审核环境执法监测数据时关注的问题及探讨
2021-12-31金淑聪张家凤
金淑聪,张家凤
(新疆昌吉回族自治州环境监测站,新疆 昌吉831100)
环境执法监测数据结果审核时应对监测机构资质、监测样品代表性、分析方法、仪器设备、质控措施、监测记录及结果等均进行有效性审核,实验室在提交监测数据之前必须从各个环节进行严格的审核把关,保证环境监测数据的代表性、完整性、可比性、精密性和准确性,监测数据结果是否权威、准确和可靠,首先是监测过程、统计结果、计算正确,其次监测结果应符合逻辑、规律以及有效性,数据前期阶段应在实验室内一级一级审核后方能报出,每一级审核都有其重点(这里不赘述),本文主要从审核结果数据的合理性、规律性和有效性,容易出现的问题及探讨解决问题的途径。
1 数据结果审核中关注的问题及探讨
1.1 监测数据结果中污染物浓度从时空分布状态和变化规律是否符合逻辑
(1)要用污染物时空分布及按照工艺变化规律来进行判断,举个例子,对某企业的执法监测数据评价时发现,外排口前一个污水工序的污染物浓度高于进水第一个工序的污染物浓度,处理设施每个工序的污染物都有不同的处理率,上述情况出现明显异常,对审核出的数据异常问题要进一步分析,各污染物混合后可能发生转化、迁移、化学反应等都会影响瞬时或混合样品的结果,对出现可疑的监测数据溯源,按照生产工艺和污水处理工艺综合分析各污染物的变化,是否符合监测污染指标的时空分布状态和变化规律,从水样的采集到水样的保存、运输、分析是否进行了质量控制,溯源所有的原始记录[1],才能分析数据,为审核出的问题给出一个合理的解释。
(2)审核监测数据是否符合变化规律时首先看pH值,其是判断导致水质变化的最直接污染物的标准,pH值评价标准多在6-9之间[2],审核数据时发现城镇生活污水pH值为强酸或强碱性是不符合规律的,企业生产废水pH值为强酸或强碱的就得注意工艺流程及污水处理设施运行是否正常,查看原始记录审核其他项目分析方法中对pH值的要求现场质控等内容。
(3)矿化度或溶解性总固体指水中可溶性盐分的含量,当执法数据中矿化度或全盐量较高时,类比或调阅屡次数据是否会出现上游高于下游,丰水期高于枯水期等不合理规律,再审核与矿化度有关的主要参数硫酸盐、氯化物等的分布规律,若矿化度或全盐量数据出现偶尔高或与相关参数不一致的变化规律,应一级一级倒查原始记录,查找问题,解释清楚。
(4)清洁水中的重金属含量极低(铜、铅、镉、铬等),废水中的重金属要追溯到企业生产工艺和污染物产生环节,找到特征污染物,一般情况重金属未检出,若重金属高或一类污染物重金属检出,应对数据进行特别分析和溯源;重金属特别是汞因子很容易被悬浮物吸附,所以出现异常值,要核查水质状态描述情况,为了保存可溶性金属的原有化学成分,清洁水样要求现场过滤后加酸固定,污水中测定的金属是包含悬浮物颗粒中的总量,所以采集水样直接加固定剂通过实验室摇匀消解上机分析,一般重金属各因子浓度过滤水样是不过滤水样的16-50%[3],从数据可以判断出现场采样是否具有代表性和完整性,结果是否具有可比性。
(5)水中污染因子石油类及动植物油主要来自工业废水和餐饮污水,地表水及人类活动较大的河段中可以检出石油类及动植物油,工业废水中如果有污染来源石油类及动植物油不同程度的检出,如果发生油品泄漏环境污染事故,事故污染断面前、中阶段石油类数据不会小,所以地表水或清洁水中石油类检出就属异常数据,需要溯源,查找污染来源,生产原料或工艺中有污染因子石油类及动植物油数据结果中未检出或数据特别小、油品泄漏环境污染事故初期监测数据未检出或小,均属于不合理数据,应查看样品稀释或前处理,红外法分析油类浓度很高时有可能吸光度很低等。
1.2 联系环节要素的变化特点、进行综合分析
(1)温度变化及水体污染引起溶解氧的变化。溶解氧在一定温度下有一定的饱和度。水质中溶解氧含量高低与水温、全盐量等有关,水温越高而溶解氧含量越低。天然水体中的溶解氧一般接近饱和,由于水质中藻类生长,可能会使得溶解氧过饱和[4]。水体由于被有机物和无机还原性物质污染,溶解氧就会降低,特别是污染较严重的水体,溶解氧很低,所以水体中出现溶解氧过饱和化学需氧量过高,或溶解氧很低化学需氧量过低接近未检出,这种监测结果就值得进一步分析。
(2)水土流失和污染引起悬浮物的变化。悬浮物是不可滤残渣,不能通过孔径为0.45微米滤膜的固体物。河流由于水土流失或工业废水由于污染,会使水体中悬浮物大量增加。在暴雨或洪水或受排污影响时,水体会浑浊,肉眼可见物明显,水中悬浮物含量会增高;4-5月份洪水季节采样单上水质状况浑浊,但上报的悬浮物值却很低,与实际情况矛盾,需进行综合分析。
(3)排放污染物引起水体中污染物浓度的变化。人为向水体排放污染物会造成水体中相对应的污染物浓度或含量增大,如果污染物排入河流水体中排污口附近污染物的浓度高于下游河段,若排污口附近污染物浓度低于下游河段,且污染物浓度明显与以往数据不符,浓度的时空分布出现反常现象,必须溯源分析原因;污染源执法监测中,污水处理设施污染物进口浓度小于出口浓度,表明监测结果有问题,需要分析。
(4)生态环境管理部门按照排放量大的污染源制定执法监测对象,每年不同频次的执法监测,积累了大量的执法监测数据,所以在审核到异常数据或不合理数据时,可以用同类行业的执法监测数据进行比较,总结出各污染物浓度的排放特点、排放规律以及浓度范围,对异常监测数据核实确认,不得随意剔除和更换,综合分析找出出现异常数据的原因,必要时要重新采样进行监测。
(5)水质中汞、砷、铅、镉、铬等因素时有出现异常值,主要是由于水质监测过程中水样存放时间过长、人员操作不当、仪器不稳定、灵敏度不高、样品污染或数据处理错误造成的,这几个重金属都具有很强的吸附或累积在采样或分析器皿上的能力,也是造成数据异常和失真的重要原因。
1.3 利用监测指标之间的关联性进行审核分析
(1)矿化度与盐分离子以及总硬度之间的关系。同一个编号的样品监测结果中矿化度或溶解性总固体大于硫酸盐与氯化物之和,反之数据就有问题;总硬度是反映水中钙、镁盐分含量的综合性指标,钙盐、镁盐等都是构成矿化度的组分,所以矿化度浓度应大于总硬度浓度,否则监测数据不合理,统一水样中八大离子的质量浓度之和应该小于矿化度或溶解性总固体,反之数据不合理,需要核查。
(2)总氮与三氮指标间的关系。总氮直观上看是有机氮和无机氮之和,无机氮又包括氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等,所以监测数据中氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮之和大于总氮值,是错误结果,需要查看原始记录核实每个指标前处理和质控措施等。
(3)四氧指标间的关系。化学需氧量反映了水中受还原性污染的程度,生化需氧量则反映了水中可被微生物氧化分解的有机物质污染的程度,高锰酸盐指数则反映了水中部分有机物及还原性无机物污染的程度[5],溶解氧是水中分子态氧的含量,化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数、溶解氧均是用来反映水中有机污染程度的重要水质指标,这四氧虽然从不同角度反映水体污染程度,但数据间是有一定关系的,同一个水样审核数据时如果化学需氧量和生化需氧量较高时,溶解氧肯定很低,如果生化需氧量高,化学需氧量也肯定高,溶解氧较低;如果化学需氧量很高,溶解氧肯定很低,生化需氧量就不一定了,再看水质类型也就是被测单位行业类型,强酸强碱水质中污染物化学需氧量可被强氧化剂重铬酸钾氧化,但不一定100%生化降解,且水质中微生物难以存活,必须经过实验室人为接种或驯化等;发酵废水中化学需氧量与生化需氧量结果就比较接近,化学需氧量、五日生化需氧量和溶解氧是地表水、湖库水,是执法监测任务中的必测参数,其中化学需氧量和五日生化需氧量反映水体受耗氧性物质的污染状况,数据中这类污染物浓度高,溶解氧值会很低,反之为不合理数据,若同一水样中出现生化需氧量+高锰酸盐指数大于化学需氧量,或者生化需氧量、高锰酸盐指数分别达到3mg/L以上[6],而化学需氧量却为未检出的现象,则测定结果必定有误。
(4)氨氮、四氧指标间的关系。当监测结果中溶解氧低时,就意味着水体受到还原性物质污染,化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数就会偏高,同理溶解氧高,化学需氧量、生化需氧量、高锰酸盐指数参数相应就低,氨氮也是衡量水体受有机物和还原性物质污染程度的重要指标,审核数据结果中如果氨氮值较高时,化学需氧量值也相应会高,而溶解氧值会很低,如果数据不符合这个逻辑规律,属于有问题数据,需要核查分析。
(5)悬浮物、透明度、化学需氧量间的关系。水中悬浮物的增加会使水体浑浊,透明度降低。水质监测结果应符合悬浮物含量与透明度成反比的关系。水中化学需氧量与悬浮物有着较明显的正相关关系。当发生暴雨洪水或排污而造成水中悬浮物大量增加时,化学需氧量含量必定随之升高。
(6)电导率与水质中其他离子的关系。电导率是表征液体导电能力的指标,蒸馏水中各离子接近零所以电导率很小,当水中含离子化合物时,由于离子传输电荷的作用,电导率增加,故监测水质中的电导率可预测到和其共存的其他离子的总量,另外水质中电导率与矿化度或溶解性总固体有一定的相关关系,电导率大,矿化度或溶解性总固体值就高,反之则低。
(7)一般情况下同一水样中如硫化物浓度高,重金属(铜、铅、锌、镉等)的浓度就特别低,反之判断为异常值[7];污染源监测低于相应功能区类别的环境质量标准限制的,数据判定为异常;废气固定污染源风量大于设计值或风量低于设计值一半的,判定为异常;废气固定污染源烟道中含氧量接近空气中含氧量,数据判定为异常;在煤烟型污染环境中二氧化硫数据大于氮氧化物数据,城市公路两侧及汽车较多的非煤烟型环境里则氮氧化物数据大于二氧化硫数据,反之就要注意。
2 结束语
环境执法监测数据对数据的“真、准、全”及有效性要求比较高,所以环境执法监测数据的审核尤为重要,审核数据时采用本文提出的注意事项,从污染物时空分布状态和变化规律、各联系环节要素的变化特点、监测指标之间的关联性等方式进行审核分析,环境执法监测易受气象环境、监测条件、技术水平、监测手段及人员素质的影响,所以监测数据的真实性、准确性、全面性有待于进一步核实,从而保证环境监测数据的准确性、完整性、精密性和可比性,使环境监测数据更加真实、可靠。若审核出现逻辑性不符合、变化规律波动较大、相关指标之间不合理等数据,需对全过程进行溯源、质控检查,或重新采样全过程质控分析,使得执法监测数据“真、准、全”,为政府决策、管理办法、执法仲裁、环境质量环境污染评价提供依据。