環境監測實驗室現場采樣質量管理技術的數字化分析

宋茂春

（四川國保環境檢測有限公司，四川 宜賓 644000）

環境監測工作對相關數據依賴較強，需要綜合利用多方數據進行測算分析。不僅對數據的廣度有所要求，對數據的質量也有著極高的要求，數據測算容錯率較低。由于環境采樣、記錄等工作多為現場完成，為了保障現場工作效率及數據誤差，數字化技術應運而生。數字化技術是在現場采樣過程中，利用相關信息設備對采樣數據進行登記，為后續的環境質量分析工作奠定基礎，對環境監測工作的有序開展具有重大意義。為促進環境監測數據的現場采集工作，實現質的飛躍。環境監測實驗室充分重視對數字化技術的研究與應用，并取得了一定進展，但仍有不足之處。文章將全方位分析數字化技術在環境監測方面的應用，助力數字化技術在環保領域的應用常態化。

1 環境監測現場采樣工作特征概述

現場采樣工作是環境監測的首要環節，貫穿環境監測工作全流程[1]?，F場采樣質量的優劣，制約著環境檢測工作能否有效進行。現場采樣工作是最難糾錯的環節，一旦發生采樣質量管理問題，將會使后續所做的一切努力都付諸東流。例如：在某地區斷面水質監測方面，對湖庫點位和入海河流進行水樣采集時，由于水樣采集的特殊性，現場采樣、保存、運輸等工作難度較高，一旦馬虎作業，出現水樣采集失誤，會嚴重影響后續水樣pH、溶解氧、導電率等的分析工作，且由于該采樣工作時間緊、任務重，無法通過增加隨機樣本修正測算結果，對環境監測工作有著不可逆的負面影響。因此，必須充分重視采樣工作的重要性，嚴控現場采樣質量，穩步提升采樣技術和質量管理手段，助力環境監測工作高質量開展，促進環保社會早日建成。

2 現場采樣質量實現管理數字化的必要性

2.1 采樣流程的數字化應用能夠提高現場采樣效率

采樣流程通常涉及多個環節，紛繁復雜[2]。在傳統的現場采樣技術下，現場數據采集與整理工作各個環節需要人工記錄與匯算，采樣效率較低。采樣流程中的數字化應用，能夠加快現場采樣效率，促進采樣工作高效進行。具體來講：（1）采樣任務制定與公布環節。能夠利用中央管理系統中的任務登記欄，進行采樣目標制定、公布，進行相關任務分配。（2）現場采樣人員指派環節。根據數字化系統內部記錄的數據信息，分析任務特點與人員技能匹配度，通過系統指派恰當人員進行作業。并通過系統內部反饋的數據，對采樣人員進行工作考核。（3）采樣現場監測環節。可以利用數字化終端系統，宏觀調控，確定采樣點。（4）采樣結果記錄環節。現場采樣人員可以利用數字化系統與相關設備的連接，開展現場參數記錄與上傳工作。（5）樣品保存與運輸環節。現場工作人員利用數字化技術，對樣品的保存與運輸情況進行監管，確保樣品不受損傷。（6）樣品交接環節。采樣工作人員在完成交接之后，利用數字化終端系統，拍照上傳交接單，明確記錄樣品流向。

2.2 采樣設備的數字化應用能夠提升現場采樣質量

現場采樣數據的根本來源是具體的采樣設備。設備測算的準確性直接影響著數據的質量[3]。采樣設備的數字化應用，能夠有效提升現場采樣數據的準確性，減小采樣誤差，避免因誤差過大，引發測算數據不準確，返工作業的現象，浪費人力、物力。具體來講，數字化在采樣設備管理中的應用，有以下幾點作用：（1）在設備狀態監控方面。能夠通過數字化網絡系統，分析設備各個節點的工作進程，判斷其運行狀態是否正常，及時發現采樣設備運行不良等問題，防止錯誤數據流入測算工作中。（2）在設備維修保養方面。數字化的應用，能夠全面掌握設備整體健康狀況，能夠有針對性地進行檢查與維修工作，確保設備高效運轉，提升現場采樣質量。（3）在設備數據輸出方面。能夠通過數字化終端系統中的傳輸通道，實現數據的快速輸出和云端保存。在確保數據質量的同時，提升數據保存安全度。

2.3 采樣質量監管的數字化應用能夠為環境監測工作保駕護航

環境監測實驗室現場采樣質量的全流程監管，對高質量環境監測工作的開展具有重要意義。但由于采樣環節較多，且戶外作業可控性較低，傳統的管理方式很難實現對現場采樣工作的全面監管。在這種情況下，不可避免地會出現一些采樣漏洞，為環境監測工作埋下隱患。數字化技術在采樣監管領域中的應用，能夠實現現場采樣環節的全流程把控，為后續的環境監測工作保駕護航。具體來說：（1）數字化技術的應用，能夠克服戶外現場采樣過程中環境復雜、情況多變、技術難度較高的問題，彌補傳統管理手段下的薄弱之處。（2）利用信息化監控手段對現場采樣設備與現場采樣人工的作業實施有效監管，能夠杜絕由個人私利引發的不測、少測或篡改數據等不當行為，切實保障環境監測實驗室相關數據的客觀性。

3 現場采樣質量管理數字化應用現狀

3.1 在一定程度上融入了信息技術，但仍有進步空間

在數字化技術大熱的發展潮流下，各行各業都紛紛開展技術創新，更新工作方式，改變原有陳舊模式[4]。環境監測行業也不例外，緊抓數字化技術發展風口，結合自身原有現場采樣管理技術，實現了采樣質量管理的數字化，建立了相關數據庫，為環境監測實驗室的環保工作取得進展提供了強大的數據支撐。但其在信息技術引進方面，仍有較大進步空間。例如：（1）在設備智能聯動方面。缺乏全面的信息化聯動系統，設備與設備之間的連接依靠分段式信息技術開展，不能實現高效配合。（2）在數據采樣分析方面。雖然在原有采樣設備基礎上，融入了一定的信息技術，實現了設備作業的半自動化，但是，并不能適應現今全自動化工作的需求，還需進一步完善。因此，現場采樣質量管理在數字化技術提升方面不能松懈。（3）監測系統方面。當前，數字化環境監測工作中，應用采測分離系統和省級環境監測系統，在一定程度上提升了環境監測領域的數字化技術，但仍有上升空間。

3.2 數字化現場采樣質量管理缺乏必要的質量預警機制

任何設備和人員，都無法確保所開展的工作是完全準確無誤的。甚至，不可避免地會存在一些小瑕疵。這些工作小缺陷，在其他領域也許危害不大，但在環境監測工作的現場采樣環節，影響深遠。一旦出現任何現場采樣數據問題，且不能及時發現、改正，將會給后續的分析研究埋下巨大隱患。當前，現場采樣質量管理方面，在一定程度上實現了數字化技術應用，提升了環境采樣管理質量，但在工作過程中，缺乏必要的預警機制，不能有效識別采樣流程不規范、采樣數據不精確等問題，無法實現數字化技術在采樣質量管理中的長遠發展。例如：在土壤環境監測方面，在針對區域內土壤進行取樣的過程中出現了點位確定失誤，采樣點位不具備代表性等問題，由于缺乏必要的預警機制，使得雖然相關數據已有明確記錄，但依然無法發出糾錯警醒，致使后續環境監測工作淪為無用功。

3.3 數字化技術應用模板較為固定，不能滿足多種任務場景需求

環境監測與現場采樣工作，并不是長期都在相同的地理地形與環境場景里開展的[5]。根據環境監測任務的不同，現場采樣場景也各不相同。且各個場景之間有著較大的區別，無論是環境因素，還是污染源因素，都不盡相同。需要靈活應用數字化技術開展現場采樣工作，以確?，F場采樣數據的質量。當前，雖然在環境監測現場采樣方面，加強了對信息化技術的應用，但是，其應用模板較為固定，并不能滿足多種任務場景工作需求。例如：相同物種，在不同的地理位置與不同的環境下，其特性也不盡相同。如果不根據實際情況進行具體的分析測算，盲目利用原有數據庫中的相關數據進行采樣作業，將會極大地降低現場采樣工作的分類質控能力，不利于數字化技術的靈活應用。

3.4 現場采樣工作人員數字化意識與技能稍顯欠缺

現場采樣質量管理技術中的數字化應用，并不單單取決于信息系統是否建立健全、設備之間是否形成智能聯動、管理過程中是否建立有效的警醒機制[6]。基層采樣工作人員的數字化意識以及數字化技能，對現場采樣質量的影響也較大。當前，現場采樣質量管理工作中，基層技術人員的數字化意識和數字化技能都稍顯欠缺，不利于數字化技術的高效應用。具體表現在以下兩個方面：（1）在工作過程中，一部分采樣人員“怕麻煩”，能夠口頭交接的工作，就不愿意通過信息化系統進行數據交接，缺乏必要的數字化意識，制約現場采樣數據在信息系統內部的披露程度。（2）由于實驗室內部技術經驗較為老道的工作人員，年齡基數較大，缺乏完善的信息技術基礎，不能得心應手地開展數字化技術應用，也在一定程度上影響著現場采樣質量管理技術中的數字化應用。

4 提升現場采樣質量管理數字化技術應用質量的策略

4.1 借助信息技術，提升環境監測現場采樣管理質量

為進一步提高現場采樣質量管理中數字化技術的應用質量，要緊跟信息技術發展浪潮，積極引進先進信息技術與互聯網系統，不斷深化采樣流程的智能化[7]。充分實現采樣設備的自動化、綜合化與精確化，提升工作效率，確保環境監測質量。具體做法有以下幾點：（1）充分利用現代物聯網技術，對相關樣品數據進行統一歸納、記錄、上傳。為后續同類環境監測工作提供參考依據。（2）加大現場采樣設備中人工智能的引進力度，加大采樣設備成本投入，進一步推進現場采樣工作實現智能化。（3）深入應用大數據分析系統。擴展大數據分析系統在現場采樣工作中的應用方法，提升現場采樣環節中的數字化塑造能力與重建能力。（4）加大對采測分離系統和省級環境監測系統的深入應用，確保環境監測數據真實、準確，進一步提升環境監測現場采樣管理質量。

4.2 加強采樣過程中的數字化質量預警管理

數字化信息系統的建立，能夠利用龐大的內部數據庫助力現場采樣工作有序開展[8]。在提升采樣效率的同時，也要注重利用已有數字化信息，加強現場采樣質量監管。建立健全現場采樣過程中的數字化質量預警系統，加強質量警示管理，進一步提升質量管理技術中的數字化應用。具體做法有以下幾點：（1）利用網絡技術建立相應的中央管理系統，與現場采樣設備建立連接，分析并監管采樣設備中的數據輸出與輸入，嚴格控制數據質量。（2）通過將現場采樣數據與中央數據庫已有數據進行比對，分析現場采樣的準確性，對存在的采樣問題作出及時預警，并提出相應改正建議，將環境監測分析過程中可能出現的數字問題扼殺在源頭處，切實保障現場采樣質量。

4.3 因地制宜，靈活應用數字化現場采樣手段

環境監測工作并不是一個區域性小范圍的工作，根據環境監測實驗室承接業務的能力不同，最大可以上升到全國范圍內[9]。因此，現場采樣環境不定且可能存在較大的氣候差異。為確?，F場采樣質量，采樣質量管理技術的數字化應用也不能一成不變，要根據不同的地理地形、氣候因素、環境監測對象，針對性地制定數字化技術應用策略，靈活選用多種現場采樣手段。例如：在相對寒冷的地區開展現場采樣工作時，要充分考慮溫度因素對樣品的影響，利用數字化技術，分析在溫度因素影響較大的情況下，如何確保不降低現場采樣管理能力，增強同類樣品在不同條件下的質控能力。還要利用數字化技術，提升不同采樣場景中的樣品質量控制能力。多方舉措并行，助力環境監測工作平穩開展。

4.4 提升現場采樣工作人員的數字化意識與技能

現場采樣人員的數字化意識與數字化技能，是影響采樣質量管理技術中數字化應用效率的變量之一?，F場采樣工作人員的數字化應用意識，直接決定著數字化技術在現場采樣過程中的應用廣度。而現場采樣人員的數字化技能，則直接影響著數字化技術在現場采樣過程中的應用深度。因此，要重視加強對采樣人員數字化意識與數字化技能的培養。具體做法有以下幾點：（1）環境監測實驗室要加強數字化技術應用管理制度，以強有力的制度約束提升工作人員數字化意識。（2）針對數字化技術較為薄弱的采樣人員開展定期培訓，或是由隊伍內部經驗豐富的工作人員對其開展技術講解，還可以利用網絡技術，檢索相關教學視頻，組織采樣人員統一觀看、學習。

5 結語

加強數字化技術在現場采樣質量管理中的應用，是高質量環境監測理念落地實施必不可少的環節。環境監測工作融入數字化技術，有利于環境監測實驗室實現真正發展，有利于現場采樣工作的高質量開展，有利于環保社會的建立。對數字化技術在現場采樣工作中的重要性，要做到心中有數，正視環境監測實驗室現場采樣質量管理工作。要在數字化現場采樣質量管理中一定程度地融入信息技術，針對缺乏必要的工作預警機制、數字化技術應用模板較為固定，不能滿足多種任務場景工作需求，現場采樣工作人員數字化意識與技能稍顯欠缺等現狀，可通過信息技術提升采樣流程的智能化，加強采樣過程中數字化質量預警管理，因地制宜地靈活應用現場采樣數字化技術，加強現場采樣工作人員數字化意識與技能培養等策略，推動實驗室現場采樣質量管理技術的數字化應用實現跨緯度發展，為環保事業的有序開展建立長效機制。