環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

王子勝

【摘 要】隨著環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境保護(hù)工作中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在環(huán)保工作中的地位越來(lái)越重要。論文主要針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究，希望能夠提高環(huán)境監(jiān)測(cè)水平，加大環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用力度和應(yīng)用范圍，為環(huán)境保護(hù)工作提供專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)支持和改善環(huán)境質(zhì)量。

【Abstract】With the development of environmental protection industry， environmental monitoring technology has been more and more widely used in environmental protection， and played a more and more important role in environmental protection. This paper mainly studies the application status and future development trend of environmental monitoring technology， hoping to improve the level of environmental monitoring and increase the application intensity and scope of environmental monitoring technology， so as to provide professional data support for environmental protection and improve the environmental quality.

【關(guān)鍵詞】環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

【Keywords】 environmental monitoring technology; application status; development trend

【中圖分類(lèi)號(hào)】X830? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）06-0159-02

1 引言

環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)是支撐和保障環(huán)境管理的基礎(chǔ)，是環(huán)境保護(hù)工作的重要組成部分，是對(duì)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)的重要手段，根據(jù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)評(píng)定環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)，及時(shí)預(yù)警和發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染的狀況，評(píng)估環(huán)境污染防治工程措施的治理效果，查找環(huán)境質(zhì)量變化發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)生的原因以及改善環(huán)境質(zhì)量的措施。在新的歷史時(shí)期，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作也提出了新的要求，需要更多地去思考環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向，以充分發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的作用。

2 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 生物技術(shù)

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)主要應(yīng)用的是生物標(biāo)記技術(shù)和PCR技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)。生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以通過(guò)生物與環(huán)境之間的聯(lián)系途徑明確當(dāng)前的生態(tài)問(wèn)題，為環(huán)保措施的制定提供理論依據(jù)?，F(xiàn)代化的生物技術(shù)屬于交叉學(xué)科，生物技術(shù)主要包括分析生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)以及微生物學(xué)等方面的內(nèi)容，利用信息時(shí)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將生物技術(shù)與環(huán)境工程進(jìn)行有機(jī)融合，能夠提升生物技術(shù)應(yīng)用效率，保證檢測(cè)精度。生物技術(shù)中的大分子標(biāo)記技術(shù)靈敏性較強(qiáng)，具有廣泛的預(yù)警功能和較強(qiáng)的追蹤功能，該技術(shù)的應(yīng)用可以為環(huán)境污染中的生物修復(fù)提供主要數(shù)據(jù)。PCR技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)更加快速、簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確率更高，具有其他技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前環(huán)境污染治理過(guò)程中有極為廣泛的應(yīng)用[1]。

2.2 3S技術(shù)

3S技術(shù)是以遙感技術(shù)和全球的信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)成的，強(qiáng)大的信息處理與信息收集能力是3S技術(shù)最為顯著的優(yōu)勢(shì)，也是3S技術(shù)能夠在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中廣泛運(yùn)用的重要前提。該技術(shù)監(jiān)測(cè)能力強(qiáng)大，處理速度快，可以獲得廣闊地域的環(huán)境監(jiān)測(cè)信息，并將處理結(jié)果矢量化。但是該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用成本較高，往往在一些大型環(huán)境監(jiān)測(cè)或者整體環(huán)境分析過(guò)程中使用，在小范圍環(huán)境監(jiān)測(cè)或者具化的環(huán)境監(jiān)測(cè)中則通常運(yùn)用生物技術(shù)。例如，3S技術(shù)可以應(yīng)用于水資源的管理中，通過(guò)對(duì)水資源相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取來(lái)得到水資源環(huán)境現(xiàn)狀，包括生態(tài)環(huán)境變遷、水語(yǔ)言的模擬、水資源生態(tài)評(píng)估以及監(jiān)測(cè)水體的沼澤和營(yíng)養(yǎng)情況等。

2.3 信息技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，信息技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，發(fā)揮的價(jià)值越來(lái)越大，極大地提升了環(huán)境檢測(cè)的準(zhǔn)確性和檢測(cè)速度，解決了傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的問(wèn)題。在環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中，常用的信息技術(shù)包括無(wú)線(xiàn)傳感器、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及SPS技術(shù)。其中，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)基站與環(huán)境監(jiān)控裝置之間的通信與數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)全范圍內(nèi)的監(jiān)控。SPS技術(shù)則可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，用于監(jiān)測(cè)各種水文環(huán)境的污染情況，包括河流的水質(zhì)情況以及河流的生態(tài)情況等。信息技術(shù)的應(yīng)用極大地改變了環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)運(yùn)用形式以及應(yīng)用方法，全面提升了環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的效率。

3 環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)處理、智能監(jiān)測(cè)、生物傳感器、三維激光雷達(dá)、無(wú)人機(jī)等新的技術(shù)特點(diǎn)。

3.1 監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備的自動(dòng)化和智能化

隨著人工智能的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備在近幾年得到了極大的發(fā)展，從未來(lái)發(fā)展情況來(lái)看，具有高精度、高速度、高效率的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備將會(huì)不斷開(kāi)發(fā)出來(lái)并投入使用，能夠?qū)崿F(xiàn)在線(xiàn)全自動(dòng)化環(huán)境監(jiān)測(cè)，智能化設(shè)計(jì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的方案和內(nèi)容。在當(dāng)前環(huán)境檢測(cè)過(guò)程中，樣品的前處理過(guò)程比較復(fù)雜，耗時(shí)較長(zhǎng)，而且測(cè)試靈敏度較差，準(zhǔn)確度存在一定的問(wèn)題。比如，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的紅外線(xiàn)遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)等輔助手段的應(yīng)用，以及超聲波提取、衍生化、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、固相萃取等高效安全的樣品前處理技術(shù)的使用和大型高精密分析設(shè)備與儀器的引入，都可以有效提升數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，縮短樣品分析的時(shí)間，保證樣品監(jiān)測(cè)的效率。

3.2 基于大數(shù)據(jù)融合的多介質(zhì)環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)感知技術(shù)

大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的突破發(fā)展，為環(huán)保信息化建設(shè)注入了新的活力。該技術(shù)主要利用智能多元化環(huán)境傳感器、深度挖掘和模型分析、智能管理決策和信息技術(shù)等創(chuàng)新，通過(guò)大規(guī)模的系統(tǒng)應(yīng)用和大數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的交互，建立統(tǒng)一的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，利用大數(shù)據(jù)指導(dǎo)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的選擇以及環(huán)境監(jiān)測(cè)方案的應(yīng)用，加強(qiáng)信息交流與互相學(xué)習(xí)，全面提升環(huán)境監(jiān)測(cè)水平和環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用效率，使環(huán)境管理從粗放型向精細(xì)化、精準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變，從被動(dòng)響應(yīng)向主動(dòng)預(yù)見(jiàn)轉(zhuǎn)變，從經(jīng)驗(yàn)判斷向大數(shù)據(jù)科學(xué)決策轉(zhuǎn)變，真正形成源頭防控、過(guò)程監(jiān)管、綜合治理、全民共治的環(huán)境管理閉環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)從“數(shù)字環(huán)?！毕颉爸腔郗h(huán)?！钡目缭絒2]。

3.3 光學(xué)遙測(cè)技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用

進(jìn)入 21 世紀(jì)后，光學(xué)遙測(cè)技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用，開(kāi)始構(gòu)建典型區(qū)域大氣環(huán)境綜合立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。由于光電技術(shù)的巨大進(jìn)步，光學(xué)遙測(cè)技術(shù)迅速發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段。光學(xué)遙測(cè)技術(shù)通常能夠遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)目標(biāo)環(huán)境狀況，避免了取樣、預(yù)處理以及實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)等煩瑣步驟，極大地提高了環(huán)境監(jiān)測(cè)效率。2005 年以來(lái)，差分吸收光譜（DOAS）、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜（FTIR）、激光雷達(dá)（LIDAR）、衛(wèi)星遙感等光學(xué)遙測(cè)技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用[3]。

目前我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)單項(xiàng)技術(shù)已取得重要突破，初步形成了滿(mǎn)足常規(guī)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)需求的技術(shù)體系。研發(fā)的部分高端科研儀器，如氣溶膠雷達(dá)、單顆粒氣溶膠飛行時(shí)間質(zhì)譜儀等已得到應(yīng)用，并自主構(gòu)建了我國(guó)首個(gè)大氣環(huán)境綜合立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?；谏铩①|(zhì)譜、色譜的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段也迅速發(fā)展，共同奠定了我國(guó)現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)體系的基礎(chǔ)。近年來(lái)，我國(guó)在衛(wèi)星遙感、激光雷達(dá)等環(huán)境監(jiān)測(cè)技技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

3.4 加強(qiáng)對(duì)環(huán)境中有毒有害污染物質(zhì)的研究

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展以及治理力度的不斷深化，環(huán)境污染治理的重點(diǎn)也隨之改變，從近些年來(lái)看，我國(guó)一些地區(qū)的有毒物質(zhì)和有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染十分嚴(yán)重，比如，半揮發(fā)性和揮發(fā)性的有機(jī)污染物、化工廠排放的污染氣體以及一些高精密加工行業(yè)的廢水污染等。這些污染相對(duì)來(lái)說(shuō)治理起來(lái)比較困難，傳統(tǒng)的污染監(jiān)測(cè)技術(shù)以及污染治理方法已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足這些有毒有害物質(zhì)監(jiān)測(cè)和治理的需要，而且這些物質(zhì)對(duì)環(huán)境的破壞是極大的，處理起來(lái)難度也極大。所以，必須要加強(qiáng)對(duì)有毒有害污染物的監(jiān)測(cè)與研究，加強(qiáng)污染物的監(jiān)督排查力度，做好環(huán)境污染治理工作，針對(duì)污染產(chǎn)生的源頭進(jìn)行處理，保證環(huán)境總體質(zhì)量的提升。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在我國(guó)環(huán)保事業(yè)不斷發(fā)展的今天，加強(qiáng)先進(jìn)的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)刻不容緩，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的先進(jìn)性以及針對(duì)性也會(huì)不斷增強(qiáng)，在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。本文主要通過(guò)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行探究，指出當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測(cè)過(guò)程中存在的問(wèn)題以及當(dāng)前主要應(yīng)用的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，指出未來(lái)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，希望能夠不斷提升環(huán)境監(jiān)測(cè)水平，提高監(jiān)測(cè)效率和監(jiān)測(cè)質(zhì)量，保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的技術(shù)優(yōu)化，提升環(huán)境監(jiān)測(cè)的科學(xué)性，為我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

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