环境检测分析中实验室质量控制措施探索与实践

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李建英

武汉华正环境检测技术有限公司

摘要

在当今社会,环境质量的监测和分析对于保护生态环境和人类健康至关重要。特别是在土壤及地下水环境中,各种污染物质的存在给生态系统和社会经济发展带来了严重的挑战。实验室质量控制不仅仅是确保数据准确性的手段,更是保障环境监测结果科学性和可靠性的基础,引入严格的采样标准、优化设备选择、实施质量控制措施等方法,可以有效地降低误差和不确定性,提高数据的可信度和实用性。因此,本文旨在探讨土壤及地下水环境检测分析中的实验室质量控制措施,以及其在环境保护和治理中的重要作用,为改善环境质量和可持续发展提供科学依据和技术支持。


关键词

环境检测分析;实验室质量控制;土壤;地下水;环境保护

正文


引言:

随着城市化和工业化进程的加快,大量工业废水和生活污水的排放,以及农业化学品的广泛使用,导致了土壤和地下水环境质量的不断恶化,这些污染物对环境和人类健康构成了潜在威胁,对土壤和地下水的准确监测和分析变得至关重要。在这样的背景下,进一步深入研究和应用实验室质量控制技术,以应对不断增加的环境挑战,科学准确的环境数据是制定环境保护政策、推动环境治理、保障人民健康的基础,加强实验室质量控制的研究和应用,不仅是当前环境保护工作的迫切需要,也是实现可持续发展目标的重要举措。

1.实验室质量控制在检测分析中的作用

1.1确保检测数据的可靠性和有效性

实验室质量控制在环境检测分析中扮演着关键角色,其主要作用在于确保检测数据的可靠性和有效性。随着工业化和城市化进程的加快,环境污染问题日益严峻,对土壤、水体和大气等环境介质的监测要求越来越高,这就需要实验室能够提供准确、可信的数据支持环境保护和治理工作。实验室质量控制通过严格的质量管理体系,确保采样、分析和测试过程的全面可控。在采样阶段,实验室依据国家标准和监测要求,制定详细的采样计划和操作流程,保证采集到的样品能够代表真实的环境状况,针对不同的污染物种类和浓度分布,采样人员会选择适当的采样方法和器具,避免外界干扰,保证样品的代表性和一致性。

在实验室分析阶段,严格控制分析过程中的各项细节,尤其是仪器设备的精确度和精度。实验室会根据检测的具体要求选择合适的分析方法,并定期对仪器进行校准,确保分析结果的准确性和可靠性,在有机污染物的分析中,采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)可以对不同类别的有机物进行定性和定量分析,而在无机污染物的分析中,常使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行元素分析。实验室质量控制还注重环境监测数据的质量评估和不确定度分析。通过内部质量控制(IQC)和外部质量控制(EQC)措施,实验室能够持续监控分析过程中的误差和变异,保证数据的一致性和可比性。内部质控包括平行样分析、标准物质分析、人员比对、方法比对、仪器比对等,外部质控包括能力验证、飞行检查、不同实验室间的比对等,从而验证实验室分析结果的准确性和可靠性[1]

1.2提高实验室的技术水平和竞争力

实验室质量控制不仅在环境检测分析中起着关键作用,确保检测数据的可靠性和有效性,同时也在提高实验室的技术水平和竞争力方面发挥着重要作用,验室在人员培训和技能提升上投入了大量资源,确保操作人员具备专业的分析技能和丰富的实践经验,对于复杂的环境样品分析,如土壤中的重金属元素分析或水体中的有机污染物检测,实验室人员需要掌握高级的仪器操作技能和数据处理能力,培训和实践不断提升分析技术水平,引进和优化先进的分析仪器设备,提高了分析的精确度和检测的灵敏度,采用高分辨质谱仪(HRMS)和高性能液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MS/MS)等先进技术,能够更准确地分析和定量微量污染物,提高了实验室分析的技术水平和数据的可靠性。

2.实验室质量控制措施探索

2.1制定严格的采样标准和程序

土壤和地下水环境的检测分析需要依据科学严谨的方法进行,以确保数据的准确性和可靠性,采样标准应当包括确定采样点位、采样深度及采样方法等方面的详细规定,对于不同类型的土壤或地下水污染情况,应设计相应的采样策略,例如在已知污染源附近增加采样密度以获取更详尽的数据,或者在地质条件复杂的地区增加多个深度的采样点以考虑不同层次的污染情况,确保采样器具的清洁和消毒工作同样重要,以避免交叉污染影响数据分析结果的准确性[2]。在实地采样过程中,操作人员应严格按照预定的标准操作流程进行操作,遵循采样设备的使用说明和技术要求,对于土壤采样,应注意避免表层污染物的干扰,选择代表性的样品进行采集,确保每个采样点的样品数量和质量符合分析要求。在地下水采样过程中,必须注意避免氧化还原条件的改变,防止水样中的污染物发生变化或降解,影响后续的实验室分析结果,还应记录每个采样点的详细信息,包括采样时间、地点、深度等数据,为后续数据分析和解释提供充分的信息支持。

2.2建立符合检测要求的实验室环境

在土壤及地下水样品的分析中,实验室应具备适当的设备和仪器,如高效液相色谱仪、质谱仪等,以便对复杂的环境样品进行精确的化学成分分析,实验室内部的环境控制也尤为重要,包括温湿度控制、灰尘和颗粒物的管理,以防止外界因素对实验数据的干扰和影响,针对不同类型的污染物,例如有机污染物或重金属等,实验室应有相应的安全措施和处理程序,确保操作人员和环境安全。实验室环境的质量控制需要严格遵循质量管理体系,例如ISO17025标准,以确保分析过程的科学性和可追溯性[3]。实验室应建立并执行完善的质量控制体系,包括仪器的日常校准和维护、实验操作的标准化程序以及数据处理和报告的规范化流程。在土壤和地下水样品的分析过程中,各项实验操作和数据记录应严格按照标准操作规程进行,确保实验结果的一致性和可比性,实验室还应定期进行内部和外部质量控制检查,实验室间比对和参考物质的使用,以验证分析方法的精确性和灵敏度。

2.3选择性能稳定、精度高的仪器设备

对于土壤样品中的有机污染物,如苯、甲苯和二甲苯等,需要具备高灵敏度和分辨率的气相色谱质谱联用仪器(GC-MS),以确保能够准确检测和定量目标污染物的含量。而对于地下水样品中的重金属污染物,如铅、镉等,应选择具有精确测量能力和低检测限的原子吸收光谱仪(AAS)或者电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行分析,仪器设备的性能稳定性也是选择的重要考量因素,稳定的仪器能够在长时间内保持分析结果的一致性和可靠性,减少因仪器漂移而引起的误差。在土壤和地下水环境检测分析中,如果使用了精度较低或者性能不稳定的仪器设备,可能导致分析结果的偏差和不确定性增加,从而影响环境污染评估的科学性和可靠性,实验室应对仪器设备进行严格的性能验证和校准,确保其在正常操作范围内能够稳定工作并满足分析要求,定期维护和保养仪器设备也是保持其高精度和长期稳定运行的重要措施,例如清洁光学系统、更换耗材和调整仪器参数等,以延长设备的使用寿命和保证分析数据的可靠性[4]

2.4设立空白实验、平行样实验和加标回收实验等

在分析过程中加入经过同样处理的空白样品(不含目标污染物),可以监测实验过程中仪器、试剂和操作环境是否存在杂质污染,从而验证分析结果的准确性和可信度。特别是在低浓度污染物的分析中,空白实验的结果可以帮助确定分析方法的检测限,并在数据解释时提供背景污染水平的参考,平行样实验的设立也是实验室质量控制的重要组成部分,同时处理来自同一采样点的多个平行样品,可以评估实验过程中的重复性和一致性,验证分析结果的稳定性。例如,在土壤和地下水样品的分析中,采用平行样实验可以检测到可能存在的分析误差或者操作偏差,从而提高数据的可靠性和准确性。

向样品中加入已知浓度的标准物质(加标品),然后测定加标后的回收率,可以评估分析方法对目标污染物的提取效率和测定准确度,在土壤和地下水环境检测分析中,加标回收实验通常作为质量控制的一部分进行,通过比较实际回收率与理论加标量的比值,可以评估分析方法中可能存在的样品基质干扰或者反应损失,并进行相应的校正和修正,加标回收实验还能够帮助确定分析方法的工作线性范围和测定上限,为后续样品的分析提供重要的参考依据。

2.5对检测结果进行统计分析和质量控制图绘制

统计分析能够帮助实验室评估样品数据的分布特征和变异情况,为环境污染评估提供科学依据,在土壤和地下水样品的检测分析中,通常使用统计方法如均值、标准差、变异系数等来描述样品数据的集中趋势和离散程度。通过对检测结果进行统计分析,可以识别异常数据和离群值,评估分析结果的可靠性和一致性。此外,统计分析还能够揭示不同污染源区域之间的数据差异性,为环境污染来源和扩散路径提供定量分析支持,比较不同采样点位的污染物浓度分布,揭示污染物的空间分布特征,为地下水和土壤污染的风险评估和管理提供科学依据。

质量控制图的绘制是实验室质量管理的重要工具,用于实时监控分析过程中的数据稳定性和质量可控性。在土壤和地下水环境检测分析中,常用的质量控制图包括控制图、散点图和趋势图等。控制图可以通过设定控制限(如均值控制限和标准差控制限)来识别分析过程中的变异和异常情况,及时调整实验条件和数据处理方法,确保分析结果的准确性和稳定性。例如,通过周期性绘制控制图并监测关键参数的变化趋势,可以及时发现潜在的数据漂移或者操作偏差,采取有效的质量控制措施进行调整和纠正,质量控制图的绘制还能够帮助实验室识别和评估不同批次样品分析结果的一致性和可比性,为长期环境监测数据的稳定性评估提供科学依据,对检测结果进行统计分析和质量控制图绘制在土壤及地下水环境检测分析中具有重要意义,科学合理的统计方法和质量控制图的应用,实验室能够提升数据分析的科学性和可信度,为环境污染监测和管理决策提供可靠的数据支持。

2.6建立不合格检测结果的纠正和预防措施

在实验室质量控制措施的探索中,建立不合格检测结果的纠正和预防措施至关重要,特别是在土壤及地下水环境检测分析中,不仅影响数据的准确性和可靠性,也直接关系到环境污染评估的科学性和有效性,对于出现不合格检测结果的情况,实验室应建立明确的纠正措施。一旦发现数据异常或不符合预期结果,实验室应立即停止相关分析工作,并启动纠正措施的流程,包括对可能导致异常的因素进行仔细调查和分析,如检测设备的校准情况、试剂的有效性、操作流程的正确性等,系统性的根本原因分析(RCA),能够找出问题发生的根本原因,并采取有效的措施予以解决,以确保类似问题不会再次发生。

实验室应制定和实施完善的质量管理体系(如ISO17025标准),确保所有分析过程和操作流程的规范性和一致性。这包括建立详细的操作规程和质量控制程序,为操作人员提供必要的培训和技能认证,确保他们能够正确、有效地执行分析任务,实验室还应定期进行设备维护和校准,保证仪器设备的稳定性和准确性,在采样和样品处理阶段,应严格按照预定的标准操作程序进行,避免人为错误或外界干扰对分析结果的影响,建立有效的预防措施,实验室能够最大限度地减少不合格检测结果的发生频率,提高分析数据的可靠性和可信度,为环境保护和管理提供科学依据。及时和有效的纠正措施,能够快速处理异常数据并防止问题扩大,同时预防措施的全面实施,能够从源头上减少错误发生的可能性,确保实验室分析工作的持续稳定性和数据的科学性。

结语:

实验室质量控制在环境检测分析中的关键作用不可低估,它直接决定着监测数据的可靠性和科学性,对环境保护和治理具有重要意义,严格的采样标准和质量控制措施,实验室能够确保数据的准确性和可信度,从而为环境科学研究和政策决策提供科学依据,优化实验室环境和选择高精度仪器设备,是保障数据质量的重要保证,有效降低了误差和不确定性,提升了数据的实用性和适用性。

未来,应进一步加强实验室质量控制技术的研究和应用,推动环境监测工作朝着更高水平发展。这不仅能够有效支持环境保护工作的深入开展,还能为政策制定和执行提供更为精准的数据支持。在复杂多变的环境背景下,科学决策和措施的实施尤为关键,而实验室质量控制则是保证环境监测数据科学性和可信度的基础,持续优化实验室质量管理体系,我们能够更好地应对环境问题挑战,保障人类生活质量和生态环境的持续改善,为可持续发展目标的实现贡献力量。

参考文献:

[1]谢磊,马笑强,牛玉民.环境检测分析中实验室质量控制措施探索与实践[J].清洗世界,2024,40(04):157-159.

[2]王世杰,王建平.室内环境检测实验室质量管理问题分析及应对措施[J].中国建材科技,2023,32(06):114-117.

[3]徐铁峰.水环境检测实验室质量管理体系构建的分析[J].清洗世界,2023,39(11):92-94.

[4]袁华丽.环境检测实验室质量控制的重要性及有效策略分析[J].皮革制作与环保科技,2023,4(17):195-197.

 


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