水质自动监测系统的质量保证和质量控制探究

乔 燕

（山东省滨州生态环境监测中心，山东 滨州市 256600）

当前，生态文明建设已经纳入中国国家发展总体布局，各方对生态环境管理提出了更高的要求。由于生态环境管理需求的激增，我国水质在线监测范围不断扩大，各项监测技术得以发展，水质自动监测站在水资源管理和污染防治工作中的作用越来越大。水质自动监测系统实现了水质的实时连续监测和远程控制，可以及时获取主要流域重点断面的水质动态状况，为水环境监测和环境管理提供数据支持。在线水质监测弥补了手工监测的短板，发挥了连续监测的优势，在监测水质变化及变化趋势、实时掌握水质状况以及水质自动监测技术的应用与发展方面起到了重要作用[1]。

环境监测数据质量是生命线，提供真实的数据也是践行生态文明不可逾越的红线。自动监测工作的质量保证和质量控制是决定自动监测数据准确性、精密性、代表性、完整性和可比性的关键[2]，只有强化水质自动监测系统的质量管理工作，才能确保长期可靠地连续运行，全面提升环境监测整体水平，获取到准确的监测数据，为生态环境管理者提供准确的数据依据和支持。

1 水质自动监测系统建设概况

水质自动监测系统的核心是在线自动分析仪器，主要由传感器、自动控制器、自动测量仪器、计算机及相关专用分析软件和通信网络所组成，并有各种工作单元协同完成，主要包括采水单元、配水单元、分析单元、控制单元。水质自动监测系统可实现采样、预处理、过滤、分析、数据采集、储存及传输等功能于一体，进而完成水质的在线自动监测，实现实时监测水质变化的功能。

水站最常见的配置是可以自动测定五参数、氨氮、高锰酸盐指数、总氮和总磷。建设水站的目的多为预警及实时监控，根据生态环境管理需要及污染风险防范，有些水站会增加一些特性指标，如VOC、叶绿素、重金属、生物毒性等[3]。从而满足管理者监测不同的需求，为管理者生态环境决策提供支持。

目前我国重点断面水质自动监测网络初步形成，具备了一定规模的监测能力，实现了环境管理部门对全国主要流域重点断面水质情况的掌握。根据《“十四五”国家地表水环境质量监测网断面设置方案》（环办监测〔2020〕3号），开展水环境质量监测，实行“9+X”模式。方案中指出，“十四五”期间，对建有水站的国控断面，将利用水质自动站开展9项基本指标的实时自动监测，这样就充分发挥出了水站的作用和优势，水站数据得以广泛应用，并列入水质评价体系。这对水质自动监测的质量控制提出了更高的要求。

2 现阶段水质自动监测运营中暴露的不足

水质自动监测系统在水质监测与预警方面起到了重要的作用，能够及时发现水质的异常变化，快速做出预警预报，及时追踪污染源头，找到问题根源，从而为生态环境管理决策服务。然而在实际运行过程中，水质自动监测站尤其是有些市控水站在管理、人员、技术、质控等方面存在不足，逐步暴露了一些问题，致使有些水质自动监测站的运行不尽如人意，降低了其监测数据的准确性，挫伤了预警的时效性。

2.1 对运营人员素质要求较高，人员薪资水平较低导致流动性大

水质自动监测系统的运行和维护对操作人员综合素质有较高的要求，存在较高的专业门槛。不仅要求工作人员责任心强，还要掌握自动分析仪器的原理、操作、维护、检修等，具备化学分析、法律法规、分析方法标准以及国家相关政策等知识。但是，水站一般比较偏远且远离市区，工作环境较为恶劣，管理工作琐碎而多样，工资待遇偏低，很难吸引到高质素、高专业水平的技术人员。恶劣的工作环境加之较低的工资收入，严重挫伤运营人员的工作积极性，造成人心浮动，致使技术人员流失现象频发。人员流动性大，导致水质运营管理工作缺乏连贯性，管理水平难以维持在较高的水平上，这不利于水质自动监测运行及维护的连续性、稳定性。

2.2 水站数量激增，运行管理套不及时

近年来由于水质自动监测持续监测实时监控的优越性日益显著，公众对生态环境质量的要求日益提高，对生态环境管理提出了更高的要求。随着水质自动监测站建设数量的剧增，水质自动监测站的管理任务日趋繁重，在机构精简人员不足的双重压力下，水站质量管理问题逐渐突出。在监测方法和操作规程不完善的情况下，某些水质自动监测站存在一定的监管责任不清，全程控制意识薄弱，数据审核存储监管不严等模糊管理的问题。总体来说，水站运行管理配套不及时，对第三方运营的审核监督机制尚不完善，对监测数据的有效性缺乏科学甄别手段。

2.3 配套设施不完善，维修效率低

有些水站，地处偏远地段，外部环境较为恶劣，甚至有些水站连稳定的外部条件都无法保障，例如自来水供应不足，防盗、防雷措施不到位，网络覆盖不全面，农村供电电压的不稳定以及经常停电，甚至无法保障24小时无间歇供电等，这些恶劣的外界环境都将会影响监测数据的准确性。自动监测系统是长期工作，在较为恶劣的环境中，电路、水路、光路的陡然变化必然会对仪器产生影响，造成数据误差偏大[4]。

目前，有些水站的仪器是进口仪器，配件贵且采购周期较长，为了节省成本，不按规定数量配备甚至不配备备用配件，存在现用现采购的现象。导致一旦仪器出现故障，有些配件供应满足不了要求，在维修过程中出现脱节现象，从而导致整个维修系统效率大打折扣，不仅在经济上有所损失，也会使得整个水质自动监测系统运行不顺畅。

2.4 专项资金投入不足，需进一步加大投入

水质自动监测站的建设与维护费用较高，系统建立起来后，充足的运行费用才能保障水站的良好运转。目前，有部分水站运行受资金影响无法及时更新老旧设备，难以提高数据质量。水站运行过程中，会产生大量的运行费、劳务费、专用材料费等各类专项费用，资金不足时，会导致运行不畅。需要提高思想认识，申请专项资金，保障专款专用，确保水站正常运转。

3 加强水质自动监测系统质量保证和质量控制的对策与建议

为了保证监测数据的质量，充分发挥水站的预警功能，急需建立一个全面协调的质量保证体系以及切实可行的质量控制措施。甚至建议各省根据自身情况，出台地表水水质自动监测系统运行管理细则，明确各方职责，切实提高水质自动站质量管理水平。

根据多年的水质自动监测管理实践经验，结合在实际工作过程中出现的问题，综合本地水质自动站运行管理模式，水质自动监测站管理需要各级生态环境监测中心、驻地政府、第三方运维公司等各方全面配合，各司其职。主要应从以下几方面进行质量保障和质量控制。

3.1 改革创新，建立科学合理的监督管理体系

随着生态环境管理改革的进展，我国各级生态环境监测中心不再直接承担在线环境仪器的运维工作，而是将运维工作逐步交接到第三方运维服务公司。第三方运营这一新的市场服务模式逐渐形成，各地监测中心实现了从“运动员”到“裁判员”的转变。因此，各级监测中心要转变角色，强化管理，建立健全监督管理体系。

各级监测中心应从从业制度、人员、仪器、试剂、资金、数据审核管理多个方面实行全面监督管理。

3.1.1 明确责任，加强制度建设

各级生态环境监测中心要建立水站运营管理部门，明确专职人员，建立水站运营管理规章制度。制定运营技术人员持证上岗制度、工作人员岗位责任制、日常运行维护制度、现场巡检制度、系统运行和值班记录制度、运转情况及事故报告制度、水质周报报出三级审核制度等规章制度，在日常的运行管理中逐步完善各项规章制度，使水质自动监测系统的运行管理走向规范化、制度化。并探索建立第三方运营单位考核及末位淘汰机制，考核结果与运营费挂钩，相关考核结果作为委托费用支付的重要依据。从制度上规范第三方的运营行为，明确各方职责，使管理制度落在实处。

3.1.2 提高能力，注重人员业务培训和能力考核

为了确保水质自动监测系统的正常运行，要求操作人员掌握相应的环境监测知识。组织运营人员参加总站组织的技术培训和业务考核，督促运营人员持证上岗。加强对第三方运营人员的培训力度，提供必要的技术指导。定期开展常规检查和不定期的飞行检查，对运营人员的持证情况进行细致核实。确保运营人员具备相应的环境监测知识和运营能力。

3.1.3 定期检查，确保仪器及试剂质量

获得监测数据的前提是仪器设备的正常运行，获得精准数据的保障是质量合格的标准溶液。因此必须监督运营公司是否定期对仪器进行检查、校准，检查其所用试剂是否符合要求。各级监测中心要建立检查台账，对仪器的运转维护情况进行检查，核实使用试剂是否符合纯度要求和质量要求，所有标准样品是否为有证物质，试剂标样存储是否符合技术要求。只有仪器运行良好、试剂标样合格，才能为高质量的数据提供物质支撑。

3.1.4 加强质控，实行月对比和密码考核

实行“周检查、月对比”质量管理控制制度。要求第三方运营公司每周一次标准溶液测试，每月都进行1～2次实验室比对实验。实行现场质量控制与现场质控考核，定期或者不定期发放密码质控样进行考核，从而全面掌握水站运转情况。

3.1.5 重视数据管理，确保数据质量

获得准确、连续、真实的数据是建立水质自动站的初衷，因此，必须确保数据的真实性和合理性。监测数据采取三级审核制度，审核过程各环节记录留痕。数据审核人员应具备较好的水质自动监测数据异常研判能力，剔除可疑数据，重点关注异常数据。监测数据逐级审核，实行分工负责、层层把关，从而使水站运营经得住层层考验，以得到真实有效的数据。

3.1.6 争取资金支持，专款专用

水站的运营管理实行专款专用，做好年初预算，项目资金做好资金绩效评价，积极争取更多财政支持，避免因资金不足妨碍水站的发展。

3.2 要求第三方运营公司承担责任，保证正常运营

3.2.1 提高人员待遇，加强人员的管理和培训

水质监测站运营和维护专业性比较强，相关工作人员在上岗前必须经过专门的培训，考取上岗资格证。制定合理的工资晋升、职务晋升办法，做到吸引人才留住人才，确保运营工作的连续性和稳定性。

3.2.2 督促运营人员按时巡检，发现问题及时报告

水质自动监测站所处环境恶劣、设备长期运行难免出现设备故障。运营公司要制定相关工作制度，督促运营和维护人员保持巡检频率，提高警惕性，做到出现问题及时发现、及时解决，保证设备正常运行，数据精确可信。

3.2.3 规范备用仪器设备管理，确保仪器故障得到快速处理

按照国家及省级要求，运维公司按照一定比例规范配备备机，备机的种类应当覆盖水站所有监测参数，性能满足相关标准规范要求，保持数据的可比性和持续性。水站站房内，标记好各类仪器状态，明确仪器设备运行状态，并严格按照相关技术规范进行操作。

3.2.4 建立健全自动监测站档案管理制度

根据制度要求，对日常监测、维修、比对等质控措施进行及时记录、交接，并整理建档，分类存放，便于查找。档案记录应包括且不限于日监控、周核查、月对比实验记录以及日常维护、维护记录等[5]。档案需分门别类，便于查找。

3.2.5 建立远程影像等视频监控，提高对仪器的监控管理水平。

按目前管理水平，仪器运行异常情况很难透过系统软件自动获取，为了及时掌握情况，可采用远程影像系统对仪器界面进行观察。维护人员可远程同时监控多个水站的仪器运行状况，及时准备校准标液或维护配件，减少反复跑现场，节约时间；还可以应用于远程维护技术支持，节省维修工时费，提高仪器运行效率。

3.3 水站驻地政府做好配套设施，保障水站正常运营

为了保证设备运行的连贯性，满足监测和预警的目的，应为水质自动监测站设计和安装合理的应急电源、保障自来水供应，网络通信等日常运行所必需的基础条件保障工作，确保系统正常稳定运行。出现异常情况，驻地乡镇政府协调解决电力供应和网络通信问题。

3.4 做好应急预案，提高数据处理能力

做好应急预案，强化数据平台对数据有效性、异动性的判别、水质污染程度、范围和危害性的甄别能力，及时处理各项异常。当仪器无法正常运行时，应及时进行手工监测进行数据补充。明确各方职责，组织落实水质异常处置工作，及时启动水质异常预警响应和处置机制。

4 结语

只有建立完善的质量保证和质量控制管理模式，生态环境管理部门、第三方运营公司、水站驻地政府各方面落实到位，才能确保水质自动监测站的稳定运行，保证监测数据的准确合理，才能最大程度地发挥水质自动监测站的作用，为环保系统和各级政府提供强有力的数据支撑。