环境检测技术的应用及质量控制措施微探

张祥霖，蒯圣龙

(安徽水利水电职业技术学院 资源与环境工程学院，安徽 合肥 231603)

引言

随着我国工业化和城市化进程的加快，环境污染问题日益突出，因而环境检测技术的重要性不断提升。环境检测不仅可以及时发现和预防环境问题，还可以为我国环境治理和资源管理提供依据。然而，环境检测的准确性和可靠性在很大程度上取决于质量控制的严谨性，因此，深入理解各种环境检测技术的应用及其质量控制措施，对于提高环境管理的效率和效果具有非常重要的意义。

1 环境检测技术的作用用及质量控制的必要性与重要性

1.1 环境检测技术的作用

1.1.1 环境质量评估

环境检测技术能够对空气、水、土壤等环境元素中的污染物进行精确检测，从而评估环境的质量状况。为制定环保政策和措施提供了准确的数据支持。

1.1.2 环境预警系统

环境检测技术可及时发现环境质量的异常变化，对可能出现的环境风险和灾害进行预警，从而降低因环境问题导致的损失。

1.1.3 环保政策制定和实施

环境检测技术提供的详实数据和信息，是制定和实施环保政策的重要依据，可以帮助政府和企业进行决策，有效地解决环境问题。

1.2 环境检测技术质量控制的价值

1.2.1 保证检测结果的准确性

质量控制是确保环境检测结果准确性的重要手段。严格的质量控制可以保证所得的检测数据准确、可靠，使环保政策和措施建立在准确的数据基础之上。

1.2.2 提高检测效率

优秀的环境检测质量控制可以提升环境检测的效率，避免因检测误差导致的重复工作，节约资源，提升环保工作的效率。

1.2.3 建立公众信任

完善的环境检测技术质量控制可以提高环保工作的公众接受度，增强公众对环保工作的信任。公众的理解和支持是环保工作能够持续、有效进行的重要保障。

2 环境检测技术的种类及应用

环境检测技术是对生态环境中的物质或因素进行检测的一种技术，主要包括气体检测技术、水质检测技术、土壤检测技术、噪音和震动检测技术以及辐射检测技术。

2.1 气体检测技术

气体检测技术主要是针对大气中的各种污染物进行检测。这些污染物包括有害气体（如二氧化硫、氮氧化物、氨气等）、挥发性有机物以及颗粒物等。通过应用气谱分析、电化学传感器、红外吸收法等现代检测技术，可帮助检测人员准确地测定气体污染物的类型和浓度。

气体检测技术广泛应用于工业污染源排放监控、城市空气质量监测和室内空气质量评价等领域。例如，在工业生产中，通过气谱分析和电化学传感器检测设备，可以实时监测生产过程中的有害气体排放，帮助企业进行生产管理和设备维护。在城市空气质量监测中，通过布设一系列气体检测站点，对空气中的二氧化硫、氮氧化物等有害气体进行长期监测，为环境保护部门提供准确的数据支持，以便相关部门制定相应的空气质量改善措施。

2.2 水质检测技术

水质检测技术主要是对水环境中的物质和微生物进行检测。如化学需氧量、生物需氧量、重金属离子、营养盐等。常用的检测方法包括比色法、电导法、离子色谱法等。

近年来，生物传感器和核磁共振技术也在水质检测中得到了广泛的应用。例如，在饮用水安全监测中，通过比色法、电导法等检测方法，可以准确地测定水中的重金属离子、营养盐等污染物的浓度，以确保饮用水的安全。在污水处理厂的进出水监测中，通过测定化学需氧量、生物需氧量等指标，可以了解污水处理效果，为后续的污水处理提供决策依据。

2.3 土壤检测技术

土壤检测技术主要用于测定土壤中的有机物质、无机物质和重金属等污染物。常用的检测方法有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）、气相色谱-质谱法（GC-MS）等。通过这些方法，检测人员可了解土壤的污染程度和污染来源。如，在农田土壤肥力评价中，通过原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）等检测方法，可以了解土壤中的有机物质、无机物质和重金属等污染物的含量，以便制定合理的施肥方案，提高农田生产效率。在环境污染事故调查中，通过气相色谱-质谱法（GC-MS）等高精度检测方法，可以准确地确定污染物的种类和来源，由此为当地环保部门的污染治理提供依据。

2.4 噪音和震动检测技术

噪音和震动检测技术主要用于评估环境噪声和振动的水平。常用的检测设备包括声级计、频谱分析器等。这些设备可以测定噪声的强度、频率和持续时间，从而评估其对人类健康和环境的影响。例如，在城市噪声环境监测中，通过声级计和频谱分析器，可针对城市各区的噪声污染水平进行全面评估，为制定噪声控制策略和城市规划提供依据。在工业设备运行监控中，通过对设备运行时的噪声和震动进行持续监测，可以预警设备潜在的故障，从而实现早期维修，提高设备运行效率和安全性。

2.5 辐射检测技术

辐射检测技术主要用于测定环境中的电离辐射水平。包括α粒子、β粒子、γ射线以及中子等。常用的辐射检测设备有盖革-穆勒计数器（GM计数器）、闪烁探测器和半导体探测器等。这些设备可以准确地测定环境中的辐射源类型和强度[1]。

例如，在环境背景辐射监测中，通过设立一系列的辐射监测站点，可以全面了解环境背景辐射的状况，评估环境辐射对人类健康的影响。在医疗放射源管理和食品辐照检测中，辐射检测技术同样发挥着重要作用，确保医疗放射的安全使用和食品辐照的合规操作。

3 环境检测的质量控制措施

3.1 检测设备的校准和维护

检测设备的校准与维护是确保获取精确可靠检测结果的关键环节。首先，设备校准是通过对照已知的标准或参照物，来确定和校正仪器的测量值。设备校准要尽可能地在设备的工作环境中进行，以确保校准结果的准确性。例如，气体检测设备校准时，通常会使用标准气体作为参考；水质检测设备则可能用一系列已知浓度的溶液进行校准，以此来评估设备的准确度和精确度。

其次，设备的维护需进行设备的日常保养和定期维修。日常保养如清洁、润滑和调试设备，可以保持设备良好的工作状态，预防因污染、磨损或老化造成的设备性能下降。设备定期维修如更换易损配件，修复故障，其属于保证设备长期稳定工作的重要手段。

3.2 检测方法的选择和优化

选择合适的检测方法对于获得准确、可靠的数据至关重要。检测方法的选择需要根据待检测对象的性质（例如物理状态、化学性质等）、污染物的种类和浓度、实验设备的条件以及检测结果的需求等因素来决定。例如，在水质检测中，若目标为检测重金属离子，对此可选择应用原子吸收光谱法或电感耦合等离子体质谱法；若目标为检测营养盐，可选择应用比色法或离子色谱法。同样，检测方法也需要根据实际情况进行优化，如改变检测条件（例如pH、温度、检测时间等）、采用更先进的检测设备或技术、改进样品处理方法（例如提取、富集、分离等步骤）等，以提高检测的灵敏度和精度，减少误差。

3.3 样品的采集、储存和处理

3.3.1 样品采集

样品采集需要按照一定的规范和程序进行，以保证样品能够如实反映被测环境的状态。首先，采集地点的选择要具有代表性，要避免污染源和可能的干扰因素。其次，采集的方式和工具也需根据样品的种类和目的进行选择，如气体样品采集时，需要采用无菌采样瓶或专用的气体采样器；对于水质和土壤样品，需要避免采样器具的材质对样品的影响。另外，采集样品时还需要记录关键的环境参数和样品信息，如时间、地点、气象条件等[2]。

3.3.2 样品储存

样品的储存是保证样品质量和稳定性的关键环节。不同的样品类型需要不同的储存条件，如气体样品通常需要在密封的采样瓶中，避免光照并置于冷藏环境中储存；水质和土壤样品需要冷藏并避免光照。同时，储存期间需要避免样品发生化学或生物性的变化，比如细菌生长、挥发、氧化等，对于某些容易变质的样品，可能需要在采集后立即进行预处理或检测。

3.3.3 样品处理——预处理

滤泡：针对含有大量悬浮物的水样，通过滤泡可以去除这些物质，提取出需要分析的溶液部分。此外，对于气体样品，滤泡还可以去除气体中的颗粒物。

离心：离心是一种通过利用离心力将样品中的固体和液体部分分离的方法。这通常应用于浑浊的液体样品，如水质和土壤中提取出的溶液。

提取：提取是用一种溶剂将样品中某一组成部分从其余部分中分离出来的方法。这通常应用于土壤和固体样品，以及需要从复杂矩阵中分离目标分析物的液体样品。

浓缩：浓缩是通过蒸发或其它方法将样品中的溶剂去除，使目标分析物质的浓度提高的过程。一般来说，可将其应用于溶剂中的目标分析物质浓度较低的样品。样品处理预处理流程见图1。

图1 样品处理预处理流程图

3.3.4 样品的分析处理

消解：消解是将样品中的固体组成部分转化为溶液，以便进行液相分析。这通常用于土壤、废物和其它固体样品。

分离：分离是将样品中的不同组分分离出来，这样就可以单独对每个组分进行分析。常用的分离技术包括色谱法（如气相色谱和液相色谱）和电泳法等。

富集：富集是通过物理或化学方法提高样品中目标分析物的浓度，提高其在分析过程中的检出率。常用的富集方法包括固相萃取和液相萃取等。在样品处理过程中，为了保证样品的完整性和检测结果的准确性，应当尽可能地减少样品的损失和污染，并准确记录处理过程的每个步骤和参数。

3.4 质量控制样和质量保证计划

在环境监测过程中，质量控制样（Quality Control Samples，QCS）和质量保证计划（Quality Assurance Plan，QAP）是关键的质量管理工具。

3.4.1 质量控制样

质量控制样是指已知或被控制的含量、浓度或活性的样品，用于评估分析方法的精度和精密度。这些样品可以是含有已知浓度污染物的实验室制备样品，也可以是已经过校正的标准样品。通过定期地分析质量控制样，可以检查并校准实验室的分析系统，以保持分析的稳定性和可靠性。在环境检测中，质量控制样主要包括4种类型：

空白样：不含任何添加物的样品，用于检查分析过程中的污染和干扰。

标准样：含有已知浓度的污染物的样品，用于校准分析仪器。

复核样：实验室已分析过的样品，用于评估分析结果的复现性。

主人走了几十步，转身，向大狗趴着的方向望去，脸上突然放出光来，对往前赶的族人大喊，不走了，不走了，这里好风好水，留下吧。

分层样：含有不同浓度污染物的样品，用于评估分析方法的灵敏度和线性。

3.4.2 质量保证计划

质量保证计划是环境监测中的管理工具，主要用于确保检测过程的准确性和可靠性。该计划应包括以下部分：

目标定义：明确质量保证计划的目标，例如，实验室的分析精度和精密度的目标、污染物的检出限等。

方法选择：选择适当的检测方法，并详细描述分析过程。

设备维护：明确设备的定期校准和维护的计划。

质量控制样分析：制定质量控制样的分析计划，并规定如何处理质控样分析结果不合格的情况。

3.5 数据的处理和解读

3.5.1 数据处理

数据校验：此步骤主要是确认数据的准确性。首先，要检查原始数据是否存在错误或遗漏；其次，要对数据进行质量控制，例如使用质控样数据进行对比，确保数据的可靠性。

统计分析：对收集到的数据进行统计分析，以便更好地理解数据的分布、中心趋势（如均值、中位数等）和离散程度（如标准差、四分位数等）。在有足够多的数据的情况下，还可以进行回归分析、主成分分析等高级统计分析，找出数据之间的关系和模式。

数据归一化：为了消除不同指标之间的单位和量级差异，便于对比和分析，常常需要对数据进行归一化处理。常用的归一化方法包括最大-最小归一化、标准差归一化等[3]。

3.5.2 数据解读

数据解读是将处理后的数据转化为有意义的信息，为环境保护和管理提供依据。数据解读需要结合具体的环境背景和监测目标。例如，对于水质监测数据，需要参考相关的水质标准或指南，如我国的《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）等，对监测结果进行评价；对于大气监测数据，需要参考《大气环境质量标准》（GB 3095-2012）等进行评价。此外，数据解读还需要注意数据的时间和空间变化，通过比较不同时间、不同地点的数据，可以找出污染的趋势和热点区域，为环境保护和管理的决策提供依据。

3.6 人员培训和能力的提升

3.6.1 人员培训

环境检测的人员培训应包括理论和实践两部分。理论培训主要包括分析化学、统计学等基础知识的教授，以及检测方法、设备操作、数据处理等专业知识的讲解。实践培训则应通过实验和现场操作等方式，让人员熟练掌握样品采集、设备操作、数据处理等实际技能。此外，加强应急响应和安全操作等方面的培训，提高人员的应对能力和安全意识。

3.6.2 人员能力的提升

在定期培训的基础上，环境检测人员还应不断提升自身的能力。可以通过参加专业会议、阅读专业文献、进行项目科研等方式，了解最新的研究动向和技术动态，提高自身的专业水平。此外，还应通过体系认证、职称评定等方式，对人员的能力进行评价和认证，激励其进行持续学习和提升。

4 结语

总的来说，环境检测技术的应用和质量控制是环境管理中的关键环节。只有掌握了准确、可靠的检测数据，才能对环境问题有清晰、全面的认识，进而制定出有效的治理策略。同时，各地环境保护管理部门也需要对环境检测的质量控制提出更高的要求，以确保检测数据的质量。期待未来有更多先进的检测技术和质量控制方法应用到环境管理中，为群众的生活环境带来更好的保障。