1、应急监测工作中的质量控制和保证摘 要 随着经济的快速发展,环境污染问题日趋严重,各类环境污染事件不断发生,为查明污染事故的污染现状包括污染物的种类、污染范围和污染程度而进行的定点和动态监测,现已成为各级环境监测部门的一项日常的重要的工作。应急监测工作中的质量控制和保证,是指从布点到采样、存储、运输、实验室分析等都采取了规定的质量控制/保证措施,包含了在整个环境监测过程中的保证环境监测数据正确可靠的全部活动和措施。本文作者根据自已近几年的工作实践,对污染事故的现场勘查和监测方案制定中的质量管理,现场采样(包括记录、运输、保存)和监测中的质量管理,实验室分析中的质量管理和数据处理及编制监测报告中的
2、质量管理等进行了肤浅的探讨。关键词 环境保护 应急监测 质量控制随着经济的快速发展,环境污染问题日趋严重,各类环境污染事件不断发生,为查明污染事故的污染现状包括污染物的种类、污染范围和污染程度而进行的定点和动态监测,现已成为各级环境监测部门的一项日常的重要的工作。突发性环境事故应急监测质量保证管理系统包括前期质量管理和运行中的质量管理。前者的主要内容是:建立应急监测工作手册和应急监测数据库及应急监测地理信息系统等,组织应急监测人员技术培训,做好应急监测方法和监测仪器设备的筛选,做好应急监测仪器设备的计量检定及车辆等后勤保障和试剂、监测仪器的质量保证。后者的主要内容是:污染事故的现场勘查和监测方
3、案制定中的质量管理,现场采样(包括记录、运输、保存)和监测中的质量管理,实验室分析中的质量管理和数据处理及编制监测报告中的质量管理等。在发生环境污染事故的警急情况下,环境监测人员从接到应急监测的通知到启动应急监测预案,到布点、采样、存储、运输、实验室分析以及出具监测报告,往往时间很紧,若不加强全过程的质量控制/保证工作,则在其中的任一环节,均有可能出现监测数据偏差或导致监测数据的不及时、准确和可靠。笔者根据自已近几年的工作实践,对污染事故的现场勘查和监测方案制定中的质量管理,现场采样(包括记录、运输、保存)和监测中的质量管理,实验室分析中的质量管理和数据处理及编制监测报告中的质量管理等进行了肤
4、浅的探讨。1、环境应急监测现场勘察和监测方案制定的质量管理环境监测人员接到应急监测的通知后,在时间、条件许可的情况下,应立即对应急监测现场进行踏查,掌握相关信息,在可能的情况下进行定性及半定量分析,确定污染物的主要成分,将情况及时反馈领导小组,以便制定监测方案。监测方案的内容应包括监测项目、监测断面、点位、监测频次等内容。1.1 监测项目筛选的一般原则 1:(1)对于已知污染物的突发性环境化学污染事故,可根据已知污染物来确定主要监测项目,同时应考虑该污染物在环境中可能产生的反应,衍生成其他有毒有害物质的可能性。(2)对固定源引发的突发性环境污染事故,要通过对引发事故固定源(单位)的有关人员(如
5、管理、技术人员和使用人员等)的调查询问,以及对事故的位置、所用设备、原辅材料、生产产品等的调查,同时采集有代表性的污染源样品,确定和确认主要污染物和监测项目。(3)对流动源引发的突发性环境污染事故,应通过对有关人员(如货主、驾驶员、押运员等)的询问以及运送危险化学品或危险废物的外包装、准运证、押运证、上岗证、驾驶证、车号或船号等信息,调查运输危险化学品的名称、数量、来源、生产或使用单位,同时采集有代表性的污染源样品,鉴定和确认主要污染物和监测项目。(4)对于未知污染物的突发性环境污染事故,通过污染事故现场的一些特征,如气味、挥发性、遇水的反应性、颜色及对周围环境、作物的影响等,初步确定主要污染
6、物和监测项目。(5)如发生人员中毒或动物中毒事故,可根据中毒反应的特殊症状,初步确定主要污染物和监测项目。(6)通过事故现场周围可能产生污染的排放源的生产、环保、安全记录,初步确定主要污染物和监测项目。(7)利用空气自动监测站、水质自动监测站和污染源在线监测系统等现有的仪器设备监测,来确定主要污染物和监测项目。(8)通过现场采样,包括采集有代表性的污染源样品,利用试纸、快速检测管和便携式监测仪器等现场快速分析手段,来确定主要污染物和监测项目。(9)通过采集样品,包括采集有代表性的污染源样品,送实验室分析后,确定主要污染物和监测项目。1.2 监测断面(点位)的确定 1监测断面和点位的布设必须使采
7、集的样品能反映所监测环境的真实状况,必须充分考虑到所测污染物的时空分布,使所采集的样品具有代表性。采样断面(点)的设置一般以突发性环境化学污染事故发生地点及其附近为主,同时必须注重人群和生活环境,考虑对饮用水源地、居民住宅区空气、农田、土壤、蔬菜、稻谷等区域的影响,合理设置参照点,以掌握污染发生地点状况、反映事故发生区域环境的污染程度和污染范围为目的;对被突发性环境污染事故所污染的地表水、地下水、大气和农田、土壤、蔬菜、稻谷均应设置对照断面(点)、控制断面(点),对地表水和地下水还应设置削减断面,尽可能以最少的断面(点)获取足够的有代表性的所需信息,同时需考虑采样的可行性和方便性。1.3 布点
8、方法 11.3.1 对于环境空气污染事故应尽可能在事故发生地就近采样(往往污染物浓度最大,该值对于采用模型预测污染范围和变化趋势极为有用),并以事故地点为中心,根据事故发生地的地理特点、盛行风向及其他自然条件,在事故发生地下风向(污染物漂移云团经过的路径)影响区域、掩体或低洼地等位置,按一定间隔的圆形布点采样,并根据污染物的特性在不同高度采样,同时在事故点的上风向适当位置布设对照点。在距事故发生地最近的居民住宅区或其他敏感区域应布点采样。采样过程中应注意风向的变化,及时调整采样点位置。1.3.2 对于地表水环境污染事故监测点位以事故发生地为主,根据水流方向、扩散速度(或流速)和现场具体情况(如
9、地形地貌等)进行布点采样。 对江、河的监测应在事故发生地、事故发生地的下游布设若干点位,同时在事故发生地的上游一定距离布设对照断面(点)。如果上游还有支流,还应在支流与干流的交界面布设断面。如江、河水流的流速很小或基本静止,可根据污染物的特性在不同水层采样;在事故影响区域内饮用水和农灌区取水口必须设置采样断面(点)。重点控制饮用水源地,一般应在饮用水源地上游设置监视断面和预警断面。如松花江水污染监测:在哈市水源地取水口上游 73 公里、32 公里设立 2 个监测断面,其意义:一是监测污染带到达 2 个断面的时间,用以计算水流速度;二是监视污染程度及变化规律,为设预警断面而提供参考。在水源地取水
10、口上游 16 公里处设置预警监测断面,其意义:一是抓污染带前锋,为政府提供污染带到达取水口的时间,二是监测污染带变化规律及通过时间。根据污染物的特性,必要时,对水体应同时布设沉积物采样断面(点)。当采样断面水宽10m 时,在主流中心采样;当断面水宽10m 时,在左、中、右三点采样后混合。 对湖(库)的监测应在事故发生地、以事故发生地为中心的水流方向的出水口处,按一定间隔的扇形或圆形布点,并根据污染物的特性在不同水层采样,多点样品可混合成一个样。同时根据水流流向,在其上游适当距离布设对照断面(点);必要时,在湖(库)出水口和饮用水取水口处设置采样断面(点)。 在沿海和海上布设监测点位时,应考虑海
11、域位置的特点、地形、水文条件和盛行风向及其他自然条件。多点采样后可混合成一个样。1.3.3 对于地下水环境污染事故应以事故发生地为中心,根据本地区地下水流向采用网格法或辐射法在周围 2km 内布设监测井采样,同时视地下水主要补给来源,在垂直于地下水流的上方向,设置对照监测井采样;在以地下水为饮用水源的取水处必须设置采样点。1.3.4 对于土壤污染事故应以事故地点为中心,在事故发生地及其周围一定距离内的区域按一定间隔圆形布点采样,并根据污染物的特性在不同深度采样,同时采集未受污染区域的样品作为对照样品。必要时,还应采集在事故地附近的作物样品。 在相对开阔的污染区域采取垂直深 l0cm 的表层土。
12、一般在 10ml0m 范围内,采用梅花形布点方法或根据地形采用蛇形布点方法(采样点不少于 5 个)。 将多点采集的土壤样品除去石块、草根等杂物,现场混合后取 12kg 样品装在塑料袋内密封。在污染或事故地点如果有地下水,则还要对地下水进行布点采样。1.3.5 对于固定污染源和流动污染源监测布点,应根据现场的具体情况,在产生污染物的不同工况(部位)下或不同容器内分别布设采样点。监测断面、点位的布设除遵循以上的原则外,还应遵照相应的监测规范、标准和要求,同时还要结合实际情况加密布点。1.4 采样频次的确定 1污染物进人周围环境后,随着稀释、扩散、降解和沉降等自然作用以及应急处理处置后,其浓度会逐渐
13、降低。为了掌握事故发生后的污染程度、范围及变化趋势,常需要实时进行连续的跟踪监测,对于确认环境污染事故影响的结束,宣布应急响应行动的终止具有重要意义。因此,应急监测在事发、事中和事后等不同阶段均应进行,但各阶段的监测频次不尽相同。原则上,采样频次主要根据现场污染状况确定:事故刚发生时,可适当加密采样频次,待摸清污染物变化规律后,可减少采样频次。具体参见表 1-1,应急监测频次的确定原则。表 1-1 应急监测频次的确定原则监测点位 应急监测频次 跟踪监测频次空气事故发生地初始加密(数次/天)监测,随着污染物浓度的下降逐渐降低频次连续两次监测浓度均低于空气质量标准值或已接近可忽略水平为止空气事故发
14、生地周围居民区等敏感区域初始加密(数次/天)监测,随着污染物浓度的下降逐渐降低频次连续两次监测浓度均低于空气质量标准值或已接近可忽略水平为止环境空气污染事故空气事故发生地下风向 34 次/天或与事故发生 23 次/天,连续 23 天地同频次(应急期间) 空气事故发生地上风向对照点23 次/天(应急期间) 江、河事故发生地及其下游初始加密(数次/天)监测,随着污染物浓度的下降逐渐降低频次连续两次监测浓度均低于地表水标准值或已接近可忽略水平为止湖(库)事故发生地、受影响的出水口24 次/天连续两次监测浓度均低于地表水标准值或已接近可忽略水平为止江、河上游,湖(库)事故发生地对照点1 次/应急期间,
15、以平行双样数据为准 地表水环境污染事故近海海域监测点24 次/天,随着污染物浓度的下降逐渐降低频次连续两次监测浓度均低于海水标准值或已接近可忽略水平为止地下水事故发生地中心周围 2km 内的水井初始 12 次/天,第 3 天后,1 次/周直至应急结束连续两次监测浓度均低于地下水标准值或已接近可忽略水平为止地下水流经区域沿线水井初始 12 次/天,第 3 天后,1 次/周直至应急结束连续两次监测浓度均低于地下水标准值或已接近可忽略水平为止地下水污染事故地下水事故发生地对照点1 次/应急期间,以平行双样数据为准 事故发生地受污染区域12 次/天(应急期间),视处置进展情况逐步降低频次1 次,应急结
16、束后土壤污染事故对照点1 次/应急期间,以平行双样数据为准 2、现场采样、记录、运输、保存的质量保证与控制2.1 现场采样一般来说,采样的误差大于样品前处理,样品前处理的误差大于样品分析,对于环境监测的全过程来说,如果采样的误差大于分析误差的 3 倍,则降低分析误差的意义就不大了。因此做好采样工作的质量保证非常重要。2.1.1 水质采样 22.1.1.1 采样前的准备(1)容器的准备:采集污水(工业废水)的容器与采集地表水、地下水等清洁水的容器要分开,切勿混用,避免样品间的交叉污染。容器的材质与选用玻璃瓶采集:COD、高酸盐指数、TOC、凯氏氮、油类、有机物类、微生物等;塑料瓶采集:F-、B、
17、Na、K、Cu、Zn 等。详见地表水和污水监测技术规范。容器的洗涤及检验测定金属类的容器:使用前先用洗涤剂清洗后,自来水洗干净,必要时用10硝酸或盐酸剧烈振荡或浸泡,再用自来水冲洗干净后用蒸馏水清洗干净。测定有机物的玻璃容器:先用洗涤剂清洗,再用自来水冲洗,然后用蒸馏水清洗干净,加盖存放备用。测定铬的容器:只能用 10硝酸泡洗,不能用铬酸洗液或盐酸洗液洗涤。测定油类的容器:用洗涤剂、自来水洗干净后,还要用萃取的溶剂荡洗 23 次。细菌检验的容器:洗涤剂、自来水洗干净后,还要经高温消毒 2 小时的灭菌处理,并在 2 周内使用,否则应重新灭菌。 应急监测用的采样容器平时应准备和洗涤好并经洁净度检验
18、合格后备用。(2)固定剂的准备固定剂的选择水和废水:按水和废水监测分析方法(第四版):水样的保存中相关要求选择。空气和废气:按监测项目选用的监测方法中的要求选择。(如空气和废气采样中所用的吸收液、活性碳、滤膜等都可视为固定剂)。空白实验各种固定剂在采样前应作空白实验,其纯度和等级要达到分析方法的要求,按规定配制备用,以后在每次、使用前应检查有无被污染。(固定剂空白目前还没有具体指标要求,但监测 I 类水,其空白值肯定应低于 I 类水质标准,监测 IIII 类水,其空白值肯定应低于 IIII 类水质标准,我个人认为应低于相应监测方法的检出限。)2.1.1.2 样品的采集(1)按监测技术规范进行采
19、样。(2)背景样品的采集:在污染带的上游和污染带的下游污染带到来之前,采集水、若需要还应考虑采集底泥、水生生物(包括微生物)的背景样品。(3)采样同时应测定流量。采样器具应洁净并应避免交叉污染,现场可采集平行样,一份供现场快速测定,另一份现场立刻加入保护剂,尽快送至实验室进行分析。若需要,可同时用专用采泥器(深水处)或塑料铲(浅水处)采集事故发生地的沉积物样品(密封入塑料广口瓶中)。(4)注意事项见地表水和污水监测技术规范。检查容器编号与点位是否吻合。如果采集有机物:可根据有机污染物在水中的溶解度及相对密度确定采样浓度,用玻璃容器或比色管采样。采集测定挥发性和半挥发性有机物的水样,在采样时,尽
20、量避免剧烈搅动水体以免挥发性有机物逸散或者使用专用的密封式采样容器采取水样。对于在水中溶解度较低且比重较大的有机污染,可分层采样。采集的水样可加入小体积溶剂做一次萃取,分层后不用净化及浓缩即行测定,该方法即简便快速,又有足够的测定准确度。采集地下井水时应避开井壁,采样瓶以均匀的速度沉入水中,使整个垂直断面的各层水样进入采样瓶。若用泵或直接从取水管采集水样时,应先排尽管内的积水后采集水样。同时要在事故发生地的上游采集一个对照样品。应先用采样点的水冲洗容器 23 次(油类、细菌除外),然后装入水样,并按要求立即加入相应的固定剂,同时填写采样记录。如果监测的项目比较稳定,短时间内浓度变化不大,样品采
21、集后 23 个小时内可到达实验室进行分析,建议可不加固定剂。一是缩短采样、分析时间,二是减少可能带入污染或误差的环节。除测定溶解氧、生化需氧量和有机物的水样瓶不留空隙外,其它项目不能注满容器,应留 1/10 的空隙,以防运输途中外溢。需单独采样的项目:油类、BOD5、DO、硫化物、余氯、粪大肠菌群、悬浮物、放射性等项目。2.1.2 大气采样 42.1.2.1 采样前的准备(1)仪器的准备能用标准气体校准的应定期用用标气对现场监测仪进行校准并进行标识化管理,与流量有关的采样仪器应进行流量校准。采样前应定期和不定期检查采样仪器、现场监测仪是否能处于正常工作的状态,以保证应急监测工作的及时、正常开展
22、和监测质量。(2)采样容器、试剂的准备根据本地区污染源或风险源的特点确定污染事故放生时可能产生的污染物,准备好相应的采样容器或试剂,采样容器、试剂,均应进行检查,经检验合格后备用。如果用吸收液、或滤膜采集大气样品然后送实验室分析,则采样吸收瓶应按有关要求清洗干净,配制吸收液的有关试剂、滤膜在使用前应经空白实验检验合格方能投入使用。2.1.2.2 样品采集(1)按监测技术规范进行采样。(2)利用检气管快速监测污染物的种类和浓度范围,现场确定采样流量和采样时间。采样时,应同时记录气温、气压、风向和风速,采样总体积应换算为标准状态下的体积。(3)有机污染物:在突发性污染事故中,当选择与确定固体吸附剂
23、或液体吸收液有困难时,可用 100mL 注射针筒采取气样。采样时应根据有机污染物浓度及沸点确定适当的采样高度及范围。具体采样方法是:将 100mL 医用注射器带至污染事故现场,用现场空气反复清洗 3 次,抽取 100mL 待测空气样品于注射器中,先用聚四氟乙烯薄膜封住注射器口,再套上胶皮小帽。将采好气样的注射器避光并针头朝下竖放于合适容器中,带回实验室进行分析。2.1.3 土壤(包括沉积物和固体废物)采样 52.1.3.1 采样前准备(1)采样工具、设备采样工具、设备所用材质不能和待采的固体废物有任何反应,不能使待采固体废物污染、分层和损失。采样工具应干燥、清洁,便于使用、清洗、保养、检查和维
24、修。任何采样装置(特别是自动采样器)在正式使用前均应做可行性试验。(2)盛样容器:盛装样品的容器必须满足以下要求:坚实、洁净,无渗透性;所用材质不与样品发生任何化学反应,不污染样品;盛装含有易挥发、分解、氧化还原反应物质的样品容器,应能够密封;盛装含有光敏性物质的样品容器,应不透光(使用深色材质容器或者在容器外罩深色套);盛装含有遇热分解或者挥发性物质的样品容器,应有保温层(或者装在保温套中);盛装液态、半固态废物的样品容器,应有带防渗漏垫层的螺旋盖;2.1.3.2 样品采集(1)按监测技术规范采样。(2)注意事项当监测项目为易挥发污染物时,样品应装满容器,不得留有顶部空间。当监测项目为易分解污染物时,可根据分析方法要求在采样现场向样品中加入相应的固定剂,并避光、避热或冷藏保存。采样工具应保持干净。当需要连续采样两种或两种以上的废物样品时,应避免各样品间的交叉污染。如采样现场没有洁净水冲洗采样工具,可利用准备采取的固体废物将粘附在采样工具上的前一种固体废物擦拭掉。用于擦拭采样工具的固体废物不得混入样品中。2.1.4 质控样品的采集2.1.4.1 现场空白样的采集