淺談土壤污染環境監測的質量控制和評價方法

梁穎穎

淄博圓通環境檢測有限公司

1 引言

2016年時，國務院頒布了《土壤污染防治行動計劃》，計劃中表明2020年時將會徹底消除我國土壤環境污染問題，使土壤環境質量保持穩定。有一些學者深入分析探究了土壤環境的污染問題，在充分了解我國土壤環境污染的基礎上，采用合理有效地土壤質量檢測方法，深入探究分析了我國土壤控制指標的評價。

2 土壤污染環境監測的質量控制

2.1 了解土壤監測區的基本情況

對土壤污染環境監測區進行基本情況的了解是順利開展監測工作、保證監測質量的第一步。在監測前要充分了解污染土壤的土質情況，比如說沙質土壤和泥質土壤其滲透性是不一樣的，土壤污染向地下水傳導的速率也是不一樣的，這樣對土壤污染處理的時間要求也會不同。另外要了解土壤污染區的植被情況、地下水系，防止土壤污染向居民區、牧場等傳導。再者要參考以前資料，了解污染區的工農業分布和發展、人文地理信息等，對可能的污染源做出科學判斷，因勢利導，制定合理的解決措施。

2.2 土壤采樣與制樣方面的質量控制

在進行土壤采樣工作和布點工作的過程中，勢必要嚴格遵照土壤環境監測技術規范標準，分成前期采樣、采樣過程、采樣補充工作的步驟展開。監測人員應該針對監測點位與監測背景進行合理的審查，明確方案，對位置和數目進行嚴格的規定，在進行采樣時應該對防止污染問題提高重視，對于采集的樣品進行妥善保存。在進行運輸時，避免采集的樣品發生損壞、混淆、污染等。若是土壤樣品未及時的分析檢測，勢必要嚴格遵照相關標準放于冰箱進行保存。在制備質量的控制部分，應該堅持樣品的風干、粗磨、細磨、分裝的步驟，并把工作室配置成風干室和磨樣室，注重樣品的清潔，避免發生二次污染。監測人員還應該重視樣品的清點和交接工作，明確標注土壤樣品，避免出現混亂，杜絕出現交叉感染。

2.3 實驗室方面的質量控制

第一，精密度控制。精密度是實驗室數據反復多次測定之后的結果保持相同，其代表著分析結果和測量系統出具的結果之間的誤差。一般情況下，其利用偏差和相對標準偏差表示，其中包含：超差復檢、平行性檢查、異常點和再現性檢查。除了再現性檢查，其他的三種的操作都離不開同一個實驗室，而再現性檢查則要在超出兩個的實驗室完成。第二，質量控制圖，應采用繪制精準性非常高的質量控制圖，才能便于分析質量自控，確保每一個質量控制樣品的測定值都控制與中心附近或是處在上下警告線之中，一旦無法滿足標準，結果必將缺乏可信度，應及時總結其中的原因，在重新測定直到獲得可接受成果。第三，土壤標準樣品，由于土壤標準樣品具有良好的均勻性、可保存性、穩定性，在提取并分析土壤標準物質時，有助于分析方法達到標準化，工作人員需及時校正測定儀器，綜合評價其整體測試水平，確保最終獲得的數據具備可比性。在進行土壤的采集工作中，應該重視其中的組成、含量水平、背景結構等，一旦存在很大差異，一定要針對其中可能出現的誤差進行全面監測。

2.4 土壤監測異常數據處理

在土壤監測中出現異常數據在所難免，當異常數據出現時，需要全面檢查監測過程，看問題出在哪個環節。一般而言，實驗室分析外的檢測只要做好記錄都容易核實，對于實驗室的檢查要及時查看實驗流程，看是否出錯，另外仔細檢查實驗中的精度、準確度和空白值，看是否符合要求，測試人員的操作是否規范也是檢查的重點。另外，若是其中并未發現問題，樣品量非常充足，就可事實二次測試，若是嚴格遵照規章制度實施操作之后獲得的結果和第一次取得的結果一直，就代表數據非?？煽?，由此可知土壤污染的實際情況。

3 土壤污染環境質量評價的方法

3.1 空白值評價方法

在針對每個批次的兩個空白樣品及多個空白樣品進行實驗，就被稱為空白值評價方法，空白值評價方法能夠對空白值的頻度合理控制，在兩個空白樣品的測定相對差小于或是等于50%的范圍中，就可以及時評價空白值精準性，讓空白值的最終控制效果達到最大化提供保障，可在控制圖中插入需測定的空白值點，并針對空白值的精密度指標進行合格率的有效檢驗。

3.2 準確度評價方法

準確度評價方法，在每批次的樣品中添加三種左右的無機元素樣品，建立統一的標準之后及時統計其測定率，若是一旦最終的樣品結果達到2%，則代表測定頻次符合標準，對應的對數差的計算，就應該是判斷其標準性明確其合格率。這對有效態無機元素的評定，譬如：土壤中的有效態銅及氟等相關樣品，應保障其測定值處于樣品的標準保證值范圍中，不然將視為精準度不符合標準。這怒地有機污染物回收率進行評定，譬如：土壤中一般含有鈦酸酯、有機氟農藥或是多環芳徑，合格標準處于70%～120%的回收率，而回收率超過范圍，就會被定義為不符合標準。

3.3 質控圖監控

通過多樣控制圖方式的利用，譬如：多項銅標樣品測定結果呈現出對數差，應該保證足夠的回收率和負荷率處于上下控制線范圍內，充分考慮質量控制圖的每一項數據點得以科學布置，表示檢測數據處在受控狀態中，表示這樣品測定結果具備可靠性，一旦測定值超出上下控制線，代表著分析結果失去控制，缺少準確性，一旦數據處在了上下警告線與上下控制線之內，就表示分析結果處在可接受范圍內，可失控現象依舊存在，值得注意。

3.4 單因子指數法

單因子指數法是指將某一污染物的實測值與評價標準值進行比較來評價。這種方法非常簡單，目標明確，根據具體的數值就可以看出污染的超標程度。但是單因子指數包含了污染物背景值這一信息，而不同污染物背景值所占份額可能存在很大差異，這就導致評價時存在偏差。在對土壤中的單元素重金屬進行評價時，單因子指數法就不能有效反映土壤的總體污染情況。

3.5 綜合指數評價法

綜合指數法是在單因子指數法上發展起來的，是土壤污染環境監測的一種主要的評價方法。綜合指數法對各種環境因子都作了考慮，并用數反映出來。常見的綜合指數法有簡單疊加法、算術平均法、加權平均法、平方和平根法和最大值法（內梅羅指數法）。

3.6 灰色聚類法

灰色聚類法是在信息不全的情況下進行判斷的一類方法，其對聚類對象進行灰類歸納，判斷聚類對象屬于哪一類?；疑垲惙ǖ牟襟E如下：確定污染級別的劃分、確定聚類白化數、數據標準化處理、確定白化函數、求聚類權、求聚類系數、聚類。灰色聚類法充分考慮了級別之間的模糊性，更具合理性。

3.7 人工神經網絡法

人工神經網絡法是一類模擬生物體神經系統的信息處理系統，其能通過相應方式來解決非線性、不確定性等問題，人工神經網絡應用于土壤污染環境評價主要分為以下幾個步驟：數據的合理選擇、建立網絡對象、數據仿真。人工神經網絡法評價過程簡單、結果可靠，有一定推廣價值。翟航等應用BP人工神經網絡模型對土壤重金屬污染進行了評價，將評價結果與模糊綜合評價結果進行了比較，發現該模型能大大提高評價結果精度，是切實可行的。

4 土壤環境質量領域的研究趨勢

4.1 土壤污染領域

對于土壤污染問題而言，西方等發達國家因為發展早并且迅速，因此，及時發現了其中的污染問題，并制定對策及時處理，使土壤污染問題現已得到有效控制，但我國因為起步較晚，發展較為落后，而我國因為人口眾多，導致土壤污染問題擴展迅速，無法獲得及時有效地控制，在深入探究土壤污染機理和土壤修復技術的過程中應該提高力度。

4.1.1 土壤污染修復技術的發展趨勢

我國對于土壤污染修復通過十多年的實踐探索和國家提供的人力、物力、財力等多個方面的支持，現如今，我國研發成功的技術有生物修復、物力修復、化學修復、聯合修復等包含在內的修復技術體系，還有蒸汽浸提技術、熱脫附技術、淋洗技術等自我國部分污染礦區的土壤修復過程中得以有效運用，可這種修復技術具有很高的成本費用，無法治理較深層次的土壤污染問題，基于此，綠色和環境的發展中注重土壤修復的應用發揮著舉足輕重的作用，修復技術的發展應朝異位修復技術的方向發展，減少土壤修復成本，對于其中單一便捷的環境功能修復材料使用方式的研究使用，是土壤修復技術未來著重發展的趨勢，在修復土壤污染決策中，從污染物總量控制的修復目標朝著污染風險評估修復趨勢發展。除此之外，修復技術的設備化是土壤修復技術發展向市場化和產業化邁進的重要條件。應該做好下列幾方面，提高土壤污染修復技術、土壤污染修復材料向設備化轉變的趨勢，進而才能確保研發成功的土壤修復設備符合市場需求。

4.1.2 土壤消納污染物的生物機理

土壤自帶抵抗力，尤其是對污染物，其抵抗力的形成通常是土壤生物將污染物進行吸收轉換，而污染物對土壤生物系統而言具有非常嚴重的毒害作用，因此，土壤生物就要將污染物吸收轉化，還可以利用分泌有機絡合物的方式對重金屬的生物有效性帶來影響，還能夠利用酶針對污染物實施脫毒處理，或是采用適宜的代謝手段成功降解有機污染物。而很多種植物的根系與根系周圍的微生物群落可成功消納污染物，進而全面了解這種土壤生物對污染物進行的消納機理，可利用新型分子生物學技術在明確的菌群或者明確的化學物質，這也是生物修復技術的未來發展方向。

4.1.3 土壤污染中數據模型的實際應用

通過數字原理和計算機技術的利用，創建土壤污染數學模型，屬于土壤環境研究領域的基本方法，土壤污染十分復雜，影響因素非常多，各種影響因子為土壤環境質量帶來的影響差異性較大，在無監督學習方式中較為適宜的應用，將各種質量和各種污染模型導入其中，在利用機器算法實施自動分類，才可以精準確定土壤環境的質量等級。原來曾經通過機器對相關知識的學習進行了嘗試，例如：長株潭地區利用支持向量模型的利用合理預測土壤環境質量，長春市羊草溝煤礦利用支持向量機及時評價土壤環境質量。在2016年時，人工智能技術和概念的全面爆發，而土壤環境質量評價探究中機器學習技術的廣泛利用，我們堅信，深度學習和卷積神經網絡技術在土壤污染方面的研究前景非常好。

4.2 土壤污染監測領域

近幾年，一種新型監測方式隨著環境污染形勢的日益嚴峻而隨之產生，即生物監測，其主要是通過土壤中部分對污染物非常敏感的生物對土壤中污染物的額含量變化充分反映，對比原來的監測方法，生物監測了更為精準的呈現出環境污染對生物產生的綜合效應或是轉性效應，和土壤中污染物出現的動態轉化，而其中尤為重要的一方面就是，生物監測能夠更為直觀的呈現出土壤污染的毒害性，生物監測和監測污染物濃度和對比標準確定毒性進行對比，其具備十分顯著的比便捷性。土壤微生物對污染物具備更高的敏感度，污染物融入土壤就會讓土壤微生物出現獨特的應對機制，這種微生物的行為通常都具備可觀測性，利用貨梯微生物對土壤污染進行監測是未來的重要研究趨勢，針對土壤環境質量監測的目的就是要對土壤污染水平進行全面了解，采用傳統的方法監測其能否對動植物與人類的健康造成影響，只能獲得土壤環境中此項污染物含量超出標準，若是采用微生物群落進行監測，可快速知曉土壤污染為生物帶來的嚴重影響，污染造成的影響更為形象及直觀，然而，利用微生物群落進行監測，此項技術非常先進，若想在實踐中廣泛的運用還需要很長的時間，現如今，已經存有微生物傳感器區分土壤中的有機砷與無機砷，進行砷在土壤中轉化的監測，而日后將會出現越來越多的類污染物微生物傳感器。

5 結束語

總而言之，由于我國土壤污染環境的形勢日益嚴峻，我國的突然光污染環境的監測工作質量與評價方法現已全面運用，而筆者介紹了質量控制指標，為日后的土壤污染環境監測工作的高效率開展提供不可忽視的理論性依據，全面促使土壤污染環境的監測質量。所以，土壤環境監測質量的控制過程中，為監測工作取得的數據質量滿足標準的前提條件保駕護航，在正確評價質量控制方面意義重大。