環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性影響因素分析

鮑 靜，韓少輝，崔贏午

（北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076）

引言

企業(yè)在生產(chǎn)過程會產(chǎn)生各種污染廢物，隨著國家政策對環(huán)保要求的提高，企業(yè)逐漸加強廢水、廢氣污染排口的污染物監(jiān)測與監(jiān)控，監(jiān)測數(shù)據(jù)可為企業(yè)的工藝改進、環(huán)保設施改造提供技術支撐，因此環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性是一切環(huán)保工作的基石。

環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)需要具有代表性、完整性、準確性、客觀性，影響環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性因素較多，本文從不同監(jiān)測方法、統(tǒng)計分析以及審核要求方面對監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠性進行分析。

1 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的質量要求

監(jiān)測技術方法種類繁多，針對不同的技術帶來的弊端，需要采取不同的技術降低監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差，提高準確度。因此需要明確環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)幾個要素，一般來說，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質量要求主要包括代表性、完整性、準確性、客觀性和合法性。

1.1 數(shù)據(jù)的代表性和完整性

數(shù)據(jù)的代表性就是要求所獲取的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)可以很好地代表污染物在時間以及空間上的分布情況；而完整性則是指環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)要足夠詳細，不能出現(xiàn)某些數(shù)據(jù)缺失或是遺漏。一般來說，監(jiān)測采樣點的設定以及采樣時間、周期和頻次的確定等都能很好地體現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性和完整性。

1.2 數(shù)據(jù)的準確性

環(huán)境監(jiān)測工作分為現(xiàn)場樣品采集與實驗室分析兩部分任務，有別于其他監(jiān)測領域，數(shù)據(jù)的準確性就要求兩部分工作都要嚴格執(zhí)行相關標準規(guī)范，否則得出的結果差異性很大。

1.3 數(shù)據(jù)的客觀性和合法性

環(huán)境監(jiān)測必須要嚴格按照相關法律，數(shù)據(jù)的客觀性就要呈現(xiàn)出真實的監(jiān)測情況，不可被其他的某些因素如人為因素所影響。

2 實驗室監(jiān)測技術對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響

實驗室監(jiān)測屬于最為常見的環(huán)境監(jiān)測技術，一般為現(xiàn)場采集樣品，運回實驗室在進行樣品分析，最終數(shù)據(jù)計算得出結果。實驗室監(jiān)測技術的優(yōu)點在于質量控制性強，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好，抗干擾能力強；缺點在于時效性難控制，無法實現(xiàn)環(huán)境中樣品實時測試，以及對外場作業(yè)時的質量無法監(jiān)控問題。

實驗室監(jiān)測技術數(shù)據(jù)影響主要分為兩部分：外部現(xiàn)場樣品采集以及實驗室內(nèi)部分析。目前外部現(xiàn)場樣品采集目前缺乏質控手段，導致現(xiàn)場監(jiān)測工作能直接影響監(jiān)測數(shù)據(jù)結果。

2.1 現(xiàn)場監(jiān)測技術影響

2.1.1 現(xiàn)場監(jiān)測未按規(guī)范執(zhí)行

目前環(huán)境現(xiàn)場監(jiān)測無法實現(xiàn)盲樣考核，唯一的多次采樣方法又受現(xiàn)場工況限制，現(xiàn)場監(jiān)測時只能完全依靠人員的專業(yè)素質、責任心來控制現(xiàn)場采樣質量。一旦人員專業(yè)技術不高，對標準規(guī)范了解不透徹，采集回的樣品又無從考證是否按照標準規(guī)范執(zhí)行，最終直接導致分析樣品的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯[1]。

2.1.2 現(xiàn)場監(jiān)測取樣地點、工況不滿足要求

國家規(guī)范中取樣位置常常不明確，主要靠監(jiān)測人員根據(jù)現(xiàn)場條件、自身經(jīng)驗來確定，例如為采集小區(qū)環(huán)境空氣樣品，只有臨近街道位置才能滿足監(jiān)測設備安放條件，汽車等其他因素必然影響監(jiān)測數(shù)據(jù)，但由于受地理環(huán)境限制，采樣所得的監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差大；為夜間作業(yè)工業(yè)企業(yè)采集樣品，由于夜間采集廢氣不易，常在白天采用模擬工況進行采集，模擬工況和實際運行有較大差別，導致采集樣品真實性下降。

2.1.3 樣品運輸與保存無法達標

除去以上在現(xiàn)場出現(xiàn)的原因導致監(jiān)測結果不具有可靠性，樣品采集后運輸回實驗室過程中保存要求大部分實驗室。尤其采集的水樣，需要根據(jù)不同的監(jiān)測物質選擇不同保護劑，不同的采樣瓶或者低溫存儲運回，但在實際運行中，以上情況難以執(zhí)行到位。

由于外場作業(yè)的居多影響因素，即使實驗室內(nèi)部再加強質量管理與控制，由于樣品源頭出現(xiàn)問題，最終的監(jiān)測數(shù)據(jù)結果難以為真。

2.2 實驗室內(nèi)部分析影響

目前實驗室內(nèi)部分析可通過盲樣、平行樣、加標回收等方法實現(xiàn)分析過程的一定管控，但仍有客觀因素給監(jiān)測結果帶來影響。

2.2.1 不同監(jiān)測設備影響

目前環(huán)境監(jiān)測分析設備中國外發(fā)展水平較高，同一種物質有較多的大型設備可實現(xiàn)檢測，例如水中的重金屬，可用原子吸收分光光度法，也可用等離子發(fā)射光譜儀進行分析，不同儀器帶來的設備誤差也較大。

2.2.2 不同分析方法影響

選擇正確的分析方法對實驗員考驗較強，例如國家標準中氰化物監(jiān)測方法主要為硝酸銀滴定法和異煙酸-吡唑啉酮光度法兩種。但是由于受水中污染程度影響，氰化物質量濃度在1 mg/L以上的才能采用硝酸銀滴定法，否則必須采用異煙酸-吡唑啉酮光度法；如果氰化物質量濃度低于1 mg/L，采用硝酸銀滴定法進行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)直接擴大10倍。

在實際工作，某軍工企業(yè)電鍍廢水中的氰化物在監(jiān)測過程中就出現(xiàn)上述現(xiàn)象，但由于企業(yè)未將工藝生產(chǎn)與實驗室進行分析溝通，實驗室未選擇核實的分析方法，導致監(jiān)測數(shù)據(jù)一直處于異常狀態(tài)。因此選擇合適的分析方法，需要實驗員、企業(yè)雙方溝通，才能提高監(jiān)測結果的合理性與準確性。

3 在線監(jiān)測技術對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響

環(huán)境在線監(jiān)測技術是以在線自動分析儀器為核心，運用現(xiàn)代自動測量技術、自動控制技術、傳感器技術、計算機應用技術以及相關的專用分析軟件和通信網(wǎng)絡技術所組成的一個綜合性的在線自動環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境預警體系[2]。目前該系統(tǒng)在線監(jiān)測技術逐漸在企業(yè)應用領域較廣，例如企業(yè)煙氣、水質、噪聲等不同污染源，國家環(huán)保部門相繼出臺標準規(guī)范。該技術方法優(yōu)點在于可以實時監(jiān)測，實時數(shù)據(jù)采集，極大降低人工，提高工作效率；缺點在于對于惡劣的環(huán)境中樣品測試干擾大，數(shù)據(jù)準確度不高，穩(wěn)定性不好，一旦出現(xiàn)故障，影響所有的監(jiān)測結果。

目前企業(yè)安裝的在線檢測儀以水質在線監(jiān)測儀居多，例如COD分析儀、氨氮分析儀、重金屬分析儀和TOC分析儀等。在運行過程中，樣品預處理情況、管路流速、環(huán)境都直接影響監(jiān)測結果，由于安裝在線監(jiān)測儀器的機房一般為無人看守，因此更容易導致監(jiān)測數(shù)據(jù)處于失控狀態(tài)。

國內(nèi)在線監(jiān)測技術發(fā)展有幾十年歷程，但企業(yè)推廣緩慢，主要原因在于環(huán)境在線監(jiān)測設備計量手段的缺失、后期維護費用高、國家實驗室認可度不高，因此企業(yè)普遍認可實驗室監(jiān)測技術。

但實驗室監(jiān)測技術帶來的問題在于監(jiān)測數(shù)據(jù)不是長期跟蹤數(shù)據(jù)，以抽測數(shù)據(jù)為主，抽測數(shù)據(jù)有利于執(zhí)法監(jiān)督，但真正給企業(yè)帶來的實際有用效果不明顯。因此未來環(huán)境監(jiān)測仍需要靠攏在線實時監(jiān)測技術，只有建立環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)才能更好發(fā)揮自身的效果，為企業(yè)工藝要求、超標預警提供真正的技術支撐。尋找實驗室監(jiān)測技術、在線監(jiān)測技術之間的平衡點應是環(huán)境監(jiān)測未來發(fā)展的重點。

4 統(tǒng)計分析方法對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響

實驗室監(jiān)測數(shù)據(jù)或在線監(jiān)測數(shù)據(jù)只是完成了單次樣品測量分析工作，監(jiān)測數(shù)據(jù)的最終應用還需要經(jīng)過統(tǒng)計分析之后才能在不同工作中發(fā)揮出不同的作用，例如排污收費、排污申報、污染源普查和城市空氣質量預報等等。因此環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)最終結果是以統(tǒng)計學為基礎的，利用實際監(jiān)測數(shù)據(jù)為計算得到結果的方法一般稱為實際監(jiān)測法，實際監(jiān)測數(shù)據(jù)以平均值為最主要統(tǒng)計分析方法。

在實際監(jiān)測數(shù)據(jù)無法獲得時，還常用系數(shù)計算法、物料平衡法進行數(shù)據(jù)分析，一般是實際監(jiān)測法和系數(shù)計算法應用較多，物料平衡法應用較少，主要是受工藝過程復雜，技術含量要求過高的限制，系數(shù)計算法在企業(yè)環(huán)境報表中應用較多。系數(shù)主要來自國家發(fā)布的行業(yè)核算系列書籍中，涉及主要排污行業(yè)，也是通過實際監(jiān)測大量核算出來的。

在實際應用過程中采用不同分析結果還是稍有不同。以某單位鍋爐廢氣中二氧化硫排放量為例，企業(yè)采取在線實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行計算以及采用經(jīng)驗系數(shù)法計算出的最終二氧化硫量是不同的。

以實際監(jiān)測數(shù)據(jù)計算：QSO2=CSO2×風量×年工作時間 =20.88 mg/m3×91 900 m3/h×19 800 h/a=37.99 t/a。QSO2為 SO2每年排放量，CSO2為 SO2濃度。

以經(jīng)驗系數(shù)法計算：QSO2=1.6×燃煤量×煤含硫率×（1-脫硫效率）=1.6×44 800 t/a×1.2%×（1-95%）=45.30 t/a。

上述不同的統(tǒng)計分析方法帶來的結果相差10%左右，但均為受認可的方式，企業(yè)可以采取合適的統(tǒng)計分析方法進行數(shù)據(jù)上報。

5 實驗記錄對監(jiān)測數(shù)據(jù)影響

在整個環(huán)境監(jiān)測工作中，人員的監(jiān)測活動之后，各種記錄也是監(jiān)測數(shù)據(jù)的質量保障重要依據(jù)，例如：監(jiān)測任務記錄，采樣記錄，設備領用與使用記錄，樣品運送記錄，質量監(jiān)督記錄，樣品分析記錄，儀器期間核查記錄。通過這些原始記錄，可以對監(jiān)測數(shù)據(jù)有理可查，這種權工作記錄方法，不僅有效保障實驗數(shù)據(jù)完整性、準確性，還能比較好地解決監(jiān)測工作的問題，從而制定良好解決措施，為以后環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質量保障工作提供技術支撐[3]。

6 結語

現(xiàn)有條件下環(huán)境監(jiān)測手段、設備人員和環(huán)境都會成為監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響因素，企業(yè)以及檢測機構應根據(jù)自身要在原來的基礎水平上更進一步地提高自己的綜合分析能力，對提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)爭取更可靠更合理，業(yè)務技能不斷地進步。同時由于獲取的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與區(qū)域的過去和現(xiàn)在都有密切的聯(lián)系，監(jiān)測人員還要對監(jiān)測區(qū)域的過去和現(xiàn)在的環(huán)境狀況都要進行深入的了解和分析，在了解的基礎上展開全面的探討，這樣才可以保證獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)更全面，更有說服力[4]。