高質量環境管理階段的環境檢測技術與應用

王瓏

（江蘇佳藍檢驗檢測有限公司，江蘇 常州 213000）

人類生存的必要條件包括空氣、水、土壤等環境要素，當它們受到破壞時會直接威脅人類的生存。在新時代背景下，我國將傳統的粗放型經濟增長模式，轉變成內涵式、集約化、高質量增長模式，從根本上解決了經濟發展與環境保護之間的矛盾。新時期正值高質量環境管理階段，各行業、各領域的實踐主體，一方面需要積極提煉前期實踐中的有效經驗，并將其融入到新時期的環境管理工作之中，另一方面則應明確技術賦能的重要性，并在其路徑下加強對環境檢測技術的研討及推廣應用。

1 高質量環境管理概述

1.1 內涵

環境管理內涵豐富，從廣義上看，其主要是在環境科學理論應用條件下，根據環境容量開展的一系列環境管理工作。從狹義上看，環境管理需要落實對生物、大氣、水、土壤等環境要素的管理，并通過環境影響評價與項目竣工環保驗收等方法進行具體操作。根據《中華人民共和國環境保護法》第四章節中的“11條規定”、“8項制度措施”看，環境管理構成要素幾乎涵蓋了各行業和領域，既反映了我國生態文明思想的前瞻性，也說明了生態文明戰略在具體落實中的全面性[1]。與常規的環境管理相比，高質量環境管理要求進一步解讀生態文明思想，從宏觀上認識到生態文明思想中“藏富于山水林田草湖海”的內涵，從微觀上將環境管理工作落實到技術賦能路徑上，擴大環境檢測技術要素的配套比例，從而提高環境管理效率與管理質量，完成高質量發展階段環境管理方面的提質增效目標等。

1.2 意義

高質量環境管理意義重大，集中表現在三個方面：（1）從深度層面看，高質量環境管理打破了前期單一的環境管理框架，將環境管理與“雙循環”新發展格局下的統一大市場建設關聯起來，要求通過高質量環境管理，為統一大市場的建設提供必要條件；（2）從廣度層面看，高質量環境管理已經囊括了各行業及領域，大到國家級工程，小到家庭作坊，均要求開展環境管理工作，并借助環境管理產出綜合效益；（3）從精度層面看，高質量環境管理提出了“理念賦路，技術賦能，人才賦智”的主要實踐路徑。其中，習近平生態文明思想已經為高質量環境管理提供了明確方向，而各級生態環境管理部門已經為實踐配置了大量的人力資源。因而當前實踐重點集中到了技術要素配置方面，具體需要落實到環境檢測技術上，從而保障高質量環境管理能夠真正獲得落實。

2 高質量環境管理階段的環境檢測技術

高質量環境管理階段的環境檢測技術主要分為兩種類型，一種是管理技術，另一種是科學技術。從管理技術角度看，環境檢測由檢測內容與檢測流程等組成，例如，在檢測內容方面，通常包括接收檢測請求→設計環境檢測方案→定位檢測點→開展一次檢測→制定采集方案→開展正式采樣→進行現場測定或實驗室測定等。雖然環境檢測流程中的各個環節標準化程度較高，但標準流程只是一個參考，在實際的環境檢測項目中，由于檢測對象、檢測儀器、檢測方法的差異，流程也稍有差別[2]。從科學技術角度看，無論是現場檢測，還是實驗室檢測，均需要根據實際樣品及其檢測目標等綜合因素，選擇適配性較高的技術類型，由于此類技術較多，下面僅對便攜式氣相色譜技術、固相微萃取技術、液相色譜分析技術、GC-MS技術做出具體分析。

2.1 便攜式氣相色譜技術

便攜式氣相色譜技術以實際裝置為載體，將檢測器安裝到氣相色譜儀后，經過組合可以提高檢測效率，滿足揮發性有機物、固定源污染煙氣等的檢測需求。從市場方面看，此類儀器種類較多，而且每個系列中又分為多種型號，如在環境檢測實踐中使用的PetroPRO系列與FID、PID系列產品，就受到了廣大使用者的青睞。該技術的優勢集中在輕巧、靈活、操作便利、成本低，以及檢測效率高等方面，可以在實際檢測中輔助環境檢測人員，一次性完成環境采樣→現場監測→快速分析→報告打印等工作。

2.2 固相微萃取技術

固相微萃取技術發明于上世紀80年代，近40年來，該技術進行了多次更新。從近年來使用的固相微萃取裝置構成要素看，其主要包括：（1）萃取頭；（2）空心鋼針；（3）活塞；（4）手柄。操作人員對環境檢測對象進行萃取時，只需要用一只手握住手柄，另一只手進行儀器控制，當空心鋼針穿過容器薄膜后，萃取頭受到活塞推動施工的作用力，能夠伸入到容器內并實現萃取。目前使有的萃取方法分為兩種：（1）直接萃取法；（2）頂空萃取法。當選擇第（1）種方法時，在萃取環境中完成儀器纖維頭的暴露即可，無須進行過多操作；如果采用第（2）種方法，那么操作人員就需要對萃取對象進行核實，首先確保其屬于揮發性有機物，再按照相應技術的操作方法按部就班進行操作。需要指出的是，在極性化合物萃取時應先完成對萃取物的弱化處理，再選擇適配極性化合物萃取的衍生化萃取法進行操作。

2.3 液相色譜分析技術

液相色譜分析技術，也稱HPLC，既可以用于現場檢測，也能夠在實驗室進行檢測。標準流程由9個環節構成，分別為標準液配置→儲液瓶→色譜系統輸出→進校器→色譜柱→檢測器→數據處理→色譜圖→廢液處理[3]。應用該技術時，操作人員可以將其分為三大連續性步驟：（1）按照環境檢測標準程序，先制備標準液并將其置入儲液瓶，然后通過泵吸至色譜系統，按照檢測所需的壓力與流量值完成處理后，將處理后的樣品送入進校器即可；（2）把進校器中的溶液注入色譜柱，經過分離后通過檢測器即可得到色譜圖；（3）檢驗色譜圖并完成對廢液的無害化處理。

2.4 氣相質譜聯用技術

傳統的環境檢測以氣相色譜儀為主，操作時往往需要配套ECD、NPD之類的檢測器，極不方便。近年來，研究人員通過技術創新，研發設計了氣相質譜聯用儀，將兩種儀器進行了硬件與功能方面的結合，使該技術兼具了易操作、成本低、測試快、精度高等綜合優勢，有利于擴大其在揮發性有機物檢測中的應用效果。從目前的應用經驗看，無論是在分離裝置條件下，還是在組合條件下，該技術均可滿足檢測需要。相比之下，氣相質譜聯用技術比較優勢較大，借助對局部裝置的持續優化，可以進一步實現對低濃度檢測對象進行檢測等應用。

3 高質量環境管理階段的環境檢測技術運用

3.1 項目概況

某工業地塊占地總面積14 116.7 m2，A企業屬于化工企業，原化工廠設備均已拆除，本文經初步踏勘與采訪確認，廠區西部和東部建設了化工生產車間，從事氰尿酸、氨基鈉產品生產，其余廠區內地塊未建設相關化工車間及設備。目前，廠區中、北、西部部分廠房及輔房為B企業所有，C企業在廠區南部綜合樓，廠區內無化工產品生產。本文通過查閱歷史資料及訪談資料等，發現A企業氰尿酸、氨基鈉的生產規模，分別為800 t/a、500 t/a；B企業金屬表面熱處理生產規模為36萬 t/a；C企業為服飾有限公司。三家企業均通過了市環保局的驗收，其中B、C企業自主驗收已完畢。待檢測地塊如圖1所示。

圖1 待檢測地塊（紅色區域內）

3.2 檢測需求

根據省生態環境廳《關于做好城鎮人口密集區危險化學品生產企業搬遷改造騰退土地土壤污染防治工作的通知》（蘇環辦〔2019〕226號）中的要求，以及工業地塊所在市區的關閉化工企業名單要求，相關部門需要按照相關法律、法規、條例等，對其中的土壤與地下水開展環境檢測，并決定是否要對其進行關閉處理[4]。使用Google Earth進行定位后得到G1～G11地塊邊界拐點坐標，見表1。

表1 地塊拐點（CGCS2000_3_Degree_GK_CM_120E）

3.3 檢測過程

3.3.1 檢測準備

首先，環境檢測人員對國家與地方有關法律、法規及規范性文件，以及與項目有關的技術文件進行了全面查閱、研討、分析，在有法可依的基礎上嚴格遵循場地環境保護標準、評估標準的條件下，明確了環境檢測內容與技術路線。檢測內容主要包括場地歷史利用情況調查與分析→土壤和地下水污染源調查→監測井安裝與樣品采集→土孔鉆探和土壤樣品采集→實驗室分析→數據分析→檢測報告撰寫。具體操作步驟分為：（1）資料收集；（2）現場踏勘；（3）人員訪談；（4）現場采集；（5）實驗室測定。檢測人員為了整個環境檢測過程的有效性，細致劃分了第一階段、第二階段的檢測流程，明確了從檢測啟動到檢測結束的若干環節。根據第一階段的實施證實A企業原化工生產設備均已拆除，B、C企業生產過程中未發生過化學品泄漏事故及環境污染事故。檢測人員需要對識別出的特征因子pH、石油烴、鈉、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氰化物、氯化物、氟化物、鋅、鐵等，開展第二階段的環境檢測。

其次，環境檢測人員根據實 際檢測需求，計劃采用挖掘監測井和機械土孔兩種方式，從監測井中采集地下水樣品；從監測井和機械土孔中采集土壤樣品。檢測前，檢測人員先對本場地環境現狀進行了詳細勘察，再安排現場監測井點位場地平整、監測井井架移位的工程裝備[5]。

3.3.2 樣品采集

3.3.2.1 土壤樣品采集

在廠區西南側的區域布設一個對照點位T0，其余為12個（T1～T12）廠區內監測點位。根據原廠區平面布置圖，檢測人員采用衛星定位儀現場放樣，在場地現場布設監 測井與土孔的點位，并做好標記。然后，采用直推式土壤取樣鉆機取樣的采樣方法，具體的采樣過程如下：（1）下層土壤采用直推式土壤取樣鉆機鉆取土樣，達到規定的深度后，拔出鉆桿取出采樣管；（2）技術人員戴上一次性無污染橡膠手套，根據取樣深度和個數要求將采樣管切斷，切斷后兩頭套上管蓋，取得所需深度的土樣；（3）將采樣管內剩余的土壤樣品取出，裝入密實袋中。本次檢測中，中層土孔取樣深度為地面以下6.0 m，監測井取樣深度為地面以下6.0 m；3 m以內土壤每隔0.5 m采集1個樣品；3 m至6 m，每隔1 m采集1個樣品。土壤總采樣量為109個（6 m土孔12個，每個土孔采9個樣，12×9=108個樣品，對照點位取1個表層樣，合計109個），送實驗室土壤樣品量不少于37個（根據PID、XRF讀數，每個監測點位至少選擇3個樣品，對照點位無需篩分，直接送實驗室分析）。

3.3.2.2 地下水樣品采集

地下水監測井采用Eprobe2000+自動采樣設備中鉆井設備，采用高液壓動力驅動，用φ110～130 mm的鉆具鉆至目標土層中，安裝φ63 mm PVC材料的井管，在監測井疏浚穩定后24～48小時再進行監測井地下水采樣。采樣前需再次清洗監測井，用一次性貝勒管抽出監測井容積3倍的水量。取樣前用預先標定的儀器測量地下水的電導率、pH值等水質系數，讀數穩定在±10%后，方可用一次性貝勒管取樣。為避免監測井中的地下水發生混濁，貝勒管的放入和提起均需緩慢輕放。采樣以及樣品保存均按美國ASTM標準進行。10個監測井設置了10 個監測點，即D1～D10，另布設了1個DO對照點位采集地下水樣品。

3.3.3 樣品檢測

樣品檢測項目包括：砷、鎘、六價鉻、銅、鉛、汞、鎳、揮發性有機物、半揮發性有機物，以及第二階段需要繼續調查的特征因子。

3.3.3.1 現場檢測

先對樣品進行現場檢測：（1）土壤檢測使用PID、XRF進行檢測；（2）地下水檢測用預先標定過的pH儀、電導率檢測儀、溶解氧檢測儀、氧化還原電位檢測儀、濁度檢測儀檢測。

3.3.3.2 實驗室檢測

完成樣品制備后，按照土壤與地下水檢測要求，分別開展檢測工作。（1）土壤檢測使用的檢測方法包括土壤元素測定法、火焰原子吸收分光光度法、原子熒光法、氣相色譜-質譜法、氣相色譜法、堿熔-電感耦合等離子體發射光譜法、離子選擇電極法等。（2）地下水檢測方法包括生活飲用水標準檢測方法（金屬與非金屬指標）、原子熒光法、水質元素測定法、電感耦合等離子體發射光譜法等。

4 結語

總之，在新時期的高質量環境管理階段，技術賦能的實踐路徑十分明確，需要實踐主體在該路徑下做好環境檢測技術的研究與運用。結合上述分析可以看出，高質量環境管理內涵豐富、意義非凡，上關國家總體經濟發展，下關實踐主體的綜合效益產出。因此，本文建議相關部門和人員在當前階段，一方面需加強對環境檢測內容、流程的分析，另一方面應加強對不同檢測技術的比較研究。這樣既有利于在具體的環境檢測項目中，根據實際需求選擇適配性較高的技術，也能夠在應用此類技術后，提升環境檢測效果，從根本上促進環境問題的解決，最終提高環境管理方面的全要素生產率。