環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性影響因素分析

鮑 靜，韓少輝，崔贏午

（北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076）

引言

企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生各種污染廢物，隨著國(guó)家政策對(duì)環(huán)保要求的提高，企業(yè)逐漸加強(qiáng)廢水、廢氣污染排口的污染物監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可為企業(yè)的工藝改進(jìn)、環(huán)保設(shè)施改造提供技術(shù)支撐，因此環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性是一切環(huán)保工作的基石。

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)需要具有代表性、完整性、準(zhǔn)確性、客觀性，影響環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性因素較多，本文從不同監(jiān)測(cè)方法、統(tǒng)計(jì)分析以及審核要求方面對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性進(jìn)行分析。

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求

監(jiān)測(cè)技術(shù)方法種類(lèi)繁多，針對(duì)不同的技術(shù)帶來(lái)的弊端，需要采取不同的技術(shù)降低監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差，提高準(zhǔn)確度。因此需要明確環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)幾個(gè)要素，一般來(lái)說(shuō)，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量要求主要包括代表性、完整性、準(zhǔn)確性、客觀性和合法性。

1.1 數(shù)據(jù)的代表性和完整性

數(shù)據(jù)的代表性就是要求所獲取的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以很好地代表污染物在時(shí)間以及空間上的分布情況；而完整性則是指環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)要足夠詳細(xì)，不能出現(xiàn)某些數(shù)據(jù)缺失或是遺漏。一般來(lái)說(shuō)，監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)的設(shè)定以及采樣時(shí)間、周期和頻次的確定等都能很好地體現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的代表性和完整性。

1.2 數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

環(huán)境監(jiān)測(cè)工作分為現(xiàn)場(chǎng)樣品采集與實(shí)驗(yàn)室分析兩部分任務(wù)，有別于其他監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就要求兩部分工作都要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，否則得出的結(jié)果差異性很大。

1.3 數(shù)據(jù)的客觀性和合法性

環(huán)境監(jiān)測(cè)必須要嚴(yán)格按照相關(guān)法律，數(shù)據(jù)的客觀性就要呈現(xiàn)出真實(shí)的監(jiān)測(cè)情況，不可被其他的某些因素如人為因素所影響。

2 實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響

實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)屬于最為常見(jiàn)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，一般為現(xiàn)場(chǎng)采集樣品，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行樣品分析，最終數(shù)據(jù)計(jì)算得出結(jié)果。實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于質(zhì)量控制性強(qiáng)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)；缺點(diǎn)在于時(shí)效性難控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)環(huán)境中樣品實(shí)時(shí)測(cè)試，以及對(duì)外場(chǎng)作業(yè)時(shí)的質(zhì)量無(wú)法監(jiān)控問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)影響主要分為兩部分：外部現(xiàn)場(chǎng)樣品采集以及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部分析。目前外部現(xiàn)場(chǎng)樣品采集目前缺乏質(zhì)控手段，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作能直接影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果。

2.1 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)影響

2.1.1 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)未按規(guī)范執(zhí)行

目前環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)無(wú)法實(shí)現(xiàn)盲樣考核，唯一的多次采樣方法又受現(xiàn)場(chǎng)工況限制，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)只能完全依靠人員的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)、責(zé)任心來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)采樣質(zhì)量。一旦人員專(zhuān)業(yè)技術(shù)不高，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了解不透徹，采集回的樣品又無(wú)從考證是否按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范執(zhí)行，最終直接導(dǎo)致分析樣品的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯(cuò)[1]。

2.1.2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)取樣地點(diǎn)、工況不滿(mǎn)足要求

國(guó)家規(guī)范中取樣位置常常不明確，主要靠監(jiān)測(cè)人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、自身經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，例如為采集小區(qū)環(huán)境空氣樣品，只有臨近街道位置才能滿(mǎn)足監(jiān)測(cè)設(shè)備安放條件，汽車(chē)等其他因素必然影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，但由于受地理環(huán)境限制，采樣所得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差大；為夜間作業(yè)工業(yè)企業(yè)采集樣品，由于夜間采集廢氣不易，常在白天采用模擬工況進(jìn)行采集，模擬工況和實(shí)際運(yùn)行有較大差別，導(dǎo)致采集樣品真實(shí)性下降。

2.1.3 樣品運(yùn)輸與保存無(wú)法達(dá)標(biāo)

除去以上在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的原因?qū)е卤O(jiān)測(cè)結(jié)果不具有可靠性，樣品采集后運(yùn)輸回實(shí)驗(yàn)室過(guò)程中保存要求大部分實(shí)驗(yàn)室。尤其采集的水樣，需要根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)物質(zhì)選擇不同保護(hù)劑，不同的采樣瓶或者低溫存儲(chǔ)運(yùn)回，但在實(shí)際運(yùn)行中，以上情況難以執(zhí)行到位。

由于外場(chǎng)作業(yè)的居多影響因素，即使實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部再加強(qiáng)質(zhì)量管理與控制，由于樣品源頭出現(xiàn)問(wèn)題，最終的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果難以為真。

2.2 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部分析影響

目前實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部分析可通過(guò)盲樣、平行樣、加標(biāo)回收等方法實(shí)現(xiàn)分析過(guò)程的一定管控，但仍有客觀因素給監(jiān)測(cè)結(jié)果帶來(lái)影響。

2.2.1 不同監(jiān)測(cè)設(shè)備影響

目前環(huán)境監(jiān)測(cè)分析設(shè)備中國(guó)外發(fā)展水平較高，同一種物質(zhì)有較多的大型設(shè)備可實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，例如水中的重金屬，可用原子吸收分光光度法，也可用等離子發(fā)射光譜儀進(jìn)行分析，不同儀器帶來(lái)的設(shè)備誤差也較大。

2.2.2 不同分析方法影響

選擇正確的分析方法對(duì)實(shí)驗(yàn)員考驗(yàn)較強(qiáng)，例如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中氰化物監(jiān)測(cè)方法主要為硝酸銀滴定法和異煙酸-吡唑啉酮光度法兩種。但是由于受水中污染程度影響，氰化物質(zhì)量濃度在1 mg/L以上的才能采用硝酸銀滴定法，否則必須采用異煙酸-吡唑啉酮光度法；如果氰化物質(zhì)量濃度低于1 mg/L，采用硝酸銀滴定法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)直接擴(kuò)大10倍。

在實(shí)際工作，某軍工企業(yè)電鍍廢水中的氰化物在監(jiān)測(cè)過(guò)程中就出現(xiàn)上述現(xiàn)象，但由于企業(yè)未將工藝生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析溝通，實(shí)驗(yàn)室未選擇核實(shí)的分析方法，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一直處于異常狀態(tài)。因此選擇合適的分析方法，需要實(shí)驗(yàn)員、企業(yè)雙方溝通，才能提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的合理性與準(zhǔn)確性。

3 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響

環(huán)境在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是以在線自動(dòng)分析儀器為核心，運(yùn)用現(xiàn)代自動(dòng)測(cè)量技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)以及相關(guān)的專(zhuān)用分析軟件和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所組成的一個(gè)綜合性的在線自動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境預(yù)警體系[2]。目前該系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)逐漸在企業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域較廣，例如企業(yè)煙氣、水質(zhì)、噪聲等不同污染源，國(guó)家環(huán)保部門(mén)相繼出臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。該技術(shù)方法優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，極大降低人工，提高工作效率；缺點(diǎn)在于對(duì)于惡劣的環(huán)境中樣品測(cè)試干擾大，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不高，穩(wěn)定性不好，一旦出現(xiàn)故障，影響所有的監(jiān)測(cè)結(jié)果。

目前企業(yè)安裝的在線檢測(cè)儀以水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀居多，例如COD分析儀、氨氮分析儀、重金屬分析儀和TOC分析儀等。在運(yùn)行過(guò)程中，樣品預(yù)處理情況、管路流速、環(huán)境都直接影響監(jiān)測(cè)結(jié)果，由于安裝在線監(jiān)測(cè)儀器的機(jī)房一般為無(wú)人看守，因此更容易導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處于失控狀態(tài)。

國(guó)內(nèi)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展有幾十年歷程，但企業(yè)推廣緩慢，主要原因在于環(huán)境在線監(jiān)測(cè)設(shè)備計(jì)量手段的缺失、后期維護(hù)費(fèi)用高、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可度不高，因此企業(yè)普遍認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)。

但實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)帶來(lái)的問(wèn)題在于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不是長(zhǎng)期跟蹤數(shù)據(jù)，以抽測(cè)數(shù)據(jù)為主，抽測(cè)數(shù)據(jù)有利于執(zhí)法監(jiān)督，但真正給企業(yè)帶來(lái)的實(shí)際有用效果不明顯。因此未來(lái)環(huán)境監(jiān)測(cè)仍需要靠攏在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)，只有建立環(huán)境監(jiān)測(cè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)才能更好發(fā)揮自身的效果，為企業(yè)工藝要求、超標(biāo)預(yù)警提供真正的技術(shù)支撐。尋找實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)技術(shù)、在線監(jiān)測(cè)技術(shù)之間的平衡點(diǎn)應(yīng)是環(huán)境監(jiān)測(cè)未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。

4 統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響

實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)只是完成了單次樣品測(cè)量分析工作，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的最終應(yīng)用還需要經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析之后才能在不同工作中發(fā)揮出不同的作用，例如排污收費(fèi)、排污申報(bào)、污染源普查和城市空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)等等。因此環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最終結(jié)果是以統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的，利用實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為計(jì)算得到結(jié)果的方法一般稱(chēng)為實(shí)際監(jiān)測(cè)法，實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以平均值為最主要統(tǒng)計(jì)分析方法。

在實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)無(wú)法獲得時(shí)，還常用系數(shù)計(jì)算法、物料平衡法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，一般是實(shí)際監(jiān)測(cè)法和系數(shù)計(jì)算法應(yīng)用較多，物料平衡法應(yīng)用較少，主要是受工藝過(guò)程復(fù)雜，技術(shù)含量要求過(guò)高的限制，系數(shù)計(jì)算法在企業(yè)環(huán)境報(bào)表中應(yīng)用較多。系數(shù)主要來(lái)自國(guó)家發(fā)布的行業(yè)核算系列書(shū)籍中，涉及主要排污行業(yè)，也是通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)大量核算出來(lái)的。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中采用不同分析結(jié)果還是稍有不同。以某單位鍋爐廢氣中二氧化硫排放量為例，企業(yè)采取在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算以及采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算出的最終二氧化硫量是不同的。

以實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算：QSO2=CSO2×風(fēng)量×年工作時(shí)間 =20.88 mg/m3×91 900 m3/h×19 800 h/a=37.99 t/a。QSO2為 SO2每年排放量，CSO2為 SO2濃度。

以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法計(jì)算：QSO2=1.6×燃煤量×煤含硫率×（1-脫硫效率）=1.6×44 800 t/a×1.2%×（1-95%）=45.30 t/a。

上述不同的統(tǒng)計(jì)分析方法帶來(lái)的結(jié)果相差10%左右，但均為受認(rèn)可的方式，企業(yè)可以采取合適的統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)上報(bào)。

5 實(shí)驗(yàn)記錄對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)影響

在整個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中，人員的監(jiān)測(cè)活動(dòng)之后，各種記錄也是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量保障重要依據(jù)，例如：監(jiān)測(cè)任務(wù)記錄，采樣記錄，設(shè)備領(lǐng)用與使用記錄，樣品運(yùn)送記錄，質(zhì)量監(jiān)督記錄，樣品分析記錄，儀器期間核查記錄。通過(guò)這些原始記錄，可以對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有理可查，這種權(quán)工作記錄方法，不僅有效保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完整性、準(zhǔn)確性，還能比較好地解決監(jiān)測(cè)工作的問(wèn)題，從而制定良好解決措施，為以后環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量保障工作提供技術(shù)支撐[3]。

6 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)有條件下環(huán)境監(jiān)測(cè)手段、設(shè)備人員和環(huán)境都會(huì)成為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的影響因素，企業(yè)以及檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)根據(jù)自身要在原來(lái)的基礎(chǔ)水平上更進(jìn)一步地提高自己的綜合分析能力，對(duì)提供的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)爭(zhēng)取更可靠更合理，業(yè)務(wù)技能不斷地進(jìn)步。同時(shí)由于獲取的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與區(qū)域的過(guò)去和現(xiàn)在都有密切的聯(lián)系，監(jiān)測(cè)人員還要對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的過(guò)去和現(xiàn)在的環(huán)境狀況都要進(jìn)行深入的了解和分析，在了解的基礎(chǔ)上展開(kāi)全面的探討，這樣才可以保證獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更全面，更有說(shuō)服力[4]。