張偉
(江蘇省淮安環(huán)境監(jiān)測中心,江蘇 淮安223001)
質(zhì)量保證(QA),質(zhì)量控制(QC)和相關(guān)的良好實驗室規(guī)范應(yīng)成為所有環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分。在環(huán)境樣品的化學(xué)分析中對良好質(zhì)量保證/質(zhì)量控制的需求已得到公認(rèn),并已在許多國際質(zhì)量保證實踐中進(jìn)行了測試。這種盡職調(diào)查還需要應(yīng)用于監(jiān)控活動的其他組成部分,因為在許多情況下,它們可能代表更大的錯誤來源。沒有基于足夠質(zhì)量保證/質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)可能會出錯,并且濫用它們會導(dǎo)致錯誤的環(huán)境管理決策。質(zhì)量保證是指為確保樣品的代表性和完整性以及分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性而采取的所有行動、程序、檢查和決定。質(zhì)量控制包括監(jiān)視和衡量質(zhì)量保證程序相對于既定目標(biāo)的有效性的措施。
在自然水系統(tǒng)的環(huán)境研究中,問題通常涉及評估某些活動對水質(zhì)的影響,沉積物的污染程度或可能影響其對人類消費(fèi)的適應(yīng)性的生物群中污染物的水平。在確定問題之后,需要一種抽樣策略,該策略將提供專門解決問題或假設(shè)的數(shù)據(jù)。后續(xù)階段涉及場采樣,化學(xué)分析和數(shù)據(jù)分析,并且在所有這些場和實驗室操作中,都需要適當(dāng)?shù)腝A/QC 標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境管理的基礎(chǔ),由監(jiān)管機(jī)構(gòu),行業(yè)和商業(yè)顧問根據(jù)合同進(jìn)行。化學(xué)分析通常是分包給分析實驗室的,此類合同通常是根據(jù)價格而不是質(zhì)量來授予的。實驗室的競爭和成本削減必然會對質(zhì)量保證/質(zhì)量控制水平產(chǎn)生影響,而這些質(zhì)量保證結(jié)果必須得到保證。質(zhì)量檢查的費(fèi)用約占總費(fèi)用的15±20%。盡管大多數(shù)商業(yè)分析實驗室完全熟悉并希望將適當(dāng)?shù)腝A/QC 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于其分析,但并非所有的監(jiān)測工作都由認(rèn)可的商業(yè)實驗室進(jìn)行。實際上,科學(xué)文獻(xiàn)中報告的很大一部分環(huán)境監(jiān)測研究沒有足夠的QA/QC 水平是完全有可能的。參照基準(zhǔn)站點或條件的數(shù)據(jù),以及與公認(rèn)的指南進(jìn)行比較,對照基準(zhǔn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評估。
水、沉積物或食品質(zhì)量。法規(guī)指南和標(biāo)準(zhǔn)的制定依賴于來自實驗室對人類和環(huán)境毒理學(xué)監(jiān)測的公開數(shù)據(jù),而這些數(shù)據(jù)通常也是質(zhì)量/質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)不令人滿意的主題。分析化學(xué)是此類毒性測試的主要組成部分,但通常缺少用于現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測的嚴(yán)格采樣和分析方案。毒性數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)主要來自已發(fā)表的文獻(xiàn),在這些文獻(xiàn)中,很少或幾乎沒有證據(jù)表明化學(xué)分析或毒性測試的其他QA 方面的可靠性。首先,任何基于標(biāo)稱而不是測得的有毒物質(zhì)濃度的數(shù)據(jù)都應(yīng)該被拒絕。除此之外,通常無法確定所應(yīng)用的QA/QC 級別。如果基于不可靠數(shù)據(jù)的指導(dǎo)方針一方面可能對生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)不足,或者另一方面,對生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)過度,從而對實現(xiàn)這些保護(hù)水平的社會造成更多的成本懲罰,則這將產(chǎn)生重要的后果。所有這些因素凸顯了在實驗室和現(xiàn)場環(huán)境測量各個方面都需要更加關(guān)注質(zhì)量問題的必要性。這不僅需要研究人員的參與,還需要期刊編輯和審稿人,環(huán)境機(jī)構(gòu)和環(huán)境顧問的參與。對行業(yè)的成本懲罰,最終對基于劣質(zhì)數(shù)據(jù)做出決策的納稅人而言,可能是巨大的。本文討論了需要保持警惕以確保環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的可接受標(biāo)準(zhǔn)的那些領(lǐng)域。它著重于質(zhì)量監(jiān)控活動中需要應(yīng)用的質(zhì)量保證,該活動涉及水生生態(tài)系統(tǒng)(即水域,沉積物和生物區(qū)系)中的痕量金屬。盡管它處理的是金屬而不是有機(jī)污染物或養(yǎng)分,但類似的做法將適用于這些分析物,就像在場和實驗室進(jìn)行的生態(tài)毒性研究一樣。對讀者來說,考慮這樣的實踐在他們熟悉的研究中的滿意程度將是有益的。希望,發(fā)表環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的期刊將開始要求已發(fā)表論文中有可接受的QA/QC 證據(jù),以便將來環(huán)境科學(xué)家可以在確信的情況下使用這些數(shù)據(jù)。
現(xiàn)場采樣是需要進(jìn)行質(zhì)量檢查的監(jiān)視工作中的第一個區(qū)域。采樣將遵循設(shè)計過程,該過程將考慮必要的空間和時間分辨率,樣本數(shù)量和重復(fù)數(shù)量,以令人滿意地滿足研究目標(biāo)。成本通常是設(shè)計抽樣程序的限制因素??梢圆捎煤喜颖镜姆绞絹斫档统杀荆?,一個關(guān)鍵的決定因素是解決問題的設(shè)計的統(tǒng)計能力。采樣程序的設(shè)計在其他地方已得到全面審查(,將不再討論。但是,應(yīng)該認(rèn)識到,采樣設(shè)計不充分會導(dǎo)致監(jiān)測程序的發(fā)現(xiàn)不能充分反映與特定污染物相關(guān)的環(huán)境風(fēng)險。從這個意義上講,程序的質(zhì)量受到了損害。就獲得反映自然環(huán)境中污染物濃度的結(jié)果而言,采樣過程本身可能是誤差的主要來源,尤其是在測量痕量污染物的地方。人們經(jīng)常爭辯說,分析化學(xué)家應(yīng)該參與采樣過程,尤其是水的采樣過程,因為他們意識到痕量和超痕量濃度的金屬的污染和吸附損失的問題。對于金屬濃度明顯較高的沉積物和生物區(qū)系,當(dāng)沒有QA 時,可能的誤差幅度將較小。對于水樣,污染和/或吸附損失可通過不適當(dāng)?shù)臉悠啡萜鬟x擇,不充分的容器準(zhǔn)備,在采樣操作期間來自采樣設(shè)備的污染或不適當(dāng)?shù)臉悠繁4婧痛鎯Ψ椒ǘl(fā)生。眾所周知,聚乙烯對于痕量金屬的研究是必不可少的,但是,經(jīng)常低估了容器制備和采樣的嚴(yán)格性。現(xiàn)場空白是裝滿蒸餾水(或干凈的海水)的瓶子,該瓶子在出場時被帶走并經(jīng)受了樣品容器的所有操作。容器毛坯測量容器對相同水的貢獻(xiàn)。行程空白測量空白樣品的運(yùn)輸對其測量濃度的影響。
大多數(shù)分析實驗室都知道在數(shù)據(jù)管理和分析過程中可能引入的錯誤。初步的數(shù)據(jù)管理活動包括確保適當(dāng)?shù)木?,對異常值的初步篩選以及檢查所關(guān)注的樣本。數(shù)據(jù)的生成涉及可能與濃度有關(guān)的測量響應(yīng)的記錄。在測量峰高或峰面積時,可能會出現(xiàn)主要誤差,并且與基線和峰分辨率相關(guān)。大多數(shù)儀器都有可在信號峰值上繪制基線的軟件。值得檢查這是否正確完成;在許多實驗室中,LIMS 系統(tǒng)很少會出現(xiàn)計算和數(shù)據(jù)記錄錯誤,它們會直接從儀器獲取數(shù)據(jù)到結(jié)果表。需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量檢查,以確保不會發(fā)生此類錯誤。數(shù)據(jù)解釋是監(jiān)測活動中同等重要的組成部分,在此過程中,根據(jù)污染物的生態(tài)或人類健康風(fēng)險評估所測得的污染物濃度。在許多研究中,沒有記錄或沒有收集到描述樣品的必要支持信息。就生物群而言,這可能包括物種的大小,重量,年齡和性別。例如,在解釋金屬生物富集的時間趨勢時,除非比較相同大小的物種,或者知道大小對金屬濃度的影響的信息,否則可能得出錯誤的結(jié)論。
盡管對環(huán)境分析中適當(dāng)?shù)腝A/QC 的需求已廣為人知,但環(huán)境監(jiān)測計劃的其他組成部分可能會帶來更大的誤差源,尤其是在研究痕量和超痕量污染物濃度的地方。這樣的程序不僅成本高昂,而且補(bǔ)救污染環(huán)境可能需要采取的管理措施也更加昂貴。環(huán)境科學(xué)家有責(zé)任確保此類行為基于可靠解釋的質(zhì)量數(shù)據(jù)。同樣重要的是,期刊編輯,審稿人和研究人員應(yīng)確保已發(fā)表的結(jié)果包括適當(dāng)?shù)腝A/QC 證據(jù),以便數(shù)據(jù)用戶可以確信其可靠性。