影响环境监测质量的几大因素及相应对策
摘要:本文从采样质量、测试系统和仪器、测试环境、分析方法和人员素质五个方面分析了目前影响环境监测质量的几大因素，并从减少分析误差、采样、质量控制(QA)的方法、趋势综合分析、质量控制(QA)标准评述等方面提出提高监测质量、数据质量的对策和建议。
关键词:环境管理；环境监测；质量保证；对策
1 前言
环境监测是环境保护技术的重要组成部分，它既为了解环境质量状况、评价环境质量提供信息也为制定环境管理措施，建立各项环境保护法令法规、条例和为执行它们而提供客观的科学依据同时环境监测是环境管理的重要基础，环境监测数据的代表性、完整性、可比性、精密性和准确性[1]是衡量监测分析的重要尺度，是质量保证好坏的直接体现。监测数据良好与否势必直接影响环境保护决策的正确与否，为此必须加强环境监测质量保证工作。
2 影响环境监测质量的主要因素
在日常的监测分析过程中，影响质量保证的因素很多，这里仅介绍几个主要因素。
(1) 采样质量的影响
采样容器的材质、采样的深度或厚度、样品的储存方法、气象条件和采样的时间等因素都会影响到采样的质量。如测同一水体溶解氧的含量采集水样的深度不同溶解氧的含量也不同，同一水体同一断面溶解氧的含量随深度的增加而减少；再如采集水样分析其石油类的含量，水样只能用玻璃容器采集而不能用塑料容器，因塑料会吸附石油类使分析结果偏低[3]。
有些样品，尤其是水样采集后放置过久，会发生物理、化学和生物化学等反应，从而改变水样成分。因此，采样后应尽可能选择就近的监测站或实验室进行监测分析，尽量缩短样品采集到分析测定的时间。在无法实现立即进行分析测定的情况下，必须采取适当的措施对水样予以保存，最常见的保存方法是加保存剂。此项工作虽然操作简单、动作机械，但是在滴定量的控制上，有着非常严格的要求，有时候多一滴和少一滴都会影响样品的性状，这全凭耐心、细致的观察和丰富的经验。显然，这对于以年轻人为主力、相对缺乏经验的采样队伍来说，有一定的难度，一旦试剂滴加出现失误，样品就报废了。
(2) 测试系统和仪器的影响[4]
在样品分析过程中，测试系统会直接给分析结果带来误差，这主要是仪器设备的灵敏度及精确度的影响。如用分析天平称量药品的质量时，因分析天平自身有一定的精度，所以存在一定的系统误差。
有些数据对精确度的要求非常高，这就需要分析人员充分了解、熟悉仪器的使用，做好调试工作，在操作过程中严格按照程序、要求进行，并定期进行仪器校准和计量认证。这样才能真正体现和发挥先进仪器设备的优势，否则，再好的仪器也形同虚设。
(3) 测试环境的影响
样品在测试过程中都要求一定的温度、压强湿度、风速等，如果测试环境不符合测试要求并不采取任何补偿措施，那么会使监测数据失去可靠性。
监测布点是监测工作的第一步，也是至关重要的一步。但是在实际操作过程中，常常会因为受排污口所在地理位置、周边环境以及天气状况等因素的影响，无法实现理论上的完美布点，只能因地制宜地选取其他点位来代替有时候这种点位可能与要求的相差甚远。在这种监测点位布设不规范、具有一定程度随意性的情况下，所采集的样品、测得的数据显然都不太能反映真实情况[2]。
(4) 分析方法的影响
环境污染物的测定方法并不是一成不变的，而是需要在实践中不断完善的，另外根据环境污染物浓度的高低也有不同的分析方法。如果分析方法不完善或选取不当，都会直接影响监测结果的质量。
(5) 人员素质的影响[2]
环境监测分析、质控及采样等人员操作技能的高低、责任心的强弱、工作态度的好坏将会主观地导致监测结果的准确性。
在监测站疲于奔命地开展各项例行监测、专项调查、提高创收的情况下，提高监测水平，改进和创新监测方法，开发监测新能力的人力和精力显然受到了制约。目前监测站在开拓、钻研新能力、新项目上做得还不到位，缺乏主动、超前的科研意识，常常只是利用客户委托项目的机会进行试点性的监测和摸索，明显缺乏娴熟的技术和过硬的能力，这样就无法保证此类新项目监测数据的准确性。
鉴于以上因素对监测数据可靠性的影响，做好环境监测质量保证工作尤为重要，这就需要行之有效的质量保证体系。
3 对策
(1) 减少分析误差
分析质量保证是质量保证中发展较早的一部分，目前在分析质量保证的理论方面已形成了一套较为完整的体系。
分析过程的误差，按产生的原因和性质可分为系统误差、偶然误差和过失误差。前者贯穿分析测试的全过程，后二者，只要有良好的质量保证基础工作，这种误差是应当而且能够避免的。为了定量地反映各种误差，规定了准确度和精密度的含义及其度量指标。
近年来，一些学者通过研究发现，用规定分析方法测试基质相同或相似的样品时，标准偏差随待测组份浓度的升高而增大。目前分析质量保证中普遍接受的模式是，建立标准偏差随浓度变化的线性关系：Sc=S0+k*C(其中S0是零浓度时的标准偏差偏差， Sc是浓度为C时的标准偏差，k为常数，C为浓度R)。
(2) 采样方面
环境样品，由于其涉及的范围广、内容多，是分析化学中的采样无法比拟的。环境样品的采集、保存已被列为环境化学分析中亟待解决的问题了。现场采样的质量保证(QA)问题已受到环境分析工作者的广泛重视。
采样质量保证理论涉及最小取样量、最小取样数和可允许的最长保存时间等方面的研究。
最小取样量的估算方法很多，常用的是Ingamells取样常数法。根据样本间标准偏差 随样本取样量增大而减少这一特性，lngamells证明 WR2=K5这一等式在许多场合是成立的，式W表示分析样本的质量(g)；R是样本间的相对标准偏差(%)；K5是lngamells取样常数，它对应于置信度为68%,采样不确定度不超过1%时的取样量。
对非均匀的总体而言，为使分析数据有代表性，必须分析足够多的样品，囚此要决定最小取样数。根据Benedetti-Pichler理论，若把总体样品看作二元混合物，每一组份包含不同白分比的分析物，为了保证在某一置信度下，相对取样标准偏差为R所需取样的个数为：
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其中， d1,d2分别是分析物含量不同的两种颗粒的密度； d-是样本的平均密度；P1,P2 是两种颗粒中分析物所占的百分比，P和1-P是两种颗粒在样本中所占的分数。对于样本可允许的最长保存时间可以用作图的方法加以估计。
诚然，采样QA相关概念体系不是很完整，这阻碍了对采样QA的描述。研究表明，采样过程和分析测试过程在QA方面有相似之处，可以把分析测试QA的概念运用于采样过程。如用误差以及精密度、准确度的概念来定量描述采样过程。
(3) 质量控制(QA)的方法
分析质量控制包括实验室内质量控制和实验室间质量控制。
前者又称内部质量控制。它表现为分析工作者对分析质量进行自我控制及内部质量控制人员对其实施质量控制技术管理的过程。现通常使用的质量控制方法有平行样分析、加标回收率分析、标准物质(或质控样)对比分析、质量控制图等。
后者又称外部质量控制，它指由外部有工作经验和技术水平的第三方或技术组织，对实验室及其分析工作者进行定期或不定期的分析质量考查的过程。现常用的方法是利用密码标准样品对实验室进行考核，以确定实验室间数据的可比性。
实验表明，采样误差往往是最大而且是最重要的误差。校验采样各环节所发生的问题，可在现场采样时加采质量控制样品，以判断误差的来源。即在同一采样点上采样时，同时采集双份平行样，加密方式进行分析。此法简易，已被广泛采用。
要保证环境分析的质量，搞好全面质量控制越来越引起人们的重视，也是今后的发展趋势。现场 —实验室控制方法是全面质量控制方法的一种，这种方法是通过在每一个采样点采集平行双样和空白样来控制采样过程，通过实验室内对空白样和样品的平行分析来控制分析测试过程的误差。用所得结果与允许误差比较后，推断采样和分析过程的误差来源。
(4) 强化环境质量变化原因及趋势综合分析[5]
充分考虑环境质量的时间—空间变化规律及与环境质量密切相关的因素变化，开展环境质量纵向、横向对比。在环境质量时间—空间变化规律分析的基础上，结合经济发展、能源消耗、城市环境建设环保投资与政策措施等社会、经济、自然状况等因素，对排污总量，环境容量和环境质量的变化原因进行综合分析，提出对策建议。当环境质量发生明显变化时，要及时对变化原因进行分析。空气质量日报有明显变化时，应在当日就原因进行分析，并提出专项报告。河流和饮用水源地水质月报中，应对质量的明显变化(如水质级别变化，主要污染物变更)的原因进行分析，应从诸多原因中明确导致质量变化的主要原因，进行深入细致的分析，得到客观准确的结论。在做好环境质量状况评价的基础上，应加强环境质量变化规律和发展趋势的分析工作。根据本地区的实际情况，分析其环境质量的变化规律和发展趋势，积极开展环境质量模型研究，应用先进适用的污染物迁移、扩散模型和地理信息系统，分析环境质量的时间—空间变化规律预测未来环境质量的发展趋势。
(5) 质量控制(QA)标准评述[6]
环境样品采集和分析的质量是否受到控制是指与分析数据有关的质量指标，特别是精密度和准确度能否满足一定的要求，各种误差能否在允许界限之内。因此需要制定控制标准。
分析质量控制包括许多步骤，每个步骤都有相应的控制标准，如空白值、检出限、曲线灵敏度的允许界限测定标准物的允许误差、室内和室间多次测定值之间的允许误差等。最初，多用“商定”的办法制定评价标准，即根据经验、需要和可能，给分析误差定出一套可以允许的绝对误差和相对误差范围，但由于没有严格的定义和计算方法，由此判定是否受到控制了是无法证明这一判断的置信概率的大小的。因此，近年来，采用数理统计的方法来制定各种控制标准。应用最普遍的是用协作实验室的方法制定各种分析允许差。
目前，质量控制评价标准的制定也大多采用允许差这一概念，即采集平行双样后，进行一次性分析。当这样的数据积累到足够多时，用数理统计的方法制定出采集平行双样时分析结果差值的允许范围。
还有把采样过程和分析测试过程相比较来制定质量控制评价标准的研究。环境分析过程的总标准偏差(Smeasurment )与取样的标准偏差(SS)和分析操作的标准偏差Sa 有关，即Smeasurment2=Ss2+Sa2 ，当分析的不确定度降低到不确定度的1/3或更少时，再进一步降低分析不确定度就会失去意义。
4 总结
监测质量是监测站的生命，失去质量保证，监测站将成为无源之水、无本之木。质量管理工作几乎涉及了环境监测的全过程，抓好质量管理工作，也就等于抓好了整个监测站的核心工作。因此，加强环境监测的质量管理和质量控制，确保监测数据的有效性和精准性，应该是而且必须是监测站一项长抓不懈的重要任务，使之更好地为政府决策和环境管理服务，为蓬勃发展的环境保护事业铸就更加夯实有力的基础。
参考文献
[1]任广海.李洪祥.中国加入WTO-环境保护面临的挑战和机遇[J].中国环境管理, 2000.1. 20-21
[2]周杰.朱德明.袁克昌.生态城市研究[J].污染防治技术, 2003.16(1). 1-5
[3] 钱易,唐孝炎.环境保护与可持续发展，北京:高等教育出版社, 2000
[4] 卞有生,张凤延.中国生态工程的理论与实践,北京:中国环境出版社, 1999
[5] 刘培桐,陈道秋等.环境科学概论, 北京:水利出版社, 1981
[6] 中国环境监测总站G环境水质监测质量保证手册[M]. 第二版G北京：化学工业出版社
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