環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及對策研究

梁波 潘夢垚

摘要：環(huán)境污染具有源頭多樣性、種類復(fù)雜性等特征，對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用提出了較高發(fā)展要求。在把握大氣、水環(huán)境、土壤等領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對技術(shù)應(yīng)用存在的標準未完善、手段不科學(xué)等問題展開了分析，提出了技術(shù)應(yīng)用發(fā)展對策，希望能夠充分發(fā)揮各種監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境監(jiān)管方面的作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展對策

引言：伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染也日漸加重。而環(huán)境問題頻發(fā)不僅會給社會經(jīng)濟帶來負面影響，更會危機人類的生存及健康，所以國家開始出臺系列政策加強環(huán)境保護和治理。開展環(huán)境監(jiān)測工作，能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理環(huán)境污染事件，避免給生態(tài)帶來過大影響。探索環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，能夠更好地開展相關(guān)工作，為環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

環(huán)境監(jiān)測實際就是利用科學(xué)技術(shù)手段測定、監(jiān)控環(huán)境中各種污染物變化趨勢，通過科學(xué)評價環(huán)境質(zhì)量為環(huán)境整治、管理提供可靠依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)也取得了很大進步，從監(jiān)測內(nèi)容上主要涵蓋大氣、水、土壤等諸多領(lǐng)域，取得了各自的應(yīng)用進展。

1.1水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

水環(huán)境監(jiān)測主要包含COD、氨氮等多個指標，過去通常采用手工監(jiān)測方式，在現(xiàn)場采樣后送至實驗室展開水質(zhì)分析。隨著水環(huán)境風(fēng)險日益嚴峻，開始使用生物監(jiān)測、三維熒光監(jiān)測等多種監(jiān)測技術(shù)。依靠生物體對環(huán)境變化的敏感性，可以將生物監(jiān)測和理化監(jiān)測手段一同應(yīng)用，有效反映水環(huán)境治理狀況。針對部分水質(zhì)檢測儀器受限問題，利用該技術(shù)對不同地域生物展開差異性分析，能夠根據(jù)生物對毒物耐受性變化確定污染物濃度變化情況。但應(yīng)用該技術(shù)進行水環(huán)境監(jiān)測耗時較長，因此通常不會單獨使用。應(yīng)用三維熒光監(jiān)測技術(shù)，可以根據(jù)熒光強度、波長等展開定性和定量分析，確定水體中各種離子和有機物，并根據(jù)熒光物質(zhì)強度測定不同組分濃度。在湖泊富營養(yǎng)化成因分析、飲用水水源檢測等領(lǐng)域，該技術(shù)能夠用于對復(fù)雜多組分污染物進行測定，但在農(nóng)藥殘留等方面應(yīng)用受限[1]。此外，在對流域水質(zhì)變化趨勢展開分析方面，可以采用遙感監(jiān)測技術(shù)，根據(jù)污染物光譜特征推斷水體水質(zhì)參數(shù)，能夠用于對水體富營養(yǎng)化、廢水污染等情況展開監(jiān)測。

1.2大氣監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

在大氣環(huán)境監(jiān)測方面，需要將空氣中有害物當成是監(jiān)測對象，如顆粒狀物質(zhì)、氮氧化物等等，通過監(jiān)測確認污染成分、形成原因和發(fā)展規(guī)律，為污染治理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。傳統(tǒng)大氣污染監(jiān)測技術(shù)依然為采樣后送至實驗室檢測分析，通過高靈敏度分析儀進行測定，常見方法包含光學(xué)分析法、化學(xué)計量法等等[2]。但隨著污染物種類增多，傳統(tǒng)監(jiān)測手段難以適應(yīng)新狀況，因此空氣傳感器等監(jiān)測儀器逐步得到了應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)大氣顆粒物和氣態(tài)污染物檢測。如表1所示，為國內(nèi)外代表性顆粒物傳感器類型，多采用光散射法，能夠快速響應(yīng)，成本低廉，滿足在線監(jiān)測需求。在氣體污染物檢測方面，多采用電化學(xué)法、光學(xué)法、壓電振動法等監(jiān)測技術(shù)，具有較高靈敏度。但實際應(yīng)用傳感器技術(shù)，可能受一氧化碳等物質(zhì)干擾，需要頻繁校準。

1.3土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

在土壤環(huán)境監(jiān)測上，同樣需要取樣方式對土壤樣品理化性質(zhì)展開分析，確定土壤環(huán)境存在的問題。但隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，也開始引進生物技術(shù)、3S技術(shù)等開展監(jiān)測工作。應(yīng)用生物技術(shù)，可以利用生物芯片、PCR技術(shù)等把握土壤狀況，對土壤重金屬污染等展開監(jiān)測，但將消耗較多成本，因此應(yīng)用范圍有限。采用3S技術(shù)，需要將地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)和GPS技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，掌握不同區(qū)域土壤情況和環(huán)境質(zhì)量信息。該技術(shù)需要與傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)配合使用，通過提前采樣開展監(jiān)測，保證結(jié)果不受其他因素干擾。在土壤污染組分測定上，考慮到環(huán)境特殊性，在引進超痕量分析等技術(shù)分析土壤質(zhì)量狀況時，允許監(jiān)測值相差10～20%。為摸清土壤中污染物種類、空間分布等情況，需要實施動態(tài)監(jiān)測[3]。而通過數(shù)字化測量，能夠及時發(fā)現(xiàn)土壤環(huán)境存在的問題，為土壤治理提供依據(jù)。

2環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用問題探討

經(jīng)過了多年發(fā)展，國內(nèi)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定成果，但與此同時社會也在飛速發(fā)展，要求環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用能夠與之相適應(yīng)。在發(fā)展的過程中，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用問題日漸暴露，把握這些問題，能夠為環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用發(fā)展指明方向。

2.1技術(shù)標準未完善

從環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展來看，常用包含理化技術(shù)、生物技術(shù)和3S技術(shù)三類。理化技術(shù)和生物技術(shù)早在上世紀70年代開始應(yīng)用，直至進入90年代以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的3S技術(shù)才取得較大發(fā)展，用于區(qū)域生態(tài)監(jiān)測、宏觀預(yù)測預(yù)報等領(lǐng)域。但從國家相關(guān)規(guī)范來看，直至80年代國家才針對環(huán)境監(jiān)測出臺明確規(guī)定，制定了國家級、省市級和縣級的環(huán)境監(jiān)測規(guī)范。發(fā)展至90年代，出臺了針對環(huán)境監(jiān)測工作的專門管理規(guī)定，將環(huán)境保護納入到國家發(fā)展戰(zhàn)略中。在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)實踐應(yīng)用方面，隨著技術(shù)不斷更新，相關(guān)技術(shù)標準、管理規(guī)范的制定卻相對滯后，難以為技術(shù)應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)。缺少制度約束，造成環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域仍然存在較多不規(guī)范行為，如監(jiān)測設(shè)備不達標、數(shù)據(jù)處理不合規(guī)等，導(dǎo)致部分有毒有害污染物未能得到及時監(jiān)測。此外，部分輕污染項目則存在反復(fù)監(jiān)測情況，導(dǎo)致大量人力、物力的浪費。受這些因素的影響，許多環(huán)境監(jiān)測項目存在監(jiān)測要素不全、監(jiān)測結(jié)果不精準等問題，給出的環(huán)境評價結(jié)論無法全面反映環(huán)境污染情況，難以保證環(huán)境治理質(zhì)量。

2.2監(jiān)測手段不科學(xué)

相較于西方發(fā)達國家，國內(nèi)引進環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的時間尚短，監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用仍然存在不科學(xué)的問題。因為在實踐工作中，導(dǎo)致環(huán)境污染發(fā)生的原因較多，產(chǎn)生的環(huán)境污染物在類型、結(jié)構(gòu)等方面也存在明顯差異，同時呈現(xiàn)出不斷變化趨勢，需要結(jié)合實際恰當選擇監(jiān)測技術(shù)。如海洋污染、空氣污染的影響因素差異較大，需要根據(jù)具體污染區(qū)域合理應(yīng)用監(jiān)測技術(shù)對環(huán)境污染物進行追蹤調(diào)查，在正確掌握污染區(qū)情況的基礎(chǔ)上開展環(huán)境保護和治理工作，解決環(huán)境問題[4]。但目前國內(nèi)環(huán)境監(jiān)測習(xí)慣采用單一技術(shù)手段，給污染物種類監(jiān)測和判斷帶來了不利影響。因為多功能監(jiān)測設(shè)備價格較高，后期使用維護也將產(chǎn)生較多成本，難以與現(xiàn)有管理模式相兼容，因此較少使用。如在水環(huán)境監(jiān)測中，主要在目標點位通過手工方式采樣監(jiān)測，然后送至實驗室進行水質(zhì)分析。在實驗室開展手動分析，主要對樣品實施ppm級常量監(jiān)測，利用濃度反映樣品信息，存在數(shù)據(jù)指標不全的問題，難以對區(qū)域污染情況進行準確反映。采用單一監(jiān)測技術(shù)手段，最終影響了監(jiān)測結(jié)果的可靠性，不利于環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的健康發(fā)展。

2.3監(jiān)測工作不及時

在工業(yè)經(jīng)濟迅速發(fā)展的背景下，各種新型污染物陸續(xù)誕生，一旦出現(xiàn)泄漏事件將給環(huán)境帶來較大威脅。如在大氣污染監(jiān)測方面，存在成分復(fù)雜、污染物種類多等問題，依靠傳統(tǒng)監(jiān)測手段難以及時發(fā)現(xiàn)新的污染狀況。而開展大氣污染治理工作，要求可以及時反映大氣環(huán)境質(zhì)量變化趨勢，保證監(jiān)測效率和質(zhì)量。采取常規(guī)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，存在污染物檢測不及時的問題，難以達到精細化的環(huán)境管理要求。如發(fā)生突發(fā)性大氣污染事故，由人員到現(xiàn)場取樣將面臨嚴苛條件，無法做到及時分析污染事故，難以為事件的應(yīng)急處理提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。而大型污染事故的發(fā)生，往往涉及較多的環(huán)境監(jiān)測分析指標，需要投入較多人力、物力，以往監(jiān)測技術(shù)存在難適應(yīng)的情況，將給環(huán)境監(jiān)管帶來較多困難。在環(huán)境監(jiān)測工作開展期間，也存在較多的變量，如在實施污染熱點區(qū)域環(huán)境監(jiān)測時，周圍車輛、人群都可能成為干擾因素，未能實時掌控環(huán)境狀況，也將導(dǎo)致提交的監(jiān)測數(shù)據(jù)誤差較大，給后續(xù)環(huán)境治理工作的科學(xué)開展帶來不利影響。

3環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展對策

根據(jù)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)目前存在的應(yīng)用問題，需要進一步推動技術(shù)的規(guī)范化、綜合化和信息化發(fā)展，通過全方位改善取得良好技術(shù)應(yīng)用效果，滿足新時期社會發(fā)展提出的環(huán)境監(jiān)管要求。

3.1規(guī)范化發(fā)展

在環(huán)境監(jiān)測技術(shù)日新月異的背景下，應(yīng)用相關(guān)技術(shù)開展環(huán)境監(jiān)測工作，需要盡快制定合理的行業(yè)技術(shù)標準，為技術(shù)應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)的同時，確保技術(shù)擁有普適性，能夠滿足多項工作開展需求。如傳感器技術(shù)作為新興技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛，但與此同時傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)準確性也遭到了質(zhì)疑，歸根究底就是由于缺乏有效技術(shù)規(guī)范。為解決技術(shù)應(yīng)用問題，歐盟環(huán)境署于2013年發(fā)布了監(jiān)控認證計劃，針對用于空氣污染監(jiān)測的氣體傳感器出臺了專門的校準和評估協(xié)議，建立了標準測試流程規(guī)范傳感器的使用。在PM2.5傳感器使用方面，原環(huán)境保護部在2017年聯(lián)合環(huán)境科學(xué)研究院等單位編制了網(wǎng)格化顆粒物監(jiān)測指南，用于從點位布設(shè)、檢測方法、系統(tǒng)安裝、技術(shù)要求等方面為傳感器技術(shù)應(yīng)用提供指導(dǎo)[5]。開展環(huán)境監(jiān)測工作，需要對環(huán)境污染源進行精細化評估。因此實際應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測技術(shù)時，需要針對不同環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域出臺專門的技術(shù)規(guī)范，用于指導(dǎo)相關(guān)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用，確保能夠取得精準的監(jiān)測結(jié)果，為環(huán)境治理提供可靠依據(jù)。為確保相關(guān)技術(shù)規(guī)范能夠落實，應(yīng)出臺相關(guān)法律法規(guī)，加強環(huán)境監(jiān)測實驗室等相關(guān)機構(gòu)的整治，督促相關(guān)組織、機構(gòu)建立有效制度措施，規(guī)范人員監(jiān)測行為，做到科學(xué)運用監(jiān)測技術(shù)加強環(huán)境污染監(jiān)測。

3.2綜合化發(fā)展

為解決環(huán)境監(jiān)測技術(shù)手段單一等問題，需要推動監(jiān)測技術(shù)的綜合化發(fā)展，通過聯(lián)合使用多種監(jiān)測技術(shù)全面反映環(huán)境污染情況，避免出現(xiàn)污染物監(jiān)測遺漏問題。按照這一思路，需要對環(huán)境污染物監(jiān)測工作展開系統(tǒng)研究，結(jié)合不同監(jiān)測項目特點合理制定技術(shù)路線，通過合理搭配各種監(jiān)測技術(shù)取得理想監(jiān)測效果。如針對廢氣監(jiān)測、廢水監(jiān)測等不同項目，需要根據(jù)不同區(qū)域污染物種類、結(jié)構(gòu)等展開分析，編制各類污染物的監(jiān)測方案，優(yōu)化項目監(jiān)測技術(shù)，做到全方位反映監(jiān)測區(qū)域污染物濃度、危害性等各方面情況。如在大氣污染監(jiān)測方面，可以根據(jù)地區(qū)污染物種類、分布情況等分別開展空氣質(zhì)量加密監(jiān)測、局部污染物濃度時空分布趨勢監(jiān)測等不同監(jiān)測項目。聯(lián)合采用物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測項目的多元部署，編制不同的監(jiān)測技術(shù)方案，通過開展綜合化監(jiān)測工作全面反映區(qū)域環(huán)境污染情況。針對危害性較大污染物，應(yīng)增加監(jiān)測頻率，適當擴大監(jiān)測項目范圍。而考慮這些物質(zhì)帶來的污染多屬于局部污染，濃度不高，應(yīng)加強痕量和超痕量分析技術(shù)利用，有效提高監(jiān)測技術(shù)靈敏度和結(jié)果精度。根據(jù)污染物監(jiān)測需求，可以引入超聲波提取、高效液相色譜等各種新型技術(shù)，可以獲得高精度環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，有效提高環(huán)境監(jiān)測水準。

3.3信息化發(fā)展

在現(xiàn)代社會開展環(huán)境監(jiān)測工作，除了加強監(jiān)測力度，還應(yīng)提高監(jiān)測效率，確保各種污染事件能夠得到及時應(yīng)對，盡可能減少給環(huán)境帶來的不利影響的同時，為群眾的生命安全提供保障。為此，需要推動監(jiān)測工作的信息化發(fā)展，引進各種自動化、智能化技術(shù)手段實施環(huán)境監(jiān)測，增強監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用的時效性。如在水環(huán)境污染監(jiān)測方面，可以引入自動監(jiān)測技術(shù)實施連續(xù)監(jiān)測，克服監(jiān)測響應(yīng)不及時的缺陷。通過建立水環(huán)境檢測預(yù)警平臺，在污染現(xiàn)場布置在線監(jiān)測設(shè)備，能夠?qū)崟r掌握污染物總量變化情況，在超出平臺設(shè)定閾值時及時發(fā)出預(yù)警，提醒相關(guān)職能部門及時采取應(yīng)急措施，高效應(yīng)對水環(huán)境風(fēng)險。在土壤污染監(jiān)測上，也可以采用便攜式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和參數(shù)水質(zhì)檢測器等對土壤開展BLE水質(zhì)綜合毒性測試，做到在線監(jiān)測土壤農(nóng)藥殘留，并提供氣候反饋。

結(jié)論：伴隨著環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，在大氣、土壤、水環(huán)境監(jiān)測等各個領(lǐng)域都衍生出了較多監(jiān)測技術(shù)。結(jié)合技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀深入分析技術(shù)應(yīng)用問題，推動技術(shù)的規(guī)范化、綜合化和信息化發(fā)展，能夠督促相關(guān)組織、機構(gòu)完成技術(shù)升級、優(yōu)化，保證環(huán)境監(jiān)測結(jié)果準確性，從而為環(huán)境監(jiān)管提供有力技術(shù)支撐。

參考文獻

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