淺談環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證

張偉

（江蘇省淮安環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 淮安223001）

質(zhì)量保證（QA），質(zhì)量控制（QC）和相關(guān)的良好實(shí)驗(yàn)室規(guī)范應(yīng)成為所有環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要組成部分。在環(huán)境樣品的化學(xué)分析中對(duì)良好質(zhì)量保證/質(zhì)量控制的需求已得到公認(rèn)，并已在許多國(guó)際質(zhì)量保證實(shí)踐中進(jìn)行了測(cè)試。這種盡職調(diào)查還需要應(yīng)用于監(jiān)控活動(dòng)的其他組成部分，因?yàn)樵谠S多情況下，它們可能代表更大的錯(cuò)誤來(lái)源。沒(méi)有基于足夠質(zhì)量保證/質(zhì)量控制的數(shù)據(jù)可能會(huì)出錯(cuò)，并且濫用它們會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的環(huán)境管理決策。質(zhì)量保證是指為確保樣品的代表性和完整性以及分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性而采取的所有行動(dòng)、程序、檢查和決定。質(zhì)量控制包括監(jiān)視和衡量質(zhì)量保證程序相對(duì)于既定目標(biāo)的有效性的措施。

1 環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證

在自然水系統(tǒng)的環(huán)境研究中，問(wèn)題通常涉及評(píng)估某些活動(dòng)對(duì)水質(zhì)的影響，沉積物的污染程度或可能影響其對(duì)人類(lèi)消費(fèi)的適應(yīng)性的生物群中污染物的水平。在確定問(wèn)題之后，需要一種抽樣策略，該策略將提供專門(mén)解決問(wèn)題或假設(shè)的數(shù)據(jù)。后續(xù)階段涉及場(chǎng)采樣，化學(xué)分析和數(shù)據(jù)分析，并且在所有這些場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室操作中，都需要適當(dāng)?shù)腝A/QC 標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境管理的基礎(chǔ)，由監(jiān)管機(jī)構(gòu)，行業(yè)和商業(yè)顧問(wèn)根據(jù)合同進(jìn)行?；瘜W(xué)分析通常是分包給分析實(shí)驗(yàn)室的，此類(lèi)合同通常是根據(jù)價(jià)格而不是質(zhì)量來(lái)授予的。實(shí)驗(yàn)室的競(jìng)爭(zhēng)和成本削減必然會(huì)對(duì)質(zhì)量保證/質(zhì)量控制水平產(chǎn)生影響，而這些質(zhì)量保證結(jié)果必須得到保證。質(zhì)量檢查的費(fèi)用約占總費(fèi)用的15±20%。盡管大多數(shù)商業(yè)分析實(shí)驗(yàn)室完全熟悉并希望將適當(dāng)?shù)腝A/QC 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于其分析，但并非所有的監(jiān)測(cè)工作都由認(rèn)可的商業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。實(shí)際上，科學(xué)文獻(xiàn)中報(bào)告的很大一部分環(huán)境監(jiān)測(cè)研究沒(méi)有足夠的QA/QC 水平是完全有可能的。參照基準(zhǔn)站點(diǎn)或條件的數(shù)據(jù)，以及與公認(rèn)的指南進(jìn)行比較，對(duì)照基準(zhǔn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。

水、沉積物或食品質(zhì)量。法規(guī)指南和標(biāo)準(zhǔn)的制定依賴于來(lái)自實(shí)驗(yàn)室對(duì)人類(lèi)和環(huán)境毒理學(xué)監(jiān)測(cè)的公開(kāi)數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)通常也是質(zhì)量/質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)不令人滿意的主題。分析化學(xué)是此類(lèi)毒性測(cè)試的主要組成部分，但通常缺少用于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)的嚴(yán)格采樣和分析方案。毒性數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)主要來(lái)自已發(fā)表的文獻(xiàn)，在這些文獻(xiàn)中，很少或幾乎沒(méi)有證據(jù)表明化學(xué)分析或毒性測(cè)試的其他QA 方面的可靠性。首先，任何基于標(biāo)稱而不是測(cè)得的有毒物質(zhì)濃度的數(shù)據(jù)都應(yīng)該被拒絕。除此之外，通常無(wú)法確定所應(yīng)用的QA/QC 級(jí)別。如果基于不可靠數(shù)據(jù)的指導(dǎo)方針一方面可能對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)不足，或者另一方面，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)過(guò)度，從而對(duì)實(shí)現(xiàn)這些保護(hù)水平的社會(huì)造成更多的成本懲罰，則這將產(chǎn)生重要的后果。所有這些因素凸顯了在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境測(cè)量各個(gè)方面都需要更加關(guān)注質(zhì)量問(wèn)題的必要性。這不僅需要研究人員的參與，還需要期刊編輯和審稿人，環(huán)境機(jī)構(gòu)和環(huán)境顧問(wèn)的參與。對(duì)行業(yè)的成本懲罰，最終對(duì)基于劣質(zhì)數(shù)據(jù)做出決策的納稅人而言，可能是巨大的。本文討論了需要保持警惕以確保環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可接受標(biāo)準(zhǔn)的那些領(lǐng)域。它著重于質(zhì)量監(jiān)控活動(dòng)中需要應(yīng)用的質(zhì)量保證，該活動(dòng)涉及水生生態(tài)系統(tǒng)（即水域，沉積物和生物區(qū)系）中的痕量金屬。盡管它處理的是金屬而不是有機(jī)污染物或養(yǎng)分，但類(lèi)似的做法將適用于這些分析物，就像在場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的生態(tài)毒性研究一樣。對(duì)讀者來(lái)說(shuō)，考慮這樣的實(shí)踐在他們熟悉的研究中的滿意程度將是有益的。希望，發(fā)表環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的期刊將開(kāi)始要求已發(fā)表論文中有可接受的QA/QC 證據(jù)，以便將來(lái)環(huán)境科學(xué)家可以在確信的情況下使用這些數(shù)據(jù)。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)采樣

現(xiàn)場(chǎng)采樣是需要進(jìn)行質(zhì)量檢查的監(jiān)視工作中的第一個(gè)區(qū)域。采樣將遵循設(shè)計(jì)過(guò)程，該過(guò)程將考慮必要的空間和時(shí)間分辨率，樣本數(shù)量和重復(fù)數(shù)量，以令人滿意地滿足研究目標(biāo)。成本通常是設(shè)計(jì)抽樣程序的限制因素?？梢圆捎煤喜颖镜姆绞絹?lái)降低成本，但是，一個(gè)關(guān)鍵的決定因素是解決問(wèn)題的設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)能力。采樣程序的設(shè)計(jì)在其他地方已得到全面審查（，將不再討論。但是，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，采樣設(shè)計(jì)不充分會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)程序的發(fā)現(xiàn)不能充分反映與特定污染物相關(guān)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。從這個(gè)意義上講，程序的質(zhì)量受到了損害。就獲得反映自然環(huán)境中污染物濃度的結(jié)果而言，采樣過(guò)程本身可能是誤差的主要來(lái)源，尤其是在測(cè)量痕量污染物的地方。人們經(jīng)常爭(zhēng)辯說(shuō)，分析化學(xué)家應(yīng)該參與采樣過(guò)程，尤其是水的采樣過(guò)程，因?yàn)樗麄円庾R(shí)到痕量和超痕量濃度的金屬的污染和吸附損失的問(wèn)題。對(duì)于金屬濃度明顯較高的沉積物和生物區(qū)系，當(dāng)沒(méi)有QA 時(shí)，可能的誤差幅度將較小。對(duì)于水樣，污染和/或吸附損失可通過(guò)不適當(dāng)?shù)臉悠啡萜鬟x擇，不充分的容器準(zhǔn)備，在采樣操作期間來(lái)自采樣設(shè)備的污染或不適當(dāng)?shù)臉悠繁４婧痛鎯?chǔ)方法而發(fā)生。眾所周知，聚乙烯對(duì)于痕量金屬的研究是必不可少的，但是，經(jīng)常低估了容器制備和采樣的嚴(yán)格性?，F(xiàn)場(chǎng)空白是裝滿蒸餾水（或干凈的海水）的瓶子，該瓶子在出場(chǎng)時(shí)被帶走并經(jīng)受了樣品容器的所有操作。容器毛坯測(cè)量容器對(duì)相同水的貢獻(xiàn)。行程空白測(cè)量空白樣品的運(yùn)輸對(duì)其測(cè)量濃度的影響。

3 數(shù)據(jù)處理和分析

大多數(shù)分析實(shí)驗(yàn)室都知道在數(shù)據(jù)管理和分析過(guò)程中可能引入的錯(cuò)誤。初步的數(shù)據(jù)管理活動(dòng)包括確保適當(dāng)?shù)木龋瑢?duì)異常值的初步篩選以及檢查所關(guān)注的樣本。數(shù)據(jù)的生成涉及可能與濃度有關(guān)的測(cè)量響應(yīng)的記錄。在測(cè)量峰高或峰面積時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)主要誤差，并且與基線和峰分辨率相關(guān)。大多數(shù)儀器都有可在信號(hào)峰值上繪制基線的軟件。值得檢查這是否正確完成；在許多實(shí)驗(yàn)室中，LIMS 系統(tǒng)很少會(huì)出現(xiàn)計(jì)算和數(shù)據(jù)記錄錯(cuò)誤，它們會(huì)直接從儀器獲取數(shù)據(jù)到結(jié)果表。需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量檢查，以確保不會(huì)發(fā)生此類(lèi)錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)解釋是監(jiān)測(cè)活動(dòng)中同等重要的組成部分，在此過(guò)程中，根據(jù)污染物的生態(tài)或人類(lèi)健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所測(cè)得的污染物濃度。在許多研究中，沒(méi)有記錄或沒(méi)有收集到描述樣品的必要支持信息。就生物群而言，這可能包括物種的大小，重量，年齡和性別。例如，在解釋金屬生物富集的時(shí)間趨勢(shì)時(shí)，除非比較相同大小的物種，或者知道大小對(duì)金屬濃度的影響的信息，否則可能得出錯(cuò)誤的結(jié)論。

結(jié)束語(yǔ)

盡管對(duì)環(huán)境分析中適當(dāng)?shù)腝A/QC 的需求已廣為人知，但環(huán)境監(jiān)測(cè)計(jì)劃的其他組成部分可能會(huì)帶來(lái)更大的誤差源，尤其是在研究痕量和超痕量污染物濃度的地方。這樣的程序不僅成本高昂，而且補(bǔ)救污染環(huán)境可能需要采取的管理措施也更加昂貴。環(huán)境科學(xué)家有責(zé)任確保此類(lèi)行為基于可靠解釋的質(zhì)量數(shù)據(jù)。同樣重要的是，期刊編輯，審稿人和研究人員應(yīng)確保已發(fā)表的結(jié)果包括適當(dāng)?shù)腝A/QC 證據(jù)，以便數(shù)據(jù)用戶可以確信其可靠性。