信息化背景下環(huán)境監(jiān)測全程質(zhì)溯源系統(tǒng)建設(shè)探究

許淼鑫

福建省龍巖市漳平環(huán)境監(jiān)測站

1 引言

由于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的工作正進(jìn)入攻關(guān)階段，國家和各省近年來相繼出臺了一系列環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量控制和歷史可追溯的要求。環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量是重中之重。同時，近年來環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的質(zhì)量控制情況在專項(xiàng)檢查和監(jiān)測下可能會更加嚴(yán)重。本文探討了環(huán)境監(jiān)測全過程通報的發(fā)展可能性，建立了全過程可追溯控制系統(tǒng)。從全過程質(zhì)量控制系統(tǒng)溯源、過程質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)溯源、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、大數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法等組成方面，分析了LIMS系統(tǒng)功能在實(shí)驗(yàn)室信息管理領(lǐng)域的擴(kuò)展范圍。在此基礎(chǔ)上，按照從儀器端到系統(tǒng)端再到監(jiān)控端的步驟，探討了有效的實(shí)施路徑和方法，并進(jìn)行了有效的探索，完成了有效的質(zhì)量控制的全過程。

2 信息化背景下環(huán)境監(jiān)測面臨的問題

近年來，國家和各個省市針對環(huán)境監(jiān)測也提出了一系列要求，對于環(huán)境質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求也越來越高。同時，針對環(huán)境監(jiān)測中對于檢測樣品的替換和干擾、數(shù)據(jù)作假等現(xiàn)象也規(guī)定了相應(yīng)的處理方法。對于環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)性和質(zhì)量，在2017年印發(fā)的《關(guān)于深化環(huán)境監(jiān)測改革提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的意見》中也有了更高的要求。同時，從2018年開始，針對環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的造假行為也展開了整頓行動。為了保障環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的真實(shí)性，不少地方利用現(xiàn)代信息科技開展一系列整頓行動，為了確保環(huán)境監(jiān)測工作中對于環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測及時準(zhǔn)確、對于環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量和真實(shí)性要有一定的保障。

雖然國家省市各級頒布和實(shí)施了各類質(zhì)控措施和法規(guī)，在環(huán)保嚴(yán)查的背景下也取得了一系列成果，但環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的質(zhì)控形勢依然嚴(yán)峻，同時對環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的監(jiān)管也提出了更高的要求。環(huán)境監(jiān)測活動和數(shù)據(jù)造假行為此起彼伏，覆蓋了全程質(zhì)控的多個環(huán)節(jié)。對于環(huán)保檢測器材方面，由于不少地方都是讓公司進(jìn)行承擔(dān)制造工作，而商業(yè)化的公司為了自身的利益原因在許多制造環(huán)節(jié)上都存在造假的情況。雖然許多環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)都對環(huán)境監(jiān)測器材的要求較高，對于制造公司也要求對方提供一定的數(shù)據(jù)資料，但是對于商業(yè)化的公司來說，利益至高無上，因此不少地方的環(huán)境監(jiān)測器材都出現(xiàn)了數(shù)據(jù)造假、器材制作偷工減料的情況。和這些情況相似的環(huán)保器材造假和數(shù)據(jù)作假的問題還有不少，而在具體的環(huán)境監(jiān)測的過程中，還存在具體的環(huán)境監(jiān)測方法有所不足、環(huán)境監(jiān)測使用的樣品不夠充分、環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)不夠全面等問題。這些問題的存在讓有關(guān)監(jiān)管部門在監(jiān)測的過程中存在不少問題，而信息化的發(fā)展則為解決環(huán)境監(jiān)測工作提供了一定的途徑。目前，可以利用信息化手段結(jié)合人工監(jiān)測的方法，實(shí)行有效地全程留痕質(zhì)控手段和溯源管理。

隨著國家和省級信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的信息化水平有了明顯提高。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測措施、大數(shù)據(jù)分析、遙感分析等技術(shù)的運(yùn)用越來越明顯。實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用不斷增加，數(shù)據(jù)管理的自動化水平在很多方面都是一個突破。還存在一些問題和不足:實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)應(yīng)用水平高低不一，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和自動化程度有待進(jìn)一步提高;實(shí)驗(yàn)室樣品分析的質(zhì)量控制過程相對成熟和完整，但樣品采集過程的質(zhì)量控制;對人機(jī)材料的因素綜合測量方法缺乏一種綜合的過程質(zhì)量控制方法和多成分、多工序可追溯的方法。

3 環(huán)境監(jiān)測全程質(zhì)溯源系統(tǒng)的建設(shè)

對于環(huán)境方面的監(jiān)測問題可以采取現(xiàn)場監(jiān)測的方法，而在具體的實(shí)施過程中不能急躁，需要循序漸進(jìn)，緩慢推進(jìn)全程質(zhì)控溯源信息化系統(tǒng)的建設(shè)。根據(jù)現(xiàn)場所收集到的監(jiān)測信息進(jìn)行分析，將現(xiàn)場信息與實(shí)驗(yàn)室所得到的信息相結(jié)合，利用各種各樣的監(jiān)測手段將環(huán)境變化的全部信息進(jìn)行收集和整理，在監(jiān)管的過程中以全程質(zhì)控溯源信息化系統(tǒng)的建設(shè)為首要目標(biāo)，再利用收集到的信息將各個環(huán)節(jié)連通，推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的全局建設(shè)。只有將全程質(zhì)控溯源信息化系統(tǒng)逐步健全發(fā)展起來，才能夠促進(jìn)人機(jī)結(jié)合監(jiān)測辦法的推廣，實(shí)現(xiàn)針對環(huán)境監(jiān)測和資料全面收集的質(zhì)量保證和數(shù)據(jù)真實(shí)性保證。

例如，在針對環(huán)境污染源頭的檢測過程中，可以將全過程分為三個部分：基本元素、管理平臺、流轉(zhuǎn)過程。其中，基本元素部分包括的是相關(guān)參與的監(jiān)測機(jī)構(gòu)、監(jiān)測人員和監(jiān)測對象、器材等；管理平臺部分包括的是監(jiān)測機(jī)構(gòu)的管理、監(jiān)測全過程的質(zhì)量控制管理以及對應(yīng)的系統(tǒng)正常運(yùn)行維護(hù)等；流轉(zhuǎn)過程部分包括了機(jī)構(gòu)與公司之間的合同簽署、研究和制定方案的過程、人員和儀器的準(zhǔn)備等。只有這幾個過程集合在一起，才能夠確保監(jiān)測全過程都有覆蓋，保證從現(xiàn)場采樣到實(shí)驗(yàn)室分析的全過程監(jiān)測，同時不同層次的檢測內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)可以更加謹(jǐn)慎地保證監(jiān)測內(nèi)容的合理化和質(zhì)量化。

只要確立了全程質(zhì)控溯源系統(tǒng)，就可以通過系統(tǒng)來將環(huán)境監(jiān)控的任務(wù)進(jìn)行分配，在系統(tǒng)的合理安排下進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)控和實(shí)驗(yàn)室的監(jiān)控工作，因此我們需要保證監(jiān)控人員可以保存完整的監(jiān)控數(shù)據(jù)，在監(jiān)控的過程中全程質(zhì)控溯源系統(tǒng)需要保證監(jiān)控人員可以通過己方的系統(tǒng)端口進(jìn)行有效地管理和抽檢。在任務(wù)發(fā)布和分配的過程中，良好的監(jiān)督和管理工作也可以通過系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的分配，在具體的監(jiān)控過程中可以根據(jù)系統(tǒng)所記載的具體信息進(jìn)行評價，根據(jù)他們的不同表現(xiàn)做出不同的評價，這也有利于監(jiān)管單位根據(jù)監(jiān)管的實(shí)際需要對監(jiān)管人員進(jìn)行更好地工作分配和內(nèi)部管理。

伴隨著監(jiān)控數(shù)據(jù)的不斷獲取和分析，監(jiān)管內(nèi)容可以得到不小的應(yīng)用。在信息時代下，大數(shù)據(jù)的收集和分析手段也可以作為具體的全程質(zhì)控溯源系統(tǒng)的分配和輔助的補(bǔ)充。在目前為止，已經(jīng)有許多監(jiān)管平臺在使用大數(shù)據(jù)進(jìn)行信息的收集和分析。而在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、氣象信息收集和預(yù)測等方面，大數(shù)據(jù)也發(fā)揮著重要的作用。全程質(zhì)控溯源系統(tǒng)的建設(shè)可以和大數(shù)據(jù)的信息收集和分析手段進(jìn)行結(jié)合，對于現(xiàn)場使用的檢測儀器和現(xiàn)場的樣本收集過程的監(jiān)測，監(jiān)測人員的相關(guān)數(shù)據(jù)的收集和分析工作就可以使用大數(shù)據(jù)的信息收集和分析手段來進(jìn)行，在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，我們可以利用逐漸成熟的人工智能手段對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，以確保能夠讓環(huán)境的監(jiān)測和質(zhì)量控制過程能夠更加規(guī)范和安全，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。想要建立健全全程質(zhì)控溯源系統(tǒng)，就必須針對現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行一定的檢測和提升。對于監(jiān)測器材需要在通過篩選的前提下針對已經(jīng)落后的、需要被淘汰的器材進(jìn)行一定的更新?lián)Q代，讓這些監(jiān)控器材能夠具有數(shù)據(jù)收集能力和分析能力。

通過持續(xù)獲取和分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以強(qiáng)制執(zhí)行監(jiān)管內(nèi)容。在信息時代，收集和分析大數(shù)據(jù)的手段也可以作為整個過程質(zhì)量控制體系的分布和補(bǔ)充。到目前為止，許多法規(guī)平臺利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，大數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測、天氣信息收集和預(yù)報方面也發(fā)揮著重要作用。構(gòu)建全面的過程質(zhì)量控制體系可以與大數(shù)據(jù)收集和分析手段相結(jié)合。通過對數(shù)據(jù)信息的收集和分析，可以對現(xiàn)場測試儀器和現(xiàn)場采樣過程進(jìn)行監(jiān)控，也可以對監(jiān)控人員進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集和分析。在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，我們可以逐步利用成熟的人工智能對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，從而確保環(huán)境監(jiān)測和質(zhì)量控制過程能夠更加規(guī)范和安全，數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。要建立和完善全過程質(zhì)量控制體系，就需要對現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行測試和完善。對于監(jiān)控設(shè)備，我們需要對陳舊過時的設(shè)備進(jìn)行升級，假設(shè)實(shí)現(xiàn)了安全檢查，這樣監(jiān)控設(shè)備就可以收集和分析數(shù)據(jù)。

在整體設(shè)計過程可追溯信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更有效的控制，也要逐步測試用戶模型，提高用戶自動化水平。要實(shí)現(xiàn)有效的質(zhì)量控制，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，就必須從頭到尾貫徹執(zhí)行規(guī)章制度，提高自動化程度，減少人工干預(yù)。同時必須具備自動流量、智能匹配、過程質(zhì)量控制和人員評價等功能。各種類型的數(shù)據(jù)可以自動創(chuàng)建表單，并以標(biāo)準(zhǔn)化的方式提交給用戶確認(rèn)。確認(rèn)數(shù)據(jù)可以根據(jù)表單的格式自動創(chuàng)建不同的報告。從儀器環(huán)境和測量的結(jié)果可以自動轉(zhuǎn)移到用戶的灌裝系統(tǒng)。各級用戶可以在用戶過程中自動跟蹤數(shù)據(jù)源，從節(jié)點(diǎn)中獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的全自動化，簡化使用。同時,利用過程中,各種各樣的操作程序和中間數(shù)據(jù)實(shí)際上是自動記錄能夠感知用戶的操作過程和性能水平,然后確保用戶的能力和資格自動評估,使得用戶的分類。從業(yè)務(wù)單位的角度來看，質(zhì)量控制要求不僅是必須達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)，而且是提交給監(jiān)管當(dāng)局證明其清白的證據(jù)。建立全面的過程質(zhì)量監(jiān)控體系可以使各業(yè)務(wù)單位規(guī)范自己的業(yè)務(wù)流程，也有助于保持監(jiān)管鏈盡可能完善，無論是哪一方面的控制還是歷史可追溯性，都可以提供相關(guān)要素，而提供過程早期預(yù)警的各種機(jī)制也可以幫助公司人員防止可能的事故和制止故意欺詐。從監(jiān)管的角度來看，質(zhì)量控制要求不僅全面，而且簡單、易于驗(yàn)證。整個質(zhì)量控制過程不是為了收集大量的原始數(shù)據(jù)，而是為了確保這些數(shù)據(jù)能夠按照監(jiān)管要求快速、輕松地匯集和監(jiān)督，起到威懾作用，在工作中取得真正的成果。因此，整個過程質(zhì)量監(jiān)控體系實(shí)施的最后一英里，是監(jiān)管機(jī)構(gòu)和業(yè)務(wù)單位信息流的通道。通過構(gòu)建和應(yīng)用SAAS系統(tǒng)和通用的跨系統(tǒng)接口，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息之間，從采集到監(jiān)控的高效路徑，最終實(shí)現(xiàn)從始至終的質(zhì)量控制。

4 結(jié)束語

隨著信息應(yīng)用水平的發(fā)展和提高以及相應(yīng)的國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)監(jiān)管水平的提高，對環(huán)境監(jiān)測過程的質(zhì)量控制提出了更高的要求。如何結(jié)合信息技術(shù)的發(fā)展，圍繞環(huán)境監(jiān)測的各個環(huán)節(jié)建立統(tǒng)一的質(zhì)量監(jiān)測體系，是提高監(jiān)測水平和行業(yè)監(jiān)測環(huán)境保護(hù)能力的基本方法之一。本文重點(diǎn)闡述了環(huán)境監(jiān)測全過程質(zhì)量監(jiān)測體系的設(shè)計理念、實(shí)施方法和途徑。在這一建設(shè)理念中，將進(jìn)行進(jìn)一步的研究和討論實(shí)踐，為最終實(shí)現(xiàn)有效的質(zhì)量控制和建立可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供有效的支持。