水质监测采样过程中的质量控制

水质监测采样过程中的质量控制 

介绍  

水质监测是评估水体健康状况、识别污染源和指导环境管理的关键工具。采样是水质监测的基础步骤，直接影响数据的准确性和可靠性。采样过程中的质量控制（QC）涵盖样品准备、现场操作、样品保存和运输等各个环节，涉及人员、方法、地点、容器和文件记录等。科学且标准化的质量控制措施可确保样品的代表性和数据的可靠性，为环境监管、科学研究和污染控制提供坚实的基础。本文详细阐述了水质监测采样过程中质量控制的关键方面，包括人员资质、采样标准、现场操作、样品管理和文件记录要求。 

水质监测采样中质量控制的重要性  

水质监测采样中的质量控制旨在：  

- 确保数据准确性：标准化程序减少采样误差，确保样本反映水体的真实状况。  

- 增强数据代表性：科学选择采样点和采样频率，充分捕捉水质在空间和时间上的变化。  

- 防止样品污染：标准化的容器清洁、固定剂添加和运输流程最大限度地减少外部干扰。  

- 支持监管和决策：可靠的数据支持污染源追踪、排放监管和水环境管理。  

- 符合监管要求：遵守国家标准（例如，地表水和废水监测技术规范，HJ 91.1-2019）可确保数据合法性。

水质监测采样中质量控制的关键方面  

以下是水质监测采样过程中的关键质量控制措施，涵盖所有阶段的标准化要求：   

1. 人员资质  

   - 要求：采样人员必须接受专业培训，通过相关考试，并持有证书（例如，环境监测采样证书）。  

   - 目的：确保工作人员熟悉抽样标准并具备适当的操作技能，以最大限度地减少人为错误。  

   - 执行：  

     - 定期开展采样方法、仪器使用、样品保存和安全规程方面的培训。  

     - 评估涵盖理论知识和实际操作，以确保胜任能力。  

     - 抽样工作必须由经过认证的人员进行；非专业人员不得独立操作。 

2. 采样段和采样点的选择  

   - 要求：  

     - 抽样区域和点必须符合国家或行业标准（例如 HJ 91.1-2019），以确保代表性。  

     - 采样容器必须与监测参数相匹配（例如，有机化合物用玻璃瓶，常规参数用塑料瓶）。  

   - 目的：确保采样点反映水体的污染特征和质量变化。  

   - 执行：  

     - 断面选择：根据监测目标（例如饮用水保护、工业废水监管），选择污染源上游和下游、支流汇合处或功能区（例如饮用水源）等关键位置的断面。  

     - 采样点布局：避开停滞或回流区域，选择水流稳定、河床平坦的笔直河段。  

     - 容器选择：根据参数选择材料（例如，聚乙烯瓶可避免金属污染，琥珀色玻璃瓶可防止光降解），确保容器不含残留污染物。  

     - 频率和时间：根据水体类型（例如河流、湖泊）和监测目标（例如富营养化、粪便污染）确定采样频率，例如饮用水源每月采样一次，或重污染河段每周采样一次。 

3. 现场信息收集  

   - 要求：收集有关水体或污染实体的详细背景信息，包括生产状况、工艺流程、废水来源、处理能力、设施运行和异常情况。  

   - 目的：了解影响水质的因素，识别潜在的污染源，并确保数据的可解释性。  

   - 执行：  

     - 信息记录：记录水量、废水排放点、处理过程和异常情况（例如，临时停工、设备故障）。  

     - 现场观察：检查是否有突然排放、泄漏或其他异常情况，并记录水体特征（例如颜色、气味、漂浮物）。  

     - 沟通与核实：与污染实体或水体管理机构确认信息的准确性。 

4. 现场平行样品和空白样品  

   - 要求：  

     - 每个监测批次至少采集 10% 的平行样品，以验证采样一致性。  

     - 包括全过程空白样品（涵盖从取样到分析的整个过程）和运输空白样品（仅涵盖运输过程），以检测外部污染。  

   - 目的：评估采样重复性和外部污染风险，以确保数据可靠性。  

   - 执行：  

     - 平行样品：在同一点同时采集两个或多个样品，相对偏差符合技术标准（例如，<10%）。  

     - 全过程空白：使用高纯水模拟整个采样、保存和分析过程，以检查污染情况。  

     - 运输空白：将高纯水放入采样容器中，与样品一起运输，以检测运输过程中的污染。  

     - 保存要求：需要固定的参数（例如 pH 值、溶解氧）必须在有效的保存期内（通常为 24 小时）进行分析。 

5. 采样容器和样品固定  

   - 要求：  

     - 采样装置和容器必须用样品水冲洗 2-3 次，以去除残留污染物。  

     - 根据监测参数立即添加固定剂（例如，用硫酸固定氨氮，用硝酸固定重金属），并贴上标准标签。  

   - 目的：防止样品污染和降解，确保分析结果反映采样时的水质。  

   - 执行：  

     - 容器清洗：使用去离子水或稀酸进行清洗；对于有机参数（例如 BOD、油类），使用专用溶剂。  

     - 添加固色剂：  

       - 总细菌数和大肠菌群：避免污染，运输过程中保持低温（4°C）。  

       - BOD：添加硫酸或硫酸锌以抑制微生物活性。  

       - 余氯：添加硫代硫酸钠以防止氯挥发。  

       - 有机化合物：添加酸性固定剂（例如硫酸）以防止降解。  

     - 标签要求：使用防水不干胶标签记录样品编号、采样时间、地点、监测参数和固定剂类型。 

6. 样品保存和运输  

   - 要求：  

     - 样品必须在规定的时间内送达实验室，并在运输过程中保持低温（通常为 4°C）并避光保存。  

     - 样品交接需要双方签字，记录交接时间和样品状况。  

   - 目的：防止运输过程中发生物理、化学或生物变化，以确保分析结果的准确性。  

   - 执行：  

     - 保存条件：低温保存时使用带冰袋的保温箱；对光敏感的物质（如有机化合物）使用琥珀色容器或避光包装。  

     - 运输管理：制定运输计划，确保样品在有效的保存期限内送达（例如，氨氮为 24 小时，COD 为 48 小时）。  

     - 交接文件：记录样品数量、状况和交接时间，并由双方签字，以确保可追溯性。 

7. 取样文件和现场管理  

   - 要求：  

     - 完整的详细采样记录，包括污染实体名称、样品类型、采样目的、日期、数量、地点、时间、监测参数、固定剂、废水特性、流速、流量和采样人员。  

     - 任何遗漏或不合规情况均需立即补充或重新取样。  

   - 目的：确保抽样过程的可追溯性，并提供具有法律和科学效力的数据。  

   - 执行：  

     - 记录内容：  

       - 基本信息：抽样对象、地点、日期、时间、样品编号。  

       - 水质特征：颜色、气味、漂浮物、流速、流量。  

       - 操作细节：采样方法、固定剂类型、容器材料和人员签名。  

     - 记录管理：使用标准化的抽样记录表格，并以电子方式存档，以确保数据完整性。  

     - 异常处理：通过立即补充或重新采样来解决缺失记录或采样异常问题，以避免无效数据。

质量控制技术支持  

- 标准化指南：遵守《地表水和废水监测技术规范》（HJ 91.1-2019）和《水质采样指南》（HJ 494-2009）等标准，以确保流程标准化。  

- 仪器校准：定期校准采样设备（例如自动采样器、流量计），以确保准确性。  

- 数据验证：使用平行样品、空白样品和实验室质量控制数据来验证采样质量。  

- 信息管理：利用物联网和数据管理平台实时记录和传输采样数据，提高效率和可追溯性。 

质量控制中的挑战与解决方案  

挑战：  

   - 复杂水体：高浊度、潮汐河流或复杂的污染可能会影响采样代表性。  

   - 人为错误：人员操作不当或记录不完整可能导致数据不准确。  

   - 运输延误：超过保存时间限制可能会导致参数变化。  

解决方案：  

   - 加强人员培训，提高专业技能。  

   - 优化抽样点设计，增加平行样本比例。  

   - 建立快速运输渠道，确保及时将样品送达实验室。 

未来发展趋势  

- 智能采样：利用自动采样器和无人机采样来提高效率和精度。  

- 物联网集成：通过传感器和云平台实现实时数据传输和远程监控。  

- 绿色技术：开发无试剂或低污染的固定剂，以减少对环境的影响。  

- 大数据分析：利用人工智能优化采样点选择和频率设计，提高数据代表性。

结论  

水质监测采样过程中的质量控制对于确保数据的准确性和可靠性至关重要。通过规范人员资质、采样点选择、容器管理、样品保存、运输和记录等环节，可以有效减少误差，从而保证数据的科学性和合法性。遵循国家技术标准并整合智能信息技术，将进一步提高水质监测采样质量控制的效率和精度，为环境保护、污染控制和公共卫生事业提供强有力的支撑。