“人、機、料、法、環(huán)”在水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室管理中的應(yīng)用研究

朱良琪　陳良驥　尼慶偉　劉梅

摘要：水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室具有監(jiān)測指標多、移動性強、可現(xiàn)場快速檢測等特點，在應(yīng)對突發(fā)水污染事件中發(fā)揮重要的作用。從“人、機、料、法、環(huán)”五方面（4MIE）提出水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室的管理對策，包括提升專業(yè)人員的勝任力和完善隊伍體系、保障儀器設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性、規(guī)范樣品采集和處理過程，全流程式管理試劑耗材、建立標準化監(jiān)測流程，選擇合理的分析方法、做好監(jiān)測環(huán)境的監(jiān)控，污染廢棄物的處置等措施，來保障水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學性、準確性和可追溯性，在應(yīng)對突發(fā)水污染事件時，及時掌握污染物的種類、污染程度、水質(zhì)現(xiàn)狀和變化趨勢，為決策部門提供科學的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：人機料法環(huán)；實驗室管理；水質(zhì)監(jiān)測；移動實驗室

中圖分類號：X83 文獻標志碼：B

前言

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室主要服務(wù)于水質(zhì)的應(yīng)急監(jiān)測和日常巡測，配備便攜式氣相色譜一質(zhì)譜聯(lián)用儀、車載電感耦合等離子體質(zhì)譜等監(jiān)測設(shè)備及車載移動電源、發(fā)電機等輔助性設(shè)備，滿足GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》和GB 5749-2022《生活飲用水衛(wèi)生標準》規(guī)定的百余項水質(zhì)指標的監(jiān)測。水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室具有高移動性、現(xiàn)場快速監(jiān)測的特點，作為保障水質(zhì)安全的應(yīng)急關(guān)鍵設(shè)施，加強對水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室的管理工作具有必要性。研究將結(jié)合移動實驗室自身特點，從“人、機、料、法、環(huán)”五方面（4MIE）提出管理對策，提高移動水質(zhì)移動實驗室的管理水平，進一步提升監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學性、準確性和可追溯性。

1 人：提升專業(yè)人員的勝任力和完善隊伍體系

維持水質(zhì)移動實驗室的正常運行需要配備檢測員、實驗員、安全員和司機。與傳統(tǒng)固定實驗室人員配置上多了司機外，其他人員相同。在人才隊伍管理方面和固定實驗室基本上是一致的，主要要求技術(shù)人員具備相關(guān)的專業(yè)知識、專業(yè)的技術(shù)能力和專業(yè)的素質(zhì)，要建立完善隊伍管理體系。

1.1 提高專業(yè)知識儲備和專業(yè)技術(shù)能力

廣納專業(yè)性人才，打造人才發(fā)展梯隊，確保人才隊伍的穩(wěn)定、持久和可持續(xù)發(fā)展。對于新人職的員工根據(jù)崗位需要進行點對點的專業(yè)知識和專業(yè)技能培訓，要求考核合格后持證上崗。針對不同實驗操作人員的專業(yè)特長，科學的分配儀器，以提升整體技術(shù)水平。開展多層次、多方向的技術(shù)交流和培訓，拓展檢測員對本行業(yè)新知識、新技術(shù)和新應(yīng)用的知識面，系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域最新的技術(shù)理論和基礎(chǔ)知識。所有專業(yè)人員要“五懂、三會”，懂性能、懂原理、懂方法、懂結(jié)構(gòu)和懂用途，會操作、會保養(yǎng)和會排除故障。

1.2 完善隊伍管理體系

實行“以師帶徒”培養(yǎng)機制，增強員工的歸屬感、穩(wěn)定性，有助于師徒雙方產(chǎn)生相互影響、相互促進的作用，形成良好的積極向上的工作氛圍。健全崗位責任制，規(guī)范工作行為和工作程序，明確規(guī)定崗位職責、權(quán)限和要求。建立考核評價機制，獎優(yōu)罰劣，通過末位淘汰、競聘上崗等方式激勵隊伍。

2 機：保障儀器設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室要滿足應(yīng)急監(jiān)測的快速測定、可攜帶、環(huán)境干擾小等方面的要求外，還受到實驗區(qū)域的空間、野外復雜的實驗環(huán)境及無外接電源等限制條件，在儀器配備方面和固定實驗室有很大的區(qū)別。在設(shè)備配置方面，除了檢測儀器外，還包括移動監(jiān)測車相關(guān)輔助設(shè)備，如車載發(fā)電機、蓄電池及監(jiān)控設(shè)備等，保障儀器設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性是檢測數(shù)據(jù)可靠性的必要條件。

2.1 定期維護保養(yǎng)

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室配備有ICP-MS、GC-MS、全光譜多參數(shù)分析儀、毒理分析儀及測油儀等精密儀器，價格昂貴，維修需要專業(yè)工程師且維修費用高，還會影響儀器檢測的精密度和準確度，縮短儀器的使用壽命。除儀器外，移動實驗室配備移動監(jiān)測車、車載發(fā)電機和蓄電池等輔助設(shè)備，這些輔助設(shè)備是保障儀器穩(wěn)定運行的前提條件。因此，在日常的使用過程中需要定期對儀器及相關(guān)設(shè)備進行維護保養(yǎng)，移動水質(zhì)監(jiān)測實驗室部分儀器設(shè)備保養(yǎng)內(nèi)容及周期見表1。

2.2 專人操作

儀器和設(shè)備的操作必須按照“準使用、準負責、準管理”的原則，明確維護管理的責任、任務(wù)和內(nèi)容，實行專人負責制。

2.3 期間核查和檢定校準

水質(zhì)監(jiān)測所需要的儀器及量具必須定期到有資質(zhì)的計量檢定機構(gòu)進行檢定或校準，以保證其量值的溯源性。另外，儀器設(shè)備在兩次檢定或校準期間要開展一次期間核查，期間核查可參考儀器檢定規(guī)程，對儀器的靈敏度、穩(wěn)定性、分辨率等技術(shù)指標的核查。例如ICP-MS的期間核查可參考《四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀校準規(guī)范》（JJF 1159 -2006）制定。期間核查的內(nèi)容包括儀器的響應(yīng)值、精密度、準確度、加標回收率及盲樣考核等，以確認監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學性和準確性。

3 料：規(guī)范樣品采集處理過程且全流程式管理試劑耗材

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室主要應(yīng)用于應(yīng)急監(jiān)測，采樣點不閻定，環(huán)境相對復雜，相比于閻定實驗室的采樣過程要求較高，樣品的保存和前處理也都會影響監(jiān)測結(jié)果。另外，水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室空間狹小，試劑耗材的安全風險較大，試劑耗材的保存更需要進行分類分區(qū)存儲，嚴格控制實驗室試劑耗材量，從采購到處理全流程式管理將安全風險降低到最小。

3.1 樣品采集

3.1.1 監(jiān)測點位的選擇

水質(zhì)監(jiān)測活動的源頭是采樣，樣品的規(guī)范化采集是監(jiān)測質(zhì)量的根本保障。對于應(yīng)急監(jiān)測，采樣地點不固定，科學的采樣布點尤為重要，力求以較少的監(jiān)測斷面和測點獲取代表性的樣品，全面、真實、客觀地反映該區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量及污染物的時空分布狀況與特征。

3.1.2 采樣器的選擇

根據(jù)河流水深、監(jiān)測指標要求選擇適宜的采樣器，水深不足30 cm時，可使用聚乙烯桶或不銹鋼桶采樣；水深超過30 cm時需使用有機玻璃分層采水器采樣。另外需要根據(jù)監(jiān)測指標的要求，選擇合適材質(zhì)的采樣器，避免產(chǎn)生干擾，影響實驗結(jié)果。

3.1.3 樣品瓶的選擇

不同監(jiān)測指標需要采用不同的樣品瓶進行收集，如采集石油類水樣應(yīng)使用干燥的玻璃瓶（G.）；測定有機物及生物項目的樣品瓶應(yīng)選用硬質(zhì)（硼硅）玻璃容器；測定金屬及其它無機類項目的樣品瓶可選用高密度聚乙烯（P.）或硬質(zhì)（硼硅）玻璃容器。測定溶解氧及生化需氧量（BOD）應(yīng)使用專用樣品瓶。以GB 3838-2002中規(guī)定的地表水環(huán)境質(zhì)量標準基本項目24項監(jiān)測指標（除大腸桿菌）為例，具體選擇見表2。

3.1.4 其他要求

樣品采集過程中應(yīng)避免劇烈攪動水體，任何時候都要避免攪動底質(zhì)。如發(fā)現(xiàn)水體受底質(zhì)影響發(fā)生渾濁時，應(yīng)停止采樣，待影響消除后再進行。容器在使用前應(yīng)根據(jù)監(jiān)測項目和分析方法的要求，采用相應(yīng)的洗滌方法，另外每個斷面采樣結(jié)束后，及時用攜帶的純水沖洗采樣器內(nèi)外、水樣大容器2次以上。對于現(xiàn)場監(jiān)測的指標，要用超純水及時沖洗監(jiān)測儀器探頭。

3.2 樣品的保存

對于無法現(xiàn)場監(jiān)測的樣品，根據(jù)監(jiān)測指標的不同選擇加入特定化學保存劑，采樣員應(yīng)嚴格按照標準方法中對試劑保存的要求，選擇合適的試劑純度、濃度、劑量和試劑加入的順序，向水樣中加入保存劑，部分水質(zhì)監(jiān)測指標樣品采集及保存相關(guān)信息見表2。

3.3 樣品的前處理

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室所涉及到的水樣前處理有過濾法、消解法、蒸餾法、萃取法、頂空法和吹掃捕集法等，樣品的前處理方式的選擇要嚴格按照標準方法的要求進行，要保證整個前處理過程無任何污染、無損失和無干擾，同時要求進入監(jiān)測儀器上的樣品需要勻質(zhì)，監(jiān)測指標所對應(yīng)的前處理方法見表3。

3.4 試劑和耗材全流程監(jiān)管

試劑耗材在每個指標監(jiān)測活動中都是必不可少的，并且試劑耗材從采購、驗收、保存每個環(huán)節(jié)對實驗結(jié)果都會產(chǎn)生一定影響，另外，水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室的空間狹小，試劑耗材存儲的安全風險較大，因此試劑耗材的全流程式監(jiān)管很有必要。

3.4.1 采購環(huán)節(jié)

不同的廠商所提供的試劑耗材在產(chǎn)品質(zhì)量、干擾物資、介質(zhì)和純度都存在很大的差距，必須嚴選供貨商和試劑耗材。

3.4.2 到貨驗收

所有試劑耗材的到貨驗收包括兩個層面的驗收，一是對試劑耗材的基本信息進行驗收，核對試劑耗材名、CAS編號、數(shù)量和質(zhì)量要求，核查外包裝、標簽、規(guī)格、運輸條件（如冷鏈運輸、時效保證等）和存儲條件（如低溫、避光等）等。二是對試劑耗材的實驗驗收，可通過盲樣考核、空白測定、加標回收等方式進行，例如ICP-MS所使用的硝酸、氬氣、超純水都需要定期進行驗收，硝酸和超純水的驗收可采取空白實驗來判斷，氬氣的驗收采用儀器調(diào)諧的方式進行，測定特定元素的響應(yīng)值、雙電荷及氧化物的參數(shù)來判斷氬氣的驗收合格性。

3.4.3 試劑耗材的保存

對于一般化學試劑，可根據(jù)易燃類、劇毒類、強腐蝕性類、低溫貯存等特殊化學性質(zhì)進行分類存放，固體和液體、酸和堿及能發(fā)生化學反應(yīng)的分開放置，同時根據(jù)每次實驗的任務(wù)量，盡可能少的攜帶化學試劑。在貯存期內(nèi)，所有的試劑耗材都要定期檢查、核對數(shù)量，減少積壓存儲。

4 法：建立標準化監(jiān)測流程并選擇合理的分析方法

4.1 建立標準化監(jiān)測流程

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室運行是一個系統(tǒng)化流程，需要建立完善的標準化操作規(guī)程作為指導性文件，從監(jiān)測車、供電系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、供排水系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、儀器及輔助設(shè)備的功能性檢查，到儀器及輔助設(shè)備的使用，最后到監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和報出每個環(huán)節(jié)都需要建立標準化的操作規(guī)程。另外針對ICP-MS、GC-MS這類大型儀器需要編制作業(yè)指導書，可參考標準檢驗方法，細化到樣品前處理方式、儀器特定參數(shù)的設(shè)置、校準曲線的配制等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，以保證監(jiān)測結(jié)果的合規(guī)性和準確性。

4.2 選擇合理的分析方法

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室在分析方法的選擇上應(yīng)優(yōu)先選擇國家標準、行業(yè)標準、地方標準及行業(yè)主管部門以文件、技術(shù)規(guī)范等形式發(fā)布的檢測方法。由于移動實驗室的特性決定部分監(jiān)測指標采用非標方法及偏離標準，對于采用非標方法及偏離標準，必須進行方法確認實驗，包括方法的檢出限、精密度、準確度、加標回收率、干擾實驗、與標準檢驗方法比對及使用標準物質(zhì)進行校準實驗來確認方法的可行性、科學性和準確性。

5 環(huán)：做好監(jiān)測環(huán)境的監(jiān)控以及污染廢棄物的處置

5.1 監(jiān)測環(huán)境的監(jiān)控

5.1.1 溫濕度

實驗室中的儀器設(shè)備對環(huán)境的溫濕度都很敏感，溫度過高或過低，濕度過大都會影響儀器的性能和使用壽命，也直接影響檢測結(jié)果。實驗室要嚴格控制溫濕度的大小，一般要求溫度控制在20℃-25℃，濕度控制在70%以下。

5.1.2 儀器設(shè)備的平衡度

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室主要的工作場所在河道邊，車輛停放的平整度會直接影響儀器到的平衡，要選擇合適的車輛停放位置，同時調(diào)整儀器的平衡，傾斜角度小于2度。

5.1.3 噪音污染

由于車輛的集成，相較于固定實驗室其空間很狹窄，噪音的污染也是不可避免的，因此檢測員在操作ICP-MS時必須佩戴隔音耳機，以降低對聽力的損傷。

5.2 污染廢棄物的處置

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室廢棄化學試劑主要分為固態(tài)廢物和液態(tài)廢物，固態(tài)廢物包括廢棄藥品、含有藥品的包裝（玻璃、紙質(zhì)、塑料）、廢棄的容器等。液態(tài)廢物包括有機類廢液和無機類廢液。所有實驗產(chǎn)生的廢棄物都必須分類存儲，同時做好登記，包括危險廢液的名稱、數(shù)量、來源、存放日期等關(guān)鍵信息，根據(jù)環(huán)保部門的相關(guān)法律法規(guī)要求辦理廢棄物轉(zhuǎn)移和處理。

6 結(jié)束語

水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室在應(yīng)急保障及沿線日常水質(zhì)巡檢中發(fā)揮著重要的作用，通過分析“人機料法環(huán)”在水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室中的應(yīng)用，來提升實驗室的整體管理水平，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學性、準確性和可追溯性，為水質(zhì)移動監(jiān)測實驗室的管理者提供一定的指導，也能為移動監(jiān)測實驗室的科學管理提供依據(jù)。