關于大型環境監測實驗室分析儀器績效評估指標體系的分析

賴小平

（廣西工程技術研究院有限公司，廣西 南寧 530201）

進入21世紀后，隨著我國社會經濟的快速發展，環境污染已經嚴重威脅到人民的身心健康，而且還嚴重制約著社會和環境的可持續發展。隨著科技的不斷革新，人們拋棄了傳統環境保護的思維方式，環境監測的新工具和新裝置也不斷涌現，如何有效利用新技術、新方法和新工藝，切實提升環境監測數據質量成為一項重要研究課題[1]。在“十四五”期間，各級環保部門，尤其是基層環保部門，提出了要加強對環境質量的監測，要利用新技術、新方法等對環境變化情況展開動態性監測的新要求[2]。環境監測的儀器儀表是環境監測工作的重要物質基礎，是影響環境監測技術發展與應用的重要因素，必須從源頭上對監測儀器設備進行把控[3]。大型高端環保監測設備是衡量環境監測水平的重要手段，它不僅需要投入大量的資金，而且需要嚴格的運行條件和較高的專業水平。隨著大規模環境設備采購逐步朝著科學化、規范化的方向發展，對大型環境設備的維護、管制、應用、購買、調配等評估標準也越來越高。為了充分利用大型環保設備的運行效益，就要對其進行性能評估[4-6]。本文通過分析國內外有關儀器設備性能評估的數據，對大型環境監測實驗室設備的性能評估指標進行了分析，為今后開展大型環境監測實驗室分析儀器的管理工作提供了技術支撐。

1 環境監測的重要性

在理論上，環境監測指的是通過對環境狀態的測量，了解環境的具體污染狀況，從而為環境保護工作提供依據[7]。近幾年以來，隨著我國社會經濟的不斷發展，工業化水平不斷提高，對生態環境造成的影響和干擾越來越嚴重，所產生的環境問題日益凸顯[8]。在生態環境保護的過程中，存在的主要問題表現在以下幾個方面：

第一，環境保護意識不強。一些企業為了追逐經濟效益，完全不顧企業生產對生態環境造成的影響和破壞，隨意往河流中排放未經處理的生產廢水，對人們的生活用水質量造成重要破壞，甚至威脅著人民群眾的生命財產安全。

第二，環境污染比較嚴重，比如霧霾等。近幾年以來，隨著私家車的保有量逐漸提升，人們大多選擇開車出行，汽車尾氣的排放會對空氣質量造成嚴重干擾，導致霧霾等惡劣天氣出現的次數越來越多。另外，一些工業生產企業隨意往空氣中排放未經處理的廢氣，導致空氣污染現象嚴重，產生了酸雨現象。

第三，在工業生產實踐中，各類有毒有害物質未經化學加工直接排入大氣，對環境產生了極大的影響。無論從哪個方面來理解，環境污染都會給人們的生產生活造成很大的影響，且影響范圍廣泛，污染物種類繁多，這對我們能夠更好地進行環境監測工作是一種挑戰。

2 現代儀器分析技術在環境監測中的應用

2.1 現代儀器分析技術的概念

現代儀器分析技術就是將生物、化學、物理等各種技術與理論知識融合在一起，其中包含了電子、計算機、網絡等技術，一般來說，人們都會將其運用到各種先進的儀器技術上，例如色譜技術、分光光度技術等[9]。

2.2 現代儀器分析技術的應用

2.2.1 色譜分析法

（1）氣相色譜法是一種比較常用的數據分析手段，它是一種對多種混合物進行分離和測定的方法，包含氣固層析和氣液層析兩種，這兩種方法都起到了非常關鍵的作用，可以有效地確保環境監測的質量和精度。

（2）氣相色譜法有“四高一廣”的特點：高壓、高速、高效、高靈敏和適用范圍廣。目前，HPLC在環境監測中得到了廣泛的應用，通過對HPLC的分析，結果表明，HPLC可對90%以上的污染物進行檢測，大大提高了檢測的準確度。另外，目前已有的研究表明，高效液相色譜具有與GC類似的環境監測功能，尤其是對土壤、水質的監測，具有可重復利用的特點[10]。

（3）本文對多種檢測儀器進行了全面的研究，認為采用陰離子交換塔進行陰離子的分離，采用陽離子交換柱進行分離，是最為有效的檢測方法。特別是近幾年以來，隨著我國科學技術的發展與進步，人們對離子色譜法也有了新的認識，其靈敏度和質量都有了很大程度的提高，有效提升了監測的質量和精度。

2.2.2 分光光度分析法

（1）紫外—可見分光光度法

從原理上分析，紫外—可見分光光度法建立在分子之上，并對光譜進行吸收，這樣可以根據峰值數目、形狀、分子結構等諸多因素加以分析，實現對環境的檢測。紫外—可見光譜儀是一種使用廣泛的監測儀器，它主要包括光源、單色器、試樣容器、檢測器等，每一部分在環境監測方面都起到了重要的作用[11]。

（2）原子吸收光度法

原子吸收光度法是一種很有代表性的技術，其主要是對元素的特性進行分析與研究。其中原子吸收分光光度法廣泛應用的儀器主要是由光源、單色器、檢測系統等組成，具有廣泛的檢測范圍。

2.2.3 電感耦合等離子體質譜技術

電感耦合等離子體質譜技術有很多優點，它具有靈敏度高、適應性強、能適應溫度變化的特點，并且測試時可以對試樣的組成和運動過程有一定的了解，尤其是在金屬元素的探測方面。另一方面，電感耦合等離子體質譜技術近年來得到了廣泛的應用，它可以有效地改善測試的質量和效率，減少測試人員的工作量，同時也使環境監測工作更加深入，對于維持生態平衡起著重要的作用。

3 大型環境監測實驗室分析儀器設備績效評估研究現狀

一般而言，設備績效評估是指運用績效評估指標，使用比較規范的績效評估方法，按照實際情況來評估設備的效果，建立高效的獎勵和約束機制，從而能夠更好地提高產出效益。對設備的定量評估，可以反映設備的實際經濟情況，從而為更好地分析設備效益提供可行的方法。目前，由于環境監測設備本身的特點和使用情況的復雜性和多樣性，難以對其進行綜合性評估[12]，所以我們應從采購、配置、儀器設備開放與共享等幾個方面對儀器設備進行評價，探索建立科學、完整、操作性強的評價指標體系。目前，我們僅對大型環保監測實驗室中每套2000元以上的檢測設備進行研究。

4 大型環境監測實驗室分析儀器績效評估指標體系

4.1 建立原則

在建立大型環境監測實驗室的性能評價指標時，要把握三個基本原則：（1）科學性原則。評價指標體系所選擇的指標應含義清晰、代表性強，能較好地體現大型環境監測實驗室分析儀器的全壽命周期內容和特點，也能夠保證各個指標的準確性和真實性。（2）比較性原則。所選擇的指標必須能體現大型環境監測實驗室的分析儀器的性能，并保證各個儀器監測結果的一致性。（3）操作上的問題。在具體選擇監測指標時，要注重客觀化，注重選擇易于獲得的指標，摒棄那些難以獲取或者精度較低的指標。

4.2 建立績效評估指標體系的方法

目前，我國大型環境監測實驗室分析儀器績效評估指標體系采用德爾菲AHP等方法，對環境質量、生態安全、海洋環境、環境治理等多個方面進行了全面的影響評估。針對大型環境監測實驗室的特點，結合工作實際情況，建立了一套較為完備的綜合評估指標體系。在這些指標中，利用程度是衡量儀器的使用狀況和工作表現的基礎。專業水平是對科研工作績效進行評估的一個重要手段。大型環境監控實驗室的分析儀器使用者必須具備一定的軟實力。利用德爾菲AHP法，邀請行業內相關的領導和專家對大型環境監測實驗室分析儀器性能評價指標進行了評價。經過兩輪評定，各專家對綜合得分和綜合平均得分之間的關聯度進行了相關分析，最后確定了各個指標的權重。另外，將三個基礎指標分成正、負兩個方面，正面指標指的是有利于提高績效評價的綜合指數，而負面指標則是不利于提高綜合評價的指標。最后，根據分析結果，形成完善的績效評估指標體系，對評估體系中的各項指標進行分析和說明，提升評價指標體系操作運用的可行性[13]。

4.3 計算方法

將三級基礎指數的資料轉化為積極的指標，從而達到協調一致的目的，避免了指標的尺度效應和方向效應。該算法使用了功能函數規范化的方法，經過處理后的歸一化數值在[60-100]時，得到的結果比較直觀且有可比性。運用綜合評分法對上述各指標進行加權平均，得到了綜合指標M。M的數值愈大，則表示該儀器的性能評價程度愈高，M＞90，說明該儀器的工作表現為優良；M數值是[70-90]，說明表現等級符合要求；M小于70表示工作表現不達標。這種方法可以直接對一批環境監測實驗室的分析儀器進行性能評定，也可以對某一種設備的狀態進行分析和評價。

式中：Yit——代表第i項指標在第t臺大型環境監測實驗室分析儀器的標準化值；Xit——代表第i項指標在第t臺儀器的實際值；min（Xi）——代表第i項指標在所有儀器中的最小值；max（Xi）——代表第i項指標在所有儀器中的最大值。

公式中：Mt—代表第t臺環境監測實驗室的性能評價指標；Wi—代表第i項指數的權重；n—代表設備評價指數，n=6。

4.4 實例分析與建議

通過應用上述方法，對某省級環保監測站的大型環境監測實驗室進行了性能評價，并對試驗分析結論進行深度分析和探討，具體的分析結論如下所示：在這批環境監測實驗室的檢測設備中，GC—質譜儀表現優異，這主要是因為其在各方面的積極評價指標中，如平均有效機時率、監測數據量、考核數據量和支持項目數等。而其他儀器的使用情況與此截然相反，環保部門只注重采購，但真正使用的設備并不多，再加上環境監測機構缺乏完善的考核激勵機制，導致工作人員積極性不高、主動性不強，儀器的作用未能充分發揮。為此，本文提出了如下幾點意見，供相關部門和人員參考。

4.4.1 合理配置設備

在購置大型環境監測實驗室分析儀器時，要綜合考慮環境監測項目的實際情況，有計劃、有組織地對監測設備儀器進行配置，以防止因反復采購而造成的設備閑置等相關問題，造成資源浪費等現象的發生。在選擇具體的產品時，要進行充分的市場調查，并邀請環保方面的專家進行科學論證，以保證其適用性，提升設備的使用效率。為了切實提高儀器的使用效率，要實時對儀器設備的運行情況進行監測和記錄，尤其是運行時出現的異常情況，方便工作人員對儀器進行監測和評價。

4.4.2 加強日常維護管理

建立健全的大型環境監測實驗室檢測設備管理程序，在儀器的采購、使用、維修、報廢等各個方面，都必須有相關的主管部門和具體的規章制度，并根據申請的實際情況予以批準或者拒絕。此外，還要定期安排專人對設備進行徹底檢修和保養，以排除潛在的使用風險。在設備運行過程中，要明確設備的保管人，并承擔設備的日常使用、調試和維護工作，降低設備出現異常和失效的可能性。

4.4.3 開放共享儀器

大型環境監測實驗室的分析儀器，是生態環境監測領域中的一項社會公益事業，其基本特征與社會特征具有相同之處。在保證日常工作的前提下，通過信息技術，使儀器資源處于開放、共享的狀態下，為開展各類科研活動提供技術支持，有效提升我國科研技術水平和能力[14]。

5 結語

綜上所述，近幾年以來，伴隨著我國環境問題的日益嚴重，如何主動開展環境保護監測工作已成為當前的一個重大課題。在新時代背景下，環境質量監測部門必須加大對現代儀器、技術的運用，并結合具體情況，有針對性地選用合適的方法，以減輕環境污染，促進社會的和諧發展。大型環境監測實驗室儀器是各個單位的綜合實力的體現，通過對儀器的性能進行評估，可以直觀地反映儀器的投入使用情況，為今后進一步改進儀器的精細管理提供技術支持。此外，目前國內尚無專門針對環境監測儀器設備的業績進行評估的案例，所以，今后要進一步完善環境監測儀器設備的績效評估指標，并提出相應的改進措施。