便攜式儀器的優(yōu)點(diǎn)及其在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的使用

孫浩淼，朱鼎鋒

（杭州利奇儀器設(shè)備有限公司，浙江 杭州 310023）

隨著中國市場經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，環(huán)保突發(fā)事件也在日益增加，嚴(yán)重影響了中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展速度，所以，要做好環(huán)保應(yīng)急監(jiān)測工作的全面發(fā)展。在現(xiàn)實(shí)工作中，由于環(huán)境污染突發(fā)事件的快速性以及不可預(yù)見性，導(dǎo)致了環(huán)境監(jiān)測人員不能有效利用設(shè)備對環(huán)境污染事件作出有效分析，因此研究便攜式儀器設(shè)備的優(yōu)勢以及在環(huán)境污染應(yīng)急監(jiān)測工作中的有效運(yùn)用迫在眉睫。

1 概述

突發(fā)環(huán)境事件監(jiān)控制度要求政府對當(dāng)前突發(fā)性環(huán)境污染問題及時(shí)實(shí)施應(yīng)急監(jiān)控措施，在危機(jī)前期需及時(shí)采取相應(yīng)的措施對環(huán)境安全進(jìn)行管控。而有效的環(huán)境監(jiān)控是預(yù)防重大突發(fā)環(huán)境事件的主要防控措施之一。對此，當(dāng)發(fā)生突發(fā)性應(yīng)急環(huán)境事件的時(shí)候，政府部門和相關(guān)環(huán)保組織需要針對性地作出反應(yīng)，并且充分地分析和了解其原因，及時(shí)設(shè)立和完善環(huán)境污染管控措施流程，并通過先進(jìn)設(shè)備和監(jiān)控技術(shù)等輔助工具，通過分析數(shù)據(jù)和結(jié)果，迅速了解各項(xiàng)環(huán)保指標(biāo)和現(xiàn)場污染物的實(shí)際數(shù)量，對重大環(huán)境污染事件的主要成因、污染物特性、詳細(xì)含量水平等進(jìn)行評估。并針對污染物特征和含量水平及其具體擴(kuò)散條件，及時(shí)采取合理的環(huán)境污染控制措施。環(huán)境監(jiān)測的成功發(fā)展將促進(jìn)中國環(huán)保行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，通過進(jìn)行緊急環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測可以遏制環(huán)保問題突發(fā)狀況，并為中國環(huán)保問題繼續(xù)發(fā)展提出了必要的解決方案。為了保證環(huán)境突發(fā)事件監(jiān)測的有效性，保證環(huán)境監(jiān)測在社會(huì)實(shí)踐中的應(yīng)用[1]，實(shí)現(xiàn)中國環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急就是及時(shí)處理環(huán)境突發(fā)狀況，以避免對人類的生存和安全造成嚴(yán)重威脅。

2 環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的實(shí)際要求

環(huán)境緊急監(jiān)測部門工作的順利開展可以推動(dòng)中國環(huán)保事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。環(huán)境緊急監(jiān)測的開展可以在環(huán)境污染問題發(fā)生以前、發(fā)展過程中、事故發(fā)生后等不同階段及時(shí)對環(huán)境突發(fā)性問題進(jìn)行監(jiān)控，以確保環(huán)境污染問題的有效處理，是中國環(huán)保工作順利開展的必要保證。

一旦遇到環(huán)境緊急事故，就需要相關(guān)部門能夠及時(shí)地采取針對性措施實(shí)施處理，借助現(xiàn)代化的科技設(shè)備對環(huán)境數(shù)據(jù)信息實(shí)施分析，并且進(jìn)一步采取相應(yīng)的措施去維護(hù)和救援，其中主要內(nèi)容包含解析環(huán)境突發(fā)性事件發(fā)生的原因、污染物種類以及其實(shí)際的污染范圍、濃度比例值以及其在不同的環(huán)境介質(zhì)中實(shí)際傳播速率[2]。對此，我們只有借助提高對環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作，才能夠進(jìn)一步合理化保障國家各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展，為國家政府部門的環(huán)境工作提供科學(xué)合理的指導(dǎo)意見，進(jìn)而讓民眾的生存質(zhì)量有所保證，提高環(huán)境的穩(wěn)定性。在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境監(jiān)測管理工作中，還需要對與環(huán)境突發(fā)事件有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致的重大環(huán)境污染事故進(jìn)行應(yīng)急處置，以避免化學(xué)用品對人民的生命安全及生存環(huán)境的嚴(yán)重危害。

3 使用便攜式儀器的優(yōu)勢和意義

便攜式廢氣監(jiān)測儀尺寸小巧，攜帶方便，可隨時(shí)隨地開啟使用，簡便快速；其全部使用進(jìn)口感應(yīng)器，高靈敏度，能直接指示出現(xiàn)場廢氣含量，操作簡單；待機(jī)時(shí)間長，有效降低了用戶的使用成本；測量速率也更快，高性能CPU幫助使用者得到了更加順暢便捷的應(yīng)用感受；數(shù)據(jù)質(zhì)量穩(wěn)定，定制式控溫元件，全機(jī)身散熱速度快，確保儀表平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，操控更簡單；采取5.5寸大觸摸屏設(shè)計(jì)，使用起來輕松自如，加強(qiáng)樣本檢測的精確度，重復(fù)性低偏差小，工作平穩(wěn)，安全性高，顯示速率更 快[3]。

例如：土地監(jiān)測的主要目的是通過掌握土地中的各個(gè)生長營養(yǎng)元素濃度，并經(jīng)過監(jiān)測與分類，從而實(shí)現(xiàn)土地缺什么補(bǔ)什么，需要什么就補(bǔ)給什么，以提高或限制農(nóng)作物生長所需營養(yǎng)元素的供給量，從而改善糧食作物的生長條件與品質(zhì)。而便攜式土地監(jiān)測儀器的使用，將有助于對農(nóng)作物和施肥量作出規(guī)劃，從而在維護(hù)良好耕地環(huán)境的同時(shí)增加糧食作物產(chǎn)量。

便攜式監(jiān)測儀器的優(yōu)化和使用可以進(jìn)一步降低環(huán)境污染物在傳輸過程中發(fā)生污染問題，并且可以縮短樣品固定和保存的流程，與此同時(shí)還能夠最大限度地減輕檢測人員的工作量，對環(huán)境等動(dòng)態(tài)變化實(shí)施全面監(jiān)控，進(jìn)而最大限度地控制和降低風(fēng)險(xiǎn)。自20世紀(jì)70年代我國工業(yè)化快速發(fā)展至今，我國的工業(yè)水平進(jìn)一步增強(qiáng)，城市中到處高樓聳立，工廠規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，但是，隨著社會(huì)發(fā)展的進(jìn)步，環(huán)境污染問題也在日益凸顯，主要表現(xiàn)在環(huán)境安全隱患種類增多、泄漏事件、空氣污染問題、飲用水不合格、水中的有害物質(zhì)種類復(fù)雜且增多等方面。社會(huì)文明和人類科技進(jìn)步的初期建設(shè)必定會(huì)以環(huán)境為代價(jià)，人類也逐漸明白環(huán)境對自身生活的影響及環(huán)境和文明生活密不可分[4]。

就我國沿海地區(qū)而言，其擁有眾多的海洋漁場，因此，海關(guān)監(jiān)測機(jī)構(gòu)在監(jiān)測過程中需要使用大量的人力物力，而且受各方面的影響，在實(shí)施監(jiān)測工作過程中不可能帶大型設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，在運(yùn)送樣品期間如遇到不可控因素或樣品儲存不佳也會(huì)導(dǎo)致最終的監(jiān)測結(jié)果受到影響。而通過便攜式儀器對海洋區(qū)域?qū)嵭袆?dòng)態(tài)監(jiān)測，可以進(jìn)一步保障我國海制品市場的環(huán)境安全。我們能夠合理地借助設(shè)備的人性化和簡潔化操作，對突發(fā)性狀況加以控制，及時(shí)地對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行分析，進(jìn)而提出合理的建議。

4 便攜式儀器在環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的使用

4.1 便攜式重金屬測定儀

實(shí)驗(yàn)室分析土壤中重金屬離子的最常見方式為原子吸收分光光度法，使用火焰原子吸收和石墨爐法來計(jì)算環(huán)境試樣重金屬單質(zhì)的濃度，優(yōu)點(diǎn)是其準(zhǔn)確性和精密度較好，但缺點(diǎn)是設(shè)備儀器體積較大無法送往現(xiàn)場，必須在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析計(jì)算，而且分析時(shí)間過長，程序復(fù)雜，同時(shí)由于環(huán)境污染事件的頻繁發(fā)生，還需要環(huán)境監(jiān)測人員進(jìn)行現(xiàn)場取樣、現(xiàn)場分析，及時(shí)正確地報(bào)告出環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，以便于政府盡快制定應(yīng)對預(yù)案，以確保人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的安全[5]。

澳洲Cogent有限公司設(shè)計(jì)制造的PDV6 000 plus便攜式有機(jī)重金屬含量檢測儀，其主機(jī)重量控制在一公斤內(nèi)，在使用過程中比較輕便，可以迅速地對環(huán)境水樣中較為常見的4種金屬根離子同時(shí)檢測，并且敏感比較高，在重大環(huán)境污染事件中得到了充分應(yīng)用，此儀器設(shè)備的主要系統(tǒng)是三電極系統(tǒng)，工作期間采取的電極是玻碳電極，參考電極是銀－氯化銀電極，內(nèi)裝滿的KCI水溶液作為穩(wěn)定電解液，具備穩(wěn)定電極電勢的特點(diǎn)。

4.2 便攜式酸度計(jì)

就上海市雷磁儀器廠設(shè)計(jì)制造的PHBJ-260型便攜式酸度儀（pH計(jì)）為例，這個(gè)設(shè)備的主要特點(diǎn)是擁有大屏液晶顯示、藍(lán)色背光可控、全自動(dòng)校對、停電保護(hù)、手動(dòng)調(diào)節(jié)校對、自行溫度、欠壓顯示提醒等，自動(dòng)關(guān)機(jī)、調(diào)節(jié)等功能最終增長了動(dòng)力電池的實(shí)際壽命。我們在使用期間，可以使用5種pH緩沖溶劑，對實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)一個(gè)或兩個(gè)點(diǎn)的自行校對，借助可調(diào)等電位點(diǎn)的控制，合理化使用專用電極，進(jìn)而去測定超純液、純水和高壓鍋爐在水中的pH值。其支持對試驗(yàn)結(jié)果儲存、刪除、檢索、打印等，最大可儲存約二百套試驗(yàn)數(shù)據(jù)[6]。

4.3 便攜式溶解氧計(jì)

以上海市雷磁儀器廠設(shè)計(jì)制造的JPBJ-608型便攜式溶解氧計(jì)（pH計(jì)）為例，該儀器的特點(diǎn)包含：儀表外部造型新穎特別，且攜帶較為方便，常用于現(xiàn)場檢測。與此同時(shí)，儀器的電池壽命較長，也可作為實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)分析裝置。并且借助微處理器技術(shù)，寬屏幕顯示電路，儀表可以同時(shí)進(jìn)行溶解氧含量、飽和度、電極電流和水溫的測量工作。與此同時(shí)，還具備操作顯示功能，在實(shí)際操作流程中更加簡易和便捷。借助新型的PC面板，其安全性會(huì)更高，其中：儀表采取的是低效率設(shè)計(jì)，擁有欠壓顯示、手動(dòng)關(guān)機(jī)等供電管理功能，具備手動(dòng)環(huán)境溫度補(bǔ)償功能，儀表機(jī)箱的保護(hù)級別為IP65，耐火抗塵，比較適合在野外進(jìn)行環(huán)境檢測工作，并且其具備RS-232端口，可接TP-16類型印刷機(jī)，亦可使用REX，通過DC雷磁數(shù)據(jù)采集軟件與電腦通信。有零氧、滿度、壓力和鹽度校正、停電保護(hù)等功用。對測量結(jié)果能夠儲存、刪除、檢索和自動(dòng)打印，最大可儲存二百五十套測量數(shù)據(jù)，可提供即時(shí)自動(dòng)打印機(jī)、存儲自動(dòng)打印機(jī)等二套自動(dòng)打印機(jī)模塊，供使用者自由選擇[7]。

4.4 便攜式氣相色譜儀

以美國制造的SRI8 610 C型便攜式氣相色譜儀為例，該儀器具有以下優(yōu)點(diǎn)：獨(dú)立的水冷柱頭直接進(jìn)樣口，全機(jī)安裝了柱箱內(nèi)溫度調(diào)節(jié)閥、溫控柜，柱箱內(nèi)的控制溫度可調(diào)范圍從室溫到400 ℃，整個(gè)色譜分析法的系統(tǒng)氣路用電子氣壓控制器（EPC），載氣壓強(qiáng)可調(diào)，所有的控制區(qū)域、閥、溫度控制、氣壓和電流等用LED數(shù)碼指示，具有TCD、FID探測器、甲烷轉(zhuǎn)化器，TCD檢測器的檢測限在200 ppm～500 ppm區(qū)域內(nèi)，可檢出H2、N2.CH4，并且含量在200 ppm～500 ppm左右的其他物質(zhì)；FID檢測儀，可以檢測全部碳?xì)浠衔锇–O和CO2，利用甲烷吸附轉(zhuǎn)換裝置可把全部CO和CO2轉(zhuǎn)化成甲烷，然后再用FID進(jìn)行檢驗(yàn)，利用甲烷吸附轉(zhuǎn)換裝置，對于CO和CO2及其所有的碳?xì)浠衔铮瑱z限范圍可達(dá)5 ppm。內(nèi)部的無噪聲空氣壓縮機(jī)，10口的氣體電子采樣閥，可與IBM電腦的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相容，能夠直接在Windows XP以及WIN 98/2 000操作系統(tǒng)下正常工作，而內(nèi)部的四通道傳輸部件，還隨機(jī)帶一條DB-9的RS-232C數(shù)據(jù)線，能夠直接與IBM臺式機(jī)以及筆記本連接，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸[8]。該儀器的一次進(jìn)樣，可以分析幾種氣體：H2、N2、CO、CO2、NH4、CH4、乙烷、丙烯、乙炔、丙烷、丁烷、戊烷以及C6-C8等，和其他各種氣體分析系統(tǒng)比較，SRI8610-007操作比較簡單。

4.5 便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀

以在美國公司制造的HAPSITE便攜式氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀為例，該儀表具有以下優(yōu)點(diǎn)：便攜式氣質(zhì)聯(lián)用儀（便攜式GC/MS）通常由氣相色譜儀和質(zhì)譜儀、載氣和內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)氣罐、高真空泵及其調(diào)節(jié)電氣部件、電池、按鍵、顯示屏和探頭等構(gòu)成，而輕便式GC/MS則可以做到實(shí)時(shí)進(jìn)樣，充分適用于現(xiàn)場工作，在應(yīng)急檢測工作的實(shí)際價(jià)值巨大[9]。

便攜式GC/MS中的質(zhì)譜通常也被作為標(biāo)準(zhǔn)GC的檢測設(shè)備儀器，對比標(biāo)準(zhǔn)GC檢測儀器，也可以做到：共洗脫峰、保留時(shí)間偏移、對不能預(yù)測的未知物和基質(zhì)的干擾等。借助標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜分析法提取待測物質(zhì)的化學(xué)分類信號，并通過與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫法的對比，實(shí)現(xiàn)對待測化合物的定量分析；同時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn)TIC（總離子流）圖像的峰高和峰面積，與增速器的內(nèi)標(biāo)方式化合物對比，在缺乏待測化合物標(biāo)樣圖的情形下實(shí)現(xiàn)對待測化合物的零點(diǎn)五定量分析，進(jìn)而為環(huán)境突發(fā)事件復(fù)雜、未知有機(jī)物環(huán)境污染事件的應(yīng)急檢測提出了一個(gè)全新的解決方案。

5 便攜式檢測儀器設(shè)備在突發(fā)性應(yīng)急檢測中的應(yīng)用實(shí)例分析

在實(shí)際的環(huán)境應(yīng)急事故處理環(huán)節(jié)中，便攜式儀器可以采取全方位綜合檢測方法及時(shí)地對突發(fā)性環(huán)境污染實(shí)施檢測，極大程度地保障了環(huán)境安全，并且減少了重大環(huán)境安全事故的發(fā)生。就2008年我國汶川地震而言，其出現(xiàn)的情況是始料未及的，災(zāi)情發(fā)生后，眾多的人民群眾被困災(zāi)區(qū)，其中工廠房屋、自建房屋和樓房的坍塌嚴(yán)重，造成人員傷亡數(shù)目不斷增多，以至于衛(wèi)生環(huán)境安全問題堪憂且日益增重。與此同時(shí)，眾多老百姓被掩埋在廢墟中，并且在前期的救援工作流程中，救援工作者在首次進(jìn)入災(zāi)區(qū)期間，受到環(huán)境的影響，自身無法攜帶和運(yùn)送大型的監(jiān)測儀器對災(zāi)區(qū)進(jìn)行檢測，救援工作后無法及時(shí)地對環(huán)境問題進(jìn)行處理。便攜式監(jiān)測儀器具有防塵、防水、輕、耐腐蝕性等特征，加上配備的手提操作箱，可以進(jìn)一步方便野外操作，這樣就可以進(jìn)一步增強(qiáng)災(zāi)區(qū)救治工作的效率[10]。

6 試品制取

對試品制取層面的信息主要是要完善環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測的工作管理體系，在野外和室外進(jìn)行環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作時(shí)，要充分考慮現(xiàn)場監(jiān)測車的配備，保證便攜式設(shè)備可以拼裝進(jìn)入車內(nèi)，針對一些敏感度高的便攜式機(jī)器設(shè)備，要在車內(nèi)設(shè)置專業(yè)的抗震避震設(shè)備，保證便攜式監(jiān)測機(jī)器設(shè)備可以充分發(fā)揮其作用。另一方面，針對固體化學(xué)物質(zhì)中的有機(jī)污染物質(zhì)必須迅速在有機(jī)溶劑的輔助下萃取后開展檢驗(yàn)，土壤層中的重金屬污染也必須微波加熱消除后才可以進(jìn)行對應(yīng)的監(jiān)測工作。這就要求環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測部門通過現(xiàn)場監(jiān)測車上配備的獲取、萃取、分離、過濾等可操作性的機(jī)器設(shè)備，迅速進(jìn)行檢測工作，從而提升環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作的效率，為構(gòu)建綠色生態(tài)文明奉獻(xiàn)出自身的一份能量。

7 結(jié)語

綜上所述，對于便攜式設(shè)備的主要特性以及在中國環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測中的廣泛應(yīng)用，要充分考慮到便攜式設(shè)備儀器的主要特性及其工作中出現(xiàn)的各種問題，并針對問題所形成的主要因素提出對策，以提高中國環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測工作的順利開展，并推動(dòng)其效率的持續(xù)提升，以確保中國自然環(huán)境的持續(xù)好轉(zhuǎn)。