淡水大型底棲無脊椎動物監測質量管理研究

關鍵詞：質量保證；質量控制；水生態考核；關鍵風險點；發展路線

中圖分類號：X32 文獻標志碼：A

前言

生態環境監測質量管理主要使用質量保證（QA）和質量控制（QC）等技術手段和管理措施，對生態環境監測實施全程序管理。淡水大型底棲無脊椎動物監測是生態環境監測的組成部分，對質量管理直接影響到生態環境監測為環境管理服務的質量、環境執法的公正性和嚴肅性以及政府生態環境決策的科學性。當前，中國對淡水大型底棲無脊椎動物監測的質量管理尚未形成完備的技術體系。

國內外現行淡水大型底棲無脊椎動物監測規范文件中，質量保證和質量控制大多有獨立的章節供使用者查閱。在中國大型底棲無脊椎動物監測已成為應用最廣泛的水質評價指示生物，2023年，《長江流域水生態考核指標評分細則（試行）》正式發布，到2025年，長江流域水生態“大型底棲動物物種數”為河流和湖泊水生態考核的重要指標。完善的質量管理可以保證監測全過程風險可控、結果準確，以求高質量服務于長江流域水生態考核。

文章重點介紹國內外對淡水大型底棲無脊椎動物監測的質量管理體系現狀，歸納中國淡水大型底棲無脊椎動物監測中質量保證和質量控制的要點，剖析現階段中國在監測中質量保證和質量控制的關鍵風險點和探索分階段的發展路線。

1國內外大型底棲無脊椎動物監測中質量管理現狀

1.1美國

為了控制大型底棲無脊椎動物數據的準確度和精密度，USEPA發布國家河流與溪流評估（NR-SA）和國家湖泊評估（NLA）系列技術規范，其中，質量保證項目計劃（QAPP）單獨成文，其質量管理體系包括內外部質量保證和質量控制。內外部質量保證涉及監測各個步驟的人、機、料、法、環，貫穿于技術規范的各個章節。內部質量控制指標為檢查實驗室樣品挑揀員挑揀效率和驗證分類學鑒定結果。外部質量控制（見表1）指標包括檢查分類學精密度和準確度、完整性、可比性和代表性。USEPA對大型底棲無脊椎動物質量管理體系完整，為強制性要求。整套體系已運行近20年，監測團隊通過探索和磨合，已經達到了成熟度高、操作性強的階段。

1.2英國、歐盟及ISO

英國淡水生態研究所（IFE）于1977年即開發并應用“河流無脊椎動物預測及分類系統”（RIV-PACS），而河流及湖泊監測技術方法由英國環保局（EA）主導編制，通過修訂細化RIVPACS及擴展湖泊應用而成，目前用于歐盟AQEM/STAR項目。為響應歐盟水框架指令目標和評價要求，歐盟部分成員國擁有自己的監測方法或引用ISO方法。綜合來看，英國、歐盟及ISO的大型底棲無脊椎動物監測方法大同小異，以英國監測方法為源頭，質量保證貫穿于監測步驟中，質量控制程序（AQC）則在RIVPACS中單獨成文（如表1所示），體系完整，但操作略顯復雜，形成系統較早且本世紀以來變化不大。

1.3其他地區

1.3.1加拿大

加拿大水生生物監測網（ CABIN）是加拿大環境部開發的國家生物監測項目，提供了標準化的生物監測采樣和數據分析方法，對質量保證的內容同樣貫穿于監測的各個步驟，質量控制要求較高（如表1所示），需要鑒定人員有豐富且專業的分類學水平。

1.3.2日本

日本在陸地水域生物多樣性監測調查中的河流調查部分涉及淡水大型底棲無脊椎動物，細分為河流岸邊國勢調查中的監督調查工作，是日本環境省組織（如表1所示），由流域附近的市民團體、經驗豐富的專家學者共同開展調查工作，形成結果表格，通過網絡上報。

1.3.3澳大利亞

澳大利亞在基于英國RIVPACS方法的基礎上，建立了澳大利亞河流評估系統（AUSRIVAS），AUS-RIVAS對大型底棲無脊椎動物的質量控制要求（見表1）較為簡明。

1.4中國

中國在大型底棲無脊椎動物監測技術研究上快速發展，在漁業、水利、生物多樣性調查以及水生態監測等領域形成了一系列的標準規范。隨著政府職能的進一步優化，生態環境部在2023年發布的《水生態監測技術指南河流水生生物監測與評價（試行）》（HJ 1295-2023）和《水生態監測技術指南湖泊和水庫水生生物監測與評價（試行）》（HJ 1296-2023）中對質量保證和質量控制提出了專門規定，《生物多樣性觀測技術導則淡水底棲大型無脊椎動物》（HJ 710.8-2014）的質量控制章節則主要是質量保證的描述性規定。其他漁業、水利的監測標準規范中質量保證和質量控制則均為描述性的原則表述。

為響應長江流域水生態考核，中國環境監測總站發布的《水生態監測技術要求淡水大型底棲無脊椎動物》（試行）中對質量保證和質量控制提出了更具體的內容，除了質量保證和質量控制描述性規定外，還引入了實驗室內部質量控制指標，對樣品挑揀和樣品分析提出了質量控制要求（見表1）。

2中國淡水大型底棲無脊椎動物監測質量管理的要點

淡水大型底棲無脊椎動物監測主要包括監測準備、現場采樣、樣品處理和實驗室分析4個階段，質量管理體系需覆蓋全過程，質量控制指標則需覆蓋樣品處理和實驗室分析2個階段，以符合實驗室體系、部門管理及技術要求規定。江蘇省提出“九個統一”原則，即“人員要求統一、技術體系統一、計量認證統一、工具書籍統一、三審制度統一、參考標本統一、參考圖譜統一、比對制度統一和留樣制度統一”，是對水生生物監測質量工作的有益探索。淡水大型底棲無脊椎動物監測屬于水生生物監測，與理化監測有較大差異，現階段對質量管理的要點歸納如下：

2.1監測目的差異

目前中國淡水大型底棲無脊椎動物監測技術文件一般分為2類不同目的，一類是以《生物多樣性觀測技術導則淡水底棲大型無脊椎動物》（HJ710.8-2014）為代表，主要從物種資源角度出發，以獲得盡可能多的物種為目的開展觀測；另一類以《水生態監測技術要求淡水大型底棲無脊椎動物》（試行）為代表，從具有代表性的結果出發，開展抽樣調查，目的是用于水生態質量評價。其他監測技術文件都以近似這2類目的而編寫。

2.2實驗室規范化建設

目前中國暫無規范化、標準化的淡水大型底棲無脊椎動物實驗室建設文件，而實驗室對監測工作的順利開展至關重要，實驗室布局應考慮監測分析的功能需求及各環節的獨立性、關聯性、便利性，嘗試提出14項實驗室功能分區：采樣準備、原樣儲存、原樣處理、樣品流轉、樣品分析、標本流轉、參考標本、樣地標本、數字標本、活體養殖、活體實驗、數據分析、危廢暫存、材料倉庫。

2.3監測點及監測區域選定

淡水大型底棲無脊椎動物監測特別需要采集多樣生境，對監測數據完整性至關重要。監測點選擇要考慮可達、安全，還要特別注意是否符合有關“水生生物禁捕”“人為干擾自動站點”等管理要求；監測區域必須包括水體中各種（小）生境的主要類型，盡可能包括所有類型。

2.4監測人員從業要求

淡水大型底棲無脊椎動物監測基于傳統形態學分類，經驗積累非常重要，同時，底棲無脊椎動物分類學一直有新發展，生態環境變化也使得動物群落動態演替加劇，這均需要監測人員不斷增加技能閱歷、掌握國內外動態、更新知識儲備，才能出具準確可靠的結果數據。對監測人員從業強調“德才兼備”，首先，人員要有責任心，熱愛生物；其次，人員要有一定的技術水平，要參加培訓、考核并持證上崗；再者，人員需要不斷學習實踐，保持在一線經常參與監測工作。

2.5關鍵儀器設備符合規定

現場采樣和實驗室分析2個環節的儀器設備決定監測結果可靠性，必須在規格、功能等方面符合規定。例如，現場采樣要求彼得森采泥器開口為1／16m²，但許多單位因為重量輕而常用1/32m²的采泥器采集，因為開口減半，挖掘深度同樣減半，雖然最終計算僅考慮采樣面積，但挖掘深度直接影響采樣體積和可收集到的物種數；實驗室分析規定顯微鏡要帶攝影功能，鑒定同時留下特征照片，如果不滿足，會影響物種分類鑒定出現分歧情況下的快速溯源，導致質量控制后的溯源修正效率降低。

2.6物種分類鑒定準確性

淡水大型底棲無脊椎動物物種分類鑒定依賴于參考資料，而中國幅員遼闊，底棲無脊椎動物種類繁多，系統分類學檢索書目、圖譜及參考標本等較多較雜，可能出現不同時期編制的參考資料互有矛盾等問題，為獲得真實、準確、詳細、易用的數據需要明確、統一的參考資料并保持更新。同時，參考標本庫在國內還僅處于概念和研究階段，物種分類鑒定的公認參照物仍顯欠缺。

3中國淡水大型底棲無脊椎動物監測的質量管理風險與展望

3.1質量管理關鍵風險點

通過全面梳理淡水大型底棲無脊椎動物監測過程，針對不同監測步驟，篩選出質量保證和質量控制的風險點（如表2所示），監測中需對這些風險點在全國、流域、地方切實應對，確保淡水大型底棲無脊椎動物質量管理體系運行良好。

3.2質量管理分階段發展路線

中國淡水大型底棲無脊椎動物監測運用于生態環境質量評價的主體為各級生態環境部門，目前通過全國、流域和地方的努力，質量保證和質量控制工作在長江流域已逐步實現，中國環境監測總站制定的《水生生物監測質量保證和質量控制技術要求》，明確了從采樣到數據分析的全流程質量控制要點，規范了內部質控和外部監督檢查要求，為監測系統水生生物監測質量管理體系完善提供了重要探索。在此，結合實際工作，提出質量管理分三個階段的發展路線：

（1）現階段，做到質量保證全覆蓋，各地落實質量控制中樣品處理指標控制。目前，需提出標準監測方法，在各個步驟中明確質量保證的相關要求。依據各流域、地方的基礎能力差異，選擇質量控制中的樣品處理步驟，制定適宜的質量控制限值。

（2）未來5～8年，形成質量控制中實驗室分析的成熟體系，各地布局外部質量監督檢查和考核。建議選擇PDE、PTD先行，在基礎較好的流域、地方組織試點，完善質量保證和質量控制體系，以期納入CNAS體系。推進大型底棲無脊椎動物規范化、標準化實驗室建設，不斷加大交流，建立中國底棲動物參考標本庫，形成具有中國特色的質量監督檢查和考核體系。

（3）到2035年，綜合以上所有環節，推廣至全國應用，形成中國式現代化的淡水大型底棲無脊椎動物質量管理體系，為2035年“美麗中國”目標貢獻技術支撐。

4結論

對淡水大型底棲無脊椎動物監測的質量管理，目前中國與發達國家仍存在差距，主要體現在質量控制部分不完善和質量管理體系尚未形成。質量管理體系需針對監測準備、現場采樣、樣品處理和實驗室分析4個階段，進行全過程的內外部質量保證和質量控制。目前，仍需要結合中國不同流域，提出適宜的質量控制目標。展望未來，需逐步完善質量保證和質量控制體系，系統把握監測的關鍵風險點，分階段不斷攻關，建設標準化實驗室和參考標本庫，逐步形成中國式現代化的淡水大型底棲無脊椎動物質量管理體系。