大氣監(jiān)測手工采樣質(zhì)量控制分析

導(dǎo)語：大氣監(jiān)測手工采樣質(zhì)量控制分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境管理的耳目和哨兵，監(jiān)測數(shù)據(jù)的“代表性、準確性、精密性、可比性和完整性”反映了監(jiān)測工作的質(zhì)量要求[1]。全過程質(zhì)量控制是保障監(jiān)測數(shù)據(jù)實現(xiàn)五性的先決條件，采樣作為監(jiān)測活動的重要環(huán)節(jié)，其質(zhì)量控制的好壞直接決定數(shù)據(jù)的空間代表性和時間代表性，并最終影響監(jiān)測結(jié)果的準確性和可比性，因此樣品采集過程的質(zhì)量控制在質(zhì)量控制中有著重要作用。大氣監(jiān)測手工采樣常用于環(huán)保設(shè)施竣工驗收監(jiān)測、環(huán)境影響評價監(jiān)測、科研監(jiān)測以及污染糾紛仲裁監(jiān)測等活動，監(jiān)測結(jié)果直接決定企業(yè)項目的環(huán)評審批和竣工環(huán)境保護驗收審批、污染糾紛處理是否公正公平等，因而大氣監(jiān)測手工采樣的質(zhì)量控制尤為重要，必須引起重視。《檢驗檢定機構(gòu)資質(zhì)評審準則》里對“人、機、樣、法、環(huán)”有清晰的描述，如“人、機”的要素描述分別：應(yīng)確保所有操作專門設(shè)備、從事檢測或校準以及評價結(jié)果人員的能力；應(yīng)配備正確進行檢測和校準（包括抽樣）所要求的所有抽樣、測量和檢測設(shè)備等[2]。具體到手工大氣采樣則分別對應(yīng)為：采樣人員、采樣設(shè)備、采樣樣品、標準規(guī)范、采樣環(huán)境條件。本文從“人、機、樣、法、環(huán)”五個要素出發(fā)，結(jié)合多年的采樣工作經(jīng)驗，探討大氣監(jiān)測手工采樣過程中的質(zhì)量控制及其存在的問題，并提出避免措施。

1五要素中的質(zhì)量控制內(nèi)容和常見問題

1.1“人”的要素“人”的因素在采樣質(zhì)量控制中占首要位置。首先質(zhì)上，采樣人員須經(jīng)上崗培訓(xùn)取得合格證，要求對《環(huán)境空氣手工監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、《環(huán)境空氣點位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》、《大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術(shù)指導(dǎo)》等規(guī)范性文件熟練掌握，掌握各類采樣設(shè)備的采樣原理和操作方法等；其次，采樣人員須有認真負責的工作態(tài)度，科學(xué)嚴謹?shù)墓ぷ鞣椒▏栏癜从嘘P(guān)要求進行采樣工作；再次量上，人員數(shù)量應(yīng)滿足工作需要，采樣活動應(yīng)有不少于2名人員進行采樣操作、還要指定專門質(zhì)量監(jiān)督員，對采樣人員使用儀器、落實監(jiān)測方案、執(zhí)行技術(shù)規(guī)范等環(huán)節(jié)進行監(jiān)督。人員因素在采樣質(zhì)量控制中易出現(xiàn)的問題主要有：（1）人員配備不足。如在建設(shè)項目環(huán)保竣工驗收監(jiān)測中要求每個無組織監(jiān)測點位至少1人，另外1人負責現(xiàn)場氣象條件測定和判斷[3]，實際監(jiān)測工作中常出現(xiàn)1人負責多點，更談不上專人負責氣象測定，無法保證監(jiān)測點位隨氣象變化而改變位置。（2）人員過于依賴設(shè)備自動化。當前科技水平發(fā)達，使采樣儀器具備了自動定時、復(fù)電得啟、恒流、自動計算等功能，但再先進的設(shè)備也有出現(xiàn)故障的時候，人員過于依賴設(shè)備自動化而缺少采樣過程狀態(tài)的確認及檢查，如采樣中流量是否漂移、氣體吸收是否正常等，將不能保證所采樣品的代表性。（3）忽略現(xiàn)場專職質(zhì)量監(jiān)督員的配備。

1.2“機”的要素“機”的因素是指在采樣活動中采樣設(shè)備（工具）是否符合規(guī)范的要求，是確保監(jiān)測數(shù)據(jù)能可靠溯源的重要保證。設(shè)備質(zhì)量控制的基本要求有三個方面：⑴采樣設(shè)備符合計量要求和環(huán)境保護產(chǎn)品認定技術(shù)要求，如《PM10采樣器技術(shù)要求及檢測方法》（HJ/T93-2003），也就是指監(jiān)測采樣設(shè)備須經(jīng)國家計量許可并經(jīng)過環(huán)保認證；⑵設(shè)備應(yīng)按要求定期檢定且合格；⑶設(shè)備在檢定期間要進行期間核查，使用前須檢查采樣流量、氣路氣密性、吸收瓶阻及效率等。目前設(shè)備因素在質(zhì)量控制中主要存在四個方面的問題：⑴吸收瓶為非強制檢定類。市場上各個廠家的吸收瓶質(zhì)量良莠不齊，產(chǎn)品沒有統(tǒng)一標準，缺乏質(zhì)量保障，吸收瓶密封性、吸收瓶阻、吸收效率等達不到要求，即使達到要求的吸收瓶在使用一段時間后這幾項指標也會有較大變化，嚴重影響采樣的準確性。⑵重金屬類項目采樣濾膜的使用。環(huán)境空氣中鐵、銅、鋅、隔、鉻等重金屬成份分析采樣中要求使用過氯乙烯等有機濾膜采樣[4]，其采樣阻力較大，普通顆粒物采樣器不能滿足，存在使用超細玻璃纖維濾膜采樣，從而引入采樣誤差。⑶市場上部分設(shè)備不能滿足采樣要求。目前，市場上最好的采樣設(shè)備也是為特定項目研制的，如當前恒溫恒流的大氣采樣設(shè)備多為二氧化硫和氮氧化物的最佳吸收溫度設(shè)置，其樣品室溫度不可改變，適應(yīng)性較差。此外，市場上還存在短時間采樣的非恒流樣品室未做溫度控制（還存在非恒流短時間采樣設(shè)備，樣品室也未做溫度控制），這都將導(dǎo)致樣品的吸收效率存在偏差。⑷用SUMMA罐采集揮發(fā)性有機物的自動采樣設(shè)備，價格昂貴，普及性不高，而其他的真空箱氣體采樣器效率差，且不能自動換樣。目前，多采用手工氣袋法直接采樣，采樣時間代表性較差，一般1L氣袋手工采樣2～3min即可完成，1h內(nèi)等間隔采集4個樣品，真正有效采樣時間不足15min。針對上述問題，首先要選擇正規(guī)專業(yè)的廠家購買吸收瓶、濾膜、試劑等，必要時查看廠家生產(chǎn)濾膜的材質(zhì)成份檢驗單、吸收瓶瓶阻和吸收效率等第三方檢測報告等，購買后自行抽檢，使用中定期檢查，及時淘汰不符合要求的產(chǎn)品。

1.3“樣”的要素中“樣”的因素主要是指采樣時所用到的濾膜、吸收液、富集管等以及樣品采集和保存過程，應(yīng)符合采樣規(guī)范和采樣方法的要求。主要有兩個方面：一是能否按時按量準確采集到樣品；二是樣品在采集過程和貯存轉(zhuǎn)運中是否不受污染并得到有效保存，采集樣品的濾膜、吸收液等從實驗室至采樣現(xiàn)場，采樣結(jié)束后再至實驗室，路途遙遠，接觸外界時間長，應(yīng)注意不同項目采樣過程中的注意事項，如采集硫化氫樣品時須在現(xiàn)場加顯色劑并避光低溫保存，顆粒物采樣前要保證濾膜平整無折痕、無針孔，采樣后要檢查塵斑邊界是否清晰等。“樣”的因素在采樣質(zhì)量控制中存在的常見問題有：⑴對顆粒物和TSP判斷不清。顆粒物在污染源無組織排放煙（粉）塵監(jiān)測中，采用中流量采樣器（無罩、無分級采樣頭）采樣[4]，但隨著越來越多行業(yè)標準的出臺，無組織排放顆粒物監(jiān)測更趨向于TSP監(jiān)測，如《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB4915-2013）、《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標準》（GB29620-2013）、《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》（GB25466-2010）中均明確指出無組織監(jiān)測總懸浮顆粒物（TSP），因此應(yīng)根據(jù)最新行業(yè)標準要求，來確定在監(jiān)測采樣工作中切割頭是否加罩；⑵易忽視避免使用常見材質(zhì)要求，如在氨氣、氯氣等采樣中避免使用橡膠類連接管[4]。

1.4“法”的要素“法”因素在采樣質(zhì)量控制中主要是指采樣方法、標準規(guī)范的正確選擇，以及采樣方案的合理制訂，它是采樣工作的開展提供主要依據(jù)。一個項目有多種分析方法和采樣方法，其選取原則是優(yōu)先采用標準引用方法，若標準無引用方法，如現(xiàn)行《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996）中沒有引用或給出采樣方法，則應(yīng)根據(jù)監(jiān)測目的、評價標準、擬用方法的最低檢出限（一般應(yīng)低于評價標準一個數(shù)量級）和自身實驗室認證能力進行確定。“法”的因素在采樣中存在的常見問題主要有：⑴采樣體積的確定問題。如無組織氨的采樣，若采用納試劑分光光度法進行分析，其采樣體積是30L[4]，采樣體積小導(dǎo)致氨未檢出，按最小采樣體積計算公式[4]來確定其最小采樣體積應(yīng)為666L。若改用水楊酸分光光度法，由于其檢出限較低，其采集30L樣品則能滿足要求。此外實際工作中出現(xiàn)需加大采樣體積時，會有延長采樣時間和加大采樣流量兩種方式，此時應(yīng)慎重選擇加大流量方式，加大流量在采樣中易引入較大的誤差，如顆粒物采樣中TSP粒徑的顆粒物切割是在0.3m/s流速下完成[4]，如流速改變則切割效率必然影響，同樣在溶液吸收中也存在最佳吸收流量，過快的氣體通過速度則易導(dǎo)致吸收效率降低。⑵方法中時間代表性問題。污染物排放標準中規(guī)定的濃度限值多為小時均值（或1h內(nèi)4次等間隔樣品的均值），實際工作中對于需直接采樣的（如注射器采樣）往往忽視4次等間隔采樣；⑶標準落實難問題，如現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量標準對TSP、苯并芘[a]的日均值時效性規(guī)定為24h，實際工作中不論從電力保障、儀器設(shè)備等方面都較難保證連續(xù)24h全覆蓋。⑷方案制定中質(zhì)量控制內(nèi)容簡單或缺失。在采樣方案制定中只重視點位、時間、頻次、項目等要求，而質(zhì)量控制方面的現(xiàn)場校準、空白樣、密碼平行樣等容易忽視。

1.5“環(huán)”的要素“環(huán)”即采樣環(huán)境，包括采樣的空間環(huán)境、氣象環(huán)境和生產(chǎn)工況環(huán)境。空間環(huán)境即點位布設(shè)時周邊環(huán)境滿足規(guī)范要求，如環(huán)境空氣監(jiān)測時應(yīng)避開局部污染源，采樣口平面應(yīng)有270度無阻擋空間等；氣象環(huán)境即采樣時氣象條件滿足相關(guān)要求，如無組織采樣時應(yīng)避開大風(fēng)等空氣極不穩(wěn)定狀態(tài)、特殊樣品采樣和運輸中應(yīng)低溫避光等要求；生產(chǎn)工況環(huán)境即在驗收監(jiān)測中根據(jù)不同的行業(yè)對生產(chǎn)工況或主要生產(chǎn)設(shè)備要求的工況不同等。“環(huán)”的因素在采樣質(zhì)量控制中常見的問題主要存在于無組織排放監(jiān)測中，主要有四方面：⑴采樣點位設(shè)置不規(guī)范，未考慮特殊因子。環(huán)境中有較大本底影響的監(jiān)測因子如顆粒物、二氧化硫等項目按要求于無組織排放源的下風(fēng)向設(shè)監(jiān)控點，同時在其上風(fēng)向設(shè)對照點[5]，其他污染則在周界外濃度可能最大處設(shè)點。但實際工作中無組織排放監(jiān)測采樣點位布設(shè)時常將污染源下風(fēng)監(jiān)控點與周界外監(jiān)控點混淆。⑵監(jiān)測工況要求不一致，采樣人員易忽視無組織源工況。建設(shè)項目驗收監(jiān)測要求企業(yè)驗收監(jiān)測期間生產(chǎn)負荷達到設(shè)計能力的75%及其以上[3]，而《大氣污染物綜合排放標準》中無組織排放限值制定的原則是在最大負荷下生產(chǎn)和排放，以及在最不利于污染物擴散稀釋的條件下能達到的限值，兩者的矛盾讓采樣人員無所適從。⑶氣象條件的影響。由于地理環(huán)境和季節(jié)氣侯等原因，常出現(xiàn)風(fēng)速不穩(wěn)、風(fēng)向變化大和大氣穩(wěn)定度等不適宜監(jiān)測的情況，若在采樣限定時間內(nèi)完成采樣，則會出現(xiàn)在不適宜采樣的條件下進行采樣，結(jié)果導(dǎo)致采樣準確性。⑷缺少對現(xiàn)場實際情況的了解。采樣人員如對無組織排放源分布情況不了解，導(dǎo)致在現(xiàn)場點位布設(shè)中缺乏針對性從而影響其采集樣品代表性，最終導(dǎo)致評價判斷的不科學(xué)。

2結(jié)束語

綜上所述，大氣手工采樣的質(zhì)量控制是一項系統(tǒng)性工作，為保證采樣環(huán)節(jié)的質(zhì)量，不但需采樣人員嚴格按技術(shù)規(guī)范、標準方法進行操作，尤其是在現(xiàn)場條件較為艱苦的情況下，發(fā)揮監(jiān)測人員科學(xué)嚴謹?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng)，同時也需要上級部門從監(jiān)測設(shè)備性能指標的強制統(tǒng)一、相關(guān)技術(shù)規(guī)范的完善等方面繼續(xù)努力，環(huán)保監(jiān)測設(shè)備的不斷科技進步也是采樣質(zhì)量控制的重要推手。

作者:范存峰 邱坤艷 單位:濟源市環(huán)境監(jiān)測站

參考文獻：

[1]魏復(fù)盛等.水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版增補版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[2]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.檢驗和校準實驗室能力的通用要求（GB/T15481—2000）[S].北京：中國標準出版社，2000.

[3]劉芳，敬紅等.建設(shè)項目竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測培訓(xùn)教材（第二版）[M].北京：中國環(huán)境出版社，2013.

[4]魏復(fù)盛等.空氣和廢氣監(jiān)測分析方法（第四版增補版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，

[5]環(huán)境保護部.大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則（HJ/T55-2000）[S].北京：中國標準出版社，2000.