環境監測信息化軟件系統的研究與開發

徐偉忠

江蘇華夏檢驗股份有限公司 江蘇 張家港 215634

引言

環境監測業務流程覆蓋了從報價，業務臺賬登記，監測方案制定，到現場人員與設備的分配，現場工作的拍照攝像監督，現場數據的錄入，實驗室分析人員與設備的分配，格式化原始記錄的輸出，監測報告的擬制，費用結算，文件歸檔等全過程。在這樣的過程中，通過高性能的軟件可以讓企業內部的管理水平得到提升[2]，從而實現對監測數據和信息全過程留痕和追溯,減少人工出錯率，提高工作效率和質量。

1 標準數據

標準數據是整個軟件運行的基礎。我們要制定合適的數據架構模式[3]，將評價標準和檢測方法按照一定的格式全部數字化，然后通過特定的輸入界面進行錄入處理，最終形成可以給整個軟件系統調用的數據庫。這是整個工作的關鍵，也是后期LIMS開發能否成功的關鍵。

對于評價標準，我們要明確標準中各個表格的適用范圍，其中的因子，分析方法和排放限值。

對于分析方法，我們要明確方法的類型，授權的人員和使用設備，CMA有效期，以及合格分包方等。

如何將各類環境監測標準進行數據化，這是項比較復雜的工作。我在《環境監測標準大數據化的研究》中有詳細分析，這兒不再贅述。

2 報價與臺賬登記

報價原則上講，還是在整個業務流程之外的。在對每個評價標準中因子的采樣費和分析費定義之后，輸出報價單，自動計算總價還是比較方便的。

臺賬登記是整個業務流程的開始。系統能自動生成業務編號，登記內容包括委托單位、受檢單位、聯系方式、項目名稱、監測類別、委托時間、期望完成時限、任務類型、出具報告格式、項目分包情況、委托費用等。

隨著排污許可證的推廣，很多企業都是按年度來簽訂合同，這需要我們的系統在登記時能一并處理跨度達一年的多票業務。這樣就要求我們的系統可以支持按不同月份來添加不同的業務。

3 監測方案

基于環境監測標準，可以制定監測方案。方案的具體內容，包括監測要素的類型（水和廢水、空氣和廢氣、噪聲、土壤和固廢等）、適用評價標準中的表格（排放限值）、監測點位信息和編號、各監測點位監測的內容（包括監測方法、采樣方法、監測頻次）等。監測方案制定后，還需要完成審核和合同評審，并記錄相關的審核信息等。

在制定監測方案時，要謹慎處理同因子名稱，在不同的污染源類別中不同檢測方法的選擇。例如：甲苯，在水和廢水、有組織大氣污染物、無組織大氣污染物以及土壤中都有這個指標，但它們各自的檢測方法都不相同。

對于使用碳管或濾筒+吸收液、吸收液+吸收液等串聯采樣的，需要定義一個因子產生兩個樣品，這兩個樣品分別進行檢測，最終進行有效性判斷，以及是否求和計算；

還有一些因子，它們是一類因子的匯總，例如：揮發性有機物、半揮發性有機物、苯系物、非甲烷總烴等。這些因子也是需要加以特殊考慮的。我們在報價、下達任務、采樣、交接時是按一個因子來處理的，但實驗室在檢測過程中，需要按細分因子來進行，然后再匯總處理。

對于使用小時均值的非甲烷總烴，一天采三個小時均值，每個小時均值需要3～4個實際樣品。這樣的編碼規則需要在常規天和頻次的基礎上再加子樣一個層次。

臺賬登記和監測方案的制定要支持復制功能。

全部完成后，可以自動輸出包含上述信息的監測方案，以及監測方法清單，附帶簡化版的合同邀約供需要時使用。

監測方案的制定，是后面現場采樣，實驗室分析，報告擬制的重要基礎，是業務系統流程正常運行的首要一環。

4 現場采樣

系統可根據要求，分配采樣日期、采樣負責人、小組成員以及采樣設備。在同一天（或不同時段），系統有能力對已分配的小組成員和采樣設備進行限制，防止誤操作。

在分配過程中，系統能自動生成全程序樣和現場平行樣的記錄。分配完成后，系統自動生成各類現場采樣原始記錄、設備出入庫單、樣品交接單、樣品標簽等。

采樣完成后，樣品管理員可通過二維碼自動掃描收樣或者手動進行樣品交接。

5 實驗室分析

系統可以根據分析方法的授權，分配分析人員和分析設備。系統可以添加實驗室空白、實驗室平行、加標樣等各種質量控制樣品。系統支持對各類常見因子分析結果的自動計算，并自動修約，自動輸出計算單，并自動計算質量控制評價結果（如相對偏差、加標回收率等）。

對儀器分析的結果，系統可以自動采集錄入數據。系統還支持對一些常見的結果邏輯符合性進行判斷分析。

系統應支持校準曲線的擬制，并計算斜率、截距和相關系數，系統應支持按因子多票合并質控分析計算。系統支持按單點位查詢詳細分析結果，按單點位查詢多頻次分析結果，按單個因子查詢多點位分析結果。

6 原始記錄

對于現場采樣和實驗室分析的實時數據，必須要有原始記錄。例如：采樣時間、天氣狀況、煙氣參數、溫濕度以及分析數據等。但對于一些業務性數據，例如受檢單位與地址、采樣與分析方法、點位與樣品編號和因子等等，都可以通過系統輸出打印，這樣可以大幅減少書寫工作量，從而提高工作效率。

7 報告擬制

系統應能支持各類水氣聲土常見報告的輸出，并可以手工修改。可以自動添加標準限值，自動計算排放速率，自動計算和差（苯系物、非甲烷總烴等），自動關聯分析方法和檢測設備等。

8 人員與設備

系統應有能力對員工進行相應的角色權限管理，包括分析人員、采樣人員、審核人員及授權簽字人等，避免未經授權的非法訪問。同時對采樣人員和分析人員上崗證進行管理，必須在經過考核授權后，才可以進行相關的工作。

采樣和分析設備的狀態必須進行控制，必須是在檢定/校準有效期內，且處于正常狀態的設備。

9 系統數據安全

當整個公司的業務都上線運行后，系統數據安全也就顯得非常重要，需要定時在本地和異地做好相關的文件和數據的備份。

10 結束語

整個軟件系統的研制開發從2000年就已經開始在化工檢測上應用的。2015年公司開始從事環境監測業務后，發現沒有系統支持的公司業務數據管理非常難。于是在原有系統的基礎上，開始兼容環境監測的內容。經過5年的使用磨合，目前軟件已經相當穩定成熟。

經測算，使用系統后現場能節省50%～70%的原始記錄書寫時間，實驗室能節省40%～60%的原始記錄書寫時間。常規報告1分鐘左右就能自動擬制完成，完成率在95%左右。

對于新成立的第三方環境監測公司，我們的軟件系統能幫助他們快速專業化，規范化。對已經成熟的第三方環境監測公司，我們的軟件系統能幫助他們大幅提高工作效率，降低人力成本。目前很多第三方已對我們的軟件系統表示出濃厚的使用意愿。