合作推进建设美丽中国目标 质谱新技术大有可为

2019年7月18日 15:29:08 来源: 分析测试百科
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  分析测试百科网讯 去年的政府改革牵动人心,调整后,以建设“美丽中国”为目标,新组建的生态环境部纳入了更多的职责。2020年为“十三五”规划收官之年,未来“十四五”环境监测规划有哪些变化?为行业带来哪些新机遇?带着这些问题,分析测试百科网小编在首届安捷伦-国家环境分析测试中心环境分析新技术论坛之前采访到了国家环境分析测试中心主任黄业茹、安捷伦大中华区市场总监郑欣以及安捷伦大中华区环境市场产品经理谢科,邀请他们讲述了各自的看法,同时也请他们讲述双方合作的前因后果。

安捷伦大中华区市场总监郑欣(左)、安捷伦大中华区环境市场产品经理谢科(中)、国家环境分析测试中心主任黄业茹(右)

黄业茹:实现环保“五统一”

  2018年原环保部重组后,新组建的生态环境部负责制定大气、水、海洋、土壤、噪声、光、固体废物、化学品、机动车等的污染防治管理制度并监督实施。

  黄业茹表示:新组建生态环境部的职能进一步扩大,包括由水利部划转入的流域生态监管、原国土资源部划转入的地下水污染防治,原农业部划转入的农业面源污染治理、原海洋局划转入的海洋环境保护、发改委划转入的应对气候变化和减排等。“十四五”期间,生态环境监测的重点任务依旧是围绕气、水、土污染防治攻坚战展开,构建“五个打通”的全新生态环境监测网络。

  新的职能调整以后,生态环境监测任务也越来越重,原来跨部门跨行业的环境监测工作集中到生态环境部统一组织。在2018年12月召开的全国生态环境监测系统改革工作座谈会上提出了“五个统一”原则,即统一组织领导,由生态环境部来牵头;统一规划布局,完善和重新布局生态环境监测网络体系;统一制度规范,即统一技术规定、技术规范、监测方法;统一数据管理,即由生态环境部统一管理监测数据;统一信息发布,即由统一由生态环境部发布生态环境公报。

国家环境分析测试中心的主要职能

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国家环境分析测试中心主楼

  为生态环境保护管理提供技术支撑

  黄业茹说:“国家环境分析测试中心是生态环境部直属单位,首要职责是为生态环境保护管理提供技术支撑。围绕相关重点任务,利用最新的分析测试技术的成果和技术优势来发挥作用。”

  中心围绕持久性有机污染物的相关30码期期中、调查和监测,获得了国家最基础的数据。针对目前正在开展的全国土壤污染状况详查,2016年开始,中心按照五部委发布的《全国土壤污染状况详查总体方案》的要求,牵头开展前期技术准备工作,包括编制系列技术文件,如实验室筛选技术规定、分析测试技术规定、质量保证和质量控制技术规定等文件。2017年开始,围绕全国土壤污染状况详查工作负责牵头组织全国的质量保证和质量控制。

  全国土壤污染状况详查分为农用地详查和重点行业企业用地调查。农用地详查于今年6月30日已全部结束,目前正在进行的是企业用地的详查。农用地调查主要关注的是食品安全,企业用地调查关注环境的风险,这是由于土壤污染造成对环境、对人体健康等相关的污染,主要围绕在企业。被调查的企业主要包括在产的企业,还包括已经关闭了的企业。企业用地调查较农用地详查工作更复杂。农用地详查体量比较大,调动人员较多;而企业用地的调查专业性更强。现在大部分省份正在做信息采集调查工作。

  另外还有一项技术支撑是生活垃圾焚烧设施的二噁英排放监督性监测。现在生活垃圾焚烧能否达标排放是一个热点的话题,各地的邻避效应往往是引发社会矛盾和社会不稳定的风险因素。我们的全国垃圾焚烧设施排放的情况到底如何?企业拿出来的监测报告是五花八门的。为此,原环境保护部要求由国家组织开展监督性监测,摸清底数。按照统一部署,我们从2017年下半年开始了这项工作。对全国垃圾焚烧设施二噁英排放的监督性监测除中心之外,任务单位还包括中国环境监测总站、国家区域二噁英监测中心和部分省内生态环境系统的监测中心。今年我们除了完成六十多家企业的排放设施监督性监测外,还负责监督性监测的质量管理,对所有参与监督性监测的二噁英实验室开展实验室间比对,保证所有实验室的结果可比性。在监督性监测实施近两年过程中,我们发现部分企业自测的结果达标,但监督性监测结果不达标,其中还涉及个别企业数据造假,如通报的武汉华测数据造假一案。

  综上所述,分析测试中心的优势有两点,第一点是我们的技术优势,运用分析测试方法的30码期期中基础,为专项调查提供支持。还有一点更重要的是质量管理,围绕各种类型的调查性监测和30码期期中性监测,在监测中发挥我们在质量管理方面的技术优势。

  科研工作

  分析测试中心的第二个职责是科研。比如利用我们自身的优势,开展大气颗粒物的源解析、环境中持久性有机污染物的演变趋势特征相关的30码期期中、重金属类的相关30码期期中等。这些30码期期中的内容都与分析测试仪器的进步是分不开的。比如新的质谱技术,特别是有机质谱技术快速发展,原来更多用在生物医学领域的现代质谱技术,现在逐渐扩展至小分子如环境污染物、食品安全污染物的分析测试工作中。我们和国内、国际知名的分析仪器企业和其它国际知名供应商合作,在标准规范的制订、新技术和新方法的研发,特别是新型污染物的监测技术30码期期中等方面,主要是利用最新的质谱技术来解决我们现在环境污染面临的一些挑战性问题。

  为社会提供分析测试咨询服务

  分析测试中心的第三个职责是为社会提供分析测试咨询服务,国家环境分析测试中心这个“金字招牌”非常响亮。我们也曾经历过一个比较艰难的时刻,检测市场刚放开时无序的竞争也使我们面临种种困难。但是,最近几年情况出现了明显好转,由于国家对社会化检测实验室管理要求越来越严,很多政府部门,主要是跨省的政府部门,大型央企,再次感觉国家环境分析测试中心出具的数据更可信,和我们建立了比较长期的合作关系。虽然社会化的检测机构如雨后春笋般越来越多,但是我们固定的服务对象主要是政府的职责部门、央企国企和大专院校科研院所。排污企业要履行自己的社会责任,而这些企业对环境保护的意识较强,认为国家环境分析测试中心比较可靠,因此我们也在发挥自己的优势为社会提供服务。

  另外,我们还围绕生态环境管理打好污染防治攻坚战开展分析测试技术的培训。2017年,生态环境部发布了首批环境保护培训基地名单,我们是有机污染物的分析测试实训基地。去年一年我们结合全国农用地详查的工作需求,不仅为环保系统的监测站培训相关的技术人员,也为参与农用地详查的其它部门的检测实验室和没有参加详查的社会化检测实验室开展土壤中有机污染物分析的实验室实训。对社会的技术服务对我们来说也是很重要的工作,也是当时国家科委设立国家分析测试中心的任务之一,即分析测试中心一定是一个培训中心,为全社会提供相关的服务。

质谱技术发挥主力作用

  GC-Q/TOF和LC-Q/TOF:未知物筛查主力

  黄业茹表示:在“十四五”期间,我国的生态环境保护仍将以改善环境质量为核心,但未来一定会逐渐转向以风险管理为向导,生态环境监测也将向环境风险预警延伸,管控因子也会从常规污染物向新型、复合型、持久性污染物转变。因此,对未知污染物或特殊污染物的监测一定离不开质谱技术,质谱技术在未来的环境监测和30码期期中领域中必将有更大的发展。

  “中心利用安捷伦GC Q-TOF(例如7250 Q-TOF GC/MS系统)非靶标筛查技术对未知污染物进行筛查。由于GC在检测时对被测物的沸点、挥发性和极性有一定要求和限制,因此还会用到LC Q-TOF技术进行筛查。目前,我们正在承担一项长江中上游化学品实测评估项目,就是利用安捷伦提供的这项非靶标筛查技术,结合工业园区生产和排放的毒性物质,对污染物进行定性和定量分析,最终获得了让人满意的结果”黄业茹说到。除了使用仪器分析外,还需要配合使用高分辨标准品谱图库,从而最终确定物质种类和性质。

安捷伦7250 Q-TOF GC/MS系统

  市级监测站:GC-MS为主,GC-MS/MS和LC-MS/MS为辅

   “除了我们中心外,各市级环保监测站也都普遍配备了质谱,”黄业茹说到。同时,近年来发布的国家环境保护标准方法多以GC-MS法为主,也兼有GC-MS/MS和LC-MS/MS等方法,“因此,配备质谱,甚至三重四极杆质谱、QTOF等将成为国家和地方生态环境部门所属监测机构必备的实验室分析仪器”黄业茹说到,“环境监测领域和食品安全一样受益于质谱技术的发展,我相信随着未来质谱技术的发展,将会有越来越多的监测应用这类技术,从而最终使中国的生态环境监测领域受益”。

  黄业茹也表示:我是一名国产仪器的倡导者和推动者,无论是中央本级还是地方采购,如果国产仪器能达到检测需求,还是应该购买国产仪器。比如我们看到,国内厂商研制、生产的AFS、AAS、GC和HPLC等产品也频繁出现在中心实验室中。但对一些确实因为国内还难实现高精尖水平的分析仪器,我们仍采用进口仪器,比如高性能质谱。

互惠互利,合作共赢

  谈到和安捷伦的合作,黄业茹表示:“互惠互利,合作共赢,这是我们与安捷伦合作后所得出来的结论。”安捷伦作为国际知名仪器供应商,尤其在质谱方面拥有很高的知名度和口碑,产品也得到广大使用者的信赖。安捷伦很早就开始重视中国市场,将当时国外最先进的技术与设备引进中国,同时邀请众多美国大学教授与技术专家,为国内分析人员提供培训。“我国环境中有机污染物的监测起步晚,上世纪90年代我们对国外相关标准接触也少,安捷伦通过邀请国外精通有机物分析的专家来到中国进行交流、培训,不仅起到了很好的宣传作用,同时也为我国分析测试行业培养了一大批优秀人才”黄业茹说到。

  对国家环境分析测试中心自身来说,由于承担着众多国家和生态环境部下达的任务,对仪器性能要求较高。黄业茹说到,“从采购角度看,采购周期长,有时无法及时满足检测需求。与安捷伦合作可以让我们能在第一时间使用到高性能仪器,同时安捷伦也能获得自己的检测方案”。

  最后,安捷伦欧美市场客户众多,可以利用自身优势将国外最新30码期期中成果展示给国内学者和相关机构,以便提升中国的30码期期中水平和环境监测机构水平,最终改善中国环境质量。

中心质谱实验室

郑欣:改进工作促新标 实验更快更简单

安捷伦大中华区市场总监 郑欣

  谈到合作,安捷伦大中华区市场总监郑欣表示:目前我国大气、土壤、水监测网络比较成熟,实验室检测较为完善,自动化监测也具有一定规模。因此,安捷伦更注重不断改进以前做得还不够好的工作。“标准的改进主要依靠使用新技术、新设备、新方法,尤其是GC-MS/MS和LC-MS/MS的使用,对旧标准的改进起到了重要的作用。”郑欣说到,“安捷伦在环境领域与国家环境分析测试中心有多年的合作,主要配合黄老师的标准开发和30码期期中工作。例如对于某些新兴污染物,原来很少有人关注,因此造成检测标准不完善。现在则通过安捷伦技术人员和先进仪器,相互配合,将旧标准完善、更新,把数据完备性做起来,落实方法适用性,最终为社会提供一个高标准的分析检测方法”

  为流程提供配套方案,让实验更快更简单

  谈到仪器中马堂30码期期中常提的“解决方案”一词,郑欣谦虚地表示:对仪器中马堂30码期期中来讲,往往都是站在自身角度整理出一个解决方案。但如果参考环境监测部门的工作流程,从样品采样、运输、保存、前处理一直到样品检测、数据分析等整个过程,我们尽力做到的是:为实验室提供一些不同仪器的配套方法及数据处理方法,让客户的整个实验变得更快、更简单。

  就当前而言,样品的前处理过程对检测方来说存在较大挑战,如果样品本身在采集、运输等过程存在问题,最终检测结果对检测实验室的意义很有限。在这方面,仪器中马堂30码期期中能为检测实验室提供尽可能的帮助,比如当前热点应用领域VOCs检测,依托安捷伦GC-MS和前段前端采样设备,可以做一套自动化的解决方案。利用我们提供的方案可以让客户更快速、更准确的完成多种VOCs分析,最终提升整个实验室工作效率。再比如土壤检测、固体废物检测等热点领域也同样吸引人们的注意。土壤检测内容很多,安捷伦的优势在于:不管有机物还是无机物,只需要一个实验室或使用单一品牌的仪器就能完成检测。从整个实验室的角度看,安捷伦可以提供全套软件平台、完整的数据系统来分析处理检测数据,使客户的报告环节或整个数据收集环节变得更加容易。最后,对于固体废物检测来说,复杂的基质是真正的难点,安捷伦也相应提供了一些具体解决方法。虽然仪器中马堂30码期期中有各自的优势,但是如何从应用角度出发,让客户更容易在仪器使用中获得满意结果,仍是仪器中马堂30码期期中需要努力的地方。

安捷伦环境市场的愿景:保障环境清洁

  经过安捷伦在全球环境市场数十年的经营以及在中国环境市场的切身体会,已经形成了相对比较固定的策略,未来安捷伦也会坚持这个策略。“首先,中国的环境市场在未来十年到二十年的时间里,依然会有比较快速的发展,安捷伦会持续看好这个市场。在此基础上,安捷伦会增加投入,包括分析仪器研发、整体方案开发等,最终能够让客户实现快速检测能力。”

  另外一点是如何能够更好地支持高端用户发展,例如国家环境分析测试中心和各大高校、科研院所等。当这些用户推动了技术和法规的进步,同时也会反馈市场需求,变化趋势给仪器中马堂30码期期中,从而实现共赢的结果。由于中国环境污染情况不同于欧美国家,因此相关的检测标准也有所差别。作为仪器设备提供方,安捷伦中国希望不断向总部寻求资源和技术支持,参与中国的新标准的制定过程。

  就2019年在环境市场看到的机会,郑欣表示:首先是当前很热的环境第三方市场,大量的项目、土壤评估的项目会用到第三方的力量来完成监测。环境第三方所需要的技术方案是稳定、快速、成本低、质量好;这也正是安捷伦现有的技术优势。另外一个是高端的环境市场,比如黄老师这里、大学环境专业里的30码期期中大方向等。这些用户会慢慢影响我国对于环境检测监测的认知,同时对于未来的标准有所影响。上述两大市场是安捷伦重点关注的,其中也会关注一些细节的应用。

  “最后,安捷伦希望与客户共赢,因为环境市场属于双方,既是环境检测用户的市场,也是安捷伦的市场。安捷伦最终的愿景是保障环境清洁,这也是我们工作的意义。”郑欣说到。

未来发展:自动化、网络化和质谱技术

  谈到实验室分析未来发展方向,黄业茹表示,从政策方面看,在 “十四五”期间,大气和水环境质量监测将逐渐由手工监测转向自动监测。虽然我国监测网络站点配备了自动检测设备,但目前设置的检测参数较少,更多的检测还需依靠实验室,因此每月的例行监测活动仍需要投入大量人力对所采集的样品进行分析。“这种由人工转向自动的过程中对监测质量管理的理念也发生变化,对自动监测仪器的量值溯源提出新的要求”。因此,中国环境监测总站与中国计量院围绕自动、在线监测仪器设备量值溯源达成协议,共同建立相关技术体系。

  “此外,实验室分析仪器设备的智能化、网络化管理同样也是未来生态环境监测实验室的发展方向。”黄业茹说到。未来实验设备网络化需要依靠物联网和5G网络,在此基础上实现互联网+功能,最终让实验室管理者能够实时监控从样品处理到检测结果的全部过程。

  除了实验室分析仪器网络化外,从检测需求方面看,质谱技术仍然是最重要的发展方向。中国环境污染问题不同区其他国家,污染物的种类、标准方法的制定方面差别很大。尤其是美国EPA所关注的污染物在中国很少生产和使用,而中国目前大量生产和使用的化学产品在国外很少出现,对于生态环境监测机构来说,如何检测这些物质成为难点。“我认为,针对新型、复合型、持久性污染物监测,未来中国环境监测技术还需依靠质谱,通过最先进的质谱技术在发现污染物、识别污染物、定量分析等方面发挥更大作用。此外还要拓展GC-MS/MS、LC-MS/MS以及MALDI-TOF等技术在小分子环境污染物分析的能力,使其发挥最大作用。最后,在线技术和质谱小型化是未来质谱技术的发展方向。”

  郑欣也表示:“安捷伦经过多年观察发现,当前众多环境检测实验室的检测人员花费大量时间在分析检测之外的事情中,例如样品前处理、质量控制和保证等。未来实验室需要在物联网的基础上采用自动化实验设备,实现自动化样品前处理、自动检测、自动生成检测报告等工作,最大程度提升实验室工作效率,节约分析测试之外的时间”。

  “在线仪器的发展是一个大的趋势,虽然目前在线监测技术涵盖了首要污染物,但对大量决定环境质量的种类繁多的污染物,在线监测技术尚无法进行快速、有甄别性地监测。”郑欣说到,“短期内,安捷伦仍然聚焦在实验室能力建设上面,希望能够更好地将实验室方案做得更加完备”。

谢科:论坛打造交流平台 环境监测将发布更多液质标准

安捷伦大中华区环境市场经理 谢科

  安捷伦大中华区环境市场产品经理谢科表示:随着分析检测技术的发展,环保部项目规划中会有一系列标准更新,从传统的色谱技术或光谱技术逐渐过渡到质谱。特别是在环境领域比较新的LC-MS/MS技术,已经进入到安捷伦用户的视野。安捷伦广大的第三方用户迫切希望有机会与标准定制单位有学术交流和技术交流的机会。因此国家环境监测中心与安捷伦双方以此为契机,联合举办了论坛,希望为广大用户创造一个学习的机会。

  同时,安捷伦与国家环境分析测试中心共同定制了5个全新的液相色谱质谱标准方法,这些成果将在论坛中向参会专家、学者展示。最后,安捷伦希望能与国家环境分析测试中心共同携手,将论坛发展成可持续、常规性的合作成果。“我们希望能与国家环境分析测试中心举办更多类似的活动,最终双方形成常规性合作,共同为推动中国环保事业发展做出贡献”。


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