影響環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的幾大因素及相應(yīng)對策
摘要:本文從采樣質(zhì)量、測試系統(tǒng)和儀器、測試環(huán)境、分析方法和人員素質(zhì)五個方面分析了目前影響環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的幾大因素，并從減少分析誤差、采樣、質(zhì)量控制(QA)的方法、趨勢綜合分析、質(zhì)量控制(QA)標準評述等方面提出提高監(jiān)測質(zhì)量、數(shù)據(jù)質(zhì)量的對策和建議。
關(guān)鍵詞:環(huán)境管理；環(huán)境監(jiān)測；質(zhì)量保證；對策
1 前言
環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護技術(shù)的重要組成部分，它既為了解環(huán)境質(zhì)量狀況、評價環(huán)境質(zhì)量提供信息也為制定環(huán)境管理措施，建立各項環(huán)境保護法令法規(guī)、條例和為執(zhí)行它們而提供客觀的科學依據(jù)同時環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境管理的重要基礎(chǔ)，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性、完整性、可比性、精密性和準確性[1]是衡量監(jiān)測分析的重要尺度，是質(zhì)量保證好壞的直接體現(xiàn)。監(jiān)測數(shù)據(jù)良好與否勢必直接影響環(huán)境保護決策的正確與否，為此必須加強環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證工作。
2 影響環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量的主要因素
在日常的監(jiān)測分析過程中，影響質(zhì)量保證的因素很多，這里僅介紹幾個主要因素。
(1) 采樣質(zhì)量的影響
采樣容器的材質(zhì)、采樣的深度或厚度、樣品的儲存方法、氣象條件和采樣的時間等因素都會影響到采樣的質(zhì)量。如測同一水體溶解氧的含量采集水樣的深度不同溶解氧的含量也不同，同一水體同一斷面溶解氧的含量隨深度的增加而減少；再如采集水樣分析其石油類的含量，水樣只能用玻璃容器采集而不能用塑料容器，因塑料會吸附石油類使分析結(jié)果偏低[3]。
有些樣品，尤其是水樣采集后放置過久，會發(fā)生物理、化學和生物化學等反應(yīng)，從而改變水樣成分。因此，采樣后應(yīng)盡可能選擇就近的監(jiān)測站或?qū)嶒炇疫M行監(jiān)測分析，盡量縮短樣品采集到分析測定的時間。在無法實現(xiàn)立即進行分析測定的情況下，必須采取適當?shù)拇胧⿲λ畼佑枰员４，最常見的保存方法是加保存劑。此項工作雖然操作簡單、動作機械，但是在滴定量的控制上，有著非常嚴格的要求，有時候多一滴和少一滴都會影響樣品的性狀，這全憑耐心、細致的觀察和豐富的經(jīng)驗。顯然，這對于以年輕人為主力、相對缺乏經(jīng)驗的采樣隊伍來說，有一定的難度，一旦試劑滴加出現(xiàn)失誤，樣品就報廢了。
(2) 測試系統(tǒng)和儀器的影響[4]
在樣品分析過程中，測試系統(tǒng)會直接給分析結(jié)果帶來誤差，這主要是儀器設(shè)備的靈敏度及精確度的影響。如用分析天平稱量藥品的質(zhì)量時，因分析天平自身有一定的精度，所以存在一定的系統(tǒng)誤差。
有些數(shù)據(jù)對精確度的要求非常高，這就需要分析人員充分了解、熟悉儀器的使用，做好調(diào)試工作，在操作過程中嚴格按照程序、要求進行，并定期進行儀器校準和計量認證。這樣才能真正體現(xiàn)和發(fā)揮先進儀器設(shè)備的優(yōu)勢，否則，再好的儀器也形同虛設(shè)。
(3) 測試環(huán)境的影響
樣品在測試過程中都要求一定的溫度、壓強濕度、風速等，如果測試環(huán)境不符合測試要求并不采取任何補償措施，那么會使監(jiān)測數(shù)據(jù)失去可靠性。
監(jiān)測布點是監(jiān)測工作的第一步，也是至關(guān)重要的一步。但是在實際操作過程中，常常會因為受排污口所在地理位置、周邊環(huán)境以及天氣狀況等因素的影響，無法實現(xiàn)理論上的完美布點，只能因地制宜地選取其他點位來代替有時候這種點位可能與要求的相差甚遠。在這種監(jiān)測點位布設(shè)不規(guī)范、具有一定程度隨意性的情況下，所采集的樣品、測得的數(shù)據(jù)顯然都不太能反映真實情況[2]。
(4) 分析方法的影響
環(huán)境污染物的測定方法并不是一成不變的，而是需要在實踐中不斷完善的，另外根據(jù)環(huán)境污染物濃度的高低也有不同的分析方法。如果分析方法不完善或選取不當，都會直接影響監(jiān)測結(jié)果的質(zhì)量。
(5) 人員素質(zhì)的影響[2]
環(huán)境監(jiān)測分析、質(zhì)控及采樣等人員操作技能的高低、責任心的強弱、工作態(tài)度的好壞將會主觀地導致監(jiān)測結(jié)果的準確性。
在監(jiān)測站疲于奔命地開展各項例行監(jiān)測、專項調(diào)查、提高創(chuàng)收的情況下，提高監(jiān)測水平，改進和創(chuàng)新監(jiān)測方法，開發(fā)監(jiān)測新能力的人力和精力顯然受到了制約。目前監(jiān)測站在開拓、鉆研新能力、新項目上做得還不到位，缺乏主動、超前的科研意識，常常只是利用客戶委托項目的機會進行試點性的監(jiān)測和摸索，明顯缺乏嫻熟的技術(shù)和過硬的能力，這樣就無法保證此類新項目監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。
鑒于以上因素對監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性的影響，做好環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證工作尤為重要，這就需要行之有效的質(zhì)量保證體系。
3 對策
(1) 減少分析誤差
分析質(zhì)量保證是質(zhì)量保證中發(fā)展較早的一部分，目前在分析質(zhì)量保證的理論方面已形成了一套較為完整的體系。
分析過程的誤差，按產(chǎn)生的原因和性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和過失誤差。前者貫穿分析測試的全過程，后二者，只要有良好的質(zhì)量保證基礎(chǔ)工作，這種誤差是應(yīng)當而且能夠避免的。為了定量地反映各種誤差，規(guī)定了準確度和精密度的含義及其度量指標。
近年來，一些學者通過研究發(fā)現(xiàn)，用規(guī)定分析方法測試基質(zhì)相同或相似的樣品時，標準偏差隨待測組份濃度的升高而增大。目前分析質(zhì)量保證中普遍接受的模式是，建立標準偏差隨濃度變化的線性關(guān)系：Sc=S0+k*C(其中S0是零濃度時的標準偏差偏差， Sc是濃度為C時的標準偏差，k為常數(shù)，C為濃度R)。
(2) 采樣方面
環(huán)境樣品，由于其涉及的范圍廣、內(nèi)容多，是分析化學中的采樣無法比擬的。環(huán)境樣品的采集、保存已被列為環(huán)境化學分析中亟待解決的問題了，F(xiàn)場采樣的質(zhì)量保證(QA)問題已受到環(huán)境分析工作者的廣泛重視。
采樣質(zhì)量保證理論涉及最小取樣量、最小取樣數(shù)和可允許的最長保存時間等方面的研究。
最小取樣量的估算方法很多，常用的是Ingamells取樣常數(shù)法。根據(jù)樣本間標準偏差 隨樣本取樣量增大而減少這一特性，lngamells證明 WR2=K5這一等式在許多場合是成立的，式W表示分析樣本的質(zhì)量(g)；R是樣本間的相對標準偏差(%)；K5是lngamells取樣常數(shù)，它對應(yīng)于置信度為68%,采樣不確定度不超過1%時的取樣量。
對非均勻的總體而言，為使分析數(shù)據(jù)有代表性，必須分析足夠多的樣品，囚此要決定最小取樣數(shù)。根據(jù)Benedetti-Pichler理論，若把總體樣品看作二元混合物，每一組份包含不同白分比的分析物，為了保證在某一置信度下，相對取樣標準偏差為R所需取樣的個數(shù)為：
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其中， d1,d2分別是分析物含量不同的兩種顆粒的密度； d-是樣本的平均密度；P1,P2 是兩種顆粒中分析物所占的百分比，P和1-P是兩種顆粒在樣本中所占的分數(shù)。對于樣本可允許的最長保存時間可以用作圖的方法加以估計。
誠然，采樣QA相關(guān)概念體系不是很完整，這阻礙了對采樣QA的描述。研究表明，采樣過程和分析測試過程在QA方面有相似之處，可以把分析測試QA的概念運用于采樣過程。如用誤差以及精密度、準確度的概念來定量描述采樣過程。
(3) 質(zhì)量控制(QA)的方法
分析質(zhì)量控制包括實驗室內(nèi)質(zhì)量控制和實驗室間質(zhì)量控制。
前者又稱內(nèi)部質(zhì)量控制。它表現(xiàn)為分析工作者對分析質(zhì)量進行自我控制及內(nèi)部質(zhì)量控制人員對其實施質(zhì)量控制技術(shù)管理的過程，F(xiàn)通常使用的質(zhì)量控制方法有平行樣分析、加標回收率分析、標準物質(zhì)(或質(zhì)控樣)對比分析、質(zhì)量控制圖等。
后者又稱外部質(zhì)量控制，它指由外部有工作經(jīng)驗和技術(shù)水平的第三方或技術(shù)組織，對實驗室及其分析工作者進行定期或不定期的分析質(zhì)量考查的過程，F(xiàn)常用的方法是利用密碼標準樣品對實驗室進行考核，以確定實驗室間數(shù)據(jù)的可比性。
實驗表明，采樣誤差往往是最大而且是最重要的誤差。校驗采樣各環(huán)節(jié)所發(fā)生的問題，可在現(xiàn)場采樣時加采質(zhì)量控制樣品，以判斷誤差的來源。即在同一采樣點上采樣時，同時采集雙份平行樣，加密方式進行分析。此法簡易，已被廣泛采用。
要保證環(huán)境分析的質(zhì)量，搞好全面質(zhì)量控制越來越引起人們的重視，也是今后的發(fā)展趨勢，F(xiàn)場 —實驗室控制方法是全面質(zhì)量控制方法的一種，這種方法是通過在每一個采樣點采集平行雙樣和空白樣來控制采樣過程，通過實驗室內(nèi)對空白樣和樣品的平行分析來控制分析測試過程的誤差。用所得結(jié)果與允許誤差比較后，推斷采樣和分析過程的誤差來源。
(4) 強化環(huán)境質(zhì)量變化原因及趨勢綜合分析[5]
充分考慮環(huán)境質(zhì)量的時間—空間變化規(guī)律及與環(huán)境質(zhì)量密切相關(guān)的因素變化，開展環(huán)境質(zhì)量縱向、橫向?qū)Ρ。在環(huán)境質(zhì)量時間—空間變化規(guī)律分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合經(jīng)濟發(fā)展、能源消耗、城市環(huán)境建設(shè)環(huán)保投資與政策措施等社會、經(jīng)濟、自然狀況等因素，對排污總量，環(huán)境容量和環(huán)境質(zhì)量的變化原因進行綜合分析，提出對策建議。當環(huán)境質(zhì)量發(fā)生明顯變化時，要及時對變化原因進行分析？諝赓|(zhì)量日報有明顯變化時，應(yīng)在當日就原因進行分析，并提出專項報告。河流和飲用水源地水質(zhì)月報中，應(yīng)對質(zhì)量的明顯變化(如水質(zhì)級別變化，主要污染物變更)的原因進行分析，應(yīng)從諸多原因中明確導致質(zhì)量變化的主要原因，進行深入細致的分析，得到客觀準確的結(jié)論。在做好環(huán)境質(zhì)量狀況評價的基礎(chǔ)上，應(yīng)加強環(huán)境質(zhì)量變化規(guī)律和發(fā)展趨勢的分析工作。根據(jù)本地區(qū)的實際情況，分析其環(huán)境質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢，積極開展環(huán)境質(zhì)量模型研究，應(yīng)用先進適用的污染物遷移、擴散模型和地理信息系統(tǒng)，分析環(huán)境質(zhì)量的時間—空間變化規(guī)律預測未來環(huán)境質(zhì)量的發(fā)展趨勢。
(5) 質(zhì)量控制(QA)標準評述[6]
環(huán)境樣品采集和分析的質(zhì)量是否受到控制是指與分析數(shù)據(jù)有關(guān)的質(zhì)量指標，特別是精密度和準確度能否滿足一定的要求，各種誤差能否在允許界限之內(nèi)。因此需要制定控制標準。
分析質(zhì)量控制包括許多步驟，每個步驟都有相應(yīng)的控制標準，如空白值、檢出限、曲線靈敏度的允許界限測定標準物的允許誤差、室內(nèi)和室間多次測定值之間的允許誤差等。最初，多用“商定”的辦法制定評價標準，即根據(jù)經(jīng)驗、需要和可能，給分析誤差定出一套可以允許的絕對誤差和相對誤差范圍，但由于沒有嚴格的定義和計算方法，由此判定是否受到控制了是無法證明這一判斷的置信概率的大小的。因此，近年來，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法來制定各種控制標準。應(yīng)用最普遍的是用協(xié)作實驗室的方法制定各種分析允許差。
目前，質(zhì)量控制評價標準的制定也大多采用允許差這一概念，即采集平行雙樣后，進行一次性分析。當這樣的數(shù)據(jù)積累到足夠多時，用數(shù)理統(tǒng)計的方法制定出采集平行雙樣時分析結(jié)果差值的允許范圍。
還有把采樣過程和分析測試過程相比較來制定質(zhì)量控制評價標準的研究。環(huán)境分析過程的總標準偏差(Smeasurment )與取樣的標準偏差(SS)和分析操作的標準偏差Sa 有關(guān)，即Smeasurment2=Ss2+Sa2 ，當分析的不確定度降低到不確定度的1/3或更少時，再進一步降低分析不確定度就會失去意義。
4 總結(jié)
監(jiān)測質(zhì)量是監(jiān)測站的生命，失去質(zhì)量保證，監(jiān)測站將成為無源之水、無本之木。質(zhì)量管理工作幾乎涉及了環(huán)境監(jiān)測的全過程，抓好質(zhì)量管理工作，也就等于抓好了整個監(jiān)測站的核心工作。因此，加強環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量管理和質(zhì)量控制，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的有效性和精準性，應(yīng)該是而且必須是監(jiān)測站一項長抓不懈的重要任務(wù)，使之更好地為政府決策和環(huán)境管理服務(wù)，為蓬勃發(fā)展的環(huán)境保護事業(yè)鑄就更加夯實有力的基礎(chǔ)。
參考文獻
[1]任廣海.李洪祥.中國加入WTO-環(huán)境保護面臨的挑戰(zhàn)和機遇[J].中國環(huán)境管理, 2000.1. 20-21
[2]周杰.朱德明.袁克昌.生態(tài)城市研究[J].污染防治技術(shù), 2003.16(1). 1-5
[3] 錢易,唐孝炎.環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展，北京:高等教育出版社, 2000
[4] 卞有生,張鳳延.中國生態(tài)工程的理論與實踐,北京:中國環(huán)境出版社, 1999
[5] 劉培桐,陳道秋等.環(huán)境科學概論, 北京:水利出版社, 1981
[6] 中國環(huán)境監(jiān)測總站G環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊[M]. 第二版G北京：化學工業(yè)出版社
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