自強(qiáng)

摘要：為了解決環(huán)境問題，相關(guān)部門需要對(duì)環(huán)境管理監(jiān)測(cè)給予充分重視，發(fā)揮其生態(tài)環(huán)境保護(hù)的作用。本文以高質(zhì)量發(fā)展為主題，介紹了常用的環(huán)境檢測(cè)技術(shù)，并結(jié)合當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量情況從檢測(cè)需求、檢測(cè)過程和環(huán)境管理技術(shù)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)等方面進(jìn)行分析，旨在為環(huán)境治理檢測(cè)提供參考。

關(guān)鍵詞：高質(zhì)量發(fā)展；環(huán)境管理；環(huán)境檢測(cè)

DOI：10.12433/zgkjtz.20233038

一、環(huán)境檢測(cè)技術(shù)

（一）便攜式氣相色譜技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)是將低熱容快速氣相色譜與離子阱質(zhì)譜相結(jié)合，具有氣相色譜的快速性、高分離效率、強(qiáng)定性能力和高檢測(cè)靈敏度等優(yōu)勢(shì)，能夠快速分析事故現(xiàn)場(chǎng)空氣、水、土壤和固體廢棄物中的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）和半揮發(fā)性有機(jī)化合物（SVOCs）。

氣相色譜技術(shù)是一種實(shí)用設(shè)備，在氣相色譜儀上安上檢測(cè)器，可以提升檢測(cè)效果，達(dá)到實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物和固定源污染等的檢測(cè)需求。目前市面上有各種相似設(shè)備，不同種設(shè)備可選取多樣的型號(hào)，如PetroPRO和FID、PID系列儀器多用于環(huán)境監(jiān)測(cè)，用戶青睞此類產(chǎn)品。而且此設(shè)備優(yōu)點(diǎn)眾多，具備靈活、操作便利、檢測(cè)效率高等長(zhǎng)處，檢測(cè)人員利用此設(shè)備，可同時(shí)快速完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、環(huán)境采樣、分析等多項(xiàng)任務(wù)。

（二）固相微萃取技術(shù)

SPME技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)研究，可以監(jiān)測(cè)水體、空氣和土壤中的污染物。在水體檢測(cè)中，該技術(shù)可以提取水中的揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、酚、苯、微塑料和抗生素等物質(zhì)，也適用對(duì)于大氣環(huán)境中的有機(jī)物，如甲醛、VOCs、苯和二甲苯等。近年來，常用的固相微萃取裝置主要由萃取頭、空心鋼針、手柄和活塞組成。在環(huán)境檢測(cè)對(duì)象的萃取時(shí)，單手握手柄，另一只手控制儀器即可。而容器薄膜被鋼針穿透后，活塞施加力可以使萃取頭能進(jìn)入容器萃取。常見的萃取方法分為直接萃取法和頂空萃取法。如果選擇直接萃取法，只需將纖維頭暴露在萃取環(huán)境中。如果選擇頂空萃取法，需要校對(duì)萃取物是否為揮發(fā)性有機(jī)物，并用合適操作方法操作。在萃取極性化合物時(shí)，應(yīng)先行弱化處理萃取物，然后采用衍生化萃取法操作。

（三）液相色譜分析技術(shù)

液相色譜分析技術(shù)可用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。使用這個(gè)分析技術(shù)時(shí)，依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)流程取得標(biāo)準(zhǔn)液后置入溶液瓶中，標(biāo)準(zhǔn)液通過泵進(jìn)入色譜系統(tǒng)，然后遵照特需的流量與壓力處理，并把樣品處理后送進(jìn)進(jìn)校器內(nèi)。色譜柱注進(jìn)進(jìn)校器里的標(biāo)準(zhǔn)液分離，分離之后由檢測(cè)器得到色譜圖，核驗(yàn)色譜圖，再無害化處理廢液。

（四）氣相質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

傳統(tǒng)的環(huán)境檢測(cè)設(shè)備主要是使用氣相色譜儀。在操作時(shí)還需要配備ECD、NPD等檢測(cè)器。近年來，研究人員成功開發(fā)了氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀，該儀器具備成本低廉、易于操作、高精度和快速測(cè)試等優(yōu)勢(shì)，有助于發(fā)揮其在揮發(fā)性有機(jī)物檢測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用效果。該技術(shù)在分離裝置條件下和聯(lián)用條件下均能滿足檢測(cè)需求。相較于傳統(tǒng)方法，氣相質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì)，可以持續(xù)優(yōu)化局部設(shè)備，還可進(jìn)一步應(yīng)用于低濃度檢測(cè)對(duì)象。

二、環(huán)境檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

（一）檢測(cè)需求

為了滿足環(huán)境管理的切實(shí)需求，需要同時(shí)滿足環(huán)境監(jiān)測(cè)現(xiàn)代化建設(shè)的需求，為環(huán)境監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求提供動(dòng)力與支持。要明確環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)，重點(diǎn)解決污染物總量排放和重點(diǎn)污染源的問題，將環(huán)境質(zhì)量變化的原因作為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的發(fā)展目標(biāo)。同時(shí)，還需要對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)的發(fā)展工作進(jìn)行系統(tǒng)安排與統(tǒng)籌規(guī)劃。對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)的發(fā)展工作而言，創(chuàng)建和完善環(huán)境監(jiān)測(cè)理論體系總體目標(biāo)，并補(bǔ)充現(xiàn)有的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)支撐系統(tǒng)，可以確保環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)在定向、基礎(chǔ)和實(shí)用等方面取得有效進(jìn)展。

（二）檢測(cè)過程

1.檢測(cè)準(zhǔn)備

監(jiān)測(cè)部門應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地檢測(cè)，選擇適用于具體情況的檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備。同時(shí)，還要加強(qiáng)管理儀器，不思完善管理制度，確保儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在儀器發(fā)生異常情況時(shí)立刻檢修。工作中必須做好實(shí)時(shí)維修儀器的準(zhǔn)備，盡量防止出現(xiàn)儀器故障的情況，以確保工作盡早完成。在樣本采集之前，據(jù)實(shí)地考察情況制定監(jiān)測(cè)計(jì)劃。成立環(huán)境監(jiān)測(cè)小組，小組負(fù)責(zé)人全面分析檢測(cè)工作?，F(xiàn)場(chǎng)采樣工作由小組成員具體情況合理分配，并確保采樣位置的安全性和合理性，保障采樣人員的安全并獲得具有代表性的樣本。采樣人員在操作之前做好工作準(zhǔn)備，據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)結(jié)果選取適應(yīng)的監(jiān)測(cè)策略與技術(shù)，做好儀器測(cè)試與調(diào)試。準(zhǔn)備所需的檢測(cè)物品，如保存樣本必備的保存劑，特殊環(huán)境監(jiān)測(cè)用到的防護(hù)物品等。按標(biāo)準(zhǔn)采樣，遵循規(guī)范操作，確保樣本符合檢測(cè)要求。檢測(cè)人員還應(yīng)認(rèn)真分析和查閱國(guó)家和地方性法規(guī)、法律與規(guī)范性文件，確保操作與法律和標(biāo)準(zhǔn)相符。嚴(yán)格遵守環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，確保操作嚴(yán)謹(jǐn)、準(zhǔn)確。確定了檢測(cè)工作的基本要求后，環(huán)境檢測(cè)人員要明確了環(huán)境檢測(cè)的內(nèi)容和技術(shù)。這些內(nèi)容包括對(duì)場(chǎng)地歷史利用情況的調(diào)查與分析，了解潛在的污染源和影響因素。土壤與地下水污染源調(diào)查，是為了知悉環(huán)境潛在污染物。在收集數(shù)據(jù)中要安裝監(jiān)測(cè)井，方便進(jìn)行地下監(jiān)測(cè)。樣品的采集包括土孔鉆探和土壤樣品采集，獲得土壤和地下水樣本。然后以檢測(cè)環(huán)境質(zhì)量詳細(xì)分析樣品，據(jù)分析結(jié)果以及數(shù)據(jù)進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理，最后整理檢測(cè)的結(jié)果并撰寫報(bào)告，提供污染源和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等方面的信息。

2.樣品采集

（1）土壤樣品采集

在區(qū)域環(huán)境背景中選擇合適的土壤采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)可以是表層樣，也可以是土壤剖面。選址時(shí)，應(yīng)選擇土壤類型特征明顯、地形穩(wěn)定平坦且植被良好的環(huán)境，不宜在坡腳、洼地、道路、住宅、城鎮(zhèn)附近等容易受到影響、沒有土壤代表性的地點(diǎn)設(shè)置采樣點(diǎn)。此外，采樣點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離鐵路和公路最少300m。在選擇采樣點(diǎn)時(shí)，要以剖面完整、無侵入體、層次清楚為準(zhǔn)，不能選擇表土受破壞、有嚴(yán)重水土流失的地方。同時(shí)，要避免在多種母質(zhì)母巖交錯(cuò)、面積較小的邊緣區(qū)、土類眾多的地方設(shè)置采樣點(diǎn)。對(duì)于農(nóng)田土壤采樣，大氣污染型土壤監(jiān)測(cè)單元和固體廢物堆污染型土壤監(jiān)測(cè)單元時(shí)應(yīng)以污染源為中心，呈現(xiàn)放射狀布點(diǎn)，并在地表水徑流方向、主導(dǎo)風(fēng)向增置采樣點(diǎn)。對(duì)于灌溉水污染監(jiān)測(cè)單元、農(nóng)用固體廢物污染型土壤監(jiān)測(cè)單元和農(nóng)用化學(xué)場(chǎng)質(zhì)污染型土壤監(jiān)測(cè)單元，應(yīng)采用均勻布點(diǎn)的方法。灌溉水污染監(jiān)測(cè)單元取樣應(yīng)按照水流方向形成帶狀布點(diǎn)，采樣點(diǎn)應(yīng)從納污口開始逐漸密集，逐漸稀疏。綜合污染型土壤監(jiān)測(cè)單元要采取使用均勻、綜合放射狀與帶狀布點(diǎn)方法。在農(nóng)田土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)中，采集耕作層土樣，農(nóng)作物一般采用0～20cm的深度，果林類農(nóng)作物采用0～60cm的深度。為確保樣品具有代表性并減少監(jiān)測(cè)費(fèi)用，可采取混合樣品的采集方案。對(duì)于農(nóng)用地詳查范圍的土壤污染情況，重點(diǎn)注意已確認(rèn)超標(biāo)的土壤點(diǎn)位區(qū)域、重點(diǎn)土壤污染源影響區(qū)域和土壤問題突出的污染區(qū)域。同時(shí)要綜合考慮農(nóng)用地污染源類型、地形地貌、農(nóng)用地受污染特點(diǎn)、規(guī)律等因素。土壤環(huán)境評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)采樣中，每100公頃占地應(yīng)設(shè)置的采樣點(diǎn)不少于5個(gè)且總數(shù)不少于5個(gè)。具體而言，小型建設(shè)需要設(shè)置1個(gè)柱狀采樣點(diǎn)，大中型建設(shè)項(xiàng)目設(shè)置不少于3個(gè)柱狀采樣點(diǎn)；特大型建設(shè)項(xiàng)目設(shè)置不少于5個(gè)柱狀采樣點(diǎn)。而對(duì)于栽植草木部分的城市土，一般采用兩層采樣：上層（0～30cm）可能是受到人為影響較大的區(qū)域，另一層（30～60cm）受到人為影響小，然后分別對(duì)這兩層進(jìn)行取樣檢測(cè)。城市土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要以網(wǎng)格布設(shè)，網(wǎng)距為2km，并輔以功能區(qū)布點(diǎn)，每個(gè)網(wǎng)格設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)。

（2）地下水樣品采集

在地下水井的洗井過程中，應(yīng)按照《建設(shè)用地十壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控和修復(fù)監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》（HJ25.2—2019）和《污染地塊土壤和地下水中揮發(fā)性有機(jī)污染物采樣技術(shù)導(dǎo)則》（HJ1029—2019）的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作。洗井應(yīng)在成井后的48h后開始，防止擾動(dòng)井內(nèi)水體，在洗井過程時(shí)，應(yīng)當(dāng)采用貝勒管操作。貝勒管從井底吸取水樣，再檢測(cè)井中水質(zhì)等參數(shù)。操作時(shí)，汲水位置應(yīng)放置于井管底部充分吸取來自井底的水樣。貝勒管的下降和上升過程中應(yīng)該控制速度，過快的下降和上升會(huì)引起水樣氣泡產(chǎn)生，然后影響水質(zhì)分析的準(zhǔn)確性。洗井水的體積應(yīng)該達(dá)到井中滯水的3～5倍，確保充分沖洗井管和巖心孔隙，有效清除井內(nèi)的污垢和雜質(zhì)。洗井之前對(duì)檢測(cè)儀器校正，而且溶解氧儀、pH計(jì)、氧化還原電位儀和電導(dǎo)率儀等檢測(cè)儀器的準(zhǔn)確性對(duì)于水質(zhì)分析至關(guān)重要。洗井中讀取并記錄pH、溫度（T）、電導(dǎo)率、溶解氧（DO）、氧化還原電位（ORP）和濁度的相關(guān)信息。滿足以下要求并連續(xù)三次采樣后即可結(jié)束洗井，采樣前洗井中產(chǎn)生的廢水應(yīng)統(tǒng)一收集和處理。在達(dá)到要求后，應(yīng)測(cè)量并記錄地下水位。當(dāng)?shù)叵滤蛔兓∮?0cm時(shí)，可以立即進(jìn)行采樣，無需等待。地下水位變化較小時(shí)，對(duì)水樣的采集不會(huì)造成顯著的影響。地下水位變化超過10cm時(shí)，應(yīng)等待地下水位穩(wěn)定后再操作，避免地下水位變化導(dǎo)致采樣結(jié)果的不穩(wěn)定。在洗井后2小時(shí)內(nèi)必須完成采樣工作，避免地下水質(zhì)量變化。優(yōu)先采集用于檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)污染物（VOCs）的水樣，再進(jìn)行其他水質(zhì)指標(biāo)的采樣。在地下水采樣前需用待采集水樣進(jìn)行2～3次潤(rùn)洗未添加保護(hù)劑的樣品瓶，使用貝勒管采集地下水樣品時(shí)，應(yīng)緩慢操作。樣品瓶放入地下水后，應(yīng)在瓶上記錄樣品編碼、采樣日期和采樣人員等信息。

3.樣品檢測(cè)

（1）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，可以使用不同的設(shè)備來檢測(cè)土壤和地下水。土壤檢測(cè)分析一般使用PID和XRF，而地下水檢測(cè)則需要使用預(yù)先標(biāo)定過的pH儀、電導(dǎo)率檢測(cè)儀、溶解氧檢測(cè)儀、氧化還原電位檢測(cè)儀以及濁度檢測(cè)儀等設(shè)備來完成檢測(cè)。

（2）實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)

據(jù)土壤和地下水檢測(cè)要求，完成樣品制備后，可以采取以下檢測(cè)方法。土壤檢測(cè)方法有原子熒光法、土壤元素測(cè)定法、氣相色譜法、堿熔—電感耦合等離子體發(fā)射光譜法、火焰原子吸收分光光度法以及離子選擇電極法等。用于檢測(cè)金屬與非金屬指標(biāo)的生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法、水質(zhì)元素測(cè)定法、原子熒光法以及電感耦合等離子體發(fā)射光譜法等都可進(jìn)行地下水檢測(cè)。

三、高質(zhì)量環(huán)境管理技術(shù)數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)方式

（一）設(shè)備管理數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方式

在生態(tài)環(huán)境檢測(cè)中，現(xiàn)場(chǎng)采樣是應(yīng)用質(zhì)量數(shù)字化方案管理技術(shù)，而采樣儀器是促進(jìn)數(shù)據(jù)數(shù)字化處理效率和質(zhì)控進(jìn)步的核心。相關(guān)部門需要重視儀器的全壽命周期管理，包括購(gòu)買、使用期維護(hù)等方面。一方面，監(jiān)督儀器的外部校準(zhǔn)和日常核查工作，保證計(jì)量特征等基本信息的規(guī)范性，設(shè)備參數(shù)信息也需要特別注意，還要保證數(shù)字化效率的計(jì)量能力。同時(shí)，要確保定性分析與定量分析皆適用于數(shù)字化方案。另一方面，注意儀器的校準(zhǔn)、計(jì)量、年檢過程，為儀器計(jì)量提升與建設(shè)遠(yuǎn)程匹配相關(guān)的模式數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)源頭質(zhì)量控制的基本效率。

（二）信息記錄數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方式

數(shù)據(jù)信息采樣管理傳統(tǒng)工作控制模式中，現(xiàn)場(chǎng)采樣的設(shè)備可以做到報(bào)表打印處理。但是這種處理易受到環(huán)境、儀器設(shè)備、采樣流程等多種方面因素的干擾，以至于大多數(shù)采樣記錄還需要進(jìn)行手工抄錄。數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)支撐存儲(chǔ)任務(wù)與管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)和調(diào)度任務(wù)的性能，可直接下載到移動(dòng)終端。布點(diǎn)監(jiān)測(cè)是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)布點(diǎn)進(jìn)行分析與監(jiān)測(cè)處理，采樣人員以終端設(shè)備為媒介設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)的采樣點(diǎn)，為的是及時(shí)得到相應(yīng)的資料信息。移動(dòng)終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行原始數(shù)據(jù)的記錄分析與數(shù)據(jù)收集后完成錄入狀態(tài)。錄入的數(shù)據(jù)應(yīng)包括環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)、采樣和儀器設(shè)備的基礎(chǔ)參數(shù)，以及采樣人員的基本信息等。在錄入表單時(shí)，依靠移動(dòng)終端，操作人員需要完成運(yùn)用手寫裝置進(jìn)行電子簽名確認(rèn)的任務(wù)，及時(shí)了解監(jiān)測(cè)點(diǎn)方位、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)內(nèi)容。樣品保存情況還需要進(jìn)行拍照留存，把移動(dòng)終端上的樣品流轉(zhuǎn)到指定單位。按照標(biāo)準(zhǔn)化過程實(shí)施數(shù)字化技術(shù)處理，對(duì)狀態(tài)數(shù)據(jù)、測(cè)量數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)信息進(jìn)行統(tǒng)籌分析。通過數(shù)字化重組和信息處理，匹配采集協(xié)議和質(zhì)控分析模式，統(tǒng)一分析即可完成。

（三）質(zhì)量管理數(shù)字化實(shí)現(xiàn)方式

在使用數(shù)字化處理技術(shù)取得基礎(chǔ)監(jiān)測(cè)結(jié)果后，還需要匹配質(zhì)控方案來保持分析信息系統(tǒng)運(yùn)行的規(guī)范性。結(jié)合階段性的核查標(biāo)準(zhǔn)，完成回溯當(dāng)前數(shù)據(jù)的管理，及時(shí)明確操作環(huán)節(jié)與運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，可以讓數(shù)據(jù)決策的準(zhǔn)確性得以提升。數(shù)字化技術(shù)的升級(jí)和應(yīng)用可輔助生態(tài)環(huán)境檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)采樣質(zhì)量管理，實(shí)現(xiàn)靈活、自動(dòng)、規(guī)范，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)防范機(jī)制。

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