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环境水质分析监测技术与质量保证的研究

2024-10-27 83 上传者：管理员

摘要：水质监测是环境保护工作的重要环节，其对评价水的污染程度、保护水资源和保护人体健康具有重要的意义。近年来，我国的环境水质质量监测工作取得了长足的进展。环境水质分析监测技术与质量保证工作，是对环境监测全流程进行全方位的质量控制，包括选址-取样-样品保存-监测-数据处理-数据审核和使用等环节，确保水质分析监测的结果准确可信。因此，本文介绍了环境水质分析监测技术，分析了影响环境水质分析的因素，并提出了相关环境水质分析质量保证。

关键词：
水质监测技术
水资源
环境保护工作
环境水质分析
质量保证
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随着社会经济的快速发展，人们的生活质量也越来越好，对水资源的需求也越来越大，对水资源合理高效使用已经成为当前社会急需解决的重要课题。目前的环境污染问题中，最主要的就是水质污染问题，由于水质污染问题还导致了相应的土地、大气等方面的问题，因此，科学高效地进行水质监测，可以让我们对水质的基础状况有一个更为清晰的认识，根据相关环境水质分析监测数据资料，可以精确地反映出有关的问题，进而制订更为科学、高效的使用管理对策。

1、环境水质分析监测技术

1.1 理化指标监测技术

物理化学监测技术是一种常见的水质监测手段，通过测量水体中的物理、化学参数来评估水质状况。pH、溶解氧、COD、悬浮物、总硬度等是水质监测常用的理化指标，这些指标可以反映出水体的酸碱度、溶解氧含量、有机物浓度、悬浮物浓度等信息，从而判断水质是否符合标准。理化指标常用的方法有电极法、重量法和容量法。该类方法主要通过样品中被测物质在所参与的化学反应的特殊表现，如pH值、颜色、浊度等变化，根据参与反应的已知物质的量，通过发生化学反应的规律，计算出样品中待测物质的含量。其中，电极法所需仪器结构简单、便携、易于操作，检测迅速，成本低，因此被广泛应用于日常水质监测工作中。

1.2 无机非金属指标监测技术

总磷、氨氮、总氮、硝酸盐氮及水中各种阴离子含量等是衡量水体富营养化和废水排放污染程度的重要指标，常用的方法有分光法、流动注射法和离子色谱法。分光法适用于可通过吸收或发射特定波长光的化学物质，对于有色物质或能吸收紫外光的化合物具有较高的灵敏度。但对于无色化合物或低吸收的物质，其检测限可能较高。流动注射法是近20年才出现的一项分析技术，流动注射技术把分光法、荧光法、原子吸收法和电极法等分析流程管道化，减少了大量而繁琐的手工操作，操作简便、分析速度快、精密度高。离子色谱法具有良好的选择性和高的灵敏度，可一步实现对多组分的快速检测，因此是水质中阴阳离子常用的检测方法。

1.3 金属指标监测技术

在环境污染中重金属是一种有害污染物，其成分不易分解，所以环境水体中痕量重金属的定量分析至关重要。检测水中重金属的常用方法有AFS、AAS、ICP、ICPMS。AFS法具有灵敏度高、检出限低、准确度好且基体干扰少，是测定砷、锑、铋、汞、硒等痕量元素最成功的分析方法之一。AAS具有选择性强，灵敏度高，精密度好，操作简单，应用广泛等特点，是水质中铜、锌、铅、镉、镍常用的检测方法。但其每测一种元素，要更换一次空心阴极灯，无法同时进行多元素分析，因此在需测定因子较多时有一定的局限性。与原子吸收法相比，ICP的监测效率更高，可一次进样就可以实现10～30种不同的元素分析，且拥有几乎同等水平的灵敏度和准确度，是现在最常用的金属检测方法。而ICPMS法在ICP的基础上，将待测金属分离出来，进入质谱检测，其灵敏度比ICP法高出2～3个数量级，检出限更低，是痕量元素分析领域中最先进的方法。

1.4 有机污染物监测技术

有机污染物分析可分为VOCs、S-VOCs分析和特定化合物的分析。主要检测方法有气相色谱法（GC）、液相色谱法（HPLC）、气相色谱质谱法（GCMS）。水中有机物含量较低，要想得到准确的测定结果，除了需要灵敏度和精密度高的测定仪器和先进的数据处理系统外，待分析测试组分的检测方法也是关键步骤。气相色谱分离可采用火焰离子化检测器（FID）、电捕获检测器（ECD）、氮磷检测器（NPD）、光离子化检测器（PID）等不同检测器测定对应的有机污染物；液相色谱的紫外检测器（UV）或荧光检测器（RF）可测定多环芳烃、酮类、酸酯类、苯酚类等。而GCMS法可一次性扫描出VOCs、S-VOCs等多种成分。

1.5 水质生物监测技术

水中生物监测主要分为微生物和水中生物。目前检测水质微生物的主要方法可分为多管发酵法、滤膜法和酶底物法。其中多管发酵法的优势在于没有杂菌污染，检测结果相对准确，但检测周期长；滤膜法需要在现场抽滤，且检测时间比较长，不适合大批量的样品检测，而酶底物法的优势在于操作简单，对于环境要求不高，检测范围较广以及时间短等优势。水中生物以浮游植物、底栖动物及鱼类等为主要研究对象，可通过观察水中生物的种类族群来判断水质质量。

2、影响水质监测质量的因素

2.1 水质采样及保存

采样是保证水质监测质量的重要环节，采样程序是否标准化直接影响样本监测的结果，若采样不能充分体现样本的代表性与完整性，则无论分析结果如何准确、如何严格地把控，都不可能真实地反映出水的污染状况和环境质量。

总体而言，点位布设、采样频率与方式、采样项目的确定、容器的选取与数量、容器清洗、采样的搬运与储存等，均会影响采样的代表性与完整性及监测质量。

2.2 实验室条件

(1）环境条件。

在进行水质的检测分析时，要使用各种精密的仪器及试剂，而在测试的时候，室内的温度、湿度、电源、电压、光照、振动、电磁干扰、灰尘、微生物等都会对测试的结果产生一定的影响。

(2）设备条件。

在进行监测时，所使用的各种设备的灵敏度、准确性以及所用的各种化学试剂是否满足有关规定，都将对检测结果产生一定的影响。在检测过程中，由于设备的敏感性降低、缺少维修保养等原因，会导致样本检测的错误，或是由于试剂的纯度不足或含量不足而导致检测的准确度下降。

2.3 监测过程和人员素质

在进行水质监测时，由于监测目标、监测类型的不同，所采用的监测设备和监测方法也不尽相同，监测的数据也会出现偏差，从而对监测质量产生一定的影响。在监控和分析时，工作人员的专业能力会对最后的监测效果造成很大的影响。

3、环境水质质量保证措施

3.1 科学进行水质采样和保存

第一，根据技术规范和标准要求，科学布设监测点位，确保采集的样品具有代表性，能反映水质环境质量和污染物排放状况。第二，选择适合的采样器材，保证样品采集的精密性。如用聚乙烯瓶分析无机物质，使用硬质玻璃瓶分析有机物质。第三，严格遵守采样操作规范、标准，保证采样操作的规范性。样品采样后，要正确加入样品保存剂。第四，对于那些要进行冷冻或避光保存的样品，从采集到保存到运输，都要进行冷藏或者是储存在黑暗处，以保证样品在进行监测之前没有任何的物理化学特性改变，并且在保存和运输过程中不会有任何的损耗和污染，并且要有一个唯一的标志，按照规定的时间之内将样品送到实验室。

3.2 实验室质量控制

在实验室开始样品监测分析之前，应从人、机、料、法、环等方面进行确认。

第一，检测人员应掌握环境监测基础知识，具备质量控制意识，工作态度严谨，技术能力较强，经过专业培训后持证上岗。第二，检测设备的性能指标需满足相关检测技术要求，制定检定、校准计划，定期对仪器进行维护及开展期间核查，确保仪器性能稳定。第三，全过程环节涉及的使用器具、耗材的相关参数需要具备较低的本底数值，购买的试剂需要满足纯度和低本底的要求，标准物质和质控样到货后需要组织核对验收并定期进行期间核查。第四，检测方法需是现行有效且满足结果要求，方法首选评价标准规定的方法，其次是国标、行标及行业推荐的分析方法。选择方法时需要注意该方法是否适合用于该项目，能否达到预期的目标，是否有资质认定，能否很好的进行溯源等等。第五，全过程环节的环境布局合理，有相应的管理和环境监控制度。温度、湿度、防震、抗干扰、空气洁净度、能源设施等环境条件应满足监测方法对环境条件的要求，满足保存样品和仪器设备正常运行的要求。仪器设备布局合理，避免干扰，防止交叉污染，便于操作。

3.3 监测分析过程中的质量控制

实验中难免会产生一些随机性的错误，所以在实验时要尽可能地减小这些误差的影响。通常，在相同的实验环境下，设定两三个样本进行试验，可以有效地减少随机误差对测量结果的干扰。在进行分析时，要尽可能地避免人为的差错，一旦出现差错，要及时改正。对水样的校正曲线、平行样、密码样、加标回收率、有证标准物质等同步监测，其质控结果要符合水样监测实验室的质控指标。经稳定性测试的试样，经贮存一段时期后，如果还在样品有效期内，还可以再测试一次，以评估其可信度。

3.4 数据处理环节质量控制

数据的处理是监测结果的主要依据，也是监测结论的最终步骤，其数据处理的好坏将会对监测结果产生重要的作用。在选取数据时，应该选取错误率低的数据，根据《数据修约规则》，对数据进行筛选，并保留数据的有效位数，并利用迪克逊检定等方法，判定有无异常数据，提高数据的处理与分析质量。其次，数据之间的逻辑性和合理性也是相当关键，例如COD应大于高锰酸盐指数及BOD5，总氮应大于氨氮、硝酸盐氮及亚硝酸盐氮之和，若不满足，则应安排人员复测，找出相关原因并进行分析。

3.5 实验后的质量管理方法

第一，要保证监测工作的质量，监测工作人员应具备较强的业务知识和业务技能，并取得相应的资格证书。日常工作中，应注重对从业人员的培养，使其业务素质和业务素质得到全面提升。在科技进步的同时，水质监控工作的技术方法也在不断更新，监测人员要有一个终生学习的观念，通过在工作中的持续学习，提高每个人的综合素质。第二，要注重仪器设备的日常修养与维护，仪器的准确与否直接关系到水质监测的品质，所以，在进行检测和分析的过程中，要对仪器设备进行合理的利用，并根据仪器的工作规范来进行工作，在完成了试验之后，要对设备进行清洗和维修，以此来提升设备仪器的稳定性，并对其进行定期的校准和检查。此外，检测实验室应制定年度质量监管方案、质控计划和质量管理制度，由质量监督员对操作人员、分析设备及监测全过程进行监督，保证监测结果的质量。

4、结语

综上所述，水质监测是一项复杂而又严格的工作，其质量监测的每一个步骤都要有相应的质量控制手段，要通过对整个流程的质量监测和保证工作来提升监测结果的准确度。成立质量控制部门，主要对相关质量保证措施的实施及监督，实行科学的组织和技术标准。在对实验室的日常管理中，要持续地提高员工的专业素养，确保仪器的精确性和先进性，制定出一套完善的监测工作流程，并积极主动地参与由环境部标样所等单位参加的各项监测工作，从而使各个实验室的监测技术水平持续地得到改善，从而真正地确保监测程序的科学性和结果的准确性。

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文章来源:陈浩旭.环境水质分析监测技术与质量保证的研究[J].清洗世界,2024,40(10):151-153.