实验室监测

近日，南水北调东线一期工程北延应急供水工程水质监测系统（水质移动监测实验室部分）项目验收会在杭州谱育科技举办。验收专家组经过实地考察、听取报告、审核材料后，一致同意“南水北调东线一期工程北延应急供水工程水质监测系统”项目顺利通过验收。南水北调东线一期向北延伸应急供水工程跨越多个省市，沿线工业企业众多，且与大量交通设施并行、交叉，潜在水质风险因素较多，一旦发生污染事故，次生突发环境事件将对调水水质产生重大影响。南水北调东线总公司积极周密地开展了大量保护和管理工作，建设水质移动监测实验室是完善北延应急工程水质监测系统的重要措施。由谱育科技承建的水质移动监测实验室，包括车辆、整车内部改装、仪器安装、系统联调等，主要搭载了车载化的ICP-MS分析仪、车载/便携GC-MS分析仪等科学仪器。科学仪器车载化 监测指标全水质移动监测实验室，实现了ICP-MS分析仪、GC-MS分析仪等科学仪器的车载模块化应用，实验室采用标准分析方法，检测结果准确可靠。仪器采用军标三维减震、抗温湿度交变、真空保持以及低功耗等专业车载化设计，使之能够满足车载使用环境，快速投入使用。1ICP-MS分析法——重金属检测水质移动监测实验室可实现砷、汞、镉 、铅等20项重金属指标的同时检测，样品分析时间小于2分钟，检出限可低至10-12次方级。2GC-MS分析法——有机物分析水质移动监测实验室可实现常见VOCs&SVOCs指标全覆盖，定性定量准确；同时具备常规理化指标、石油类和生物毒性的检测能力。仪器集成应用，实现平战结合水质移动监测实验室采用多种仪器集成应用模式，各模块可安装和拆卸，统一模块接口标准，可实现平战结合，提高仪器的应用性和使用效率。基于水质移动监测实验室的高机动性和高通过性特点，可以在突发水污染事件发生后第 -一时间赶往现场。通过配备实验室级别分析仪器，辅以内置标准化供水、供电、供气、通排风、温湿度控制、试剂保存等设施，为仪器正常工作提供实验室级别的环境条件，保证应急监测的响应速度和检测数据的准确性和可靠性。

9月22日，环境保护部科技标准司组织专家对国家环境保护环境光学监测技术重点实验室进行验收评审。验收专家组委员会一致认为，该实验室完成了建设计划任务书预期建设目标，达到了环境保护部重点实验室验收条件和要求，同意通过验收。 　　安徽省环境保护厅副厅长殷福才，中科院合肥物质科学研究院院长王英俭，中国科学院安徽光学精密机械研究所所长、重点实验室主任刘文清等出席了验收会。中国工程院院士潘德炉，环境保护部卫星环境应用中心、北京市环境保护监测中心、解放军电子工程学院等相关单位的专家参加了验收会。 　　国家环境保护环境光学监测技术重点实验室是国家环境保护总部与依托合肥研究院联合建立的环境光学监测理论和技术研究的基地。实验室于2007年10月开始筹建，主要承担环境光学应用基础研究，定量监测新方法研究和环境监测高新技术系统集成研究，先进环境监测技术规程和标准的编制任务，并对完善我国环境监测系统以及国家环境管理与决策提供理论与技术支持。 　　以潘德炉院士为主任委员的专家组听取了关于实验室建设情况的总结报告，现场考察了实验室，审阅了有关实验室验收材料，实地考察了该实验室，并与实验室领导和科研骨干进行了座谈。专家组一致认为，实验室完成了组织机构建设，形成了一支专业结构合理的环境光学近侧技术创新团队 实验室基本建设完成，自主研制建立了基于多种光谱学技术的地基、移动、机载和星载环境监测技术的研究平台，具备了环境光学监测技术创新研发的能力 实验室在环境光学应用基础、定量监测新方法、环境监测高新技术系统集成和先进环境监测技术规程和标准等四个研究方向取得了一批有代表性的成果 实验室研发的环境监测技术已推广应用到全国环境监测领域，为环境管理提供了有力的技术支撑。 　　为促进重点实验室更好地建设和发展，验收委员会专家组建议，在现有国家环境保护环境光学监测技术重点实验室的基础上，申请建设国家重点实验室。 验收会场 专家组考察实验室 专家组审查资料

p 　　迄今为止 ,我国拥有各类环境监测站约为4000余个 ,环境监测人员达7万多人 ,已成为一 个庞大的体系。根据规范要求 ,各级环境监测站的主要职能就是监测分析环境质量状况和污染物 排放情况 ,因此一般监测站都配备有功能齐全的分析实验室。分析项目包括大气、地表水、污染源等数以百计的项目。一个长期未曾得到重视的问题是这些监测分析过程一般或多或少都会产生废 水、废气、废渣等三废污染物。像绝大多数普通实验室一样 ,监测实验室实际上是一类典型的小型污染源。 /p p 　　1 监测实验室环境污染特点 /p p 　　1.1 污染种类全 /p p 　　环境监测如按监测类别分包括大气及废气监测、降水监测、地表水及废水监测、生物监测、土壤及底泥监测和固体废弃物监测等许多种。项目如按江苏省环境监测中心站建设标准对县级站的要求则超过120余项 ,其中绝大多数属于普通化学分析 ,因此环境监测实验室污染亦和通常的化学实验室相仿。但由于环境监测的对象和方法十分广泛和复杂 ,因而除噪声以外 ,其它的污染物种类全部具备。 /p p 　　1.1 废水 /p p 　　环境监测实验室产生的废水包括多余的样品、标准曲线及样品分析残液、失效的贮藏液和洗液、大量洗涤水等。除大气自动监测、噪声监测和放射性污染监测等少数监测项目外 ,几乎所有的常规监测项目都不同程度存在着废水污染问题。这些废水中成分包罗万象 ,包括最常见的有机物、重金属离子和有害微生物等及相对少见的氰化物、苯并芘、各种农药等。 /p p 　　1.1.2 废气 /p p 　　环境监测实验室产生的废气包括试剂和样品的挥发物、分析过程中间产物、泄漏的标气载气等。通常实验室中直接产生有毒、有害气体的实验都要求在通风橱内进行 ,这固然是保证室内空气质量、保护分析人员健康安全的有效办法 ,但也直接污染了环境空气。实验室废气包括酸雾、甲醛、 苯系物、各种有机溶剂等常见污染物和汞蒸汽、H2 S、光气等较少遇到的污染物。 /p p 　　1.1.3 固体废物 /p p 　　环境监测实验室产生的固体废物包括多余样品、分析产物 (如培养基 )、消耗或破损的实验用品 (如玻璃器皿、纱布 )、残留或失效的化学试剂等。这些固废成分复杂 ,涵盖各类化学、生物污染物 , 尤其是不少过期失效的化学试剂 ,处理稍有不慎 , 很容易导致严重的污染事故。 /p p 　　2 污染数量少 /p p 　　环境监测在技术上要求各级监测部门保证具备规定项目的监测能力 ,但实践上各项目之间的工作频率悬殊较大。大多数项目只是零星开展 ,由这些项目带来的实验室污染数量虽少 ,却也带来了管理的难度。值得指出的是 ,非经常性监测项目导致贮备试剂过期、失效情况相对突出 ,多数实验室缺乏有效对策。 /p p 　　1.3 污染危害大 /p p 　　环境监测实验室污染种类齐全 ,虽然多数项目产生的污染量较小 ,但仍有一些分析项目问题 较为严重。以水质分析中最常见的项目COD分 析 (重铬酸钾法 )为例 ,在分析含高浓度Cl sup - /sup 的废水 (大多数印染废水都含Cl sup - /sup )时 ,按规范须加入0. 4克HgSO sub 4 /sub 以排除 Cl sup - /sup 的干扰。如果不计重复 样、加标样而纯粹以一个水样计算 ,则0. 4克HgSO sub 4 /sub 导致的总汞污染需要用5.4m sup 3 /sup 的清水才能稀释至达标。而苏南一个县级站光一年 HgSO sub 4 /sub 的消耗量就可达200克以上。何况COD分析带来的环境污染不仅仅是HgSO sub 4 /sub 一项 ,它使用的其它关键试剂都有类似问题 ,硫酸银、重铬酸钾和硫酸都会造成严重污染。表1列出了含Cl sup - /sup 废水的COD分析时造成的主要环境污染。 /p p 　　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/d0ebe7c2-5cfc-4469-891a-97c425344698.jpg" title=" 表1.jpg" / /p p 　　绝大多数使用有机溶剂的分析项目如石油类、挥发酚和阴离子洗涤剂等等最后都有有机溶 剂污染问题。除一部分挥发变成废气、一部分可回收再利用外 ,大多数成为液态污染物。由于通常情况下 ,有机溶剂并不参与反应 ,因此实验室消耗掉的有机溶剂量大致就相当于排放总量。 年复一年 累积排放量十分可观 ,更不用说有些溶剂还是毒性较强的有机物。同样地 ,那些要使用强酸、强碱的分析项目一般就会有强酸、强碱的污染问题。 /p p 　　在监测分析重金属项目时 ,均存在着分析残液、剩余样品 (有些属于浓度极高的原水、直排水 ) 带来的重金属污染问题。有时 ,一个忙碌的监测实 验室所产生的此类污染并不比一个正常处理废水的小电镀厂来得少 ,甚至种类还要更多些。 /p p 　　开展生物监测的实验室会产生大量高浓度含 有害微生物 (如大肠杆菌、粪大肠杆菌 )的培养液、培养基 ,如未经适当的灭菌处理而直接外排 ,同样 会造成严重后果。 /p p 　　4 污染治理少 /p p 　　环境监测实验室的环境污染长期以来未得到足够的重视 ,因此其污染治理基本上还未有效开展。尽管按化学实验室规范要求 ,实验室应分类配 备多种残液缸 ,但实际操作时多数形同虚设 ,往往 还是往下水道一倒了之。而残液缸满后如何处理 , 也是一个棘手的问题。至于其它形式的污染大都没有得到认真考虑。 /p p 　　上级管理部门在一定程度上存在着忽视这个问题的情况。无论是各地广泛开展的标准化站建设还是现在逐渐重视的实验室认可、GLP( Good Laboratory Practice)建设 ,多从监测能力和质量管理等方面着手 ,较少有实验室环境管理方面的规范要求 ,致使监测实验室的环境管理既缺乏压力甚而缺乏推动力 ,又缺少必要的技术规范。 /p p 　　2 监测实验室环境污染的控制途径 /p p 　　环境监测实验室的污染需要各级监测部门的高度重视和有效解决 ,从而为治理全国数以万计的各类实验室产生的环境污染树立一个典范。但由于监测实验室的环境污染类型众多 ,情况复杂 , 操作起来存在着相当难度 ,因此必须建立全面、系统的治理方案 ,逐步推行 ,力争问题的最终解决。 /p p 　　2.1 提高认识 ,制定技术规范 /p p 　　各级监测站需要进一步提高对实验室环境污染问题的认识 ,不能回避 ,听之任之 ,而是应该根据本站监测工作的特点、重点 ,积极探索 ,想方设法减少实验室污染。建议上级监测部门组织力量 , 认真研究监测实验室的污染特点和防治途径 ,提出操作性强、简便实用的技术规范 ,并出台相应的考核要求及办法。最好是融入监测站的标准化建设中去 ,使之成为能力建设的一部分 ,从而有利于贯彻落实各项实验室环境污染的防治措施。 /p p 　　2.2 建立实验室环境管理体系 /p p 　　监测站在全面推行监测实验室能力建设、质量管理的同时 ,还要建立完备的实验室环境管理体系。按照 ISO14001环境管理体系的理念和要求 ,全面考察环境监测实验分析的各个方面 ,制定相应的程序文件 ,规范监测实验室环境行为 ,充分贯彻 ISO14001一贯强调的污染预防和持续改进的基本要求 ,力争减小监测分析每一个过程的环 境影响 ,从而不断提升监测实验室管理水平 ,并将环境监测的整体环境影响最小化。表2介绍了环境监测实验室环境管理体系的基本组成。 /p p 　　2.3 全面推行实验室清洁分析、清洁操作 /p p 　　环境监测实验室的环境管理工作应严格按环境管理体系的要求 ,从多方面着手 ,将实验室环境 污染综合预防的策略应用于监测分析的每一个过程 ,全面推行清洁分析 ( Clea ner Analysis)和清洁操作 ( Cleaner Opera tion) ,尽最大可能减少实验室污染物的排放量和毒性。下面是一些具体的方法和途径: /p p 　　2.3.1 选择污染少的分析方法 /p p 　　大多数环境监测分析方法都有好几种可供选 择 ,应该充分考虑方法的环境相容性 ,尽可能选择 环境污染少的分析方法。如 COD分析如果采用江苏省推荐的快速烘箱法 ,污染要少得多 ,效率却 没有降低。一般来说 ,采用传感器、色谱仪等现代仪器分析常比经典方法污染更少。 /p p 　　2.3.2 选择有效的三废处理方式 /p p 　　监测实验室产生的三废应按分类放置、分质处理的原则 ,尽量利用本地现有的环保治理资源来处理 ,如有害固废可由固废处理中心焚烧处理 , 多数废水可由附近废水性质相同并建有完善设施的工厂处理。有条件的实验室也可按成熟的工艺自行解决 ,这方面已有许多文献报道 。 /p p style=" text-align: center " 　 img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/noimg/464d50d9-e6b0-4afc-b02f-694a38f30337.jpg" title=" 表2.jpg" / 　 /p p 　　2.3.3 成立试剂调度网络 /p p 　　过期、失效的化学试剂的处理是世界性的难题 ,可以仿照美国的作法 ,成立区域性试剂调度 网 ,选择一部分危害大 ,用量少 ,易失效的试剂进入网络 ,实行实验室间资源共享 ,尽量避免大批化学试剂失效。 /p p 　　2.3.4 加强地区监测中心的功能 /p p 　　现行的管理体制使每个四级监测站都做到了小而全 ,既浪费了资源 ,又不利于保证质量。应发挥地区监测中心的作用 ,集中部分项目的监测能力 ,从而相对降低实验室污染物的排放。 /p p 　　2.3.5 一些行之有效的清洁分析、清洁操作行为实例 /p p 　　˙ 在满足分析要求的情况下 ,适当降低采样量 /p p 　　˙ 不要购买暂时用不上的试剂 尽量使用要到期的试剂 /p p 　　˙ 尽可能使用仪器分析从而减少试剂用量和采样量 /p p 　　˙ 尽量利用可回收的试剂 /p p 　　˙ 将处理或消除危险废物作为实验分析的最后一步 /p p 　　˙ 应使用可降解的无磷洗涤剂 /p p 　　˙ 使用酒精温度计从而避免水银温度计可能带来的汞污染。 /p