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基于土壤监测质量控制问题探索与分析

2023-01-15陈舒影于聪聪

皮革制作与环保科技 2022年23期
关键词:土壤环境环境监测误差

陈舒影,何 强,于聪聪

(台州市佳信计量检测有限公司,浙江 临海 317000)

土壤是生态环境不可获缺的一部分。但是随着经济的快速增长,导致个别工厂污染严重,同时也给土壤环境造成了严重的负担。从国家出台了相关的政策那时起,土壤环境的治理工作就从未停止。而目前,关于土壤问题的有关数据的准确性和完整性还不能得到充分的保障[1]。因此,想要确保数据的准确性、完整性,对土壤质量进行科学的研究,就必须引起有关部门的高度重视。

1 土壤质量监测在控制土壤污染中的作用

随着我国经济的迅速增长,各个行业都在紧跟时代的脚步,但许多行业的粗放经营方式却导致了土壤环境的恶化,而且愈发的严重。据有关调查结果显示,粗放型工业,如工业和农业等,对土壤环境造成的污染最为严重[2]。诸多影响导致土壤环境的监测与治理工作进行地非常困难。其中最主要的原因是是土壤环境基础调查工作比较薄弱,资料不全面、不系统。尤其是土壤中的有机物质含量测定资料很少,而且这些有机物质常常会对身体造成更大的影响。为了进一步强化土壤环境管理,我国对土壤环境质量的监管更加严格,出台了一系列相关的法律法规,加大对土壤环境质量的监控,统筹规划、统筹资源,从而实现对土壤环境的全面覆盖,保护土壤环境。

2 土壤环境监测的误差来源

土壤环境监测是一项非常复杂的工作,误差存在于各项工作的各个方面。因此,要对这些问题进行详细的分析,并从根源上加以解决。对土壤环境监测误差的归类,大致可分为3种:制样误差、分析误差和取样误差。

2.1 采样误差

造成取样误差的原因,是由于土壤的非均匀性。通俗来讲,就是由于不同地点的土壤成分有一定的差别,但是由于采样不合理、不全面、样品处理不到位等原因,造成了采样资料不够精确,从而对土壤环境质量的监测效果产生了一定的影响。取样是初始阶段的基本工作,这样的错误是基本错误。目前尚无一种能彻底消除这一错误的办法,但可以采用均匀磨的方法。具体来讲,就是碾碎泥土,促进其均匀的搅拌。之后对其进行监测,从而降低误差。抽样错误的具体分类可以归纳为:距离不均匀产生的误差、分组、分割误差、连续选择误差等。

2.2 制样误差

在干燥、研磨、筛选、储存等工序时发生的问题,对不同的试样组分的交叉污染,或是由于被试验样品成分的挥发或污染,或组分物态改变,或在贮存过程中,由于容器内对测组分的吸附,或在贮存中不进行分样等都是造成制样误差的原因。样品的运输和储存需要通过多个环节,包括送样单位、分析实验室、取样机构等,如果有一个环节出现问题,就会导致检测的结果出现偏差。所以我们要仔细操作,减少误差的产生。

2.3 分析误差

在样品的加工和实验室的测量误差中,会有一些分析上的错误,比如仪器上的错误,样品的分解、人工的测量等等,这些都是随机的。但由于实验室管理严格,分析误差较小。

3 土壤环境监测组织要求

3.1 组织的相关机构

土壤环境与人们的生活密切相关,因此,对其进行监测、防治和治理的重要性不言而喻。如何有效地改善土壤环境监测工作,是当前最棘手的问题。要想有效地进行土壤环境监测,就需要建立一个合格的测土配方实验室,完善全过程质量监控系统,全面实施监控,在监控过程中,要严格安装监控要求操作,加大质量保证。

3.2 人员要求

土壤环境监测工作人员的专业素质对土壤环境质量的评价有很大的影响。选择检测人员首先要符合相关规定,不能出现其它违规的操作。其次,检测人员必须达到能力、资质和健康这三大要求,要求具有一定的专业知识和能力,有相关的资格证书,若已入职的员工经考试合格,但其证书还没有签发,则其一切工作均应由持证人员进行,并由主管人员对其所负之责任。在入职前,对其进行体检,体检合格后方能录用。

3.3 仪器设备的要求

为保证土壤质量的准确,需要采用专业的、合格的设备。在实施前,应按照有关的法律法规,应用有关的专业机构对其进行专门的检验,经检验合格后才能进行下一步的工作。一般而言,土壤环境监测所需要的设备主要有土壤样品烘干设备、土壤样品粉碎机、土壤样品定量器、样品托盘、土壤养分速测仪、搅拌酸度计、纯水制备设备和一系列附属设备。该仪器可以组合式在实验室中进行常规分析,从而加快了测定的速度。不同的测量方法对应不同的测量仪器,具体见表1。

表1 土壤监测分析方法及实验仪器

4 样品采样、制样的质量控制

4.1 采样方法及样品数量

在进行土壤环境质量的实际监测时,必须遵循“等量”和“随机”的原则。随机分布可分为三种,即块随机、系统随机、简单随机三种。在取样过程中,必须严格遵循3个阶段,即前期、正式、补充这3个阶段。若取样单位面积较小,则可以直接取样,并严格遵守《土壤环境监测技术规范》中的取样标准[3],进行取样工作。

4.2 样品采集的质量控制

在取样的品质控制中,有关工作人员要深入实地,进行合理的考察。对取样地点的设定进行审核,同时还要对取样周期进行审核,以考察二者的代表性和合理性,并根据不同的要求,制订合理的取样方案。在取样的时候,一定要防止污染环境,并做好保存和记录。

4.3 样品运输及贮存中的质量控制

样本收集完成后,要将样本送入实验室进行检测。但在运输、储存的过程中,一定要防止污染,若检测不出来,就必须将其保存在冰箱中。

4.4 样品制备的质量控制

样品需要按照风干、粗磨、细磨、分装4个步骤进行制备。在样品制备过程中,应分别设置专门的实验室,以避免样品的污染。试样的分装需要工作人员用干净的工具。在样品制样和管理的过程中,工作人员需要清点样品的数量和种类等,并对样品的质量和特性进行核实,不能出现标签和样品不对应等问题。如果样品中的有机物挥发度较高,应该用特殊方式装备,不能和普通的样品装备方式混淆。工作人员完成一系列工作之后,必须签字确认。

5 实验室的质量控制

5.1 实验室分析质量控制

5.1.1 精密度控制

精密度,指的是在相同的样品反复分析时,在一定的控制条件下,根据不同的方法所得出的结果,看结果的一致程度。通过精密度可以充分反映出测量系统、分析方法中存在的随机 误差大小,它包括重复性、平行性和重复性三种精度。在精确度控制方面,所有批次的样品,在进行全部项目的分析时,均按20%的比例制造平行试样,如果试样少于5件,平行试件必须有两件或者以上。对平行样本的检测,若合格率低于95%,不但要对该批样品进行再次检测,而且要在平行样本中添加1-2%的平行样品,直至平行样本的检测合格率达到95%以上。

5.1.2 准确度控制

首先,必须采用质量控制的样本,或采用标准的材料。在常规的分析中,只要保证质量控制的两个样品都符合要求,那么质量控制样品的检测值就会在一个允许的范围内,否则就是检测的结果无效,所以需要进行进一步的检测。

其次,进行标定回收率的测试。若所选择的产品既无质量控制样品,又无标准物质,则可通过添加标样回收测试来检验其准确性。在此工艺中,要确保一定的加标率,即在一批试样中,从10%至20%的试样中进行随机抽样,对样品进行标记和回收。当样本数量少于10个时,应提高一定的加标率,确保同一批次的同一样品不少于1个。在测定加标量的过程中,要根据所测组分的含量,来确定加标量,如果是高的,就是1~2倍,如果是低的,就是2~3倍,这样才能保证加标率在允许的范围之内。

5.2 质量控制图

在对工程质量进行控制时,要根据有关规定,画出相应的精度质控图,并将其作为质量控制的重点。要求各批次的控制样品的检测值保持在上下警戒线及中间,以表明分析结果正常可靠;若测量值超过了上、下控制线,就说明分析已失去控制,因此该测量结果无法接受,应该立即找出原因,修正后重新测量;若测量值维持在上下控制线与警示线之间,则表明测量的结果仍可接受,但其结果已接近失控,故应加强监测。具体流程见图1。

图1 工程流程图

5.3 土壤标准样品

所谓的土壤标准样品,是指通过直接使用模拟的土壤样本或从土壤中直接制得的一种固体物质。它既能保持较好的稳定性,又能保持较长时间的稳定性。在检测土壤中的物质的过程中,我们首先需要注意对仪器进行校准。其次检测人员必须具有良好的素质或者取得相关的执照。最后将检测的结果和标准结果进行对照,分析方法的正确性和精确度。在实际应用中,应选择适当的标准样品,以保证在含量水平、成分、背景结构等方面与被测试的样品接近。若在基本组成、化学性质等方面有显著差别,则属于基态干扰,若继续采用该土样,则会造成较大的偏差。

6 监测报告的质量控制

在土壤环境监测中的最后一步就是监测报告,它能全面反映监测结果。并、通过对监测报告进行严格检查,使得数据更加真实可靠。另外,还可以建立完善的质量管理责任制,对监测报告实行分级审核。在审查的时候,要对检测人员进行明确的分工,明确他们的责任,如果发现资料有问题,首先要做的是核实,然后再进行分析,避免推诿责任,拖延时间。有关报告的编写人员,应加强专业知识和技术,尽量避免人为失误,降低报告中的疏忽和失误。

7 案例分析

以污染企业周边土壤为样品,分别用原子吸收法和 X 射线荧光法对其进行铜、铅、锌、铬和镍的测定[4]。

7.1 方法精确度

由于受污染的工厂周围的土壤中存在大量的重金属,因此选择了低、中、高三个浓度的土壤标准物,并将其压制成薄片,按照要求的条件进行测定。试验结果显示,所用的各种元素的测量值与所给出的数值一致,从而证明了所提出的方法是正确、可靠的。

7.2 方法精密度

将GSS-2压片按表2所示的方法重复10次,并对其进行统计,结果如表3所示。由表3可知,测量值的相对标准偏差为1.65%~4.70%,显示了此方法的准确性。

表2 方法准确度 单位:mg/kg

表3 方法精密度 单位:mg/kg

7.3 两种方法测定实际样品的比较

采用原子吸收和X-射线荧光分析技术,分析了受污染地区土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的含量,见表4。

表4 两种方法测定实际样品的比较 单位:mg/kg

7.4 结论

(1)该方法具有预处理简便、不需要稀释的优点,可降低因酸碱用量过多而引起的环境污染及对人体健康的危害。

(2)该方法测定5种重金属的检测结果均满足测量的需求。

(3)该方法用于5种重金属的测量,测得的准确度高、可靠性强。通过对土壤标准样品的分析发现,得到的结果与给定的数值相符且具有较高的精确性。两种方法的结果吻合度良好,证明了此方法的准确度和可靠性。

8 结语

随着我国对土壤环境的日益关注,更应加强对土壤环境的监测。在监测过程中,要严格按照技术规范和技术标准进行。各有关部门的工作人员必须加强对环境的质量管理,在各个阶段中贯彻质量管理的思想,以使得到的结果更加全面、准确、可靠。本文就土壤环境质量监测中存在的一些问题和对策进行了分析,以期对土壤环境质量监测工作有所借鉴。

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