環境檢測技術的應用及質量控制措施微探

張祥霖，蒯圣龍

(安徽水利水電職業技術學院 資源與環境工程學院，安徽 合肥 231603)

引言

隨著我國工業化和城市化進程的加快，環境污染問題日益突出，因而環境檢測技術的重要性不斷提升。環境檢測不僅可以及時發現和預防環境問題，還可以為我國環境治理和資源管理提供依據。然而，環境檢測的準確性和可靠性在很大程度上取決于質量控制的嚴謹性，因此，深入理解各種環境檢測技術的應用及其質量控制措施，對于提高環境管理的效率和效果具有非常重要的意義。

1 環境檢測技術的作用用及質量控制的必要性與重要性

1.1 環境檢測技術的作用

1.1.1 環境質量評估

環境檢測技術能夠對空氣、水、土壤等環境元素中的污染物進行精確檢測，從而評估環境的質量狀況。為制定環保政策和措施提供了準確的數據支持。

1.1.2 環境預警系統

環境檢測技術可及時發現環境質量的異常變化，對可能出現的環境風險和災害進行預警，從而降低因環境問題導致的損失。

1.1.3 環保政策制定和實施

環境檢測技術提供的詳實數據和信息，是制定和實施環保政策的重要依據，可以幫助政府和企業進行決策，有效地解決環境問題。

1.2 環境檢測技術質量控制的價值

1.2.1 保證檢測結果的準確性

質量控制是確保環境檢測結果準確性的重要手段。嚴格的質量控制可以保證所得的檢測數據準確、可靠，使環保政策和措施建立在準確的數據基礎之上。

1.2.2 提高檢測效率

優秀的環境檢測質量控制可以提升環境檢測的效率，避免因檢測誤差導致的重復工作，節約資源，提升環保工作的效率。

1.2.3 建立公眾信任

完善的環境檢測技術質量控制可以提高環保工作的公眾接受度，增強公眾對環保工作的信任。公眾的理解和支持是環保工作能夠持續、有效進行的重要保障。

2 環境檢測技術的種類及應用

環境檢測技術是對生態環境中的物質或因素進行檢測的一種技術，主要包括氣體檢測技術、水質檢測技術、土壤檢測技術、噪音和震動檢測技術以及輻射檢測技術。

2.1 氣體檢測技術

氣體檢測技術主要是針對大氣中的各種污染物進行檢測。這些污染物包括有害氣體（如二氧化硫、氮氧化物、氨氣等）、揮發性有機物以及顆粒物等。通過應用氣譜分析、電化學傳感器、紅外吸收法等現代檢測技術，可幫助檢測人員準確地測定氣體污染物的類型和濃度。

氣體檢測技術廣泛應用于工業污染源排放監控、城市空氣質量監測和室內空氣質量評價等領域。例如，在工業生產中，通過氣譜分析和電化學傳感器檢測設備，可以實時監測生產過程中的有害氣體排放，幫助企業進行生產管理和設備維護。在城市空氣質量監測中，通過布設一系列氣體檢測站點，對空氣中的二氧化硫、氮氧化物等有害氣體進行長期監測，為環境保護部門提供準確的數據支持，以便相關部門制定相應的空氣質量改善措施。

2.2 水質檢測技術

水質檢測技術主要是對水環境中的物質和微生物進行檢測。如化學需氧量、生物需氧量、重金屬離子、營養鹽等。常用的檢測方法包括比色法、電導法、離子色譜法等。

近年來，生物傳感器和核磁共振技術也在水質檢測中得到了廣泛的應用。例如，在飲用水安全監測中，通過比色法、電導法等檢測方法，可以準確地測定水中的重金屬離子、營養鹽等污染物的濃度，以確保飲用水的安全。在污水處理廠的進出水監測中，通過測定化學需氧量、生物需氧量等指標，可以了解污水處理效果，為后續的污水處理提供決策依據。

2.3 土壤檢測技術

土壤檢測技術主要用于測定土壤中的有機物質、無機物質和重金屬等污染物。常用的檢測方法有原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）、氣相色譜-質譜法（GC-MS）等。通過這些方法，檢測人員可了解土壤的污染程度和污染來源。如，在農田土壤肥力評價中，通過原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）等檢測方法，可以了解土壤中的有機物質、無機物質和重金屬等污染物的含量，以便制定合理的施肥方案，提高農田生產效率。在環境污染事故調查中，通過氣相色譜-質譜法（GC-MS）等高精度檢測方法，可以準確地確定污染物的種類和來源，由此為當地環保部門的污染治理提供依據。

2.4 噪音和震動檢測技術

噪音和震動檢測技術主要用于評估環境噪聲和振動的水平。常用的檢測設備包括聲級計、頻譜分析器等。這些設備可以測定噪聲的強度、頻率和持續時間，從而評估其對人類健康和環境的影響。例如，在城市噪聲環境監測中，通過聲級計和頻譜分析器，可針對城市各區的噪聲污染水平進行全面評估，為制定噪聲控制策略和城市規劃提供依據。在工業設備運行監控中，通過對設備運行時的噪聲和震動進行持續監測，可以預警設備潛在的故障，從而實現早期維修，提高設備運行效率和安全性。

2.5 輻射檢測技術

輻射檢測技術主要用于測定環境中的電離輻射水平。包括α粒子、β粒子、γ射線以及中子等。常用的輻射檢測設備有蓋革-穆勒計數器（GM計數器）、閃爍探測器和半導體探測器等。這些設備可以準確地測定環境中的輻射源類型和強度[1]。

例如，在環境背景輻射監測中，通過設立一系列的輻射監測站點，可以全面了解環境背景輻射的狀況，評估環境輻射對人類健康的影響。在醫療放射源管理和食品輻照檢測中，輻射檢測技術同樣發揮著重要作用，確保醫療放射的安全使用和食品輻照的合規操作。

3 環境檢測的質量控制措施

3.1 檢測設備的校準和維護

檢測設備的校準與維護是確保獲取精確可靠檢測結果的關鍵環節。首先，設備校準是通過對照已知的標準或參照物，來確定和校正儀器的測量值。設備校準要盡可能地在設備的工作環境中進行，以確保校準結果的準確性。例如，氣體檢測設備校準時，通常會使用標準氣體作為參考；水質檢測設備則可能用一系列已知濃度的溶液進行校準，以此來評估設備的準確度和精確度。

其次，設備的維護需進行設備的日常保養和定期維修。日常保養如清潔、潤滑和調試設備，可以保持設備良好的工作狀態，預防因污染、磨損或老化造成的設備性能下降。設備定期維修如更換易損配件，修復故障，其屬于保證設備長期穩定工作的重要手段。

3.2 檢測方法的選擇和優化

選擇合適的檢測方法對于獲得準確、可靠的數據至關重要。檢測方法的選擇需要根據待檢測對象的性質（例如物理狀態、化學性質等）、污染物的種類和濃度、實驗設備的條件以及檢測結果的需求等因素來決定。例如，在水質檢測中，若目標為檢測重金屬離子，對此可選擇應用原子吸收光譜法或電感耦合等離子體質譜法；若目標為檢測營養鹽，可選擇應用比色法或離子色譜法。同樣，檢測方法也需要根據實際情況進行優化，如改變檢測條件（例如pH、溫度、檢測時間等）、采用更先進的檢測設備或技術、改進樣品處理方法（例如提取、富集、分離等步驟）等，以提高檢測的靈敏度和精度，減少誤差。

3.3 樣品的采集、儲存和處理

3.3.1 樣品采集

樣品采集需要按照一定的規范和程序進行，以保證樣品能夠如實反映被測環境的狀態。首先，采集地點的選擇要具有代表性，要避免污染源和可能的干擾因素。其次，采集的方式和工具也需根據樣品的種類和目的進行選擇，如氣體樣品采集時，需要采用無菌采樣瓶或專用的氣體采樣器；對于水質和土壤樣品，需要避免采樣器具的材質對樣品的影響。另外，采集樣品時還需要記錄關鍵的環境參數和樣品信息，如時間、地點、氣象條件等[2]。

3.3.2 樣品儲存

樣品的儲存是保證樣品質量和穩定性的關鍵環節。不同的樣品類型需要不同的儲存條件，如氣體樣品通常需要在密封的采樣瓶中，避免光照并置于冷藏環境中儲存；水質和土壤樣品需要冷藏并避免光照。同時，儲存期間需要避免樣品發生化學或生物性的變化，比如細菌生長、揮發、氧化等，對于某些容易變質的樣品，可能需要在采集后立即進行預處理或檢測。

3.3.3 樣品處理——預處理

濾泡：針對含有大量懸浮物的水樣，通過濾泡可以去除這些物質，提取出需要分析的溶液部分。此外，對于氣體樣品，濾泡還可以去除氣體中的顆粒物。

離心：離心是一種通過利用離心力將樣品中的固體和液體部分分離的方法。這通常應用于渾濁的液體樣品，如水質和土壤中提取出的溶液。

提取：提取是用一種溶劑將樣品中某一組成部分從其余部分中分離出來的方法。這通常應用于土壤和固體樣品，以及需要從復雜矩陣中分離目標分析物的液體樣品。

濃縮：濃縮是通過蒸發或其它方法將樣品中的溶劑去除，使目標分析物質的濃度提高的過程。一般來說，可將其應用于溶劑中的目標分析物質濃度較低的樣品。樣品處理預處理流程見圖1。

圖1 樣品處理預處理流程圖

3.3.4 樣品的分析處理

消解：消解是將樣品中的固體組成部分轉化為溶液，以便進行液相分析。這通常用于土壤、廢物和其它固體樣品。

分離：分離是將樣品中的不同組分分離出來，這樣就可以單獨對每個組分進行分析。常用的分離技術包括色譜法（如氣相色譜和液相色譜）和電泳法等。

富集：富集是通過物理或化學方法提高樣品中目標分析物的濃度，提高其在分析過程中的檢出率。常用的富集方法包括固相萃取和液相萃取等。在樣品處理過程中，為了保證樣品的完整性和檢測結果的準確性，應當盡可能地減少樣品的損失和污染，并準確記錄處理過程的每個步驟和參數。

3.4 質量控制樣和質量保證計劃

在環境監測過程中，質量控制樣（Quality Control Samples，QCS）和質量保證計劃（Quality Assurance Plan，QAP）是關鍵的質量管理工具。

3.4.1 質量控制樣

質量控制樣是指已知或被控制的含量、濃度或活性的樣品，用于評估分析方法的精度和精密度。這些樣品可以是含有已知濃度污染物的實驗室制備樣品，也可以是已經過校正的標準樣品。通過定期地分析質量控制樣，可以檢查并校準實驗室的分析系統，以保持分析的穩定性和可靠性。在環境檢測中，質量控制樣主要包括4種類型：

空白樣：不含任何添加物的樣品，用于檢查分析過程中的污染和干擾。

標準樣：含有已知濃度的污染物的樣品，用于校準分析儀器。

復核樣：實驗室已分析過的樣品，用于評估分析結果的復現性。

主人走了幾十步，轉身，向大狗趴著的方向望去，臉上突然放出光來，對往前趕的族人大喊，不走了，不走了，這里好風好水，留下吧。

分層樣：含有不同濃度污染物的樣品，用于評估分析方法的靈敏度和線性。

3.4.2 質量保證計劃

質量保證計劃是環境監測中的管理工具，主要用于確保檢測過程的準確性和可靠性。該計劃應包括以下部分：

目標定義：明確質量保證計劃的目標，例如，實驗室的分析精度和精密度的目標、污染物的檢出限等。

方法選擇：選擇適當的檢測方法，并詳細描述分析過程。

設備維護：明確設備的定期校準和維護的計劃。

質量控制樣分析：制定質量控制樣的分析計劃，并規定如何處理質控樣分析結果不合格的情況。

3.5 數據的處理和解讀

3.5.1 數據處理

數據校驗：此步驟主要是確認數據的準確性。首先，要檢查原始數據是否存在錯誤或遺漏；其次，要對數據進行質量控制，例如使用質控樣數據進行對比，確保數據的可靠性。

統計分析：對收集到的數據進行統計分析，以便更好地理解數據的分布、中心趨勢（如均值、中位數等）和離散程度（如標準差、四分位數等）。在有足夠多的數據的情況下，還可以進行回歸分析、主成分分析等高級統計分析，找出數據之間的關系和模式。

數據歸一化：為了消除不同指標之間的單位和量級差異，便于對比和分析，常常需要對數據進行歸一化處理。常用的歸一化方法包括最大-最小歸一化、標準差歸一化等[3]。

3.5.2 數據解讀

數據解讀是將處理后的數據轉化為有意義的信息，為環境保護和管理提供依據。數據解讀需要結合具體的環境背景和監測目標。例如，對于水質監測數據，需要參考相關的水質標準或指南，如我國的《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）等，對監測結果進行評價；對于大氣監測數據，需要參考《大氣環境質量標準》（GB 3095-2012）等進行評價。此外，數據解讀還需要注意數據的時間和空間變化，通過比較不同時間、不同地點的數據，可以找出污染的趨勢和熱點區域，為環境保護和管理的決策提供依據。

3.6 人員培訓和能力的提升

3.6.1 人員培訓

環境檢測的人員培訓應包括理論和實踐兩部分。理論培訓主要包括分析化學、統計學等基礎知識的教授，以及檢測方法、設備操作、數據處理等專業知識的講解。實踐培訓則應通過實驗和現場操作等方式，讓人員熟練掌握樣品采集、設備操作、數據處理等實際技能。此外，加強應急響應和安全操作等方面的培訓，提高人員的應對能力和安全意識。

3.6.2 人員能力的提升

在定期培訓的基礎上，環境檢測人員還應不斷提升自身的能力。可以通過參加專業會議、閱讀專業文獻、進行項目科研等方式，了解最新的研究動向和技術動態，提高自身的專業水平。此外，還應通過體系認證、職稱評定等方式，對人員的能力進行評價和認證，激勵其進行持續學習和提升。

4 結語

總的來說，環境檢測技術的應用和質量控制是環境管理中的關鍵環節。只有掌握了準確、可靠的檢測數據，才能對環境問題有清晰、全面的認識，進而制定出有效的治理策略。同時，各地環境保護管理部門也需要對環境檢測的質量控制提出更高的要求，以確保檢測數據的質量。期待未來有更多先進的檢測技術和質量控制方法應用到環境管理中，為群眾的生活環境帶來更好的保障。