环境检测技术的应用及质量控制措施探微

陈 颖

（苏州环优检测有限公司，江苏 苏州 215000）

引言

环境检测主要是环境监测机构对环境质量状况开展的一系列监督、测定、评价活动，检测人员通常会选择物理设备与化学方法、生化方法等进行操作。近几年，随着生态文明建设工作持续深化，环境检测行业已成功探索了以环境咨询、签订合同、制定方案、现场采样、实验测定、出具报告等为主的设计检测一体化实践模式。同时，为保障环境检测结果的精准性，配套实施了全过程质量控制，进一步推动了环境检测行业向高质量方向发展。

1 环境检测技术的种类及作用

1.1 种类

环境检测对象不同，需要应用的环境检测技术也不同。该需求促进了环境检测技术种类的多样化发展。从当前的实践经验看，环境检测技术主要包括四大类型：其一，针对空气环境检测的气体检测技术；其二，应用于水环境检测的水质检测技术；其三，适配土壤环境检测的土壤检测技术；其四，常用于职业环境检测的噪音和振动检测技术、辐射检测技术等。

1.2 作用

环境检测技术在环境检测中发挥着工具与方法的作用，集中表现在如下方面。

1.2.1 支持环境质量评估

生态文明思想确立至今，各行业、各领域实施了环境影响评价与项目竣工环保验收。选择一种或多种环境检测技术，进行单独应用或联合应用，有利于满足环境质量评估需求，精准反映环境质量状况。

1.2.2 优化环境监测预警系统

环境管理工作任重而道远，并不能做到一蹴而就。在合同环境服务的环保管家应用期间，虽然能够保障环境监测预警基本功能，但是随着环境管理工作范围的扩大、阶段性目标的变化，需要借助环境检测技术对其进行更新，优化环境监测预警系统，提高其服务效用[1]。

1.2.3 为环保政策的制定与实施提供科学依据

数字经济建设取得显著成果，为环境管理工作奠定了高质量发展的根基。在当前技术赋能路径下亟需扩大环境检测技术配置比例，将其应用后生成的数据转化为环保政策制定与实施的科学依据。

2 环境检测技术的应用分析

2.1 气体检测技术

空气环境检测对象涉及空气、有机气体、天然气、制冷剂、惰性气体、工业废气、活泼气体、有毒有害气体等。重点集中在挥发性有机物（volatile organic compounds，VOCs）方面，涉及酮类、醛类、酯类、卤烃类、烯类、芳烃类、烷类、氮氧化物、碳氧化物、硫化物等。此类挥发性有机物化学成分复杂、来源广泛、危害较大，通常采用气体检测技术进行检测，应用范围分为成分分析、环境质量评估、配方还原、工业问题诊断、产品研发、性能质量评估等[2]。从原理方面看，气体检测技术以传感器原理、测量原理、分析原理为主，常用技术包括：气相色谱法、化学发光法、非色散红外分析法、微量氧分析仪、微量水分析仪等。

以应用较多的气相色谱法为例。在室外大气、室内空气检测中，一般按照现场采集和实验测定两部分进行操作。例如，在室内挥发性有机物检测方面，工作人员会根据现场采集方案，在320 ℃下，通过反向通高纯氮气对Tenax-TA吸附管进行2 h老化处理[3]，然后，将其密封在干燥器内存放1周，再对室内环境实施调查、通风处理的前提下进行环境封闭管理，最后根据0.5 L/min调节大气采样器流量，连接Tenax-TA吸附管，开展20 min连续采样，以及相关数据监测、记录。完成上述工作后，工作人员需要用提前准备好的密封帽将吸附管两端封闭并保存。进入实验测定阶段，工作人员需要严格按照标准流程进行操作（如图1所示），尤其在样品测定前，一方面要对气相色谱仪进行调试，另一方面要在热解仪上放置好吸附管，再结合绘制标准曲线方法与步骤，先设置解析温度参数（如300 ℃）与解析时间参数（如5 min），再按6 min设置二次冷阱直接进样时间。启动色谱工作站后，完成所需的定性分析和定量分析，其中前者以峰面积为准，后者依据保留时间确认。

图1 气相色谱法实验测定主要流程示意图

2.2 水质检测技术

在《重点流域水生态环境保护“十四五”规划》中提出了“一水”治理与“两水”及基于“三水”统筹的水生态环境保护框架，促进了水环境防治的高质量发展。环境检测机构在该框架与发展阶段，进一步扩大了水质检测技术配置比例[4]。从近几年的实践经验看，水质检测范围包括了地下水、地表水、生活用水与污水、工业用水和废水等。常用技术分为化学法、电化学法、原子吸收分光光度法、离子选择电极法、离子色谱法、等离子发射光谱法等。

以难度较大、流程较多的地下水水质检测为例，工作人员首先要在布置好的采样点使用钻井设备钻到预定深度，完成对滤水管、盲目管、管帽等安装后，进行洗井、指标监测，待其在8 h后趋于稳定再使用便携式水质测定仪进行现场测定，包括水体温度、pH值、水体浊度等。工作人员在上述准备工作基础上于24 h后采集所需样品，依次完成样品采集、PID与XRF样品筛选、样品保存、样品运输、样品交接、样品分析与测定。实验室测定时，选择离子色谱法操作程序，依次完成实验材料准备→空白实验→仪器稳定性检查→准确度控制→实验样品制备→上机实验→结果数据记录→实验废物清理→编制实验报告等操作。

2.3 土壤检测技术

污水排放、固体垃圾掩埋、农药残留、肥料使用等，均可能对土壤造成污染，间接对植物、动物、人类的生存产生威胁。尽管在工业用地、农业用地等方面加强了土壤修复工程建设工作，但是由于土壤污染涉及土壤、水，修复难度相对较大。因而，在现阶段亟须提高土壤检测水平。应用化学分析法、生物分析法、仪器分析法等，既有利于达到上述目标，也能够提高土壤检测效率、提高土壤检测质量。

以化工企业地块土壤污染检测为例。工作人员一般会遵循《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB 36600—2018）、《地下水质量标准》（GB/T 14848—2017）及相关技术导则和规范中的要求开展相关检测[5]。具体检测时，工作人员首先会结合地块勘察报告确定土壤地层分布情况，再按照6 m土壤采集深度使用专业土壤采集设备完成现场取样工作。操作步骤如下：其一，布置土壤采样点；其二，确定代表性土壤样品采集数量；其三，划分土壤深度，一般按照0.5 m间隔在0～6 m范围内设置9个采样深度；其四，进行土壤采集设备内钻杆与外套钻杆组装并测定其功能是否正常；其五，使用高效液压系统将设备打入土壤，按照取出内钻杆、取出柱状样品、放回内钻杆、钻入等程序进行重复操作，直至完成所有采样深度的样品取样。现场快速检测与样品筛选通常使用便携式PID仪器，实验室样品分析对象包括重金属、挥发性有机物等。实验室测定时则根据确定的检测对象选择适宜的测定方法进行操作。例如，成分分析方面，通常的测试分析流程为粉碎、称量、加液、振荡浸体过滤、稀释或显色等，完成后，工作人员需要根据相应的检测对象选择适配设备（如全自动定氮仪、紫外可见光分光光度计、火焰光度计、原子吸收分光光度计、酸度计、电导率仪器等），完成土壤检测分析报告并为养分评价施肥提供指导。在重金属等检测方面，则要求进行空白试验、样品重金属测定等。

2.4 其他检测技术

除上述环境检测技术外，在职业环境与其他环境检测方面，还会应用噪音与振动检测技术、辐射检测技术等。此类检测主要依靠专业设备完成，如声级计、频谱分析器、盖革-穆勒计数器、闪烁探测器、半导体探测器等。需要说明的是，随着数字经济建设工作取得显著成就，在技术赋能路径下各行业、各领域普遍提高了环境检测的智能化水平[6]。例如，在当前产业化、数字化升级优化过程中，各地区的产业园区通过建立标准规范体系、物联技术体系、数据资源体系、绩效考核体系，已经在“大平台+小体系”的基本框架下，开发了适配性较高的环境检测系统，并且在“数据感知→数据中心→数据处理→应用支撑→业务功能→终端应用”构成的系统架构下，统筹完成对水、土壤、大气、职业环境的同时监测与管理，将环境检测落实到常态化自检与第三方协同检测等方面。如图2所示。

图2 产业园区环境检测系统架构示意图

3 环境检测技术应用的质量控制措施

在当前设计检测一体化实践模式下，环境检测机构根据现实情况与以往工作经验，提炼了信息化检测方面的“平台优势”、全生命周期检测方面的“系统管理经验”，以及精细化检测实施时的“专项管理技能”，进而能够在全过程管理师指导下创建适用于高质量环境检测的全过程管理模式，并将其落实到“综合平台+系统管理+专项管理”之中[7]。

3.1 系统性质量控制措施

目前，环境检测机构为了应对数字经济时代的环境检测需求，均建立了在线管理平台。在实际环境检测项目完成环保咨询、现场勘察、签订合同、确定环境检测方案后，通常会在全过程管理师指导下组建质量管理小组，辅助完成环境采样与测定工作，为其检测保驾护航。在系统性质量控制措施方面，需遵循设计检测一体化实践模式，配置设计全过程质量管理方案。具体如下。

第一，全过程管理师与检测部门负责人协同合作，编制与环境检测项目一致的全过程管理方案，然后根据环境采样与实验测定两大阶段的系统性特点细化各阶段内容，包括结合实地勘察与现场采访资源优化环境检测制度规范条例，利用权责机制划分检测岗位职能与责任，编制环境采样、实验室测定要素清单，核查采样、实验室测定技术质量控制指标，以及采样与测定所需求的各项材料与设备等。

第二，根据两大检测阶段的各个环节，进行检测前检测培训，重点放在质量控制和质量保证计划两个方面，涉及目标定义、方法选择、设备维护，与空白样、标准样、复核样、分层样的质量控制，以及数据记录、数据验证等培训。

3.2 专项质量控制措施

3.2.1 设备校准与维护措施

工作人员以已知标准或参照物为准，对设备校正仪器的测量值进行确认，如根据标准气体、已知浓度溶液等进行参考校准。然后，针对检测所用设备，按日常保养与定期维修，完成一系列清洁、润滑、调试、性能检测、故障修复等，保障其在使用期间不发生风险事件，进而预防其在“事件－风险事件－安全事故”传导链条下影响检测质量。

3.2.2 采样诸环节质量控制

在系统性控制措施应用的前提下，工作人员要根据样品采集、保存、运输、预处理、分析处理等各个环节，开展专项质量控制。比如，在样品采集环节，应严格进行采集地点选择与采样点布设，规避污染源与干扰因素造成的影响。同时，应针对水、土壤、空气、职业环境等检测对象，选择合适的材料与设备，并在保障其性能良好的前提下按照选择的环境检测技术规范流程进行操作。再如，在样品保存与运输环节，工作人员应根据现场初步筛选后的样品进行保存，包括保存容器、温度、时间等。运输前应对其进行清点与签证，运输中要对其运输状态进行远程在线监控，并由1名工作人员完成相关保护工作。进入样品交接环节后，样品管理员要进行样品符合性检测、签订确认、存放管理等。

3.2.3 检测数据的处理与解读

环境检测机构在当前阶段的实验室测定中，检测内容全面、检测流程标准，专业化程度相对较高。质量控制重点与难点主要集中在数据处理与解读方面，为保障其质量，工作人员会根据专项数据处理与解读要求，在滤泡、离心、提取、浓缩等预处理环节和消解、分离、富集等样品分析处理环节，结合使用仪器、操作方法进行各个步骤与参数的记录，并通过数据处理系统完成对多元异构数据的采集、存储、提取、分析，并结合生成的报表进行专业解读。

4 结语

环境检测行业已进入高质量发展阶段，不仅形成了多种环境检测技术，而且在水环境、土壤环境、空气环境、职业环境等方面应用后能够产生重要作用。环境检测机构在当前实践中，一方面按照技术赋能路径选择适配性较高的环境检测技术，另一方面在应用期间遵循全过程管理理念，制定系统性质量控制措施和专项质量控制措施，并将其落实到环境检测的各个环节，为环境检测技术的高质量应用保驾护航。