高质量环境管理阶段的环境检测技术与应用探究

自强

摘要：为了解决环境问题，相关部门需要对环境管理监测给予充分重视，发挥其生态环境保护的作用。本文以高质量发展为主题，介绍了常用的环境检测技术，并结合当前的环境监测质量情况从检测需求、检测过程和环境管理技术数字化实现等方面进行分析，旨在为环境治理检测提供参考。

关键词：高质量发展；环境管理；环境检测

DOI：10.12433/zgkjtz.20233038

一、环境检测技术

（一）便携式气相色谱技术

该项技术是将低热容快速气相色谱与离子阱质谱相结合，具有气相色谱的快速性、高分离效率、强定性能力和高检测灵敏度等优势，能够快速分析事故现场空气、水、土壤和固体废弃物中的挥发性有机化合物（VOCs）和半挥发性有机化合物（SVOCs）。

气相色谱技术是一种实用设备，在气相色谱仪上安上检测器，可以提升检测效果，达到实现挥发性有机物和固定源污染等的检测需求。目前市面上有各种相似设备，不同种设备可选取多样的型号，如PetroPRO和FID、PID系列仪器多用于环境监测，用户青睐此类产品。而且此设备优点众多，具备灵活、操作便利、检测效率高等长处，检测人员利用此设备，可同时快速完成现场监测、环境采样、分析等多项任务。

（二）固相微萃取技术

SPME技术广泛应用于环境科学研究，可以监测水体、空气和土壤中的污染物。在水体检测中，该技术可以提取水中的挥发性有机物（VOCs）、酚、苯、微塑料和抗生素等物质，也适用对于大气环境中的有机物，如甲醛、VOCs、苯和二甲苯等。近年来，常用的固相微萃取装置主要由萃取头、空心钢针、手柄和活塞组成。在环境检测对象的萃取时，单手握手柄，另一只手控制仪器即可。而容器薄膜被钢针穿透后，活塞施加力可以使萃取头能进入容器萃取。常见的萃取方法分为直接萃取法和顶空萃取法。如果选择直接萃取法，只需将纤维头暴露在萃取环境中。如果选择顶空萃取法，需要校对萃取物是否为挥发性有机物，并用合适操作方法操作。在萃取极性化合物时，应先行弱化处理萃取物，然后采用衍生化萃取法操作。

（三）液相色谱分析技术

液相色谱分析技术可用于现场检测和实验室检测。使用这个分析技术时，依据检测标准流程取得标准液后置入溶液瓶中，标准液通过泵进入色谱系统，然后遵照特需的流量与压力处理，并把样品处理后送进进校器内。色谱柱注进进校器里的标准液分离，分离之后由检测器得到色谱图，核验色谱图，再无害化处理废液。

（四）气相质谱联用技术

传统的环境检测设备主要是使用气相色谱仪。在操作时还需要配备ECD、NPD等检测器。近年来，研究人员成功开发了气相质谱联用仪，该仪器具备成本低廉、易于操作、高精度和快速测试等优势，有助于发挥其在挥发性有机物检测中的实际应用效果。该技术在分离装置条件下和联用条件下均能满足检测需求。相较于传统方法，气相质谱联用技术具有显著优势，可以持续优化局部设备，还可进一步应用于低浓度检测对象。

二、环境检测技术应用

（一）检测需求

为了满足环境管理的切实需求，需要同时满足环境监测现代化建设的需求，为环境监测的实际需求提供动力与支持。要明确环境质量现状和变化趋势，重点解决污染物总量排放和重点污染源的问题，将环境质量变化的原因作为环境监测工作的发展目标。同时，还需要对环境监测的发展工作进行系统安排与统筹规划。对于环境监测的发展工作而言，创建和完善环境监测理论体系总体目标，并补充现有的环境监测技术支撑系统，可以确保环境监测技术在定向、基础和实用等方面取得有效进展。

（二）检测过程

1.检测准备

监测部门应在现场进行实地检测，选择适用于具体情况的检测技术与设备。同时，还要加强管理仪器，不思完善管理制度，确保仪器正常运转，在仪器发生异常情况时立刻检修。工作中必须做好实时维修仪器的准备，尽量防止出现仪器故障的情况，以确保工作尽早完成。在样本采集之前，据实地考察情况制定监测计划。成立环境监测小组，小组负责人全面分析检测工作。现场采样工作由小组成员具体情况合理分配，并确保采样位置的安全性和合理性，保障采样人员的安全并获得具有代表性的样本。采样人员在操作之前做好工作准备，据实际监测结果选取适应的监测策略与技术，做好仪器测试与调试。准备所需的检测物品，如保存样本必备的保存剂，特殊环境监测用到的防护物品等。按标准采样，遵循规范操作，确保样本符合检测要求。检测人员还应认真分析和查阅国家和地方性法规、法律与规范性文件，确保操作与法律和标准相符。严格遵守环境标准，确保操作严谨、准确。确定了检测工作的基本要求后，环境检测人员要明确了环境检测的内容和技术。这些内容包括对场地历史利用情况的调查与分析，了解潜在的污染源和影响因素。土壤与地下水污染源调查，是为了知悉环境潜在污染物。在收集数据中要安装监测井，方便进行地下监测。样品的采集包括土孔钻探和土壤样品采集，获得土壤和地下水样本。然后以检测环境质量详细分析样品，据分析结果以及数据进一步数据处理，最后整理检测的结果并撰写报告，提供污染源和风险评估等方面的信息。

2.样品采集

（1）土壤样品采集

在区域环境背景中选择合适的土壤采样点，采样点可以是表层样，也可以是土壤剖面。选址时，应选择土壤类型特征明显、地形稳定平坦且植被良好的环境，不宜在坡脚、洼地、道路、住宅、城镇附近等容易受到影响、没有土壤代表性的地点设置采样点。此外，采样点应远离铁路和公路最少300m。在选择采样点时，要以剖面完整、无侵入体、层次清楚为准，不能选择表土受破坏、有严重水土流失的地方。同时，要避免在多种母质母岩交错、面积较小的边缘区、土类众多的地方设置采样点。对于农田土壤采样，大气污染型土壤监测单元和固体废物堆污染型土壤监测单元时应以污染源为中心，呈现放射状布点，并在地表水径流方向、主导风向增置采样点。对于灌溉水污染监测单元、农用固体废物污染型土壤监测单元和农用化学场质污染型土壤监测单元，应采用均匀布点的方法。灌溉水污染监测单元取样应按照水流方向形成带状布点，采样点应从纳污口开始逐渐密集，逐渐稀疏。综合污染型土壤监测单元要采取使用均匀、综合放射状与带状布点方法。在农田土壤环境监测中，采集耕作层土样，农作物一般采用0～20cm的深度，果林类农作物采用0～60cm的深度。为确保样品具有代表性并减少监测费用，可采取混合样品的采集方案。对于农用地详查范围的土壤污染情况，重点注意已确认超标的土壤点位区域、重点土壤污染源影响区域和土壤问题突出的污染区域。同时要综合考虑农用地污染源类型、地形地貌、农用地受污染特点、规律等因素。土壤环境评价监测采样中，每100公顷占地应设置的采样点不少于5个且总数不少于5个。具体而言，小型建设需要设置1个柱状采样点，大中型建设项目设置不少于3个柱状采样点；特大型建设项目设置不少于5个柱状采样点。而对于栽植草木部分的城市土，一般采用两层采样：上层（0～30cm）可能是受到人为影响较大的区域，另一层（30～60cm）受到人为影响小，然后分别对这两层进行取样检测。城市土壤监测点主要以网格布设，网距为2km，并辅以功能区布点，每个网格设置一个采样点。

（2）地下水样品采集

在地下水井的洗井过程中，应按照《建设用地十壤污染风险管控和修复监测技术导则》（HJ25.2—2019）和《污染地块土壤和地下水中挥发性有机污染物采样技术导则》（HJ1029—2019）的相关规定进行操作。洗井应在成井后的48h后开始，防止扰动井内水体，在洗井过程时，应当采用贝勒管操作。贝勒管从井底吸取水样，再检测井中水质等参数。操作时，汲水位置应放置于井管底部充分吸取来自井底的水样。贝勒管的下降和上升过程中应该控制速度，过快的下降和上升会引起水样气泡产生，然后影响水质分析的准确性。洗井水的体积应该达到井中滞水的3～5倍，确保充分冲洗井管和岩心孔隙，有效清除井内的污垢和杂质。洗井之前对检测仪器校正，而且溶解氧仪、pH计、氧化还原电位仪和电导率仪等检测仪器的准确性对于水质分析至关重要。洗井中读取并记录pH、温度（T）、电导率、溶解氧（DO）、氧化还原电位（ORP）和浊度的相关信息。满足以下要求并连续三次采样后即可结束洗井，采样前洗井中产生的废水应统一收集和处理。在达到要求后，应测量并记录地下水位。当地下水位变化小于10cm时，可以立即进行采样，无需等待。地下水位变化较小时，对水样的采集不会造成显著的影响。地下水位变化超过10cm时，应等待地下水位稳定后再操作，避免地下水位变化导致采样结果的不稳定。在洗井后2小时内必须完成采样工作，避免地下水质量变化。优先采集用于检测挥发性有机污染物（VOCs）的水样，再进行其他水质指标的采样。在地下水采样前需用待采集水样进行2～3次润洗未添加保护剂的样品瓶，使用贝勒管采集地下水样品时，应缓慢操作。样品瓶放入地下水后，应在瓶上记录样品编码、采样日期和采样人员等信息。

3.样品检测

（1）现场检测

在现场检测时，可以使用不同的设备来检测土壤和地下水。土壤检测分析一般使用PID和XRF，而地下水检测则需要使用预先标定过的pH仪、电导率检测仪、溶解氧检测仪、氧化还原电位检测仪以及浊度检测仪等设备来完成检测。

（2）实验室检测

据土壤和地下水检测要求，完成样品制备后，可以采取以下检测方法。土壤检测方法有原子荧光法、土壤元素测定法、气相色谱法、碱熔—电感耦合等离子体发射光谱法、火焰原子吸收分光光度法以及离子选择电极法等。用于检测金属与非金属指标的生活饮用水标准检测方法、水质元素测定法、原子荧光法以及电感耦合等离子体发射光谱法等都可进行地下水检测。

三、高质量环境管理技术数字化的实现方式

（一）设备管理数字化实现方式

在生态环境检测中，现场采样是应用质量数字化方案管理技术，而采样仪器是促进数据数字化处理效率和质控进步的核心。相关部门需要重视仪器的全寿命周期管理，包括购买、使用期维护等方面。一方面，监督仪器的外部校准和日常核查工作，保证计量特征等基本信息的规范性，设备参数信息也需要特别注意，还要保证数字化效率的计量能力。同时，要确保定性分析与定量分析皆适用于数字化方案。另一方面，注意仪器的校准、计量、年检过程，为仪器计量提升与建设远程匹配相关的模式数据，确保数据源头质量控制的基本效率。

（二）信息记录数字化实现方式

数据信息采样管理传统工作控制模式中，现场采样的设备可以做到报表打印处理。但是这种处理易受到环境、仪器设备、采样流程等多种方面因素的干扰，以至于大多数采样记录还需要进行手工抄录。数字化技术应用平台支撑存储任务与管理系统监测和调度任务的性能，可直接下载到移动终端。布点监测是对现场布点进行分析与监测处理，采样人员以终端设备为媒介设置现场的采样点，为的是及时得到相应的资料信息。移动终端对现场情况进行原始数据的记录分析与数据收集后完成录入状态。录入的数据应包括环境现场、采样和仪器设备的基础参数，以及采样人员的基本信息等。在录入表单时，依靠移动终端，操作人员需要完成运用手写装置进行电子签名确认的任务，及时了解监测点方位、现场检测数据等基础内容。样品保存情况还需要进行拍照留存，把移动终端上的样品流转到指定单位。按照标准化过程实施数字化技术处理，对状态数据、测量数据和过程数据等基础信息进行统筹分析。通过数字化重组和信息处理，匹配采集协议和质控分析模式，统一分析即可完成。

（三）质量管理数字化实现方式

在使用数字化处理技术取得基础监测结果后，还需要匹配质控方案来保持分析信息系统运行的规范性。结合阶段性的核查标准，完成回溯当前数据的管理，及时明确操作环节与运行中出现的问题，可以让数据决策的准确性得以提升。数字化技术的升级和应用可辅助生态环境检测实验室现场采样质量管理，实现灵活、自动、规范，将其转变为技术防范机制。

参考文献：

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