我国环境监测方法标准体系的现状与发展构想

2018-10-29 10:41马莉娟姚雅伟
中国环境监测 2018年5期
关键词:监测数据分析方法环境监测

马莉娟,付 强,姚雅伟

中国环境监测总站,国家环境保护环境监测质量控制重点实验室,北京 100012

我国环境监测方法标准是指为监测环境质量状况和污染源排放行为,规范采样、分析、测定、数据处理等工作而制定的统一要求[1]。环境监测方法标准具有强制性、规范性、严格的制定程序和显著的技术性和时限性,为环境管理部门制订环境保护规则和计划提供重要依据。环境监测方法是实施环境保护法律、法规的基本保证,是强化环境监督管理的要点,也是提高环境质量、推动环境科学技术进步的动力。发展和完善环境监测方法标准体系,才能为环境保护和环境管理决策提供大量科学、准确、及时、有效的污染物监测信息。本文主要分析了我国环境监测方法体系的现状和存在的问题,并探寻构建完善的环境监测方法标准体系的办法。

1 我国环境监测方法体系的发展历程及现状

我国环境监测方法体系框架源自20世纪80年代初,原国家环保总局编制出版的《水和废水监测分析方法》《空气和废气监测分析方法》《环境放射性监测方法》《工业固体废弃物有害特性试验与监测分析方法》等开启了我国环境监测方法体系的构建历程。20世纪90年代,环境空气、地表水、固定污染源、噪声、生态、固体废物、生物、土壤、电磁辐射等环境要素的分析方法逐步规范[2]。到21世纪初期,环保部门对实际工作中广泛应用的监测方法进行了标准的转化,颁布了近400项环境监测分析方法标准,标志着我国基本建立了环境监测分析方法标准体系。近10年来,环境主管部门加大了环境保护标准制修订工作力度,截至目前,我国现行的环境监测方法标准有1 000余项,内容涉及水质、环境空气和废气、土壤和沉积物、固体废物、生物、微生物、噪声振动等主要环境要素、监测技术规范、突发环境污染事故监测等领域,至此,我国环境监测方法标准体系正逐步走向完善。

国务院办公厅印发的《生态环境监测网络建设方案》(国办发〔2015〕56号)明确了“加快推进生态环境监测网络建设,健全生态环境监测制度与保障体系,必须要健全生态环境监测标准规范体系”[3]。环境监测主管部门构建完善的环境监测方法标准体系任重道远:一方面要根据工作需要及时修订完善环境监测方法标准,统一地表水、地下水、大气、土壤、污染源、生态、噪声、振动、辐射等技术标准规范;另一方面要确保各类监测部门和机构、排污单位等的监测活动能执行统一的技术标准规范,并增强各部门生态环境监测数据的可比性。目前,我国环境监测方法体系正在逐步完善,现行方法标准体系虽然对提升我国环境监测的技术水平、规范环境监测程序(过程)、提高监测数据的准确性和可比性、更好地服务和满足环境管理的需求发挥了有力的技术支撑作用,但在具体工作中仍存在许多问题。

2 我国环境监测方法体系存在的问题

2.1 环境监测方法标准在数量、内容和技术水平等方面不能满足环境管理需要

近20年来,国家高度重视环境保护,环境保护工作取得积极进展,但环境保护标准体系的整体发展进程却相对缓慢,环境监测方法标准等在较长时期滞后于环境管理发展的速度[4]。特别是近10年,随着新时期环保工作的发展,各类需要监控的环境污染因子急剧增加,环境监测方法标准在数量、内容和技术水平等方面与实际需求之间存在的差距巨大。

1)各环境要素监测方法分布不均。环境监测方法在不同环境要素上的数量分布不均衡,以《地表水环境环境质量标准》[5](GB 3838—2002)和《环境空气质量标准》[6](GB 3095—2012)中规定的目标物的常规监测指标居多,土壤、污染源废气、固体废物、生物和微生物等要素的监测方法的缺口较大。常规监测指标所占比例较高,有毒有害金属类、有机物等的监测指标较少,并且大部分监测标准方法陈旧落后。一些公众关注度高的、影响较大的环境问题缺少相应的监测方法标准,部分环境优先污染物、国际履约监测指标的监测方法标准空缺。另外,监测方法标准体系中欠缺通用类的基础标准,如质量保证标准通用要求、监测数据统计学基础标准、土壤和固废样品前处理技术规范等[4]。

2)现场快速监测方法欠缺。目前,我国用于现场快速监测方法标准数量较少,不能满足环境管理的需求,特别是不能满足环境应急、现场执法的需求。一是环境应急方面,当前环境应急现场监测室采用的多为定性、半定量或非标方法,能够提供环境应急处置和决策的初步依据,但在涉及应急事故损害赔偿时仍需采用通过计量认证的实验室分析标准方法获得的监测数据进行鉴定;二是现场执法方面,对数据准确性、及时性和证据链完整性要求较高,而我国现行的污染物排放标准中规定的污染物监测方法大多为实验室分析方法标准,分析数据结果准确,但时间周期较长;三是现行的应急仪器、设备等与发达国家相比还存在一定差距,加上我国地域辽阔,地形复杂,某些边远山区交通很不方便,现有仪器设备的分析方法不能适应应急监测需要。

2.2 环境监测方法体系不健全

1)环境监测方法缺乏系统性。目前,我国不同类型的污染物采用不同的采样和分析方法,污染物的采样和分析方法缺乏系统性。以《地表水环境环境质量标准》(GB 3838—2002)中的“集中式生活饮用水地表水水源地项目分析方法”为例,其中80个项目需要采用约30种国标或行标分析方法、约50种其他约定的分析方法,每种方法的样品采集、保存、前处理及分析过程都不同,仅配齐项目所需的试剂材料就很费时费力,给现场样品采集和实验室分析带来很大麻烦,也不利于监测工作的开展和方法标准的执行[7]。又如,在土壤环境监测方面,常用的测定重金属的方法标准是原子吸收分光光度法,但以该方法为基础的方法标准(如铜、锌、镍、铅、铬的测定方法)是1997年颁布的,且分散在《土壤质量 铜、锌的测定 火焰原子吸收分光光度法》(GB/T 17138—1997)、《土壤质量 镍的测定 火焰原子吸收分光光度法》(GB/T 17139—1997)和《土壤质量 铅、铬的测定 石墨炉原子吸收分光光度法》(GB/T 17141—1997)等3个标准中,这意味着要分析1个土壤样品中的铜、锌、镍、铅、铬等5种元素时,至少要使用3种不同的标准分析方法,不但耗费较高人力成本,而且时效性也不好[8]。

2)生态监测方法薄弱。现阶段,生态环境监测技术仍不规范,监测指标不一,监测方法多样,评价方法千差万别。虽然原国家环境保护总局曾发布了《生态环境状况评价技术规范(试行)》(HJ/T 192—2006),但由于推广不够深入、宣传力度不大等原因,除全国环保系统外没有被其他部门或单位广泛采用[9]。缺少科学统一的监测技术方法体系,各部门、各单位的监测信息缺乏可比性、连续性,监测结果无法进行有效整合,造成监测数据在分析、评价上的片面性、局限性等。另外,当前的生态监测技术方法标准体系的发展没有跟上科技发展的步伐,生态监测科研工作基础薄弱,创新能力不高。

3)遥感监测方法空白。在环境遥感应用方面,我国环保部门已建成了环境卫星、高分卫星等监测应用系统平台,开展了秸秆焚烧、灰霾、沙尘、湖库水华、水质、自然保护区、生物多样性保护优先区、跨环境地区等环境遥感监测[10]。随着我国卫星环境监测能力迅速提升和自主环境遥感应用技术的不断发展,新时期环境保护工作对遥感监测的需求将大幅增加,但是配套的遥感监测技术方法基本为零。

2.3 部分环境监测方法的科学性有待提高

2.3.1 标准制修订的科学基础需夯实强化

环境监测方法标准的制修订需要大量实际数据作为基础和支撑,部分方法制修订过程中,实地调研不够充分,数据收集不够全面,同时环境质量日常监测、监督性执法监测数据,以及相关科研项目积累的成果等数据共享程度不够,导致一些标准缺乏有力的数据作为支撑,基础不牢。此外,对于基础数据如何在污染物筛选、限值确定、达标判定以及达标率测算中应用,缺乏系统的方法学总结与提炼。标准方法制修订过程中,重实验室分析,轻样品采样、保存、干扰消除以及前处理方法研究的现象较为突出,导致环境监测类标准与环境质量标准、污染物排放标准配套实施的适用性不强等[11]。

2.3.2 现行部分环境监测标准存在各种问题,不利于监测工作的开展

表1列出了一些环境监测标准存在的问题,如未明确给出检出限和测定下限,使用术语不规范,监测数据报出标准不统一,遗漏检测点部分区间相应数据等[12]。当监测结果低于检出限时,这些规范对于这类监测数据应如何报出不仅给出了不同的规定,而且有些规定也不够科学、合理,如HJ/T 164—2004规定监测结果小于检出限时,报检出限;HJ/T 166—2004规定监测结果小于检出限时,报检出限的二分之一;HJ/T 192—2002规定监测结果小于检出限时不参与统计。

表1 环境监测标准存在的问题示例Table 1 Examples of existing problems in environmental monitoring standard

环境监测方法标准是环境监测活动的技术依据,以上不够统一、规范、科学、严谨的问题的存在,一方面加大了环境标准修改修订的任务,另一方面不仅没有为监测人员的具体工作提供参考,反而可能会使监测结果无法按照相关要求正确报出监测数据。

3 对完善我国环境监测方法体系的构想

3.1 优化环境监测方法体系的顶层设计,合理控制各要素监测方法数量

构建内部科学、外部协调的环境监测标准方法体系[11]。围绕环境管理目标,加强标准体系顶层规划,适度控制标准体系规模。清晰界定各类监测标准的适用范围,避免重叠、交叉、空白;协调统一监测标准的名称、术语等共性内容;将环境监测分析方法标准系列化,形成针对环境空气、水源地水质、地表水、废水、固定源废气、生物、遥感、固体废物、噪声、放射性监测等若干系列的环境监测标准分析方法。在环境标准制修订过程中,建议加强对实际样品采集、保存、前处理、干扰消除等环节的规定,以及同一介质和同一污染物采用不同分析方法的可比性,并加强方法质量保证和控制等研究工作。

环境管理部门进一步梳理环境应急监测的管理需求,尽快确立急需的污染物现场快速监测方法名录,加快相关监测方法标准的制修订。另一方面,鼓励国内科研院所、部门和相关企业研发具有自主知识产权的环境监测仪器设备,并加快研制体积小、重量轻、分析速度快、操作简便的便携式应急监测仪器。

3.2 加强生物监测、遥感监测方法标准研究,构建天地一体化的环境监测标准体系

《生态环境监测网络建设方案》(国办发〔2015〕56号)[5]指出:“环境监测是生态环境保护的基础,是生态文明建设的重要技术支撑。目前,我国生态环境监测网络范围和要素覆盖不全,建设规划、标准规范与信息发布不统一等问题的存在,难以满足生态文明建设的需要,进而影响了环境监测的科学性、权威性和政府公信力。”所以,构建天地一体化的生态环境监测技术体系势在必行。构建天地一体化的环境监测方法标准体系,使各类环境监测技术方法趋向标准化、规范化、智能化、自动化,监测数据的可比性、代表性、连续性持续增强,仪器设备向多功能、系统化、集成化方向发展。在加强遥感业务化技术研究的同时,加大对环境遥感的基础性和应用性技术研究,形成系统的环境遥感学基础及系列数据信息处理和信息提取技术流程、技术规范和标准体系[14]。

3.3 对环境监测方法标准体系进行动态管理,加强质控管理

对环境监测方法标准体系进行动态管理,对现行的方法标准及时更新,尽快实现一个项目对应一种标准分析方法,将标准分析方法系列化,并进行动态更新。进一步完善实验室内的质控管理,强化全程序的质量保证和质量控制。建立环境监测网络体系,选择有代表性的参数进行监测,进而增强监测数据的代表性、可靠性,确保监测数据的质量。目前,我国的环境监测方法虽然随着社会的进步不断更新,但与世界先进水平相比差距较大,监测方法仍显陈旧。另外,在发现监测数据有可疑之处时,也存在没有相应的纠正措施来进行及时补救的情况,致使环境监测质控的时效性很差,监测数据也缺乏真实性和可靠性。因此,要确保环境监测的时效性,提高环境监测质量,就必须在具体工作中落实质量控制。同时,环境监测质控机制的完善,可以及时反映环保的新方法、新规范和新政策[15]。

3.4 加强监测科研,借鉴国际先进经验

各级环境监测部门应重视科研工作,利用环境监测科研工作积极探索新的环境监测分析方法[16],跟踪和学习国际先进技术,拓展监测因子的覆盖面,提升环境监测工作的效率与质量。学习借鉴发达国家和地区的环境监测实验室管理体系、技术指标、操作流程,跟踪国内外环境监测技术发展的趋势和成果转化应用水平,提高环境监测技术能力,减少环境监测工作中存在的各类问题[17-18]。例如,日本在制定环境监测标准时,非常重视是否与国际先进标准接轨,是否适应国际形势的需要。在编制标准时,首先收集国内外有关标准的最新版本,先分析其技术内容,考察其发展方向,再列出一批标准作为参考资料,最后从中选择参照采用的版本作为编制标准蓝本。在直接采用或参照采用国际先进标准时,会充分考虑其实施的可能性,特别是实验设备问题,如果本国设备能满足要求,尽量采用本国设备[19]。这些好的经验都值得我们借鉴。

4 结语

环境主管部门需要加强顶层设计,完善分析方法的配套制度,合理控制环境监测方法数量,积极改进和更新现有的分析方法。各环境监测部门在工作中鼓励开展环境监测分析方法的科研,加强环境监测质量管理与质量控制,努力完善环境监测分析方法标准体系的构建。

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