肖乾芬，仇雁翎，劉海玲，陳 皓，孫雅潔，趙建夫，尹大強

(長江水環(huán)境教育部重點實驗室，污染控制與資源化研究國家重點實驗室，同濟大學環(huán)境科學與工程學院，上海 200092)

環(huán)境樣品庫(environmental specimen bank，ESB)的概念是在上世紀后半葉發(fā)展起來的，是人們對環(huán)境污染有一定的認識基礎后，提出了更多的問題：污染物質是何時、從哪里進入環(huán)境的，濃度是增加還是減少，是否還存在沒有認識到的化學污染物等。要回答這些問題，就必須收集一定數量的、真實的、具有代表性的樣品，并對它們進行可靠而又安全的保存，這個保存中心就是環(huán)境樣品庫。因此，ESB的概念可以總結為：提供必要條件用于長期而穩(wěn)定地保存具有代表性的環(huán)境樣品，且對入庫樣品的資料和數據進行齊全的信息存檔[1]。ESB的建立有助于保存各種代表性的環(huán)境樣品，進而為評價當下的環(huán)境狀況提供依據，研究各種(污染)物質隨時間、空間的濃度變化趨勢及其規(guī)律，為那些治理環(huán)境污染、保障環(huán)境質量的諸多措施的效果提供時間與空間的判斷依據，為過去不曾被關注或不能被分析的物質，因分析技術的提高或新方法的出現而能進行回顧性分析，以獲得歷史時期的環(huán)境信息[1-3]。

1 長江環(huán)境樣品庫的建設背景與意義

隨著人們對環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)、健康之間關系認識程度的提高，世界各國對ESB的建立和運作給予了高度的重視。20世紀60、70年代，一些工業(yè)發(fā)達的國家，如瑞典、美國、德國、加拿大、日本等，首批建立了ESB，隨后意大利、挪威、芬蘭、丹麥等國家和地區(qū)也相繼建立了ESB，近年來，韓國、法國、英國等也已經或正在建設ESB[2-8]。我國在環(huán)境樣品庫建設方面的起步較晚。1998年，上海原子核研究所因研究課題的需要，開始在上海嘗試建立一個環(huán)境樣本庫[9]，但隨著相關科研項目的結束，該樣本庫已不復存在。國家海洋局第一海洋研究所于2007年建設了中國大洋樣品館，主要是保存各大洋調查航次所得樣品，并展覽“海底區(qū)域”活動的歷程與成果[10]。因全國土壤普查需要，中國環(huán)境監(jiān)測總站于2010年設立了國家臨時土壤樣品庫[11]。近幾年，環(huán)境化學與生態(tài)毒理學國家重點實驗室也根據項目研究進行了樣品庫的建設[12]。總體來說，在綜合性環(huán)境樣品庫的建設方面我國相對滯后，沒有形成系統(tǒng)。

長江流域是我國經濟發(fā)展最快的地區(qū)之一，隨著流域人口增加、經濟發(fā)展及城市化進程的加快，長江的水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境也在不斷發(fā)生改變。為長期研究長江的生態(tài)環(huán)境演變規(guī)律、評價其環(huán)境質量狀況、確保流域乃至全國社會經濟的可持續(xù)發(fā)展，同濟大學從2010年開始，依托污染控制與資源化研究國家重點實驗室和長江水環(huán)境教育部重點實驗室，著手建設以長江為主題的環(huán)境樣品庫，即長江環(huán)境樣品庫(Yangtze Environmental Specimen Bank，YESB)。YESB的建立將促進2個重點實驗室的系統(tǒng)性研究，是對現有研究內容的完善與補充。

在瑞中國際合作項目的支撐及瑞典專家的指導下，樣品庫的“硬件”已按照國際先進水平初步建成。對于新建的YESB，更多的挑戰(zhàn)將是在建成以后怎樣來進行管理，并使之健康地運行。本文總結了國外比較成熟的ESB的基本經驗，特別是瑞典ESB管理的特色，以及所獲得的啟示，以期能夠為YESB的順利運作和國內其他ESB的建設提供借鑒。

2 國外成熟環(huán)境樣品庫的基本經驗

ESB的運行是一個整體，各個環(huán)節(jié)緊密相連。國外ESB的工作流程基本相似：

(1) 根據研究目標制定采樣計劃，并要求所采樣品具有代表性；

(2) 根據采樣計劃進行各種樣品的采集，要求樣品采集過程中，不引入其他污染并能迅速轉移至樣品庫；

(3) 采集后的樣品盡快進行樣品處理，包括對樣品進行信息登記、物理指標的測試、真空包裝、大的生物樣品的解剖等；

(4) 根據樣品保存要求，對樣品進行合理的保存，比如是常溫、零下20℃、零下80℃或者液氮，是儲存單個樣品、多個樣品還是儲存某些組織，保存的重量(或數量)是多少等；

(5) 根據環(huán)境監(jiān)測、科研或生物多樣性調查等不同目的，選擇分析指標，并進行各類指標的檢測與分析(有的指標需送往特定檢測機構進行分析)；

(6) 將所得數據結果進行處理，并與往年的數據進行比較，形成綜合性的報告；

(7) 根據每年報告中所體現的問題，指出需要改進或加強的地方，進一步修改下次計劃。

如此循環(huán)而構成了ESB的完整工作流程，由此清晰地展示出每個階段所要做的工作，并在不斷改進中加以完善。另外，ESB建設、裝修中材料的選用，樣品保存方法的建立，管理體系、報警系統(tǒng)等都有經驗總結，值得我們學習和借鑒。

3 瑞典ESB管理的特色經驗

瑞典的ESB依托于瑞典自然歷史博物館污染物研究部門，是世界上最古老和儲存樣品最多的環(huán)境樣品庫之一，最早的系統(tǒng)采集的環(huán)境樣品可以追溯到20世紀60年代中期[13]。運行持久而又良好的瑞典ESB，有著豐富的管理經驗，其特色主要體現在以下幾個方面。

3.1 對內分工明確，對外合作密切

在瑞典自然歷史博物館里，ESB所依托的污染物研究部門一共有20余位工作人員，不僅負責了整個瑞典國家ESB的日常運行和管理，還與外部單位開展了大量的科研項目合作。之所以能夠以如此少的人力完成如此龐大的ESB工作，這主要得益于2個方面。

一是各職能崗位人員的分工和職責非常明確，如采樣和預處理、數據庫輸入輸出及管理、每種大型生物(如海豹、水獺等)的解剖、數據處理和統(tǒng)計等分別由專人負責。如此一來，所有的人都做自己最擅長的事，這有利于將事情做好、做細、做精。

二是與外部單位和個人保持長時間密切合作，如樣品的采集，因為樣品庫的采樣范圍涉及到整個瑞典，有的采樣點離ESB很遠，為了節(jié)省物力和人力，ESB與當地的漁民或研究機構建立長期合作，每年定期采集所要求的樣品并送到ESB。為了比較波羅的海海域的污染情況，與周邊國家進行緊密的合作，加入HELCOM(Baltic Marine Environment Protection Commission-Helsinki Commission)，每年合作出版一本海域污染狀況報告[14]。其他還有大量與大學的合作研究，與其他各國ESB的合作，就不一一列舉了。

3.2 長期監(jiān)測與特色研究項目相結合

ESB的項目類型比較多，大部分是瑞典環(huán)保局直接支持的長期監(jiān)測項目，如從1999年就開始一直持續(xù)到現在的一個生物多樣性調查項目，每年研究人員都會在固定的時間和地點監(jiān)測小河里生物的種類、大小、顏色、數量等情況，并與往年的監(jiān)測數據做比較，為判斷生態(tài)環(huán)境質量狀況提供依據。此外，還有海豹及麋鹿等大型生物的數量調查和病理學研究，也是持續(xù)多年的固定項目。而更常規(guī)和長期的監(jiān)測則涵蓋了海洋生物及淡水生物的監(jiān)測，比如從80年代開始監(jiān)測藍貽貝(Mytilus edulis)，沿瑞典的海岸共設有3個長期監(jiān)測的采樣點，每年從采集的樣品中分析重金屬、持久性有機物、溴代阻燃劑和多環(huán)芳烴等污染物的含量。從20世紀60年代開始監(jiān)測淡水鱸魚、鱈魚等，每年從不同的布點處采樣并處理，分析重金屬、持久性有機物等多種污染物的含量[2,4,6,15]。在特色項目的研究方面，因為ESB儲存了大量有代表性的環(huán)境樣品，且每年都會固定采集新鮮的樣品補充到ESB中，利用這些樣品開展研究，無疑具有很大的科研價值。因此，其他科研單位(如瑞典斯德哥爾摩大學等)非常愿意與瑞典的ESB合作，每年都能夠從政府或其他渠道申請到一些特色的合作研究項目。通過這些特色項目的研究，反過來促進了ESB的發(fā)展，提升了其科研價值。

3.3 重視數據管理與積累

ESB的管理，除了對實際環(huán)境樣品的存儲及使用管理，還包括對入庫樣品的資料和數據進行齊全的信息管理(利用專門的數據庫系統(tǒng)(database))。其中信息管理是一項非常系統(tǒng)的工作，涉及到ESB工作的各個環(huán)節(jié)。首先是在樣品采集后，填寫數據管理的信息表格，賦予樣品編碼。之后，進行樣品的物理形態(tài)測量記錄，或大的生物樣品的解剖記錄。真空包裝樣品時需將特定的記錄卡片一起包裝，卡片上的信息須與文檔記錄的信息一致，登記樣品的儲存條件和儲存地，以便于以后查找和使用。所有樣品均可用于不同項目的研究，本年度所采集的樣品均需取樣分析并記錄。如果其他人需要使用樣品庫的樣品，可以遞交申請表，然后管理者根據申請者的研究目的，視樣品量的多少，考慮是否批準并記錄。上述的樣品存儲輸入、物理形態(tài)數據測量、取用輸出及分析所得數據都需要做文檔記錄，并錄入到數據庫中。在整個數據管理過程中，每一步都設計有特定的文檔記錄表格，清晰地知道需要填寫哪些信息，并同時保存文檔和電子數據庫資料。

數據統(tǒng)計是ESB管理中重要的組成部分，對于環(huán)境監(jiān)測方案中采樣點的布置、采樣頻率、采樣數目及采樣季節(jié)等的考慮，都是在進行數據統(tǒng)計后得到相應的結論，從而做出調整的。因此，每年得到分析數據后，要由專人對數據進行統(tǒng)計處理，對統(tǒng)計方法和統(tǒng)計效率等做出評估[12]，并在此基礎上完成年度ESB報告。

3.4 堅持對外開放

博物館有大量關于自然環(huán)境認知和生態(tài)保護的展覽和影片，且大多是免費的，每天都有很多人前來參觀，大部分還是在校學生。這種對外開放的形式對加強環(huán)境保護的認識教育和宣傳都是非常有利的。

4 啟示

目前，長江環(huán)境樣品庫的硬件建設基本完成，如何更好地來建設“軟件”部分，使其能夠良好有序地運行，瑞典ESB管理的經驗給我們以下幾點啟示。

4.1 明確定位，細致規(guī)劃

瑞典ESB著眼于國家而服務于北歐，得到了國家的長期支持，因此得到長足發(fā)展。長江環(huán)境樣品庫是中國建立的首個綜合性環(huán)境樣品庫，是在社會經濟發(fā)展到一定程度、對自然生態(tài)環(huán)境產生了一系列影響、亟需研究環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展這樣的背景和前提下建立的，因此，對長江環(huán)境樣品庫的定位，不應該僅僅是依托于大學的一個基地，更應該著眼于向國家級環(huán)境樣品庫的發(fā)展，站在一個更高的起點上，加強與國際ESB的對話，以期能夠引領中國ESB領域發(fā)展的未來，并在全球ESB聯盟中發(fā)揮國際影響力。有了這樣的定位，才能制訂出能夠充分體現遠謀近慮、長短期相結合的規(guī)劃目標與方案，也才能尋找到確切的研究目標，有針對性地制定出具體的研究計劃，并在此基礎上對ESB的各工作環(huán)節(jié)加以細化。

4.2 加強隊伍建設，積極開展對外合作

一支專業(yè)、有凝聚力的ESB管理和科研團隊，是新建ESB能夠順利開展并保持穩(wěn)定發(fā)展的核心力量。借鑒瑞典的經驗，須著重培養(yǎng)專項人才，在分工上盡可能做到明確。同時利用同濟大學強大的師資隊伍對新進人才進行相關的培訓和輔導，并利用國際合作優(yōu)勢，將優(yōu)秀人員送出去培訓或引進國外優(yōu)秀的ESB相關專家進行現場指導，從而培養(yǎng)出專業(yè)的、視野開闊的人才。同時，ESB的工作鏈頗多，需要積極開展對外合作，這不僅有利于節(jié)省人力物力，對擴大其影響也是非常有利的。合作可以按需求分為樣品采集的合作和科研項目的合作，如不必每個采樣點都要YESB安排專人去現場采樣，可以與當地的研究機構或個人建立長期合作，按照要求每年定期采集所需要的樣品。為了某一特定區(qū)域的環(huán)境研究，可以和區(qū)域內的相關機構建立科研合作，達到一次采樣可用于多個目的的作用。另外，在當今環(huán)境問題全球化的背景下，還要注重加強與國際ESB間的合作，互相學習經驗，共同進步。

4.3 長期監(jiān)測與特色研究項目相結合

長期監(jiān)測是YESB的存在根本，一定要在規(guī)劃、布點、樣品種類、采樣方式、采樣周期等方面仔細思考并制定標準程序，且需要根據實際情況不斷更新和完善。瑞典的ESB之所以能夠長期存在下去，與其政府對它的重視和支持是分不開的。樣品的采集及運輸、樣品預處理、儲存、分析等都需要大量經費支撐才能完成。

YESB建設期間和建成之初，主要是結合同濟大學相關研究團隊的科研項目開展環(huán)境樣品的采集和保存，但要想長期發(fā)展下去，必須從為區(qū)域和流域服務、為國家環(huán)保政策制定和開展環(huán)境管理提供支撐的角度出發(fā)，開展系統(tǒng)的頂層方案設計，從而獲得政府或基金會的長期經費支持，確保長期監(jiān)測得以繼續(xù)。與此同時，結合高校強大的科研隊伍，大力開展結合ESB的特色項目研究，如與中瑞環(huán)境健康實驗室的研究相結合，或與沿江的科研單位、監(jiān)測部門相互合作。在擴充ESB庫存的同時，使得樣品得到充分利用，提升ESB的科研價值和影響力。

4.4 加強環(huán)保展示教育

YESB依托于同濟大學，對本科生的創(chuàng)新研究、研究生參與科研項目等，都是良好的環(huán)境，要發(fā)揮好其功能，并將先進的環(huán)保理念傳遞下去。除此之外，YESB坐落于嘉興的可持續(xù)發(fā)展公園里，公園本身就是環(huán)保節(jié)能的示范公園，對宣傳環(huán)保、節(jié)約能源有良好的展示作用。在未來的發(fā)展中，可以考慮將環(huán)保展示作為公益活動延展到中小學生中，接受集體的預約參觀，或對民眾開放，讓YESB在環(huán)保教育和宣傳中發(fā)揮更大的作用。

5 結束語

國外已有幾十年的ESB運行管理經驗，尤其是瑞典ESB管理中對內部崗位的明確分工、與外部的緊密合作、堅持長期監(jiān)測與特色項目研究相結合、重視樣品數據的積累等，都是值得我們學習的地方。新建的YESB，開啟了中國環(huán)境樣品庫建設新的一頁，但同時也將面臨一系列的挑戰(zhàn)。在借鑒瑞典和其他國家ESB的成熟管理經驗的時候，應該結合中國的國情，有所選擇和創(chuàng)新，努力建成具有自己特色的YESB，使之能夠引領中國ESB領域發(fā)展的未來，并在全球ESB聯盟中發(fā)揮國際影響力。

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