土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

嵇華 (江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司，江蘇 南京 210000)

0 引言

土壤污染是污染物長(zhǎng)期累積的過程，它需要經(jīng)過一段時(shí)間的風(fēng)化和自然作用后，對(duì)土壤的性能造成影響，在環(huán)境污染中，土壤污染具有一定的潛在性，它會(huì)在不同的時(shí)間節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的危害后果，具有一定的累積性，與空氣污染、水體污染有著明顯的區(qū)別，不容易被人們所察覺。其次，土壤污染還具有一定的不可逆性，污染物在土壤中已經(jīng)經(jīng)過了一系列復(fù)雜的變化，很難通過短期治理的方式對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，很多污染物已經(jīng)融合在礦物質(zhì)中，具有一定的頑固性。因此，在土壤環(huán)境污染中，預(yù)防和監(jiān)測(cè)有著非常重要的作用，它可以在一定程度上對(duì)土壤的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和分析，為后續(xù)的工作提供一定的保障。有關(guān)人員可以對(duì)此進(jìn)行全面的研究。

1 土壤環(huán)境污染的類型

1.1 化學(xué)污染

化學(xué)污染是導(dǎo)致土壤性能改變的主要原因，它是指在化工等行業(yè)生產(chǎn)的過程中，由于廢水或者廢物的隨機(jī)排放，導(dǎo)致一些化學(xué)元素進(jìn)入到土壤中，從而發(fā)生不同程度的化學(xué)反應(yīng)，致使污染問題的存在?；瘜W(xué)污染主要包括無機(jī)污染和有機(jī)污染兩種類型。首先，對(duì)于無機(jī)污染來說，它包括酸雨、工業(yè)污水、尾氣排放等進(jìn)入到土壤中，污染物中含有汞、鉛等重金屬，形成氧化物或者硫化物的形式，產(chǎn)生危害的后果。另外，有機(jī)污染則是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥、化肥等應(yīng)用于土壤中，產(chǎn)生一定的反應(yīng)，在土壤中累積后引發(fā)的污染現(xiàn)象。

1.2 物理污染

物理污染就是指由于工業(yè)礦山開采、建筑施工以及城市垃圾到孩子的集聚對(duì)土壤造成一定的影響，污染物在土壤中一般不會(huì)發(fā)生化學(xué)變化溶于土壤中，而是以固體物的方式存在于土壤中，在時(shí)間的作用下，它會(huì)發(fā)生風(fēng)化等現(xiàn)象，很難從土壤中提取出來。

1.3 生物污染

生物污染是指有害生物體，包括病毒、細(xì)菌等通過水體或者垃圾的方式侵入到土壤中，造成嚴(yán)重的污染問題。生物污染對(duì)于土壤的影響比較嚴(yán)重，它還可以對(duì)人的健康造成危害，而且數(shù)量較多，繁殖速度快，可以短時(shí)間內(nèi)造成大面積的傳播，具有一定的抗干擾特性，治理起來非常困難。

1.4 放射性污染物

放射性污染物是近年來土壤環(huán)境污染的新類型，它是由于人類活動(dòng)、生產(chǎn)所造成的污染元素，主要以核工業(yè)、核試驗(yàn)為主，對(duì)于人體和土壤來說有著非常嚴(yán)重的危害。放射性污染物會(huì)在土壤中發(fā)生化學(xué)或者物理等反應(yīng)，使得土壤性能大幅度改變，而且會(huì)通過土壤直接傳送到人們的身體機(jī)能中，產(chǎn)生血液等方面的變化，這需要引起人們的重視。

2 土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)和意義

2.1 土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)包括質(zhì)量監(jiān)測(cè)、污染動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、污染事故監(jiān)測(cè)以及土地背景調(diào)查等多個(gè)方面的內(nèi)容，它是通過節(jié)點(diǎn)的布置對(duì)范圍內(nèi)的土壤環(huán)境進(jìn)行指標(biāo)的采樣，或者根據(jù)土壤中動(dòng)植物的變化規(guī)律反應(yīng)土壤環(huán)境污染的情況，為后續(xù)的工作提偶感一定的依據(jù)，對(duì)土壤環(huán)境污染的程度、擴(kuò)散方向以及危害范圍進(jìn)行有效的分析。首先，土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)在應(yīng)用的過程中具有一定的復(fù)雜性，在監(jiān)測(cè)的過程中需要對(duì)土壤物理狀態(tài)的相關(guān)要素進(jìn)行體現(xiàn)，確定污染物在進(jìn)入土壤中的演變過程，對(duì)相關(guān)的特征進(jìn)行分析。其次，土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)具有一定的局限性，在采集樣品的過程中，不同地域有著不同的特點(diǎn)，即使在同一個(gè)范圍內(nèi)，也不能保證樣品采集的均勻性，只有盡可能的降低這方面存在的誤差，增大樣品采集的概率。污染物進(jìn)入土壤環(huán)境中后，它的演化過程是非常漫長(zhǎng)的，具有一定的滯后性，監(jiān)測(cè)技術(shù)在應(yīng)用的過程中可以根據(jù)具體的情況選擇間隔時(shí)間。另外，土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)在應(yīng)用的過程中還應(yīng)該考慮到污染物的數(shù)量和種類，需要在背景調(diào)查研究后，確定土壤元素的大致含量，從而對(duì)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目數(shù)量進(jìn)行決策，土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)該圍繞影響自然生態(tài)的項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)[1]。

2.2 土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的意義

土壤污染對(duì)于我國(guó)社會(huì)的穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著不利的影響，土壤是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，農(nóng)作物都是依靠土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素獲得生長(zhǎng)條件，在工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展下，我國(guó)土壤環(huán)境狀況不容樂觀，通過數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)土壤重度污染比例已經(jīng)嚴(yán)重超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，人類的活動(dòng)使得土壤性能發(fā)生了一定的改變，重金屬的含量呈現(xiàn)快速上漲的趨勢(shì)。在這種背景下，部分污染嚴(yán)重地區(qū)的農(nóng)作物在產(chǎn)量以及質(zhì)量上出現(xiàn)降低和減產(chǎn)的趨勢(shì)。而且土壤污染在一定程度上也對(duì)大氣和水體造成影響，破壞自然與人類的平衡，危害人們的身體健康。正是由于有這些后果，土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用有了重要的意義。土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)在應(yīng)用的過程中可以實(shí)時(shí)的對(duì)土壤的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤中的異常現(xiàn)象，根據(jù)土壤上生物的變化規(guī)律，采取有效的預(yù)防措施。另一方面來說，土壤的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可以分為物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)以及生物指標(biāo)，一些新技術(shù)的應(yīng)用，使得現(xiàn)代的監(jiān)測(cè)技術(shù)在功能上更加多樣，可以對(duì)污染物的相關(guān)元素進(jìn)行分析，這對(duì)于土壤污染治理來說有著重要的作用。

3 土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)在應(yīng)用中的主要技術(shù)

3.1 遙感技術(shù)的應(yīng)用

遙感技術(shù)是近年來應(yīng)用于土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中的新型技術(shù)，它是在電磁波的作用下，對(duì)信號(hào)的采集和處理，對(duì)地面上的景物進(jìn)行探測(cè)和識(shí)別。將遙感技術(shù)應(yīng)用在土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，可以保證對(duì)地貌和地物的實(shí)時(shí)反應(yīng)，具有一定的真實(shí)性。遙感技術(shù)的應(yīng)用原理就是依靠土壤生物中不同的特點(diǎn)，它們?cè)陔姶挪ǖ淖饔孟聲?huì)發(fā)生不同的信號(hào)，可以通過光譜分析的方法對(duì)相關(guān)物體進(jìn)行判斷，從而確定土壤環(huán)境在不同時(shí)間的變化規(guī)律。在遙感技術(shù)的應(yīng)用中，還可以通過紅外段的方式進(jìn)行污染的探測(cè)。遙感技術(shù)主要由遙感器、監(jiān)控平臺(tái)以及信息傳輸設(shè)備等裝置構(gòu)成，可以通過遙感器的方式進(jìn)行拍攝、掃描等功能，進(jìn)而對(duì)圖像信息進(jìn)行處理，對(duì)地面特征進(jìn)行分析，為后續(xù)的工作提供準(zhǔn)確的信息。遙感技術(shù)在應(yīng)用的過程中可以分為可見光遙感、紅外遙感、X射線等不同的類型，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇，它在土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用過程中，探測(cè)范圍更大，而且獲得資料的速度具有一定的實(shí)時(shí)性，不受時(shí)間和空間環(huán)境的影響[2]。

3.2 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)是空間信息系統(tǒng)的集成，它可以在計(jì)算機(jī)軟件以及硬件系統(tǒng)的幫助下，對(duì)地理范圍內(nèi)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、管理以及運(yùn)算等操作，具有一定的綜合性，在土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用過程中，可以與全球定位系統(tǒng)結(jié)合到一起，加強(qiáng)對(duì)土壤背景的調(diào)查與分析工作。地理信息系統(tǒng)在監(jiān)測(cè)技術(shù)中可以起到數(shù)據(jù)管理的功能，可以將土壤范圍內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行具體的計(jì)算，通過科學(xué)管理的方式進(jìn)行綜合分析和動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，為后續(xù)的土壤污染治理提供更加有效的決策信息。另一方面來說，地理信息系統(tǒng)的信息來源更加廣泛，可以對(duì)客觀的事物進(jìn)行信息提取工作，通過網(wǎng)格法等方式對(duì)這些信息進(jìn)行整合，在人機(jī)交互的方式下進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，在實(shí)際的應(yīng)用過程中可以與其他軟件工具結(jié)合到一起，提供更完整的功能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)模塊化工具的應(yīng)用。

3.3 水平定向鉆進(jìn)技術(shù)

水平定向鉆進(jìn)技術(shù)是指通過布點(diǎn)采樣的方式，在不開挖土壤表面的情況下，對(duì)土壤樣品進(jìn)行采集的過程。水平定向鉆進(jìn)技術(shù)具有一定的隨機(jī)性，在應(yīng)用的過程中可以對(duì)監(jiān)測(cè)范圍進(jìn)行劃分，通過網(wǎng)格的方式將其分布成不同的類型，然后進(jìn)行系統(tǒng)的隨機(jī)抽取，在布點(diǎn)數(shù)量上，工作人員需要注意樣本的容量要求，根據(jù)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目類型進(jìn)行具體的規(guī)定，滿足在區(qū)域以及環(huán)境上的要求。水平定向鉆進(jìn)技術(shù)相較于其他技術(shù)來說，它可以避免對(duì)土壤地面上的物體造成影響，可以在不破壞植物、人類活動(dòng)的情況下進(jìn)行樣品的采集，而且在鉆進(jìn)的過程中，通過相關(guān)資料的收集，可以避免對(duì)地下管線的影響，在監(jiān)測(cè)的過程中具有一定的靈活性[3]。

3.4 生物監(jiān)測(cè)技術(shù)

生物監(jiān)測(cè)技術(shù)是指在利用生物個(gè)體、群落在一段時(shí)間內(nèi)的變化規(guī)律，反映當(dāng)前范圍內(nèi)土壤的污染情況。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在引用的過程中具有一定的敏感性，它可以從生物學(xué)的角度對(duì)問題進(jìn)行分析。實(shí)際上，在土壤上的一些生物，它對(duì)于污染物會(huì)產(chǎn)生不同的反映，直觀的體現(xiàn)出地表特征的污染質(zhì)量狀況，但是對(duì)于生物監(jiān)測(cè)技術(shù)來說，它在應(yīng)用的過程中具有一定的復(fù)雜性，生物的類型比較多樣，在選擇的過程中需要從綜合的角度進(jìn)行考慮。近年來，生物監(jiān)測(cè)技術(shù)在土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)的應(yīng)用比較廣泛，可以根據(jù)地理位置選擇合適的動(dòng)植物，采取大量的研究，提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。生物監(jiān)測(cè)技術(shù)可以根據(jù)生物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)水平不斷的提升監(jiān)測(cè)能力，獲得指標(biāo)分析上的進(jìn)步[4]。

4 土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

在未來的發(fā)展進(jìn)程中，還將有越來越多的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用在土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)中，為了提升監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用效果，有關(guān)人員需要完善土壤評(píng)價(jià)制度，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)監(jiān)測(cè)制度的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充，保證監(jiān)測(cè)過程的有序性，必要時(shí)還可以在智能技術(shù)的幫助下，構(gòu)建自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，不通過人工也可以將信息實(shí)時(shí)的傳遞和分析，通過計(jì)算機(jī)思維的方式判斷土壤污染的狀況，同時(shí)制作成報(bào)告的形式，豐富土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的功能。另一方面來說，相關(guān)部門應(yīng)該加強(qiáng)這方面人才的培訓(xùn)，提高他們的專業(yè)技能，使得監(jiān)測(cè)技術(shù)水平得到有效的提升，注意技術(shù)在應(yīng)用中的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，滿足土壤污染治理的需求[5]。

5 結(jié)語

綜上所述，在土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用過程中，有關(guān)人員需要明確土壤污染的主要類型，對(duì)土壤環(huán)境污染監(jiān)測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)以及意義進(jìn)行全面的分析，從遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、水平定向鉆進(jìn)以及生物監(jiān)測(cè)等技術(shù)上入手，判斷土壤監(jiān)測(cè)技術(shù)的主要內(nèi)容，并且對(duì)未來的發(fā)展方向進(jìn)行展望，加強(qiáng)在制度上的完善，加強(qiáng)土壤環(huán)境的治理以及保護(hù)工作。