高質量環境管理階段的環境檢測技術與應用探究

自強

摘要：為了解決環境問題，相關部門需要對環境管理監測給予充分重視，發揮其生態環境保護的作用。本文以高質量發展為主題，介紹了常用的環境檢測技術，并結合當前的環境監測質量情況從檢測需求、檢測過程和環境管理技術數字化實現等方面進行分析，旨在為環境治理檢測提供參考。

關鍵詞：高質量發展；環境管理；環境檢測

DOI：10.12433/zgkjtz.20233038

一、環境檢測技術

（一）便攜式氣相色譜技術

該項技術是將低熱容快速氣相色譜與離子阱質譜相結合，具有氣相色譜的快速性、高分離效率、強定性能力和高檢測靈敏度等優勢，能夠快速分析事故現場空氣、水、土壤和固體廢棄物中的揮發性有機化合物（VOCs）和半揮發性有機化合物（SVOCs）。

氣相色譜技術是一種實用設備，在氣相色譜儀上安上檢測器，可以提升檢測效果，達到實現揮發性有機物和固定源污染等的檢測需求。目前市面上有各種相似設備，不同種設備可選取多樣的型號，如PetroPRO和FID、PID系列儀器多用于環境監測，用戶青睞此類產品。而且此設備優點眾多，具備靈活、操作便利、檢測效率高等長處，檢測人員利用此設備，可同時快速完成現場監測、環境采樣、分析等多項任務。

（二）固相微萃取技術

SPME技術廣泛應用于環境科學研究，可以監測水體、空氣和土壤中的污染物。在水體檢測中，該技術可以提取水中的揮發性有機物（VOCs）、酚、苯、微塑料和抗生素等物質，也適用對于大氣環境中的有機物，如甲醛、VOCs、苯和二甲苯等。近年來，常用的固相微萃取裝置主要由萃取頭、空心鋼針、手柄和活塞組成。在環境檢測對象的萃取時，單手握手柄，另一只手控制儀器即可。而容器薄膜被鋼針穿透后，活塞施加力可以使萃取頭能進入容器萃取。常見的萃取方法分為直接萃取法和頂空萃取法。如果選擇直接萃取法，只需將纖維頭暴露在萃取環境中。如果選擇頂空萃取法，需要校對萃取物是否為揮發性有機物，并用合適操作方法操作。在萃取極性化合物時，應先行弱化處理萃取物，然后采用衍生化萃取法操作。

（三）液相色譜分析技術

液相色譜分析技術可用于現場檢測和實驗室檢測。使用這個分析技術時，依據檢測標準流程取得標準液后置入溶液瓶中，標準液通過泵進入色譜系統，然后遵照特需的流量與壓力處理，并把樣品處理后送進進校器內。色譜柱注進進校器里的標準液分離，分離之后由檢測器得到色譜圖，核驗色譜圖，再無害化處理廢液。

（四）氣相質譜聯用技術

傳統的環境檢測設備主要是使用氣相色譜儀。在操作時還需要配備ECD、NPD等檢測器。近年來，研究人員成功開發了氣相質譜聯用儀，該儀器具備成本低廉、易于操作、高精度和快速測試等優勢，有助于發揮其在揮發性有機物檢測中的實際應用效果。該技術在分離裝置條件下和聯用條件下均能滿足檢測需求。相較于傳統方法，氣相質譜聯用技術具有顯著優勢，可以持續優化局部設備，還可進一步應用于低濃度檢測對象。

二、環境檢測技術應用

（一）檢測需求

為了滿足環境管理的切實需求，需要同時滿足環境監測現代化建設的需求，為環境監測的實際需求提供動力與支持。要明確環境質量現狀和變化趨勢，重點解決污染物總量排放和重點污染源的問題，將環境質量變化的原因作為環境監測工作的發展目標。同時，還需要對環境監測的發展工作進行系統安排與統籌規劃。對于環境監測的發展工作而言，創建和完善環境監測理論體系總體目標，并補充現有的環境監測技術支撐系統，可以確保環境監測技術在定向、基礎和實用等方面取得有效進展。

（二）檢測過程

1.檢測準備

監測部門應在現場進行實地檢測，選擇適用于具體情況的檢測技術與設備。同時，還要加強管理儀器，不思完善管理制度，確保儀器正常運轉，在儀器發生異常情況時立刻檢修。工作中必須做好實時維修儀器的準備，盡量防止出現儀器故障的情況，以確保工作盡早完成。在樣本采集之前，據實地考察情況制定監測計劃。成立環境監測小組，小組負責人全面分析檢測工作。現場采樣工作由小組成員具體情況合理分配，并確保采樣位置的安全性和合理性，保障采樣人員的安全并獲得具有代表性的樣本。采樣人員在操作之前做好工作準備，據實際監測結果選取適應的監測策略與技術，做好儀器測試與調試。準備所需的檢測物品，如保存樣本必備的保存劑，特殊環境監測用到的防護物品等。按標準采樣，遵循規范操作，確保樣本符合檢測要求。檢測人員還應認真分析和查閱國家和地方性法規、法律與規范性文件，確保操作與法律和標準相符。嚴格遵守環境標準，確保操作嚴謹、準確。確定了檢測工作的基本要求后，環境檢測人員要明確了環境檢測的內容和技術。這些內容包括對場地歷史利用情況的調查與分析，了解潛在的污染源和影響因素。土壤與地下水污染源調查，是為了知悉環境潛在污染物。在收集數據中要安裝監測井，方便進行地下監測。樣品的采集包括土孔鉆探和土壤樣品采集，獲得土壤和地下水樣本。然后以檢測環境質量詳細分析樣品，據分析結果以及數據進一步數據處理，最后整理檢測的結果并撰寫報告，提供污染源和風險評估等方面的信息。

2.樣品采集

（1）土壤樣品采集

在區域環境背景中選擇合適的土壤采樣點，采樣點可以是表層樣，也可以是土壤剖面。選址時，應選擇土壤類型特征明顯、地形穩定平坦且植被良好的環境，不宜在坡腳、洼地、道路、住宅、城鎮附近等容易受到影響、沒有土壤代表性的地點設置采樣點。此外，采樣點應遠離鐵路和公路最少300m。在選擇采樣點時，要以剖面完整、無侵入體、層次清楚為準，不能選擇表土受破壞、有嚴重水土流失的地方。同時，要避免在多種母質母巖交錯、面積較小的邊緣區、土類眾多的地方設置采樣點。對于農田土壤采樣，大氣污染型土壤監測單元和固體廢物堆污染型土壤監測單元時應以污染源為中心，呈現放射狀布點，并在地表水徑流方向、主導風向增置采樣點。對于灌溉水污染監測單元、農用固體廢物污染型土壤監測單元和農用化學場質污染型土壤監測單元，應采用均勻布點的方法。灌溉水污染監測單元取樣應按照水流方向形成帶狀布點，采樣點應從納污口開始逐漸密集，逐漸稀疏。綜合污染型土壤監測單元要采取使用均勻、綜合放射狀與帶狀布點方法。在農田土壤環境監測中，采集耕作層土樣，農作物一般采用0～20cm的深度，果林類農作物采用0～60cm的深度。為確保樣品具有代表性并減少監測費用，可采取混合樣品的采集方案。對于農用地詳查范圍的土壤污染情況，重點注意已確認超標的土壤點位區域、重點土壤污染源影響區域和土壤問題突出的污染區域。同時要綜合考慮農用地污染源類型、地形地貌、農用地受污染特點、規律等因素。土壤環境評價監測采樣中，每100公頃占地應設置的采樣點不少于5個且總數不少于5個。具體而言，小型建設需要設置1個柱狀采樣點，大中型建設項目設置不少于3個柱狀采樣點；特大型建設項目設置不少于5個柱狀采樣點。而對于栽植草木部分的城市土，一般采用兩層采樣：上層（0～30cm）可能是受到人為影響較大的區域，另一層（30～60cm）受到人為影響小，然后分別對這兩層進行取樣檢測。城市土壤監測點主要以網格布設，網距為2km，并輔以功能區布點，每個網格設置一個采樣點。

（2）地下水樣品采集

在地下水井的洗井過程中，應按照《建設用地十壤污染風險管控和修復監測技術導則》（HJ25.2—2019）和《污染地塊土壤和地下水中揮發性有機污染物采樣技術導則》（HJ1029—2019）的相關規定進行操作。洗井應在成井后的48h后開始，防止擾動井內水體，在洗井過程時，應當采用貝勒管操作。貝勒管從井底吸取水樣，再檢測井中水質等參數。操作時，汲水位置應放置于井管底部充分吸取來自井底的水樣。貝勒管的下降和上升過程中應該控制速度，過快的下降和上升會引起水樣氣泡產生，然后影響水質分析的準確性。洗井水的體積應該達到井中滯水的3～5倍，確保充分沖洗井管和巖心孔隙，有效清除井內的污垢和雜質。洗井之前對檢測儀器校正，而且溶解氧儀、pH計、氧化還原電位儀和電導率儀等檢測儀器的準確性對于水質分析至關重要。洗井中讀取并記錄pH、溫度（T）、電導率、溶解氧（DO）、氧化還原電位（ORP）和濁度的相關信息。滿足以下要求并連續三次采樣后即可結束洗井，采樣前洗井中產生的廢水應統一收集和處理。在達到要求后，應測量并記錄地下水位。當地下水位變化小于10cm時，可以立即進行采樣，無需等待。地下水位變化較小時，對水樣的采集不會造成顯著的影響。地下水位變化超過10cm時，應等待地下水位穩定后再操作，避免地下水位變化導致采樣結果的不穩定。在洗井后2小時內必須完成采樣工作，避免地下水質量變化。優先采集用于檢測揮發性有機污染物（VOCs）的水樣，再進行其他水質指標的采樣。在地下水采樣前需用待采集水樣進行2～3次潤洗未添加保護劑的樣品瓶，使用貝勒管采集地下水樣品時，應緩慢操作。樣品瓶放入地下水后，應在瓶上記錄樣品編碼、采樣日期和采樣人員等信息。

3.樣品檢測

（1）現場檢測

在現場檢測時，可以使用不同的設備來檢測土壤和地下水。土壤檢測分析一般使用PID和XRF，而地下水檢測則需要使用預先標定過的pH儀、電導率檢測儀、溶解氧檢測儀、氧化還原電位檢測儀以及濁度檢測儀等設備來完成檢測。

（2）實驗室檢測

據土壤和地下水檢測要求，完成樣品制備后，可以采取以下檢測方法。土壤檢測方法有原子熒光法、土壤元素測定法、氣相色譜法、堿熔—電感耦合等離子體發射光譜法、火焰原子吸收分光光度法以及離子選擇電極法等。用于檢測金屬與非金屬指標的生活飲用水標準檢測方法、水質元素測定法、原子熒光法以及電感耦合等離子體發射光譜法等都可進行地下水檢測。

三、高質量環境管理技術數字化的實現方式

（一）設備管理數字化實現方式

在生態環境檢測中，現場采樣是應用質量數字化方案管理技術，而采樣儀器是促進數據數字化處理效率和質控進步的核心。相關部門需要重視儀器的全壽命周期管理，包括購買、使用期維護等方面。一方面，監督儀器的外部校準和日常核查工作，保證計量特征等基本信息的規范性，設備參數信息也需要特別注意，還要保證數字化效率的計量能力。同時，要確保定性分析與定量分析皆適用于數字化方案。另一方面，注意儀器的校準、計量、年檢過程，為儀器計量提升與建設遠程匹配相關的模式數據，確保數據源頭質量控制的基本效率。

（二）信息記錄數字化實現方式

數據信息采樣管理傳統工作控制模式中，現場采樣的設備可以做到報表打印處理。但是這種處理易受到環境、儀器設備、采樣流程等多種方面因素的干擾，以至于大多數采樣記錄還需要進行手工抄錄。數字化技術應用平臺支撐存儲任務與管理系統監測和調度任務的性能，可直接下載到移動終端。布點監測是對現場布點進行分析與監測處理，采樣人員以終端設備為媒介設置現場的采樣點，為的是及時得到相應的資料信息。移動終端對現場情況進行原始數據的記錄分析與數據收集后完成錄入狀態。錄入的數據應包括環境現場、采樣和儀器設備的基礎參數，以及采樣人員的基本信息等。在錄入表單時，依靠移動終端，操作人員需要完成運用手寫裝置進行電子簽名確認的任務，及時了解監測點方位、現場檢測數據等基礎內容。樣品保存情況還需要進行拍照留存，把移動終端上的樣品流轉到指定單位。按照標準化過程實施數字化技術處理，對狀態數據、測量數據和過程數據等基礎信息進行統籌分析。通過數字化重組和信息處理，匹配采集協議和質控分析模式，統一分析即可完成。

（三）質量管理數字化實現方式

在使用數字化處理技術取得基礎監測結果后，還需要匹配質控方案來保持分析信息系統運行的規范性。結合階段性的核查標準，完成回溯當前數據的管理，及時明確操作環節與運行中出現的問題，可以讓數據決策的準確性得以提升。數字化技術的升級和應用可輔助生態環境檢測實驗室現場采樣質量管理，實現靈活、自動、規范，將其轉變為技術防范機制。

參考文獻：

[1]夏夢琦，薛朝陽.環境檢測的作用與環境保護措施分析[J].皮革制作與環保科技，2023，4（01）：81-83.

[2]高斌.淺談環境檢測作用和環境保護措施[J].科技風，2020（22）：120.

[3]曹華偉.環境檢測全過程質量管理中提升檢測水平的措施[J].皮革制作與環保科技，2022，3（01）：31-32+35.