環境檢測技術的應用及質量控制措施探微

陳 穎

（蘇州環優檢測有限公司，江蘇 蘇州 215000）

引言

環境檢測主要是環境監測機構對環境質量狀況開展的一系列監督、測定、評價活動，檢測人員通常會選擇物理設備與化學方法、生化方法等進行操作。近幾年，隨著生態文明建設工作持續深化，環境檢測行業已成功探索了以環境咨詢、簽訂合同、制定方案、現場采樣、實驗測定、出具報告等為主的設計檢測一體化實踐模式。同時，為保障環境檢測結果的精準性，配套實施了全過程質量控制，進一步推動了環境檢測行業向高質量方向發展。

1 環境檢測技術的種類及作用

1.1 種類

環境檢測對象不同，需要應用的環境檢測技術也不同。該需求促進了環境檢測技術種類的多樣化發展。從當前的實踐經驗看，環境檢測技術主要包括四大類型：其一，針對空氣環境檢測的氣體檢測技術；其二，應用于水環境檢測的水質檢測技術；其三，適配土壤環境檢測的土壤檢測技術；其四，常用于職業環境檢測的噪音和振動檢測技術、輻射檢測技術等。

1.2 作用

環境檢測技術在環境檢測中發揮著工具與方法的作用，集中表現在如下方面。

1.2.1 支持環境質量評估

生態文明思想確立至今，各行業、各領域實施了環境影響評價與項目竣工環保驗收。選擇一種或多種環境檢測技術，進行單獨應用或聯合應用，有利于滿足環境質量評估需求，精準反映環境質量狀況。

1.2.2 優化環境監測預警系統

環境管理工作任重而道遠，并不能做到一蹴而就。在合同環境服務的環保管家應用期間，雖然能夠保障環境監測預警基本功能，但是隨著環境管理工作范圍的擴大、階段性目標的變化，需要借助環境檢測技術對其進行更新，優化環境監測預警系統，提高其服務效用[1]。

1.2.3 為環保政策的制定與實施提供科學依據

數字經濟建設取得顯著成果，為環境管理工作奠定了高質量發展的根基。在當前技術賦能路徑下亟需擴大環境檢測技術配置比例，將其應用后生成的數據轉化為環保政策制定與實施的科學依據。

2 環境檢測技術的應用分析

2.1 氣體檢測技術

空氣環境檢測對象涉及空氣、有機氣體、天然氣、制冷劑、惰性氣體、工業廢氣、活潑氣體、有毒有害氣體等。重點集中在揮發性有機物（volatile organic compounds，VOCs）方面，涉及酮類、醛類、酯類、鹵烴類、烯類、芳烴類、烷類、氮氧化物、碳氧化物、硫化物等。此類揮發性有機物化學成分復雜、來源廣泛、危害較大，通常采用氣體檢測技術進行檢測，應用范圍分為成分分析、環境質量評估、配方還原、工業問題診斷、產品研發、性能質量評估等[2]。從原理方面看，氣體檢測技術以傳感器原理、測量原理、分析原理為主，常用技術包括：氣相色譜法、化學發光法、非色散紅外分析法、微量氧分析儀、微量水分析儀等。

以應用較多的氣相色譜法為例。在室外大氣、室內空氣檢測中，一般按照現場采集和實驗測定兩部分進行操作。例如，在室內揮發性有機物檢測方面，工作人員會根據現場采集方案，在320 ℃下，通過反向通高純氮氣對Tenax-TA吸附管進行2 h老化處理[3]，然后，將其密封在干燥器內存放1周，再對室內環境實施調查、通風處理的前提下進行環境封閉管理，最后根據0.5 L/min調節大氣采樣器流量，連接Tenax-TA吸附管，開展20 min連續采樣，以及相關數據監測、記錄。完成上述工作后，工作人員需要用提前準備好的密封帽將吸附管兩端封閉并保存。進入實驗測定階段，工作人員需要嚴格按照標準流程進行操作（如圖1所示），尤其在樣品測定前，一方面要對氣相色譜儀進行調試，另一方面要在熱解儀上放置好吸附管，再結合繪制標準曲線方法與步驟，先設置解析溫度參數（如300 ℃）與解析時間參數（如5 min），再按6 min設置二次冷阱直接進樣時間。啟動色譜工作站后，完成所需的定性分析和定量分析，其中前者以峰面積為準，后者依據保留時間確認。

圖1 氣相色譜法實驗測定主要流程示意圖

2.2 水質檢測技術

在《重點流域水生態環境保護“十四五”規劃》中提出了“一水”治理與“兩水”及基于“三水”統籌的水生態環境保護框架，促進了水環境防治的高質量發展。環境檢測機構在該框架與發展階段，進一步擴大了水質檢測技術配置比例[4]。從近幾年的實踐經驗看，水質檢測范圍包括了地下水、地表水、生活用水與污水、工業用水和廢水等。常用技術分為化學法、電化學法、原子吸收分光光度法、離子選擇電極法、離子色譜法、等離子發射光譜法等。

以難度較大、流程較多的地下水水質檢測為例，工作人員首先要在布置好的采樣點使用鉆井設備鉆到預定深度，完成對濾水管、盲目管、管帽等安裝后，進行洗井、指標監測，待其在8 h后趨于穩定再使用便攜式水質測定儀進行現場測定，包括水體溫度、pH值、水體濁度等。工作人員在上述準備工作基礎上于24 h后采集所需樣品，依次完成樣品采集、PID與XRF樣品篩選、樣品保存、樣品運輸、樣品交接、樣品分析與測定。實驗室測定時，選擇離子色譜法操作程序，依次完成實驗材料準備→空白實驗→儀器穩定性檢查→準確度控制→實驗樣品制備→上機實驗→結果數據記錄→實驗廢物清理→編制實驗報告等操作。

2.3 土壤檢測技術

污水排放、固體垃圾掩埋、農藥殘留、肥料使用等，均可能對土壤造成污染，間接對植物、動物、人類的生存產生威脅。盡管在工業用地、農業用地等方面加強了土壤修復工程建設工作，但是由于土壤污染涉及土壤、水，修復難度相對較大。因而，在現階段亟須提高土壤檢測水平。應用化學分析法、生物分析法、儀器分析法等，既有利于達到上述目標，也能夠提高土壤檢測效率、提高土壤檢測質量。

以化工企業地塊土壤污染檢測為例。工作人員一般會遵循《土壤環境質量建設用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB 36600—2018）、《地下水質量標準》（GB/T 14848—2017）及相關技術導則和規范中的要求開展相關檢測[5]。具體檢測時，工作人員首先會結合地塊勘察報告確定土壤地層分布情況，再按照6 m土壤采集深度使用專業土壤采集設備完成現場取樣工作。操作步驟如下：其一，布置土壤采樣點；其二，確定代表性土壤樣品采集數量；其三，劃分土壤深度，一般按照0.5 m間隔在0～6 m范圍內設置9個采樣深度；其四，進行土壤采集設備內鉆桿與外套鉆桿組裝并測定其功能是否正常；其五，使用高效液壓系統將設備打入土壤，按照取出內鉆桿、取出柱狀樣品、放回內鉆桿、鉆入等程序進行重復操作，直至完成所有采樣深度的樣品取樣?，F場快速檢測與樣品篩選通常使用便攜式PID儀器，實驗室樣品分析對象包括重金屬、揮發性有機物等。實驗室測定時則根據確定的檢測對象選擇適宜的測定方法進行操作。例如，成分分析方面，通常的測試分析流程為粉碎、稱量、加液、振蕩浸體過濾、稀釋或顯色等，完成后，工作人員需要根據相應的檢測對象選擇適配設備（如全自動定氮儀、紫外可見光分光光度計、火焰光度計、原子吸收分光光度計、酸度計、電導率儀器等），完成土壤檢測分析報告并為養分評價施肥提供指導。在重金屬等檢測方面，則要求進行空白試驗、樣品重金屬測定等。

2.4 其他檢測技術

除上述環境檢測技術外，在職業環境與其他環境檢測方面，還會應用噪音與振動檢測技術、輻射檢測技術等。此類檢測主要依靠專業設備完成，如聲級計、頻譜分析器、蓋革-穆勒計數器、閃爍探測器、半導體探測器等。需要說明的是，隨著數字經濟建設工作取得顯著成就，在技術賦能路徑下各行業、各領域普遍提高了環境檢測的智能化水平[6]。例如，在當前產業化、數字化升級優化過程中，各地區的產業園區通過建立標準規范體系、物聯技術體系、數據資源體系、績效考核體系，已經在“大平臺+小體系”的基本框架下，開發了適配性較高的環境檢測系統，并且在“數據感知→數據中心→數據處理→應用支撐→業務功能→終端應用”構成的系統架構下，統籌完成對水、土壤、大氣、職業環境的同時監測與管理，將環境檢測落實到常態化自檢與第三方協同檢測等方面。如圖2所示。

圖2 產業園區環境檢測系統架構示意圖

3 環境檢測技術應用的質量控制措施

在當前設計檢測一體化實踐模式下，環境檢測機構根據現實情況與以往工作經驗，提煉了信息化檢測方面的“平臺優勢”、全生命周期檢測方面的“系統管理經驗”，以及精細化檢測實施時的“專項管理技能”，進而能夠在全過程管理師指導下創建適用于高質量環境檢測的全過程管理模式，并將其落實到“綜合平臺+系統管理+專項管理”之中[7]。

3.1 系統性質量控制措施

目前，環境檢測機構為了應對數字經濟時代的環境檢測需求，均建立了在線管理平臺。在實際環境檢測項目完成環保咨詢、現場勘察、簽訂合同、確定環境檢測方案后，通常會在全過程管理師指導下組建質量管理小組，輔助完成環境采樣與測定工作，為其檢測保駕護航。在系統性質量控制措施方面，需遵循設計檢測一體化實踐模式，配置設計全過程質量管理方案。具體如下。

第一，全過程管理師與檢測部門負責人協同合作，編制與環境檢測項目一致的全過程管理方案，然后根據環境采樣與實驗測定兩大階段的系統性特點細化各階段內容，包括結合實地勘察與現場采訪資源優化環境檢測制度規范條例，利用權責機制劃分檢測崗位職能與責任，編制環境采樣、實驗室測定要素清單，核查采樣、實驗室測定技術質量控制指標，以及采樣與測定所需求的各項材料與設備等。

第二，根據兩大檢測階段的各個環節，進行檢測前檢測培訓，重點放在質量控制和質量保證計劃兩個方面，涉及目標定義、方法選擇、設備維護，與空白樣、標準樣、復核樣、分層樣的質量控制，以及數據記錄、數據驗證等培訓。

3.2 專項質量控制措施

3.2.1 設備校準與維護措施

工作人員以已知標準或參照物為準，對設備校正儀器的測量值進行確認，如根據標準氣體、已知濃度溶液等進行參考校準。然后，針對檢測所用設備，按日常保養與定期維修，完成一系列清潔、潤滑、調試、性能檢測、故障修復等，保障其在使用期間不發生風險事件，進而預防其在“事件－風險事件－安全事故”傳導鏈條下影響檢測質量。

3.2.2 采樣諸環節質量控制

在系統性控制措施應用的前提下，工作人員要根據樣品采集、保存、運輸、預處理、分析處理等各個環節，開展專項質量控制。比如，在樣品采集環節，應嚴格進行采集地點選擇與采樣點布設，規避污染源與干擾因素造成的影響。同時，應針對水、土壤、空氣、職業環境等檢測對象，選擇合適的材料與設備，并在保障其性能良好的前提下按照選擇的環境檢測技術規范流程進行操作。再如，在樣品保存與運輸環節，工作人員應根據現場初步篩選后的樣品進行保存，包括保存容器、溫度、時間等。運輸前應對其進行清點與簽證，運輸中要對其運輸狀態進行遠程在線監控，并由1名工作人員完成相關保護工作。進入樣品交接環節后，樣品管理員要進行樣品符合性檢測、簽訂確認、存放管理等。

3.2.3 檢測數據的處理與解讀

環境檢測機構在當前階段的實驗室測定中，檢測內容全面、檢測流程標準，專業化程度相對較高。質量控制重點與難點主要集中在數據處理與解讀方面，為保障其質量，工作人員會根據專項數據處理與解讀要求，在濾泡、離心、提取、濃縮等預處理環節和消解、分離、富集等樣品分析處理環節，結合使用儀器、操作方法進行各個步驟與參數的記錄，并通過數據處理系統完成對多元異構數據的采集、存儲、提取、分析，并結合生成的報表進行專業解讀。

4 結語

環境檢測行業已進入高質量發展階段，不僅形成了多種環境檢測技術，而且在水環境、土壤環境、空氣環境、職業環境等方面應用后能夠產生重要作用。環境檢測機構在當前實踐中，一方面按照技術賦能路徑選擇適配性較高的環境檢測技術，另一方面在應用期間遵循全過程管理理念，制定系統性質量控制措施和專項質量控制措施，并將其落實到環境檢測的各個環節，為環境檢測技術的高質量應用保駕護航。