水質環境監測及分析過程中的質量控制解析

＊陳曉偉

（山東民佑檢測科技有限公司 山東 250100）

1.水質環境監測概念與質量控制的重要性

水質環境監測是指對水體的物理、化學、生物、放射性等特性進行系統的觀測、采樣、分析和評價，以了解水體的質量狀況和變化趨勢，為水資源保護和合理利用提供科學依據的活動。水質環境監測的質量控制是指在監測過程中采取一系列的技術措施和管理手段，以確保監測數據的真實性、準確性、可靠性和可比性，滿足監測目標和要求的活動。水質環境監測的質量控制是提高監測水平和效率，保證監測結果的科學性和有效性，提高監測數據的信譽度和權威性，為決策者提供可信賴的信息支持的重要保障[1]。水質環境監測的質量控制涉及到監測過程中的各個環節，包括采樣、運輸、保存、分析、記錄、計算、評價等。在每個環節中都可能存在誤差或偏差，影響監測數據的真實反映水體的質量狀況。因此，必須在每個環節中實施嚴格的質量控制措施，如規范操作程序，建立內部質量控制體系，采用外部質量評價方法，進行定期校準和檢驗及數據核查和驗證等。只有這樣，才能保證水質環境監測數據的客觀性和一致性，為水資源保護和管理提供科學依據[2]。

2.監測分析的質量控制措施

(1)采樣控制

①采樣前控制

采樣前控制是水質環境監測中的重要環節，它涉及到采樣點的選擇、采樣時間的安排、采樣器具的準備、采樣人員的培訓等方面，直接影響到采樣的代表性和準確性。采樣前控制應當做到以下幾點：

A.采樣點的選擇：采樣點應根據監測目的、水體類型、水流方向、水質特征等因素綜合考慮，盡量避免受到人為干擾或污染源的影響。例如，對于河流水質監測，應選擇河流的上游、中游和下游各一點，以反映河流水質的變化趨勢。對于湖泊水質監測，應選擇湖泊的中心區、近岸區和出入口各一點，以反映湖泊水質的空間分布。對于地下水質監測，應選擇地下水位較穩定、無明顯污染源和干擾因素的井點。

B.采樣器具的準備：采樣器具應根據監測項目、水體深度、采樣量等因素選擇合適的類型和規格，并進行清洗、消毒、干燥等處理，以防止采樣器具對水樣造成污染或改變。例如，對于微生物監測項目，應使用無菌或經高溫消毒的玻璃瓶或塑料瓶作為采樣容器，并用無菌鋁箔紙或塑料膜密封。對于有機物監測項目，應使用經有機溶劑清洗或烘干處理的玻璃瓶或聚乙烯瓶作為采樣容器，并用無機物清洗過的橡膠塞或聚乙烯塞密封。對于深層水體監測項目，應使用專用的水深計、取水器、溫度計等儀器設備，進行校準和檢驗。

②采樣中控制

采樣中控制是指在采樣過程中采取一系列的技術措施和管理手段，以保證采樣的正確性和有效性，防止水樣在采集、分裝等環節中發生污染或變質。采樣中控制應當做到以下幾點：

A.采樣方法的選擇：采樣方法應根據監測項目、水體深度、水流狀態等因素選擇合適的方式，以保證水樣能夠代表水體的真實情況。例如，對于表層水體監測項目，應使用水平或垂直方向的均質化采樣法，即在一定范圍內多點取水并混合為一份水樣。對于深層水體監測項目，應使用取水器或水下泵等專用設備，按照不同深度分層取水，并分別裝入不同的采樣容器[3]。對于流動水體監測項目，應使用流速計或流量計等儀器設備，按照不同流速或流量分段取水，并分別裝入不同的采樣容器。

B.采樣量的確定：采樣量應根據監測項目、分析方法、保存期限等因素確定合理的大小，以保證水樣能夠滿足分析要求，并避免造成浪費或不足。例如，對于微生物監測項目，應根據微生物的種類和數量，選擇適當容量和數量的采樣容器，并盡量減少空氣接觸面積。對于有機物監測項目，應根據有機物的種類和含量，選擇適當的容量和數量的采樣容器，并盡量避免光照和氧化作用。對于無機物監測項目，應根據無機物的種類和含量，選擇適當的容量和數量的采樣容器，并盡量避免吸附和沉淀作用。

③采樣后控制

采樣后控制是指在采樣完成后，對水樣進行適當的處理、保存、運輸和管理，以保證水樣在分析前不發生污染或變質，保持水樣的原始特性和穩定性。采樣后控制應當做到以下幾點：

A.水樣的處理：水樣的處理是指對水樣進行必要的分裝、過濾、酸化、加防腐劑等操作，以便于分析或保存。水樣的處理應根據監測項目、分析方法、保存期限等因素選擇合適的方式，以保證水樣能夠滿足分析要求，并避免造成誤差或偏差。例如，對于微生物監測項目，應盡快將水樣分裝到無菌或經高溫消毒的采樣容器中，并用無菌鋁箔紙或塑料膜密封。對于有機物監測項目，應將水樣過濾去除懸浮物，并加入適量的酸或堿調節pH值，使有機物不易揮發或降解。對于無機物監測項目，應將水樣酸化至pH值低于2，并加入適量的防腐劑，使無機物不易吸附或沉淀[4]。

B.水樣的運輸：水樣的運輸是指將保存好的水樣從采樣點運送到實驗室或現場分析站的過程，以保證水樣在運輸過程中不發生污染或變質。水樣的運輸應遵循以下原則：盡快進行運輸，避免長時間存放；按照不同監測項目和保存方式，選擇合適的溫度和密封條件；按照不同監測項目和分析方法，選擇合適的防震和防漏措施；按照不同監測項目和質量要求，選擇合適的運輸工具和人員。

(2)分析控制

①分析前控制

分析前控制是指在水樣送達實驗室后，對水樣進行必要的處理和保存，以保證水樣的穩定性和完整性，避免水樣在分析前發生變化或損失。分析前控制應注意以下幾點：

A.水樣的接收和登記：實驗室應建立水樣接收和登記制度，對每批送達的水樣進行檢查和記錄，包括水樣編號、采樣地點、采樣時間、采樣人員、監測項目、采樣容器、保存條件等信息。實驗室應及時與采樣人員溝通，確認水樣的質量和數量是否符合要求，如有異常或疑問，應及時反饋和處理。

B.水樣的處理和保存：實驗室應根據不同的監測項目，對水樣進行適當的處理和保存，以保持水樣的原始狀態，防止水樣中的物質發生變化或降解。例如，對于微生物監測項目，應將水樣放入冰箱或冷藏室，在4℃以下低溫保存，并在24h內進行分析。對于有機物監測項目，應將水樣加入適量的防腐劑（如硫酸或苯酚），并在遮光條件下保存，并在7天內進行分析。對于無機物監測項目，應將水樣過濾或離心，去除懸浮物，在常溫下保存，并在14天內進行分析。

表1 不同監測項目的水樣處理和保存方法

②分析中控制

分析中控制是指在水樣進行化學、物理、生物等分析時，對分析方法、儀器設備、試劑標準、操作人員等進行必要的控制和檢驗，以保證分析結果的準確性和可靠性，消除或減小分析誤差或偏差。分析中控制應注意以下幾點：

A.分析方法的選擇和驗證：分析方法應根據監測項目、水樣特性、儀器條件等因素選擇合適的類型和參數，并進行驗證和優化，以提高分析方法的靈敏度、選擇性、穩定性和重現性。例如，對于水中重金屬的監測項目，應選擇能夠準確測定微量重金屬的原子吸收光譜法或電感耦合等離子體質譜法，并進行方法驗證，包括檢測限、線性范圍、回收率、精密度等指標的測定。

B.儀器設備的校準和維護：儀器設備應根據分析方法的要求，進行正確的安裝、調試、校準和維護，以保證儀器設備的正常運行和穩定性。例如，對于使用離子色譜法進行水中陰陽離子的監測項目，應定期使用標準溶液對色譜柱、電導池、積分器等進行校準，并按照操作規程進行清洗、更換、保養等維護工作[5]。

C.試劑標準的配置和保存：試劑標準應根據分析方法的要求，使用純度高、質量可靠的原料，按照規定的配比和步驟進行配置和保存，以保證試劑標準的有效性和一致性。例如，對于使用比色法進行水中氨氮的監測項目，應使用無水硫酸銨作為硫酸鹽緩沖液的原料，并在玻璃容器中保存，在每次使用前搖勻。

表2 不同監測項目的分析方法及其驗證指標

③分析后控制

分析后控制是指在分析完成后，對分析數據進行適當的處理、核查、驗證和評價，以保證分析數據的真實性、準確性、可靠性和可比性，滿足監測目標和要求的活動。分析后控制應當做到以下幾點：

A.數據的處理：數據的處理是指對分析結果進行必要的計算、轉換、歸一化、平滑、擬合等操作，以便于分析或評價。數據的處理應根據監測項目、分析方法、質量標準等因素選擇合適的方式，以保證數據能夠反映水體的真實狀況，并避免造成誤差或偏差。例如，對于pH值監測項目，應將分析結果轉換為對數值，并根據溫度進行修正。對于COD監測項目，應將分析結果乘以稀釋倍數，并根據空白對照進行校正。對于重金屬監測項目，應將分析結果歸一化為相同的單位，并根據回收率進行修正。

B.數據的核查：數據的核查是指對分析結果進行必要的檢查、比較、排除等操作，以消除異常值、錯誤值、無效值等影響數據質量的因素。數據的核查應根據監測項目、分析方法、質量標準等因素選擇合適的方式，以保證數據能夠符合邏輯和規律，并避免造成誤差或偏差。例如，對于pH值監測項目，應檢查分析結果是否在0～14的范圍內，并排除明顯不合理的值。對于COD監測項目，應比較平行樣品和重復樣品的分析結果，并排除超過允許誤差范圍的值。對于重金屬監測項目，應比較不同方法和不同儀器的分析結果，并排除與參考值相差過大的值。

C.數據的驗證：數據的驗證是指對分析結果進行必要的確認、證實、評估等操作，以確定數據的可信度、有效度、準確度等質量屬性。數據的驗證應根據監測項目、分析方法、質量標準等因素選擇合適的方式，以保證數據能夠達到預期的目標和要求，并避免造成誤差或偏差。例如，對于pH值監測項目，應使用標準緩沖液進行儀器校準，并使用已知pH值的水樣進行儀器檢驗。對于COD監測項目，應使用標準物質進行方法驗證，并使用已知COD值的水樣進行方法檢驗。對于重金屬監測項目，應使用互認法或參考值法進行數據驗證，并使用已知重金屬含量的水樣進行數據檢驗。

3.總結

綜上所述，本文建議，從事水質環境監測工作的技術人員應遵循相關的規范和標準，規范操作程序，建立內部質量控制體系，參與外部質量評價活動，進行定期校準和檢驗，進行數據核查和驗證，不斷提高水質環境監測的質量水平。本文旨在為水質環境監測工作的技術人員提供參考和指導。