiān)測技術(shù)作為了解生態(tài)環(huán)境污染程度、污染物質(zhì)和發(fā)展規(guī)律的重要前提，其重要性也日漸突出，會直接影響環(huán)境決策及管理的有效性和科學(xué)性。要充分發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)勢和作用，就要在規(guī)范應(yīng)用流程的同時做好質(zhì)量控制工作，以此來提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

1 環(huán)境監(jiān)測的目標(biāo)及要求

1.1 環(huán)境監(jiān)測的目標(biāo)

使用環(huán)境監(jiān)測技術(shù)對生態(tài)環(huán)境進行動態(tài)監(jiān)測，主要目標(biāo)是保護生態(tài)環(huán)境，對各種自然資源合理開發(fā)和利用，同時為人類生存和發(fā)展提供保障。通過環(huán)境監(jiān)測能夠幫助相關(guān)部門及時、準(zhǔn)確、完整地了解特定區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量和變化趨勢，進而為污染源治理、生態(tài)環(huán)境修復(fù)等工作的開展提供可靠依據(jù)。可以將環(huán)境監(jiān)測的目標(biāo)歸納為以下方面：第一，按照國家出臺的一系列環(huán)境質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)，對特定區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量進行評價[1]；第二，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果了解污染物分布情況，并分析造成環(huán)境污染的主要原因，進而確定污染源，為后續(xù)環(huán)境治理和修復(fù)提供可靠依據(jù)；第三，對本底數(shù)據(jù)進行全面收集，對一段時間內(nèi)的監(jiān)測材料進行整理，為相關(guān)部門分析環(huán)境容量、預(yù)測及預(yù)報環(huán)境質(zhì)量提供保障；第四，為環(huán)境管理工作的開展奠定基礎(chǔ)，同時為我國相關(guān)部門完善環(huán)境法律法規(guī)、制定管理標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)劃提供服務(wù)。

1.2 環(huán)境監(jiān)測要求

首先，開展環(huán)境監(jiān)測工作必須嚴(yán)格按照國家或地方出臺的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)和計劃執(zhí)行，以此保障監(jiān)測工作的規(guī)范性和可靠性。其次，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測工作要求，對監(jiān)測范圍內(nèi)的污染物分布情況、污染源等進行全面掌握，并收集原始資料，在此基礎(chǔ)上針對性制定環(huán)境監(jiān)測方案，同時對需要使用的監(jiān)測技術(shù)進行可行性論證[2]。其三，確定環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，合理選擇監(jiān)測點，保證監(jiān)測點具有典型性和代表性。其四，工作人員應(yīng)規(guī)范環(huán)境監(jiān)測行為，充分利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，確定行之有效的監(jiān)測技術(shù)路線和頻率，保證質(zhì)量控制工作貫穿環(huán)境監(jiān)測全過程。最后，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測各項要求，制定切實可行的監(jiān)測評價報告，確保報告內(nèi)容真實、完整、準(zhǔn)確，并由專家組評審、確認(rèn)。

2 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

2.1 3S技術(shù)的應(yīng)用

所謂3S技術(shù)，主要指GPS（全球定位系統(tǒng)）、GIS（地理信息系統(tǒng)）和RS（遙感技術(shù)），將三者聯(lián)合使用，能夠?qū)Νh(huán)境信息進行收集、處理、分析和應(yīng)用，具體如圖1所示。當(dāng)前，環(huán)境監(jiān)測部門主要將3S技術(shù)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測方面。具體來說：第一，應(yīng)用于水資源監(jiān)測中。通過模擬監(jiān)測范圍內(nèi)的水文環(huán)境，可以對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)耗水量進行深入分析，進而保證水資源評價結(jié)果準(zhǔn)確、科學(xué)[3]。并且3S技術(shù)中的GIS技術(shù)本身是一個高效處理信息的平臺，能夠?qū)ΡO(jiān)測范圍內(nèi)的水域分布、變化、污染等情況進行實時監(jiān)測。第二，應(yīng)用于濕地環(huán)境監(jiān)測中。在濕地環(huán)境監(jiān)測中使用多相化遙感監(jiān)測技術(shù)收集數(shù)據(jù)，將得到的數(shù)據(jù)信息錄入地理信息系統(tǒng)，利用空間分析功能對數(shù)據(jù)進行深入分析，能夠使?jié)竦匦畔⒏尤?，進而了解濕地環(huán)境的變化情況[4]。第三，應(yīng)用于土地現(xiàn)狀調(diào)查中。常規(guī)的土地使用變動調(diào)查方式，以參照歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)場測量為基礎(chǔ)定期進行，耗時較久，誤差較大，成本較高，采用遙感技術(shù)，可以快速、精確地獲取相關(guān)信息，并對其進行實時更新。在3s科技支持下，可以初步建立一套基于3s的國土空間變更普查技術(shù)路徑。運用衛(wèi)星遙感方法，揭示了區(qū)域內(nèi)的土地利用狀況；采用GPS（Global Positioning System，GPS）可迅速而精確地獲得改變的空間坐標(biāo)；應(yīng)用GIS可對城市用地進行數(shù)據(jù)的更新、管理、統(tǒng)計、分析等工作。

圖1 3S技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用

2.2 DOAS自動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

在科技迅速發(fā)展的背景下，DOAS自動監(jiān)測技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測工作中。尤其在環(huán)境二次污染監(jiān)測工作中，可以優(yōu)先選擇DOAS自動測量技術(shù)。差分吸收光譜技術(shù)（DOAS）是一種備受矚目的光譜監(jiān)測技術(shù)，以其高精度、易用性和低成本等優(yōu)勢，成為氣體成分鑒別和微量氣體濃度推導(dǎo)的得力工具。DOAS技術(shù)憑借其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用場景，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。無論是環(huán)保監(jiān)測、工業(yè)過程控制，還是氣象觀測等領(lǐng)域，DOAS技術(shù)都展現(xiàn)出了非凡的潛力和無可比擬的優(yōu)勢。其分類可根據(jù)有無光源分為主動DOAS和被動DOAS，根據(jù)光程長短分為長光程DOAS和短光程DOAS。這種技術(shù)是一種先進的測量技術(shù)，將其應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測中呈現(xiàn)出了高精度、高效率、高靈敏度的優(yōu)勢，為環(huán)保部門開展環(huán)境治理工作奠定了良好基礎(chǔ)。結(jié)合實踐來看，其應(yīng)用優(yōu)勢包括以下方面：第一，靈敏度高，測量精度高，保證測量出的參數(shù)準(zhǔn)確、及時、可靠。第二，響應(yīng)速度快，可以滿足實時監(jiān)測要求，能夠隨時掌握環(huán)境變化情況[5]。第三，使用過程耗能少、維護成本低，可同時監(jiān)測多種成分。DOAS技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域可謂相當(dāng)廣泛，它不僅能夠?qū)Χ喾N標(biāo)準(zhǔn)污染物，如O3、NO2、SO2以及苯系物等進行精確監(jiān)測，而且還可以在紫外和可見波段內(nèi)進行測量。然而，需要注意的是，DOAS的監(jiān)測能力受到特定波段的限制，因此無法對所有氣體成分進行測量。但值得一提的是，對于大氣平流層中的易反應(yīng)氣體，例如OH、NO3和HONO，DOAS的測量效果堪稱出類拔萃，和其他傳統(tǒng)光學(xué)監(jiān)測方法相比，可同時監(jiān)測多種成分。

2.3 大型儀器監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

隨著人們對分析方法靈敏度、精密度，自動化程度的要求日益增加，儀器方法手段也不斷增多，儀器功能日益強大，儀器監(jiān)測技術(shù)具有靈敏度高、快速分析、自動化程度高、多參數(shù)監(jiān)測等優(yōu)勢。當(dāng)前被廣泛應(yīng)用于大氣環(huán)境、水環(huán)境和土壤環(huán)境監(jiān)測工作中。目前，常用的儀器分析包括光譜分析法，色譜分析法和電化學(xué)分析法，不同的儀器分析方法的靈敏度、選擇性和使用范圍有較大差異。應(yīng)根據(jù)分析的任務(wù)和目的，結(jié)合各種方法的特點加以選擇。

2.4 化學(xué)分析監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中，手工監(jiān)測是一種重要的方法。主要通過人工采集和測量環(huán)境中的各種指標(biāo)，以獲取準(zhǔn)確的環(huán)境數(shù)據(jù)。手工監(jiān)測技術(shù)就是通過化學(xué)分析的方式對環(huán)境進行監(jiān)測，樣品分析工作需要在實驗室中完成，通過對各種環(huán)境樣品進行觀察、分析，掌握其化學(xué)成分及變化規(guī)律?；瘜W(xué)分析是以化學(xué)反應(yīng)為理論依據(jù)的一種分析手段，具有很長的發(fā)展歷程，也被稱為古典分析，有質(zhì)量分析、體積分析、滴定分析等。手工分析一般進行的是定量分析，定量分析的任務(wù)是測定物質(zhì)中特定化合物的含量。對于相對純的物質(zhì)，分析其純度；對于混合物，根據(jù)不同需要，可能測定其中某一組分含量，也可能測定其中多種組分含量。

3 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用過程的質(zhì)量控制策略

環(huán)境監(jiān)測工作本身具有復(fù)雜性、專業(yè)性特點，加上不同技術(shù)的應(yīng)用要求、操作規(guī)范不盡相同。環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量保障是指在整個環(huán)境監(jiān)控工作中，對其進行全方位的質(zhì)量控制。質(zhì)量控制是為達到環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量要求而進行的一種作業(yè)方式與行為，它是一種非常有效的方式，可以根據(jù)環(huán)境監(jiān)測各個階段的特征與功能，通過各種方式進行監(jiān)控，實現(xiàn)監(jiān)控全過程質(zhì)量管理。具體可以從以下方面入手：

3.1 控制樣品采集的質(zhì)量

監(jiān)測人員需要做好現(xiàn)場勘察工作，對采樣點的設(shè)置情況進行嚴(yán)格審查，合理選擇采樣時段，并結(jié)合勘察結(jié)果制定行之有效的樣品采集細(xì)則，保證采樣工作順利進行。為了提高采樣質(zhì)量，還要制定樣品管理制度，確保采樣環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控工作有據(jù)可依[6]。由于環(huán)境監(jiān)測樣品采集過程需要使用各種儀器設(shè)備和吸附劑，所以需要提前對儀器設(shè)備進行校驗，并檢查吸附劑是否有效。同時在采樣過程中要控制好采樣器的高度和位置，從源頭規(guī)避污染源對樣品質(zhì)量產(chǎn)生的負(fù)面影響。除此之外，現(xiàn)場人員還要做好采樣記錄，并對樣品進行妥善保管。

3.2 控制樣品運輸及儲存的質(zhì)量

樣品是開展環(huán)境監(jiān)測工作的重要物質(zhì)條件，如果樣品質(zhì)量不過關(guān)，即便后續(xù)實驗步驟再合理、操作技術(shù)再規(guī)范，也無法保證監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。所以，在保證采集的樣品具有典型性和代表性的基礎(chǔ)上，還要對樣品運輸和儲存環(huán)節(jié)進行質(zhì)量管控。結(jié)合工作經(jīng)驗來看，可以采用以下兩種質(zhì)量控制策略：第一，在采樣前，將采樣瓶或濾膜從實驗室運往環(huán)境監(jiān)測點，合理采集樣品后，需要在最短的時間內(nèi)送回實驗室。該過程不能將采樣瓶倒置，同時要用軟體物質(zhì)將采樣瓶之間隔離開，避免吸收劑溢出。濾膜需要完整封存在干凈、密封的袋子中，在使用時需要用鑷子，如此才能夠避免濾膜被外界物質(zhì)污染，進而提高環(huán)境監(jiān)測準(zhǔn)確性。第二，如果不能對樣品進行及時分析，需要采取行之有效的保存手段來維持樣品穩(wěn)定性，如通過冷藏、冷凍或添加保存劑的方式保持樣品質(zhì)量，并在規(guī)定時間內(nèi)完成檢驗工作。

3.3 控制實驗室分析過程的質(zhì)量

實驗室質(zhì)控是對檢測試驗中出現(xiàn)的偏差進行控制的一種方法。實驗室內(nèi)質(zhì)量控制主要技術(shù)方法有采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進行核查、實驗室內(nèi)部比對、留樣再測、加標(biāo)回收等。該環(huán)節(jié)涉及所有實驗人員的工作狀況，每個人的操作都會或多或少地影響最終的監(jiān)測結(jié)果。實驗人員在操作過程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行各種規(guī)章制度，嚴(yán)格落實質(zhì)量控制策略，提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和可靠性[7]。實驗室間質(zhì)量控制，也被稱為外部質(zhì)量控制，是確保實驗室輸出準(zhǔn)確性和一致性的重要手段，通過參加能力驗證、測量審核以及其他實驗室間的比對等方式，可以發(fā)現(xiàn)并消除一些難以在實驗室內(nèi)部核查出的誤差，特別是那些存在的系統(tǒng)誤差。如果使用的分析方法相同，但不同實驗室的環(huán)境、試劑、操作人員、儀器設(shè)備不同，分析結(jié)果也會產(chǎn)生一定差異。總之，實驗室間質(zhì)量控制為實驗室檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性提供了有力的保障。

3.4 控制報告數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)的質(zhì)量

為了保證最終得到的監(jiān)測報告數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，需要監(jiān)測部門建立質(zhì)控責(zé)任機制，對報告數(shù)據(jù)進行嚴(yán)格審核，確保數(shù)據(jù)處理從分析到復(fù)查再到審核，都有專人負(fù)責(zé)，只有做到層層把關(guān)，才能夠有效提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。需要注意的是，各級部門在審核報告數(shù)據(jù)的過程中，要嚴(yán)格按照檢測標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范操作，保證所有數(shù)據(jù)認(rèn)真核查，每項數(shù)據(jù)都能滿足追根溯源的要求。如果發(fā)現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)，需要及時組織相關(guān)人員查證，確保做到有疑問數(shù)據(jù)不上報。

3.5 控制工作質(zhì)量及數(shù)據(jù)之間的質(zhì)量

工作質(zhì)量是保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的前提，而數(shù)據(jù)質(zhì)量則是提高工作質(zhì)量的要素。數(shù)據(jù)質(zhì)量通常是用數(shù)據(jù)特性、性能等指標(biāo)進行表示的，工作質(zhì)量則強調(diào)提高工作人員的技術(shù)水平和專業(yè)能力，需要將質(zhì)控數(shù)據(jù)的合格率、員工責(zé)任意識、儀器設(shè)備運行狀態(tài)等作為衡量指標(biāo)[8]。在監(jiān)測工作實施中，工作人員要嚴(yán)格按照質(zhì)量控制路線操作，這也是提高工作質(zhì)量的關(guān)鍵所在。所以，在對環(huán)境監(jiān)測進行全過程質(zhì)量控制時，不僅要保證數(shù)據(jù)質(zhì)量過關(guān)，還要不斷提高工作質(zhì)量，才能有效提高環(huán)境監(jiān)測工作的科學(xué)性和可靠性。

4 結(jié)語

綜上所述，本文通過對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用及質(zhì)量控制方法進行深入探究，發(fā)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用范圍日益廣泛，為環(huán)境保護提供了強有力的技術(shù)支持。然而，如何確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，仍需進一步探索。未來，我們需要加強技術(shù)研發(fā)、完善質(zhì)量管理體系、提高人員素質(zhì)等多方面的工作，以進一步推動環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。同時，政府、企業(yè)和社會公眾的共同努力也是實現(xiàn)環(huán)境保護目標(biāo)的關(guān)鍵因素。只有全社會共同努力，才能實現(xiàn)環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。