便攜式儀器的優點及其在環境應急監測中的使用

孫浩淼，朱鼎鋒

（杭州利奇儀器設備有限公司，浙江 杭州 310023）

隨著中國市場經濟的日益發展，環保突發事件也在日益增加，嚴重影響了中國經濟社會的發展速度，所以，要做好環保應急監測工作的全面發展。在現實工作中，由于環境污染突發事件的快速性以及不可預見性，導致了環境監測人員不能有效利用設備對環境污染事件作出有效分析，因此研究便攜式儀器設備的優勢以及在環境污染應急監測工作中的有效運用迫在眉睫。

1 概述

突發環境事件監控制度要求政府對當前突發性環境污染問題及時實施應急監控措施，在危機前期需及時采取相應的措施對環境安全進行管控。而有效的環境監控是預防重大突發環境事件的主要防控措施之一。對此，當發生突發性應急環境事件的時候，政府部門和相關環保組織需要針對性地作出反應，并且充分地分析和了解其原因，及時設立和完善環境污染管控措施流程，并通過先進設備和監控技術等輔助工具，通過分析數據和結果，迅速了解各項環保指標和現場污染物的實際數量，對重大環境污染事件的主要成因、污染物特性、詳細含量水平等進行評估。并針對污染物特征和含量水平及其具體擴散條件，及時采取合理的環境污染控制措施。環境監測的成功發展將促進中國環保行業的可持續發展，通過進行緊急環境衛生監測可以遏制環保問題突發狀況，并為中國環保問題繼續發展提出了必要的解決方案。為了保證環境突發事件監測的有效性，保證環境監測在社會實踐中的應用[1]，實現中國環境可持續發展，當務之急就是及時處理環境突發狀況，以避免對人類的生存和安全造成嚴重威脅。

2 環境應急監測的實際要求

環境緊急監測部門工作的順利開展可以推動中國環保事業的進一步發展。環境緊急監測的開展可以在環境污染問題發生以前、發展過程中、事故發生后等不同階段及時對環境突發性問題進行監控，以確保環境污染問題的有效處理，是中國環保工作順利開展的必要保證。

一旦遇到環境緊急事故，就需要相關部門能夠及時地采取針對性措施實施處理，借助現代化的科技設備對環境數據信息實施分析，并且進一步采取相應的措施去維護和救援，其中主要內容包含解析環境突發性事件發生的原因、污染物種類以及其實際的污染范圍、濃度比例值以及其在不同的環境介質中實際傳播速率[2]。對此，我們只有借助提高對環境應急監測工作，才能夠進一步合理化保障國家各項經濟的進步和發展，為國家政府部門的環境工作提供科學合理的指導意見，進而讓民眾的生存質量有所保證，提高環境的穩定性。在現實的環境監測管理工作中，還需要對與環境突發事件有關的化學物質導致的重大環境污染事故進行應急處置，以避免化學用品對人民的生命安全及生存環境的嚴重危害。

3 使用便攜式儀器的優勢和意義

便攜式廢氣監測儀尺寸小巧，攜帶方便，可隨時隨地開啟使用，簡便快速；其全部使用進口感應器，高靈敏度，能直接指示出現場廢氣含量，操作簡單；待機時間長，有效降低了用戶的使用成本；測量速率也更快，高性能CPU幫助使用者得到了更加順暢便捷的應用感受；數據質量穩定，定制式控溫元件，全機身散熱速度快，確保儀表平穩運轉，操控更簡單；采取5.5寸大觸摸屏設計，使用起來輕松自如，加強樣本檢測的精確度，重復性低偏差小，工作平穩，安全性高，顯示速率更 快[3]。

例如：土地監測的主要目的是通過掌握土地中的各個生長營養元素濃度，并經過監測與分類，從而實現土地缺什么補什么，需要什么就補給什么，以提高或限制農作物生長所需營養元素的供給量，從而改善糧食作物的生長條件與品質。而便攜式土地監測儀器的使用，將有助于對農作物和施肥量作出規劃，從而在維護良好耕地環境的同時增加糧食作物產量。

便攜式監測儀器的優化和使用可以進一步降低環境污染物在傳輸過程中發生污染問題，并且可以縮短樣品固定和保存的流程，與此同時還能夠最大限度地減輕檢測人員的工作量，對環境等動態變化實施全面監控，進而最大限度地控制和降低風險。自20世紀70年代我國工業化快速發展至今，我國的工業水平進一步增強，城市中到處高樓聳立，工廠規模也在不斷擴大，但是，隨著社會發展的進步，環境污染問題也在日益凸顯，主要表現在環境安全隱患種類增多、泄漏事件、空氣污染問題、飲用水不合格、水中的有害物質種類復雜且增多等方面。社會文明和人類科技進步的初期建設必定會以環境為代價，人類也逐漸明白環境對自身生活的影響及環境和文明生活密不可分[4]。

就我國沿海地區而言，其擁有眾多的海洋漁場，因此，海關監測機構在監測過程中需要使用大量的人力物力，而且受各方面的影響，在實施監測工作過程中不可能帶大型設備進行監測，在運送樣品期間如遇到不可控因素或樣品儲存不佳也會導致最終的監測結果受到影響。而通過便攜式儀器對海洋區域實行動態監測，可以進一步保障我國海制品市場的環境安全。我們能夠合理地借助設備的人性化和簡潔化操作，對突發性狀況加以控制，及時地對監測結果進行分析，進而提出合理的建議。

4 便攜式儀器在環境應急監測中的使用

4.1 便攜式重金屬測定儀

實驗室分析土壤中重金屬離子的最常見方式為原子吸收分光光度法，使用火焰原子吸收和石墨爐法來計算環境試樣重金屬單質的濃度，優點是其準確性和精密度較好，但缺點是設備儀器體積較大無法送往現場，必須在實驗室進行分析計算，而且分析時間過長，程序復雜，同時由于環境污染事件的頻繁發生，還需要環境監測人員進行現場取樣、現場分析，及時正確地報告出環境監測數據，以便于政府盡快制定應對預案，以確保人民群眾生命財產的安全[5]。

澳洲Cogent有限公司設計制造的PDV6 000 plus便攜式有機重金屬含量檢測儀，其主機重量控制在一公斤內，在使用過程中比較輕便，可以迅速地對環境水樣中較為常見的4種金屬根離子同時檢測，并且敏感比較高，在重大環境污染事件中得到了充分應用，此儀器設備的主要系統是三電極系統，工作期間采取的電極是玻碳電極，參考電極是銀－氯化銀電極，內裝滿的KCI水溶液作為穩定電解液，具備穩定電極電勢的特點。

4.2 便攜式酸度計

就上海市雷磁儀器廠設計制造的PHBJ-260型便攜式酸度儀（pH計）為例，這個設備的主要特點是擁有大屏液晶顯示、藍色背光可控、全自動校對、停電保護、手動調節校對、自行溫度、欠壓顯示提醒等，自動關機、調節等功能最終增長了動力電池的實際壽命。我們在使用期間，可以使用5種pH緩沖溶劑，對實驗儀器設備實現一個或兩個點的自行校對，借助可調等電位點的控制，合理化使用專用電極，進而去測定超純液、純水和高壓鍋爐在水中的pH值。其支持對試驗結果儲存、刪除、檢索、打印等，最大可儲存約二百套試驗數據[6]。

4.3 便攜式溶解氧計

以上海市雷磁儀器廠設計制造的JPBJ-608型便攜式溶解氧計（pH計）為例，該儀器的特點包含：儀表外部造型新穎特別，且攜帶較為方便，常用于現場檢測。與此同時，儀器的電池壽命較長，也可作為實驗室的常規分析裝置。并且借助微處理器技術，寬屏幕顯示電路，儀表可以同時進行溶解氧含量、飽和度、電極電流和水溫的測量工作。與此同時，還具備操作顯示功能，在實際操作流程中更加簡易和便捷。借助新型的PC面板，其安全性會更高，其中：儀表采取的是低效率設計，擁有欠壓顯示、手動關機等供電管理功能，具備手動環境溫度補償功能，儀表機箱的保護級別為IP65，耐火抗塵，比較適合在野外進行環境檢測工作，并且其具備RS-232端口，可接TP-16類型印刷機，亦可使用REX，通過DC雷磁數據采集軟件與電腦通信。有零氧、滿度、壓力和鹽度校正、停電保護等功用。對測量結果能夠儲存、刪除、檢索和自動打印，最大可儲存二百五十套測量數據，可提供即時自動打印機、存儲自動打印機等二套自動打印機模塊，供使用者自由選擇[7]。

4.4 便攜式氣相色譜儀

以美國制造的SRI8 610 C型便攜式氣相色譜儀為例，該儀器具有以下優點：獨立的水冷柱頭直接進樣口，全機安裝了柱箱內溫度調節閥、溫控柜，柱箱內的控制溫度可調范圍從室溫到400 ℃，整個色譜分析法的系統氣路用電子氣壓控制器（EPC），載氣壓強可調，所有的控制區域、閥、溫度控制、氣壓和電流等用LED數碼指示，具有TCD、FID探測器、甲烷轉化器，TCD檢測器的檢測限在200 ppm～500 ppm區域內，可檢出H2、N2.CH4，并且含量在200 ppm～500 ppm左右的其他物質；FID檢測儀，可以檢測全部碳氫化合物包括CO和CO2，利用甲烷吸附轉換裝置可把全部CO和CO2轉化成甲烷，然后再用FID進行檢驗，利用甲烷吸附轉換裝置，對于CO和CO2及其所有的碳氫化合物，檢限范圍可達5 ppm。內部的無噪聲空氣壓縮機，10口的氣體電子采樣閥，可與IBM電腦的數據處理系統相容，能夠直接在Windows XP以及WIN 98/2 000操作系統下正常工作，而內部的四通道傳輸部件，還隨機帶一條DB-9的RS-232C數據線，能夠直接與IBM臺式機以及筆記本連接，實現了數據傳輸[8]。該儀器的一次進樣，可以分析幾種氣體：H2、N2、CO、CO2、NH4、CH4、乙烷、丙烯、乙炔、丙烷、丁烷、戊烷以及C6-C8等，和其他各種氣體分析系統比較，SRI8610-007操作比較簡單。

4.5 便攜式氣相色譜質譜聯用儀

以在美國公司制造的HAPSITE便攜式氣相色譜質譜聯用儀為例，該儀表具有以下優點：便攜式氣質聯用儀（便攜式GC/MS）通常由氣相色譜儀和質譜儀、載氣和內部標準氣罐、高真空泵及其調節電氣部件、電池、按鍵、顯示屏和探頭等構成，而輕便式GC/MS則可以做到實時進樣，充分適用于現場工作，在應急檢測工作的實際價值巨大[9]。

便攜式GC/MS中的質譜通常也被作為標準GC的檢測設備儀器，對比標準GC檢測儀器，也可以做到：共洗脫峰、保留時間偏移、對不能預測的未知物和基質的干擾等。借助標準質譜分析法提取待測物質的化學分類信號，并通過與標準譜圖庫法的對比，實現對待測化合物的定量分析；同時利用標準TIC（總離子流）圖像的峰高和峰面積，與增速器的內標方式化合物對比，在缺乏待測化合物標樣圖的情形下實現對待測化合物的零點五定量分析，進而為環境突發事件復雜、未知有機物環境污染事件的應急檢測提出了一個全新的解決方案。

5 便攜式檢測儀器設備在突發性應急檢測中的應用實例分析

在實際的環境應急事故處理環節中，便攜式儀器可以采取全方位綜合檢測方法及時地對突發性環境污染實施檢測，極大程度地保障了環境安全，并且減少了重大環境安全事故的發生。就2008年我國汶川地震而言，其出現的情況是始料未及的，災情發生后，眾多的人民群眾被困災區，其中工廠房屋、自建房屋和樓房的坍塌嚴重，造成人員傷亡數目不斷增多，以至于衛生環境安全問題堪憂且日益增重。與此同時，眾多老百姓被掩埋在廢墟中，并且在前期的救援工作流程中，救援工作者在首次進入災區期間，受到環境的影響，自身無法攜帶和運送大型的監測儀器對災區進行檢測，救援工作后無法及時地對環境問題進行處理。便攜式監測儀器具有防塵、防水、輕、耐腐蝕性等特征，加上配備的手提操作箱，可以進一步方便野外操作，這樣就可以進一步增強災區救治工作的效率[10]。

6 試品制取

對試品制取層面的信息主要是要完善環境應急監測的工作管理體系，在野外和室外進行環境應急監測工作時，要充分考慮現場監測車的配備，保證便攜式設備可以拼裝進入車內，針對一些敏感度高的便攜式機器設備，要在車內設置專業的抗震避震設備，保證便攜式監測機器設備可以充分發揮其作用。另一方面，針對固體化學物質中的有機污染物質必須迅速在有機溶劑的輔助下萃取后開展檢驗，土壤層中的重金屬污染也必須微波加熱消除后才可以進行對應的監測工作。這就要求環境應急監測部門通過現場監測車上配備的獲取、萃取、分離、過濾等可操作性的機器設備，迅速進行檢測工作，從而提升環境應急監測工作的效率，為構建綠色生態文明奉獻出自身的一份能量。

7 結語

綜上所述，對于便攜式設備的主要特性以及在中國環境應急監測中的廣泛應用，要充分考慮到便攜式設備儀器的主要特性及其工作中出現的各種問題，并針對問題所形成的主要因素提出對策，以提高中國環境應急監測工作的順利開展，并推動其效率的持續提升，以確保中國自然環境的持續好轉。