关于大型环境监测实验室分析仪器绩效评估指标体系的分析

赖小平

（广西工程技术研究院有限公司，广西 南宁 530201）

进入21世纪后，随着我国社会经济的快速发展，环境污染已经严重威胁到人民的身心健康，而且还严重制约着社会和环境的可持续发展。随着科技的不断革新，人们抛弃了传统环境保护的思维方式，环境监测的新工具和新装置也不断涌现，如何有效利用新技术、新方法和新工艺，切实提升环境监测数据质量成为一项重要研究课题[1]。在“十四五”期间，各级环保部门，尤其是基层环保部门，提出了要加强对环境质量的监测，要利用新技术、新方法等对环境变化情况展开动态性监测的新要求[2]。环境监测的仪器仪表是环境监测工作的重要物质基础，是影响环境监测技术发展与应用的重要因素，必须从源头上对监测仪器设备进行把控[3]。大型高端环保监测设备是衡量环境监测水平的重要手段，它不仅需要投入大量的资金，而且需要严格的运行条件和较高的专业水平。随着大规模环境设备采购逐步朝着科学化、规范化的方向发展，对大型环境设备的维护、管制、应用、购买、调配等评估标准也越来越高。为了充分利用大型环保设备的运行效益，就要对其进行性能评估[4-6]。本文通过分析国内外有关仪器设备性能评估的数据，对大型环境监测实验室设备的性能评估指标进行了分析，为今后开展大型环境监测实验室分析仪器的管理工作提供了技术支撑。

1 环境监测的重要性

在理论上，环境监测指的是通过对环境状态的测量，了解环境的具体污染状况，从而为环境保护工作提供依据[7]。近几年以来，随着我国社会经济的不断发展，工业化水平不断提高，对生态环境造成的影响和干扰越来越严重，所产生的环境问题日益凸显[8]。在生态环境保护的过程中，存在的主要问题表现在以下几个方面：

第一，环境保护意识不强。一些企业为了追逐经济效益，完全不顾企业生产对生态环境造成的影响和破坏，随意往河流中排放未经处理的生产废水，对人们的生活用水质量造成重要破坏，甚至威胁着人民群众的生命财产安全。

第二，环境污染比较严重，比如雾霾等。近几年以来，随着私家车的保有量逐渐提升，人们大多选择开车出行，汽车尾气的排放会对空气质量造成严重干扰，导致雾霾等恶劣天气出现的次数越来越多。另外，一些工业生产企业随意往空气中排放未经处理的废气，导致空气污染现象严重，产生了酸雨现象。

第三，在工业生产实践中，各类有毒有害物质未经化学加工直接排入大气，对环境产生了极大的影响。无论从哪个方面来理解，环境污染都会给人们的生产生活造成很大的影响，且影响范围广泛，污染物种类繁多，这对我们能够更好地进行环境监测工作是一种挑战。

2 现代仪器分析技术在环境监测中的应用

2.1 现代仪器分析技术的概念

现代仪器分析技术就是将生物、化学、物理等各种技术与理论知识融合在一起，其中包含了电子、计算机、网络等技术，一般来说，人们都会将其运用到各种先进的仪器技术上，例如色谱技术、分光光度技术等[9]。

2.2 现代仪器分析技术的应用

2.2.1 色谱分析法

（1）气相色谱法是一种比较常用的数据分析手段，它是一种对多种混合物进行分离和测定的方法，包含气固层析和气液层析两种，这两种方法都起到了非常关键的作用，可以有效地确保环境监测的质量和精度。

（2）气相色谱法有“四高一广”的特点：高压、高速、高效、高灵敏和适用范围广。目前，HPLC在环境监测中得到了广泛的应用，通过对HPLC的分析，结果表明，HPLC可对90%以上的污染物进行检测，大大提高了检测的准确度。另外，目前已有的研究表明，高效液相色谱具有与GC类似的环境监测功能，尤其是对土壤、水质的监测，具有可重复利用的特点[10]。

（3）本文对多种检测仪器进行了全面的研究，认为采用阴离子交换塔进行阴离子的分离，采用阳离子交换柱进行分离，是最为有效的检测方法。特别是近几年以来，随着我国科学技术的发展与进步，人们对离子色谱法也有了新的认识，其灵敏度和质量都有了很大程度的提高，有效提升了监测的质量和精度。

2.2.2 分光光度分析法

（1）紫外—可见分光光度法

从原理上分析，紫外—可见分光光度法建立在分子之上，并对光谱进行吸收，这样可以根据峰值数目、形状、分子结构等诸多因素加以分析，实现对环境的检测。紫外—可见光谱仪是一种使用广泛的监测仪器，它主要包括光源、单色器、试样容器、检测器等，每一部分在环境监测方面都起到了重要的作用[11]。

（2）原子吸收光度法

原子吸收光度法是一种很有代表性的技术，其主要是对元素的特性进行分析与研究。其中原子吸收分光光度法广泛应用的仪器主要是由光源、单色器、检测系统等组成，具有广泛的检测范围。

2.2.3 电感耦合等离子体质谱技术

电感耦合等离子体质谱技术有很多优点，它具有灵敏度高、适应性强、能适应温度变化的特点，并且测试时可以对试样的组成和运动过程有一定的了解，尤其是在金属元素的探测方面。另一方面，电感耦合等离子体质谱技术近年来得到了广泛的应用，它可以有效地改善测试的质量和效率，减少测试人员的工作量，同时也使环境监测工作更加深入，对于维持生态平衡起着重要的作用。

3 大型环境监测实验室分析仪器设备绩效评估研究现状

一般而言，设备绩效评估是指运用绩效评估指标，使用比较规范的绩效评估方法，按照实际情况来评估设备的效果，建立高效的奖励和约束机制，从而能够更好地提高产出效益。对设备的定量评估，可以反映设备的实际经济情况，从而为更好地分析设备效益提供可行的方法。目前，由于环境监测设备本身的特点和使用情况的复杂性和多样性，难以对其进行综合性评估[12]，所以我们应从采购、配置、仪器设备开放与共享等几个方面对仪器设备进行评价，探索建立科学、完整、操作性强的评价指标体系。目前，我们仅对大型环保监测实验室中每套2000元以上的检测设备进行研究。

4 大型环境监测实验室分析仪器绩效评估指标体系

4.1 建立原则

在建立大型环境监测实验室的性能评价指标时，要把握三个基本原则：（1）科学性原则。评价指标体系所选择的指标应含义清晰、代表性强，能较好地体现大型环境监测实验室分析仪器的全寿命周期内容和特点，也能够保证各个指标的准确性和真实性。（2）比较性原则。所选择的指标必须能体现大型环境监测实验室的分析仪器的性能，并保证各个仪器监测结果的一致性。（3）操作上的问题。在具体选择监测指标时，要注重客观化，注重选择易于获得的指标，摒弃那些难以获取或者精度较低的指标。

4.2 建立绩效评估指标体系的方法

目前，我国大型环境监测实验室分析仪器绩效评估指标体系采用德尔菲AHP等方法，对环境质量、生态安全、海洋环境、环境治理等多个方面进行了全面的影响评估。针对大型环境监测实验室的特点，结合工作实际情况，建立了一套较为完备的综合评估指标体系。在这些指标中，利用程度是衡量仪器的使用状况和工作表现的基础。专业水平是对科研工作绩效进行评估的一个重要手段。大型环境监控实验室的分析仪器使用者必须具备一定的软实力。利用德尔菲AHP法，邀请行业内相关的领导和专家对大型环境监测实验室分析仪器性能评价指标进行了评价。经过两轮评定，各专家对综合得分和综合平均得分之间的关联度进行了相关分析，最后确定了各个指标的权重。另外，将三个基础指标分成正、负两个方面，正面指标指的是有利于提高绩效评价的综合指数，而负面指标则是不利于提高综合评价的指标。最后，根据分析结果，形成完善的绩效评估指标体系，对评估体系中的各项指标进行分析和说明，提升评价指标体系操作运用的可行性[13]。

4.3 计算方法

将三级基础指数的资料转化为积极的指标，从而达到协调一致的目的，避免了指标的尺度效应和方向效应。该算法使用了功能函数规范化的方法，经过处理后的归一化数值在[60-100]时，得到的结果比较直观且有可比性。运用综合评分法对上述各指标进行加权平均，得到了综合指标M。M的数值愈大，则表示该仪器的性能评价程度愈高，M＞90，说明该仪器的工作表现为优良；M数值是[70-90]，说明表现等级符合要求；M小于70表示工作表现不达标。这种方法可以直接对一批环境监测实验室的分析仪器进行性能评定，也可以对某一种设备的状态进行分析和评价。

式中：Yit——代表第i项指标在第t台大型环境监测实验室分析仪器的标准化值；Xit——代表第i项指标在第t台仪器的实际值；min（Xi）——代表第i项指标在所有仪器中的最小值；max（Xi）——代表第i项指标在所有仪器中的最大值。

公式中：Mt—代表第t台环境监测实验室的性能评价指标；Wi—代表第i项指数的权重；n—代表设备评价指数，n=6。

4.4 实例分析与建议

通过应用上述方法，对某省级环保监测站的大型环境监测实验室进行了性能评价，并对试验分析结论进行深度分析和探讨，具体的分析结论如下所示：在这批环境监测实验室的检测设备中，GC—质谱仪表现优异，这主要是因为其在各方面的积极评价指标中，如平均有效机时率、监测数据量、考核数据量和支持项目数等。而其他仪器的使用情况与此截然相反，环保部门只注重采购，但真正使用的设备并不多，再加上环境监测机构缺乏完善的考核激励机制，导致工作人员积极性不高、主动性不强，仪器的作用未能充分发挥。为此，本文提出了如下几点意见，供相关部门和人员参考。

4.4.1 合理配置设备

在购置大型环境监测实验室分析仪器时，要综合考虑环境监测项目的实际情况，有计划、有组织地对监测设备仪器进行配置，以防止因反复采购而造成的设备闲置等相关问题，造成资源浪费等现象的发生。在选择具体的产品时，要进行充分的市场调查，并邀请环保方面的专家进行科学论证，以保证其适用性，提升设备的使用效率。为了切实提高仪器的使用效率，要实时对仪器设备的运行情况进行监测和记录，尤其是运行时出现的异常情况，方便工作人员对仪器进行监测和评价。

4.4.2 加强日常维护管理

建立健全的大型环境监测实验室检测设备管理程序，在仪器的采购、使用、维修、报废等各个方面，都必须有相关的主管部门和具体的规章制度，并根据申请的实际情况予以批准或者拒绝。此外，还要定期安排专人对设备进行彻底检修和保养，以排除潜在的使用风险。在设备运行过程中，要明确设备的保管人，并承担设备的日常使用、调试和维护工作，降低设备出现异常和失效的可能性。

4.4.3 开放共享仪器

大型环境监测实验室的分析仪器，是生态环境监测领域中的一项社会公益事业，其基本特征与社会特征具有相同之处。在保证日常工作的前提下，通过信息技术，使仪器资源处于开放、共享的状态下，为开展各类科研活动提供技术支持，有效提升我国科研技术水平和能力[14]。

5 结语

综上所述，近几年以来，伴随着我国环境问题的日益严重，如何主动开展环境保护监测工作已成为当前的一个重大课题。在新时代背景下，环境质量监测部门必须加大对现代仪器、技术的运用，并结合具体情况，有针对性地选用合适的方法，以减轻环境污染，促进社会的和谐发展。大型环境监测实验室仪器是各个单位的综合实力的体现，通过对仪器的性能进行评估，可以直观地反映仪器的投入使用情况，为今后进一步改进仪器的精细管理提供技术支持。此外，目前国内尚无专门针对环境监测仪器设备的业绩进行评估的案例，所以，今后要进一步完善环境监测仪器设备的绩效评估指标，并提出相应的改进措施。