Contrôle qualité dans le processus d'échantillonnage pour la surveillance de la qualité de l'eau

Contrôle de la qualité dans le processus d'échantillonnage pour la surveillance de la qualité de l'eau

Introduction

La surveillance de la qualité de l'eau est un outil essentiel pour évaluer la santé des corps d'eau, identifier les sources de pollution et orienter la gestion environnementale. Le processus d'échantillonnage est l'étape fondamentale de la surveillance de la qualité de l'eau, impactant directement l'exactitude et la fiabilité des données. Le contrôle de la qualité (CQ) dans le processus d'échantillonnage couvre la préparation, les opérations sur site, la conservation des échantillons et le transport, impliquant des aspects tels que le personnel, les méthodes, les emplacements, les contenants et la documentation. Des mesures de CQ scientifiques et standardisées garantissent la représentativité des échantillons et la fiabilité des données, fournissant une base solide pour la réglementation environnementale, la recherche scientifique et le contrôle de la pollution. Cet article détaille les aspects clés du contrôle de la qualité dans le processus d'échantillonnage de la surveillance de la qualité de l'eau, couvrant les qualifications du personnel, les normes d'échantillonnage, les opérations sur site, la gestion des échantillons et les exigences de documentation.

Importance du contrôle de la qualité dans l'échantillonnage de la surveillance de la qualité de l'eau

Le contrôle de la qualité dans l'échantillonnage de la surveillance de la qualité de l'eau vise à :

- Garantir l'exactitude des données : Des procédures standardisées réduisent les erreurs d'échantillonnage, assurant que les échantillons reflètent l'état réel du corps d'eau.

- Améliorer la représentativité des données : La sélection scientifique des points et de la fréquence d'échantillonnage capture pleinement les variations spatiales et temporelles de la qualité de l'eau.

- Prévenir la contamination des échantillons : Le nettoyage standardisé des contenants, l'ajout de fixateurs et les processus de transport minimisent les interférences externes.

- Soutenir la réglementation et la prise de décision : Des données fiables soutiennent le suivi des sources de pollution, la régulation des émissions et la gestion de l'environnement aquatique.

- Répondre aux exigences réglementaires : Le respect des normes nationales (par exemple, Spécifications techniques pour la surveillance des eaux de surface et des eaux usées, HJ 91.1-2019) garantit la légalité des données.

Aspects clés du contrôle de la qualité dans l'échantillonnage de la surveillance de la qualité de l'eau

Voici les mesures critiques de contrôle de la qualité pour le processus d'échantillonnage de la surveillance de la qualité de l'eau, couvrant les exigences standardisées à toutes les étapes :

1. Qualifications du personnel

   - Exigences : Le personnel d'échantillonnage doit suivre une formation professionnelle, réussir les examens pertinents et détenir des certifications (par exemple, certificat d'échantillonnage pour la surveillance environnementale).

   - Objectif : S'assurer que le personnel est familier avec les normes d'échantillonnage et possède les compétences opérationnelles appropriées pour minimiser les erreurs humaines.

   - Mise en œuvre :

     - Organiser des formations régulières sur les méthodes d'échantillonnage, l'utilisation des instruments, la conservation des échantillons et les protocoles de sécurité.

     - Les évaluations couvrent les connaissances théoriques et les opérations pratiques pour garantir la compétence.

     - L'échantillonnage doit être dirigé par du personnel certifié ; les non-professionnels ne sont pas autorisés à opérer indépendamment.

2. Sélection des sections et points d'échantillonnage

   - Exigences :

     - Les sections et points d'échantillonnage doivent respecter les normes nationales ou industrielles (par exemple, HJ 91.1-2019) pour garantir la représentativité.

     - Les contenants d'échantillonnage doivent correspondre aux paramètres surveillés (par exemple, bouteilles en verre pour les composés organiques, bouteilles en plastique pour les paramètres de routine).

   - Objectif : S'assurer que les points d'échantillonnage reflètent les caractéristiques de pollution et les variations de qualité du corps d'eau.

   - Mise en œuvre :

     - Sélection des sections : Basée sur les objectifs de surveillance (par exemple, protection de l'eau potable, régulation des eaux usées industrielles), sélectionner des sections à des emplacements clés tels que l'amont et l'aval des sources de pollution, les confluences des affluents ou les zones fonctionnelles (par exemple, sources d'eau potable).

     - Disposition des points d'échantillonnage : Éviter les zones stagnantes ou de reflux, en choisissant des sections de rivière droites avec un débit stable et un lit de rivière plat.

     - Sélection des contenants : Choisir des matériaux en fonction des paramètres (par exemple, bouteilles en polyéthylène pour éviter la contamination par les métaux, bouteilles en verre ambré pour prévenir la photodegradation), en s'assurant que les contenants sont exempts de polluants résiduels.

     - Fréquence et timing : Déterminer la fréquence d'échantillonnage en fonction du type de corps d'eau (par exemple, rivières, lacs) et des objectifs de surveillance (par exemple, eutrophisation, contamination fécale), comme mensuellement pour les sources d'eau potable ou hebdomadairement pour les sections de rivière fortement polluées.

3. Collecte d'informations sur site

   - Exigences : Collecter des informations de fond détaillées sur le corps d'eau ou l'entité polluante, y compris l'état de production, les flux de processus, les sources d'eaux usées, la capacité de traitement, le fonctionnement des installations et les anomalies.

   - Objectif : Comprendre les facteurs affectant la qualité de l'eau, identifier les sources potentielles de pollution et garantir l'interprétabilité des données.

   - Mise en œuvre :

     - Enregistrement des informations : Documenter le volume d'eau, les points de rejet des eaux usées, les processus de traitement et les anomalies (par exemple, arrêts temporaires, pannes d'équipement).

     - Observation sur site : Vérifier les rejets soudains, les fuites ou autres anomalies, et enregistrer les caractéristiques du corps d'eau (par exemple, couleur, odeur, matières flottantes).

     - Communication et vérification : Confirmer l'exactitude des informations avec l'entité polluante ou l'autorité de gestion du corps d'eau.

4. Échantillons parallèles et blancs sur site

   - Exigences :

     - Collecter au moins 10 % d'échantillons parallèles par lot de surveillance pour vérifier la cohérence de l'échantillonnage.

     - Inclure des échantillons blancs de processus complet (couvrant l'échantillonnage jusqu'à l'analyse) et des échantillons blancs de transport (couvrant uniquement le transport) pour détecter la contamination externe.

   - Objectif : Évaluer la répétabilité de l'échantillonnage et les risques de contamination externe pour garantir la fiabilité des données.

   - Mise en œuvre :

     - Échantillons parallèles : Collecter deux échantillons ou plus simultanément au même point, avec des écarts relatifs répondant aux normes techniques (par exemple,<10 %).

     - Blanc de processus complet : Utiliser de l'eau de haute pureté pour simuler l'ensemble du processus d'échantillonnage, de conservation et d'analyse pour vérifier la contamination.

     - Blanc de transport : Placer de l'eau de haute pureté dans des contenants d'échantillonnage et transporter avec les échantillons pour détecter la contamination pendant le transport.

     - Exigences de conservation : Les paramètres nécessitant une fixation (par exemple, pH, oxygène dissous) doivent être analysés dans la période de conservation valide (généralement 24 heures).

5. Contenants d'échantillonnage et fixation des échantillons

   - Exigences :

     - Les dispositifs et contenants d'échantillonnage doivent être rincés 2 à 3 fois avec l'eau de l'échantillon pour éliminer les contaminants résiduels.

     - Ajouter immédiatement des fixateurs en fonction des paramètres surveillés (par exemple, acide sulfurique pour l'azote ammoniacal, acide nitrique pour les métaux lourds) et apposer des étiquettes standard.

   - Objectif : Prévenir la contamination et la dégradation des échantillons, garantissant que l'analyse reflète la qualité de l'eau au moment de l'échantillonnage.

   - Mise en œuvre :

     - Nettoyage des contenants : Utiliser de l'eau déionisée ou de l'acide dilué pour le nettoyage ; pour les paramètres organiques (par exemple, DBO, huiles), utiliser des solvants spécialisés.

     - Ajout de fixateurs :

       - Nombre total de bactéries et coliformes : Éviter la contamination et maintenir une basse température (4°C) pendant le transport.

       - DBO : Ajouter de l'acide sulfurique ou du sulfate de zinc pour inhiber l'activité microbienne.

       - Chlore résiduel : Ajouter du thiosulfate de sodium pour prévenir la volatilisation du chlore.

       - Composés organiques : Ajouter des fixateurs acides (par exemple, acide sulfurique) pour prévenir la dégradation.

     - Exigences d'étiquetage : Utiliser des étiquettes adhésives imperméables pour enregistrer le numéro de l'échantillon, l'heure de l'échantillonnage, l'emplacement, les paramètres surveillés et le type de fixateur.

6. Conservation et transport des échantillons

   - Exigences :

     - Les échantillons doivent être livrés au laboratoire dans les délais spécifiés, conservés à basse température (généralement 4°C) et protégés de la lumière pendant le transport.

     - La remise des échantillons nécessite les signatures des deux parties, documentant l'heure de la remise et l'état des échantillons.

   - Objectif : Prévenir les changements physiques, chimiques ou biologiques pendant le transport pour garantir des résultats d'analyse précis.

   - Mise en œuvre :

     - Conditions de conservation : Utiliser des boîtes isothermes avec des packs de glace pour le stockage à basse température ; utiliser des contenants ambrés ou des emballages opaques pour les paramètres sensibles à la lumière (par exemple, composés organiques).

     - Gestion du transport : Élaborer des plans de transport pour garantir que les échantillons sont livrés dans les périodes de conservation valides (par exemple, 24 heures pour l'azote ammoniacal, 48 heures pour la DCO).

     - Documentation de la remise : Enregistrer la quantité, l'état et l'heure de la remise des échantillons, avec les signatures des deux parties pour garantir la traçabilité.

7. Documentation et gestion sur site de l'échantillonnage

   - Exigences :

     - Compléter des enregistrements détaillés de l'échantillonnage, y compris le nom de l'entité polluante, le type d'échantillon, l'objectif de l'échantillonnage, la date, le numéro, l'emplacement, l'heure, les paramètres surveillés, les fixateurs, les caractéristiques des eaux usées, le débit, le volume d'écoulement et le personnel d'échantillonnage.

     - Toute omission ou non-conformité nécessite une supplémentation ou un rééchantillonnage immédiat.

   - Objectif : Garantir la traçabilité du processus d'échantillonnage et fournir des données légalement et scientifiquement valides.

   - Mise en œuvre :

     - Contenu des enregistrements :

       - Informations de base : Entité d'échantillonnage, emplacement, date, heure, numéro d'échantillon.

       - Caractéristiques de la qualité de l'eau : Couleur, odeur, matières flottantes, débit, volume d'écoulement.

       - Détails opérationnels : Méthode d'échantillonnage, type de fixateur, matériau du contenant et signatures du personnel.

     - Gestion des enregistrements : Utiliser des formulaires d'enregistrement d'échantillonnage standardisés, archivés électroniquement pour garantir l'intégrité des données.

     - Gestion des anomalies : Traiter les enregistrements manquants ou les anomalies d'échantillonnage en complétant ou en rééchantillonnant immédiatement pour éviter des données invalides.

Support technique pour le contrôle de la qualité

- Directives standardisées : Respecter les normes telles que les Spécifications techniques pour la surveillance des eaux de surface et des eaux usées (HJ 91.1-2019) et les Lignes directrices sur l'échantillonnage de la qualité de l'eau (HJ 494-2009) pour garantir des processus standardisés.

- Calibration des instruments : Calibrer régulièrement les équipements d'échantillonnage (par exemple, échantillonneurs automatiques, débitmètres) pour garantir l'exactitude.

- Validation des données : Utiliser des échantillons parallèles, des échantillons blancs et des données de CQ en laboratoire pour vérifier la qualité de l'échantillonnage.

- Gestion de l'information : Exploiter l'IoT et les plateformes de gestion de données pour l'enregistrement et la transmission en temps réel des données d'échantillonnage, améliorant l'efficacité et la traçabilité.

Défis et solutions dans le contrôle de la qualité

- Défis :

   - Corps d'eau complexes : Une forte turbidité, des rivières à marée ou une pollution complexe peuvent affecter la représentativité de l'échantillonnage.

   - Erreurs humaines : Des opérations inappropriées ou une documentation incomplète par le personnel peuvent entraîner des inexactitudes dans les données.

   - Retards de transport : Dépasser les délais de conservation peut provoquer des changements dans les paramètres.

- Solutions :

   - Améliorer la formation du personnel pour renforcer les compétences professionnelles.

   - Optimiser la conception des points d'échantillonnage et augmenter la proportion d'échantillons parallèles.

   - Établir des canaux de transport rapides pour garantir une livraison rapide aux laboratoires.

Tendances futures du développement

- Échantillonnage intelligent : Utiliser des échantillonneurs automatiques et l'échantillonnage par drones pour améliorer l'efficacité et la précision.

- Intégration IoT : Permettre la transmission de données en temps réel et la surveillance à distance via des capteurs et des plateformes cloud.

- Technologies vertes : Développer des fixateurs sans réactifs ou à faible pollution pour réduire l'impact environnemental.

- Analyse des big data : Utiliser l'IA pour optimiser la sélection des points d'échantillonnage et la conception de la fréquence, améliorant la représentativité des données.

Conclusion

Le contrôle de la qualité dans le processus d'échantillonnage pour la surveillance de la qualité de l'eau est crucial pour garantir l'exactitude et la fiabilité des données. En standardisant les qualifications du personnel, la sélection des sections d'échantillonnage, la gestion des contenants, la conservation des échantillons, le transport et la documentation, les erreurs peuvent être efficacement minimisées, garantissant la validité scientifique et la conformité légale des données. Le respect des normes techniques nationales et l'intégration de technologies intelligentes et basées sur l'information amélioreront davantage l'efficacité et la précision du contrôle de la qualité dans l'échantillonnage de la surveillance de la qualité de l'eau, offrant un soutien robuste pour la protection de l'environnement, le contrôle de la pollution et la santé publique.