大氣監(jiān)測(cè)手工采樣質(zhì)量控制分析
時(shí)間:2022-09-19 10:37:43
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環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境管理的耳目和哨兵,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的“代表性、準(zhǔn)確性、精密性、可比性和完整性”反映了監(jiān)測(cè)工作的質(zhì)量要求[1]。全過(guò)程質(zhì)量控制是保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)五性的先決條件,采樣作為監(jiān)測(cè)活動(dòng)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(shí)間代表性,并最終影響監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性,因此樣品采集過(guò)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(cè)手工采樣常用于環(huán)保設(shè)施竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)、科研監(jiān)測(cè)以及污染糾紛仲裁監(jiān)測(cè)等活動(dòng),監(jiān)測(cè)結(jié)果直接決定企業(yè)項(xiàng)目的環(huán)評(píng)審批和竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收審批、污染糾紛處理是否公正公平等,因而大氣監(jiān)測(cè)手工采樣的質(zhì)量控制尤為重要,必須引起重視?!稒z驗(yàn)檢定機(jī)構(gòu)資質(zhì)評(píng)審準(zhǔn)則》里對(duì)“人、機(jī)、樣、法、環(huán)”有清晰的描述,如“人、機(jī)”的要素描述分別:應(yīng)確保所有操作專(zhuān)門(mén)設(shè)備、從事檢測(cè)或校準(zhǔn)以及評(píng)價(jià)結(jié)果人員的能力;應(yīng)配備正確進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)(包括抽樣)所要求的所有抽樣、測(cè)量和檢測(cè)設(shè)備等[2]。具體到手工大氣采樣則分別對(duì)應(yīng)為:采樣人員、采樣設(shè)備、采樣樣品、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、采樣環(huán)境條件。本文從“人、機(jī)、樣、法、環(huán)”五個(gè)要素出發(fā),結(jié)合多年的采樣工作經(jīng)驗(yàn),探討大氣監(jiān)測(cè)手工采樣過(guò)程中的質(zhì)量控制及其存在的問(wèn)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(jiàn)問(wèn)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(duì)《環(huán)境空氣手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》、《環(huán)境空氣點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)規(guī)范》、《大氣污染物無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)技術(shù)指導(dǎo)》等規(guī)范性文件熟練掌握,掌握各類(lèi)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(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度,科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞣椒▏?yán)格按有關(guān)要求進(jìn)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(dòng)應(yīng)有不少于2名人員進(jìn)行采樣操作、還要指定專(zhuān)門(mén)質(zhì)量監(jiān)督員,對(duì)采樣人員使用儀器、落實(shí)監(jiān)測(cè)方案、執(zhí)行技術(shù)規(guī)范等環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督。人員因素在采樣質(zhì)量控制中易出現(xiàn)的問(wèn)題主要有:(1)人員配備不足。如在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)保竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)中要求每個(gè)無(wú)組織監(jiān)測(cè)點(diǎn)位至少1人,另外1人負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)氣象條件測(cè)定和判斷[3],實(shí)際監(jiān)測(cè)工作中常出現(xiàn)1人負(fù)責(zé)多點(diǎn),更談不上專(zhuān)人負(fù)責(zé)氣象測(cè)定,無(wú)法保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)位隨氣象變化而改變位置。(2)人員過(guò)于依賴設(shè)備自動(dòng)化。當(dāng)前科技水平發(fā)達(dá),使采樣儀器具備了自動(dòng)定時(shí)、復(fù)電得啟、恒流、自動(dòng)計(jì)算等功能,但再先進(jìn)的設(shè)備也有出現(xiàn)故障的時(shí)候,人員過(guò)于依賴設(shè)備自動(dòng)化而缺少采樣過(guò)程狀態(tài)的確認(rèn)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(chǎng)專(zhuān)職質(zhì)量監(jiān)督員的配備。
1.2“機(jī)”的要素“機(jī)”的因素是指在采樣活動(dòng)中采樣設(shè)備(工具)是否符合規(guī)范的要求,是確保監(jiān)測(cè)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(gè)方面:⑴采樣設(shè)備符合計(jì)量要求和環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品認(rèn)定技術(shù)要求,如《PM10采樣器技術(shù)要求及檢測(cè)方法》(HJ/T93-2003),也就是指監(jiān)測(cè)采樣設(shè)備須經(jīng)國(guó)家計(jì)量許可并經(jīng)過(guò)環(huán)保認(rèn)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(jìn)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(gè)方面的問(wèn)題:⑴吸收瓶為非強(qiáng)制檢定類(lèi)。市場(chǎng)上各個(gè)廠家的吸收瓶質(zhì)量良莠不齊,產(chǎn)品沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),缺乏質(zhì)量保障,吸收瓶密封性、吸收瓶阻、吸收效率等達(dá)不到要求,即使達(dá)到要求的吸收瓶在使用一段時(shí)間后這幾項(xiàng)指標(biāo)也會(huì)有較大變化,嚴(yán)重影響采樣的準(zhǔn)確性。⑵重金屬類(lèi)項(xiàng)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(guò)氯乙烯等有機(jī)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(xì)玻璃纖維濾膜采樣,從而引入采樣誤差。⑶市場(chǎng)上部分設(shè)備不能滿足采樣要求。目前,市場(chǎng)上最好的采樣設(shè)備也是為特定項(xiàng)目研制的,如當(dāng)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(chǎng)上還存在短時(shí)間采樣的非恒流樣品室未做溫度控制(還存在非恒流短時(shí)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(jī)物的自動(dòng)采樣設(shè)備,價(jià)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(dòng)換樣。目前,多采用手工氣袋法直接采樣,采樣時(shí)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(gè)樣品,真正有效采樣時(shí)間不足15min。針對(duì)上述問(wèn)題,首先要選擇正規(guī)專(zhuān)業(yè)的廠家購(gòu)買(mǎi)吸收瓶、濾膜、試劑等,必要時(shí)查看廠家生產(chǎn)濾膜的材質(zhì)成份檢驗(yàn)單、吸收瓶瓶阻和吸收效率等第三方檢測(cè)報(bào)告等,購(gòu)買(mǎi)后自行抽檢,使用中定期檢查,及時(shí)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(shí)所用到的濾膜、吸收液、富集管等以及樣品采集和保存過(guò)程,應(yīng)符合采樣規(guī)范和采樣方法的要求。主要有兩個(gè)方面:一是能否按時(shí)按量準(zhǔn)確采集到樣品;二是樣品在采集過(guò)程和貯存轉(zhuǎn)運(yùn)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(shí)驗(yàn)室至采樣現(xiàn)場(chǎng),采樣結(jié)束后再至實(shí)驗(yàn)室,路途遙遠(yuǎn),接觸外界時(shí)間長(zhǎng),應(yīng)注意不同項(xiàng)目采樣過(guò)程中的注意事項(xiàng),如采集硫化氫樣品時(shí)須在現(xiàn)場(chǎng)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(wú)折痕、無(wú)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(jiàn)問(wèn)題有:⑴對(duì)顆粒物和TSP判斷不清。顆粒物在污染源無(wú)組織排放煙(粉)塵監(jiān)測(cè)中,采用中流量采樣器(無(wú)罩、無(wú)分級(jí)采樣頭)采樣[4],但隨著越來(lái)越多行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái),無(wú)組織排放顆粒物監(jiān)測(cè)更趨向于TSP監(jiān)測(cè),如《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4915-2013)、《磚瓦工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB29620-2013)、《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB25466-2010)中均明確指出無(wú)組織監(jiān)測(cè)總懸浮顆粒物(TSP),因此應(yīng)根據(jù)最新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,來(lái)確定在監(jiān)測(cè)采樣工作中切割頭是否加罩;⑵易忽視避免使用常見(jiàn)材質(zhì)要求,如在氨氣、氯氣等采樣中避免使用橡膠類(lèi)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(biāo)準(zhǔn)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(kāi)展提供主要依據(jù)。一個(gè)項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)引用方法,若標(biāo)準(zhǔn)無(wú)引用方法,如現(xiàn)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996)中沒(méi)有引用或給出采樣方法,則應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)目的、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、擬用方法的最低檢出限(一般應(yīng)低于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)數(shù)量級(jí))和自身實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證能力進(jìn)行確定?!胺ā钡囊蛩卦诓蓸又写嬖诘某R?jiàn)問(wèn)題主要有:⑴采樣體積的確定問(wèn)題。如無(wú)組織氨的采樣,若采用納試劑分光光度法進(jìn)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(jì)算公式[4]來(lái)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(shí)際工作中出現(xiàn)需加大采樣體積時(shí),會(huì)有延長(zhǎng)采樣時(shí)間和加大采樣流量?jī)煞N方式,此時(shí)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(guò)快的氣體通過(guò)速度則易導(dǎo)致吸收效率降低。⑵方法中時(shí)間代表性問(wèn)題。污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的濃度限值多為小時(shí)均值(或1h內(nèi)4次等間隔樣品的均值),實(shí)際工作中對(duì)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(biāo)準(zhǔn)落實(shí)難問(wèn)題,如現(xiàn)行環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)TSP、苯并芘[a]的日均值時(shí)效性規(guī)定為24h,實(shí)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(jiǎn)單或缺失。在采樣方案制定中只重視點(diǎn)位、時(shí)間、頻次、項(xiàng)目等要求,而質(zhì)量控制方面的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)、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??臻g環(huán)境即點(diǎn)位布設(shè)時(shí)周邊環(huán)境滿足規(guī)范要求,如環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)避開(kāi)局部污染源,采樣口平面應(yīng)有270度無(wú)阻擋空間等;氣象環(huán)境即采樣時(shí)氣象條件滿足相關(guān)要求,如無(wú)組織采樣時(shí)應(yīng)避開(kāi)大風(fēng)等空氣極不穩(wěn)定狀態(tài)、特殊樣品采樣和運(yùn)輸中應(yīng)低溫避光等要求;生產(chǎn)工況環(huán)境即在驗(yàn)收監(jiān)測(cè)中根據(jù)不同的行業(yè)對(duì)生產(chǎn)工況或主要生產(chǎn)設(shè)備要求的工況不同等?!碍h(huán)”的因素在采樣質(zhì)量控制中常見(jiàn)的問(wèn)題主要存在于無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)中,主要有四方面:⑴采樣點(diǎn)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(cè)因子如顆粒物、二氧化硫等項(xiàng)目按要求于無(wú)組織排放源的下風(fēng)向設(shè)監(jiān)控點(diǎn),同時(shí)在其上風(fēng)向設(shè)對(duì)照點(diǎn)[5],其他污染則在周界外濃度可能最大處設(shè)點(diǎn)。但實(shí)際工作中無(wú)組織排放監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)位布設(shè)時(shí)常將污染源下風(fēng)監(jiān)控點(diǎn)與周界外監(jiān)控點(diǎn)混淆。⑵監(jiān)測(cè)工況要求不一致,采樣人員易忽視無(wú)組織源工況。建設(shè)項(xiàng)目驗(yàn)收監(jiān)測(cè)要求企業(yè)驗(yàn)收監(jiān)測(cè)期間生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到設(shè)計(jì)能力的75%及其以上[3],而《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中無(wú)組織排放限值制定的原則是在最大負(fù)荷下生產(chǎn)和排放,以及在最不利于污染物擴(kuò)散稀釋的條件下能達(dá)到的限值,兩者的矛盾讓采樣人員無(wú)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(cè)的情況,若在采樣限定時(shí)間內(nèi)完成采樣,則會(huì)出現(xiàn)在不適宜采樣的條件下進(jìn)行采樣,結(jié)果導(dǎo)致采樣準(zhǔn)確性。⑷缺少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的了解。采樣人員如對(duì)無(wú)組織排放源分布情況不了解,導(dǎo)致在現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)位布設(shè)中缺乏針對(duì)性從而影響其采集樣品代表性,最終導(dǎo)致評(píng)價(jià)判斷的不科學(xué)。
2結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,大氣手工采樣的質(zhì)量控制是一項(xiàng)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(yán)格按技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行操作,尤其是在現(xiàn)場(chǎng)條件較為艱苦的情況下,發(fā)揮監(jiān)測(cè)人員科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)素養(yǎng),同時(shí)也需要上級(jí)部門(mén)從監(jiān)測(cè)設(shè)備性能指標(biāo)的強(qiáng)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(cè)設(shè)備的不斷科技進(jìn)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(jì)源市環(huán)境監(jiān)測(cè)站
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