水環境監測質量控制問題與對策思考

陳利粉，馬建茹，杜惠文，何暐杰，王 萍

(河南省安陽生態環境監測中心，河南 安陽 455000)

1 引言

水是與人類生產生活密切相關的環境要素，水環境質量狀況也日益受到人們的重視。環境監測是人們了解環境質量狀況的一個必要環節和重要手段，它既為人們了解環境質量狀況、評價環境質量提供了信息，又為管理部門制定環境保護政策，建立相關環境保護法律、法規提供了科學、有效、客觀、公正的技術支持，同時，通過監測對環境中污染物指標的量化，能夠為環境治理與保護執行方案提供數據支撐[1]。而只有質量可靠的監測數據才能正確的指導人們認識、評價、管理、治理環境的行動[2]，因此，加強環境監測過程的質量控制和質量保證，以提高環境監測數據質量就顯得尤為重要。

根據《檢驗檢測機構資質認定生態環境監測機構評審補充要求》，生態環境監測機構的管理體系應覆蓋生態環境監測機構全部場所進行的監測活動[3]。對于水環境監測，應該建立覆蓋其全過程的管理體系，包括點位布設、采樣、現場測試、樣品運輸與保存、樣品制備、樣品分析、數據處理與傳輸、記錄、報告編制和歸檔等過程。但是由于目前很多環境監測技術規范都在進一步完善和制修訂中，監測工作任務重而人員少，監測人員的思維固化，不能嚴格按照技術規范進行操作等各種原因，導致在實際的監測分析過程中依然存在許多待完善和解決的問題。為了進一步細化和完善水環境質量監測過程中的質量控制與質量保證措施，本文根據相關監測技術規范的規定，從樣品采集、保存和運輸，分析測試及原始記錄和報告幾個方面對其進行了探討,并提出了相應的解決對策。

2 樣品采集、保存和運輸的質量保證與質量控制

2.1 采樣點位的布設和采樣頻率

在水環境監測中，監測點位的布設總體上須能反映水系或所在區域的水環境質量、使用功能、水文要素、污染物特征，對于環境質量監測，還需考慮監測點位的穩定性，以保持監測數據的連續性[4～9]。按照相應的監測技術規范進行點位布設，盡可能以最少的斷面獲取有足夠代表性的環境信息，保證監測點位選擇的代表性、可比性、可行性、方便性。

2.2 水質樣品的采集

采樣是水環境監測中的重要環節，是水環境監測工作的第一步，也是整個分析過程的基礎，采集樣品的代表性決定了分析結果的準確性、科學性和合理性。

采樣前應確定采樣負責人，了解監測任務及采樣點位周邊情況并制定相應的采樣計劃；準備相應的采樣器具，包括塑料桶、采樣器、硬質玻璃瓶、聚乙烯瓶、現場過濾裝置以及相應的保護劑等，以滿足各監測因子的樣品保存要求；每批樣品應對部分項目加采現場空白樣，與樣品一起送至實驗室分析，以檢驗從采樣開始整個分析監測過程是否存在問題；為了避免采樣器和樣品瓶交叉污染，采樣容器和樣品瓶應定點、定項分類、固定專用；采樣時，除了油類、細菌類、DO、有機物等有特殊要求的項目外，均應先用采樣水蕩洗采樣器與水樣容器2～3次，再將水樣采入容器中[10]。

2.3 樣品的保存和運輸處置

水質樣品從采集到送至實驗室分析的過程中，會因為一些物理的、 化學的、 生物的作用而發生不同程度的變化，而這些變化使得實驗室分析的樣品已不再是采樣時的樣品[11]。為了使這種變化降至最小，在樣品采集時就需要加入一些化學的、生物的抑制劑、氧化劑、還原劑或通過避光、冷藏、過濾、離心、加水封等方式來對樣品進行保護。在采樣現場所添加的保存劑，不能干擾待測組分的測定，同時也要考慮對測定項目的影響，在采樣之前，應做保存劑空白試驗，以保證其純度達到分析的要求。

對于一些無法通過添加保護劑的方式進行保存的監測因子，如：pH值、溶解氧、電導率、水溫、濁度等，則需要在采樣現場使用經過計量部門檢定合格的儀器進行監測。

水樣采集完成之后，應立即將其連同現場采樣記錄表一起裝箱送回實驗室，以保證在樣品分析的有效期內完成實驗室分析工作。裝有水樣的容器須加以妥善的保存和密封，做好防震、避免太陽光照射和低溫保存運輸，同時應防止引入新的污染和沾污。

水樣送至實驗室之后，應對樣品狀態、數量、采樣記錄等進行檢查，確認無誤后進行交接，并及時進行樣品分析工作。

3 分析測試的質量保證與質量控制

3.1 分析方法的選擇

在選擇監測分析方法時，應充分考慮其適用性、準確度、精密度、檢出限、是否通過資質認定等，應確認所使用的標準是現行有效的版本，優先選擇國家或行業標準方法。當尚無國家或行業標準分析方法時，可選用統一分析方法或等效分析方法，但須要對其進行確認和驗證[3,12，13]。當初次使用標準方法前，也應對方法進行驗證，以保證本實驗室現有的人員能力、儀器設備設施、環境條件、試劑材料、標準物質等能夠滿足方法要求，可獲得準確、有效的監測結果。而對于選擇的統一分析方法、等效分析方法等非標方法，則需增加對該方法的適用范圍、干擾消除等的確認，且應由不少于3名本領域高級職稱及以上的專家進行審定，無論是標準方法還是非標方法均應報計量部門進行資質認定評審，通過后方可使用。

3.2 分析儀器的校準及其質量保證

對監測結果的準確性或有效性有影響的設備，在投入使用前，均應經過核查、檢定、校準等方式，來確認其是否滿足檢驗檢測的要求，且應在其有效期內使用。儀器設備在兩次檢定或校準期間，應對設備的檢定或校準狀態的穩定性進行期間核查，核查的方式包括但不限于標準物質驗證、儀器比對、方法比對、用穩定性好的樣件重復核查(如用經檢定過的砝碼核查分析天平)、單點自校等。

3.3 分析測試中的質量控制與質量保證要求

3.3.1 空白樣品測試

空白樣品包括全程序空白和實驗室空白，實驗室空白是指以實驗用水代替樣品，采用與樣品測定完全相同的過程進行分析，用以排除實驗用水質量、試劑純度、器皿潔凈度、儀器性能等因素對實驗過程的影響，而全程序空白則是實驗用水按照與實際樣品一致的采樣、暴露于現場、貯藏、保存、分析等完全相同的程序進行分析，以確認在采樣、保存、運輸、前處理和分析全過程是否存在干擾。空白樣品的測定結果一般應低于該方法檢出限，對于分光光度法，在國家地表水環境質量監測網作業指導書中對部分項目空白值要求進一步進行了規定，如應用納氏試劑分光光度法測定水中氨氮，要求其實驗室空白吸光度≤0.060(20 mm比色皿)[14]。對于電感耦合等離子體質譜法，要其空白值至少滿足①低于方法檢出限；②低于標準限值的10%；③低于每一批樣品最低測定值的10%這三個條件中任意一個即可。

3.3.2 校準曲線

校準曲線是表述待測物質濃度與儀器響應值之間關系的函數，水質分析中使用的校準曲線系列至少有分布均勻的6個濃度值(包括零點)，校準曲線的斜率、截距、相關系數均應滿足標準方法的要求。校準曲線不得長期使用，且不得相互借用，當參與試驗的人員、儀器設備、試劑等發生變化時，校準曲線均需重新繪制。

當應用原子吸收法、電感耦合等離子體發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法、離子色譜法等儀器進行監測時，校準曲線應同樣品測定同時進行；對于氨氮等常規分光光度法進行試驗時，校準曲線較為穩定，可以在一段時間內使用，但應在分析樣品時同時做曲線中間點，以檢驗試劑、人員、儀器設備等誤差。此外還需注意在分析時，應使用校準曲線的直線部分，不得外延使用。

3.3.3 平行樣測定

平行樣測定包括明碼平行樣和密碼平行樣。通常由實驗人員自己按方法要求隨機抽取的一定比例(通常≥10%)的樣品做平行測定為明碼平行樣，而密碼平行樣則是由質量管理員根據實際情況，隨機抽取樣品編制密碼樣品，交付實驗人員測定。通過平行樣的測定，計算兩次測定結果的相對偏差，從而判斷該次測試的精密度水平。

3.3.4 加標回收和標準物質測定

平行樣的測定可以判斷測試的精密度，而準確度則應用加標回收或標準物質測定來控制。

在水環境質量監測過程中，常需按照標準要求進行一定比例的加標回收測定，加標回收包括空白加標、基體加標、基體重復加標等。加標應在空白和樣品前處理之前開始，與樣品分析條件完全相同，這樣才可以更好的反映整個分析過程的準確度。進行加標回收測定時，應注意：加標物應與待測物形態相同；加標量一般為樣品濃度的0.5～3倍，且加標后測定值不應超過方法測定上限的90%；加標后體積應無顯著變化，否則計算加標回收率時應考慮體積的影響。

監測工作中，也可以同時測定標準樣品來進行準確度的判定，值得注意的是，標準樣品與繪制標準曲線的標準溶液不應為同一來源。

3.3.5 留樣復測

對于一些穩定的樣品，在樣品的測定有效期內，可以對樣品進行重新測定，根據兩次測定結果的比較，以判斷分析結果的可靠性。

4 原始記錄與報告

水環境監測過程中形成的原始記錄應在當時予以記錄，不得追記、補記或重抄，且記錄信息應充分、完整、規范，能夠再現監測的全過程。原始記錄和報告應經過三級審核之后方可報出：第一級審核人員即校核人員應對數據的完整性、監測方法、條件的適用性、數據有效位數、計算和處理過程、數據是否異常、法定計量單位和質控數據等進行檢查；審核人員應對數據的準確性、邏輯性、可比性和合理性進行審核[15]，重點審核與歷史數據的比較是否存在異常，有關聯的監測因子之間，如：三氧、三氮、溶解性總固體與總硬度、硫酸鹽等分析結果的相關性和合理性。

5 建議與展望

5.1 加強能力建設，多技術措施應用與開發并舉

現階段，環境監測分析方法、手段不斷地更新，監測人員應結合工作實際，不斷的學習，加強技術指導和培訓工作，提高人員能力和專業技術水平，把新的監測方法、儀器設備引入工作中，以便更高效、準確地出具監測數據；監測中心可以考慮引入走航車、走航船、無人機等先進的監測設備，利用GIS等手段，以便利用更為準確、直觀的方式得到監測分析結果。

5.2 采測分離，加強自動監測與手工監測比對

采用采測分離的模式，水樣的采集與分析測試工作交由不同人員承擔，采樣人員嚴格按照技術規范對水樣進行現場采集與固定后對水樣加密，送至實驗室，實驗室對水樣進行集中分析，以確保監測數據的真實性、準確性。

當前，水質自動監測站點的建設的增加，自動監測因子覆蓋范圍的增大，在監測中，可以加強手工監測數據與自動監測結果的比對，及時發現監測過程中存在的問題，提高監測數據質量和效率。

5.3 內審與外審相結合，及時發現問題

認真對待每年的內部審核與雙隨機抽查、飛行檢查等外部審核，根據內審和外審中發現的問題，查漏補缺，舉一反三，及時解決在工作中遇到的類似的其他問題，加強質控措施，把問題解決在平時，預防為主，堵塞監測漏洞，消除監測質量隱患。

5.4 引入電子識別系統，提高數據分析的準確性

可以通過利用一些數據統計處理方法、軟件、系統，如Excel表格、Matlab等，通過設置相應的函數，對錄入的數據進行電子識別。包括但不限于數據計算過程中出現的錯誤，標準曲線的a、b、r值合格與否，數據超標情況，與歷史數據的可比性，相關數據的合理性，異常數據的識別等等，減少人工計算、比較出現的誤差，同時也可提高工作效率與數據分析能力，確保監測數據的合理性和準確性。

6 結語

水環境監測是人們了解環境質量狀況的必要環節和重要手段，而只有質量可靠的監測數據才能正確地指導人們認識、評價、管理、治理環境；只有加強建立覆蓋監測全過程的質量控制和質量保證措施，指導環境監測人員嚴格遵照相關標準、技術規范進行監測，加強環境監測隊伍建設，提高監測人員素質和質量意識，緊跟形式，不斷學習和完善監測工作，才能更好的提高水環境監測質量。此外，質量控制和質量保證措施也應在實踐中不斷地經過研究和探索，完善體系，充分發揮其在水環境監測中的作用，全面提升水環境監測工作的質量和效率，為水環境保護工作提供科學、有效、客觀、公正的技術支持。