土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的重要性及應(yīng)用實(shí)踐

王艷華，蔣陽月，胡海蘭

（常州市常武環(huán)境科技有限公司，江蘇 常州 213000）

土壤資源是人類賴以生存的基礎(chǔ)性資源，是保證農(nóng)業(yè)與工業(yè)繁榮發(fā)展的關(guān)鍵，對于人們?nèi)粘Ｉ钆c工作有著直接的影響。做好土壤資源的狀態(tài)分析工作，具有十分重要的意義。但是，在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展節(jié)奏逐漸加快的形勢下，土壤環(huán)境卻遭受了嚴(yán)重的污染和破壞。只有做好土壤環(huán)境監(jiān)測，才能夠從數(shù)據(jù)層面上支持土壤資源的開發(fā)與環(huán)境保護(hù)工作的有效開展，為國家的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的內(nèi)涵與重要性

1.1 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的內(nèi)涵

所謂土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，其實(shí)就是科學(xué)技術(shù)與專業(yè)知識相結(jié)合的一種綜合性技術(shù)，可以通過計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、電子技術(shù)、監(jiān)控技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)對土壤環(huán)境的性能、特點(diǎn)進(jìn)行深入的分析和研究。土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以對土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，還可以有效地反饋土壤環(huán)境中存在的問題和不足，進(jìn)而加深工作人員對土壤環(huán)境的認(rèn)識與了解。

土壤環(huán)境監(jiān)測工作是我國生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)與前提，包含以下幾方面的工作內(nèi)容：第一，土壤環(huán)境現(xiàn)場相關(guān)信息的調(diào)查工作；第二，土壤環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)工作；第三，土壤環(huán)境樣品收集工作；第四，土壤環(huán)境數(shù)據(jù)的分析與測試工作；第五，土壤環(huán)境的綜合評定工作等。土壤環(huán)境監(jiān)測工作的開展容易受到各種環(huán)境因素的影響。所以，為了保障土壤環(huán)境監(jiān)測工作的質(zhì)量，需要在正式開展工作之前，對各種影響因素進(jìn)行綜合性分析，并制定出相對完善的土壤環(huán)境監(jiān)測制度。借助先進(jìn)的土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，對不同的土壤環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測，確保不同地區(qū)土壤環(huán)境的實(shí)際情況可以得到有效、真實(shí)的反映。

工作人員還可以通過分析各類數(shù)據(jù)和信息，準(zhǔn)確而全面地了解目標(biāo)區(qū)域的自然環(huán)境和土壤污染情況，在此基礎(chǔ)上制定出合理的應(yīng)對措施和解決方案，為人類與自然環(huán)境的和諧相處提供保證。

1.2 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的重要性

一直以來，粗放式的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對我國的土壤環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和破壞。尤其工業(yè)、礦業(yè)以及農(nóng)業(yè)的粗放式管理，對于土壤環(huán)境的影響最大。與大氣環(huán)境污染、水環(huán)境污染相比，土壤環(huán)境污染問題的處理與解決難度更大。究其原因，與土壤環(huán)境基礎(chǔ)調(diào)查工作相對薄弱、土壤環(huán)境相關(guān)資料不夠全面和土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)不夠完善有關(guān)。例如，我國針對土壤環(huán)境中有機(jī)物的檢測資料就非常少，而土壤環(huán)境中的有機(jī)物會對人們的身體健康產(chǎn)生直接的影響，所以，必須借助先進(jìn)的技術(shù)加強(qiáng)土壤環(huán)境的監(jiān)測與治理。近幾年來，國家相關(guān)部門越來越重視土壤環(huán)境的質(zhì)量管理工作，《土壤污染防治行動計(jì)劃》的出臺，明確了土壤環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測范圍，監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)、土壤環(huán)境數(shù)據(jù)資源整合與優(yōu)化配置等方面的工作標(biāo)準(zhǔn)，希望可以將土壤環(huán)境監(jiān)測工作覆蓋到全國范圍內(nèi)。

土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，分為以下三方面。首先，土壤環(huán)境中的營養(yǎng)成分是各類植物生長過程中必不可少的物質(zhì)，營養(yǎng)成分過多或者過少，都會對植物的健康生長產(chǎn)生影響。所以，加強(qiáng)土壤環(huán)境中營養(yǎng)成分含量的控制，在促進(jìn)農(nóng)作物生長方面發(fā)揮著十分重要的作用。而土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，則可以通過土壤環(huán)境中營養(yǎng)成分的檢測結(jié)果來更好地指導(dǎo)農(nóng)作物的澆水與施肥工作；其次，土壤環(huán)境中的重金屬含量決定著土壤環(huán)境污染問題的嚴(yán)重程度。土壤環(huán)境中的重金屬大多與工業(yè)污染和農(nóng)藥濫用有關(guān)。如果農(nóng)作物在生長過程中吸收了重金屬，而人類又食用了這些農(nóng)作物，那么人類的身體健康就會受到損害。而應(yīng)用土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，就可以對土壤環(huán)境中的重金屬含量進(jìn)行有效檢測，進(jìn)而準(zhǔn)確地判斷出某一區(qū)域的土壤環(huán)境是否遭到了嚴(yán)重的污染；最后，有機(jī)污染物可以在復(fù)雜環(huán)境行為的影響下進(jìn)行吸附解析和降解代謝，然后通過揮發(fā)、淋濾、地表徑流攜帶等方式進(jìn)入到土壤環(huán)境中，被土壤環(huán)境中的農(nóng)作物和生物吸收，并通過食物鏈，對人類的身體健康產(chǎn)生影響，而土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，則可以有效發(fā)現(xiàn)土壤環(huán)境中存在的有機(jī)污染物。

2 土壤環(huán)境污染的特點(diǎn)分析

2.1 積累性

空氣污染和水質(zhì)污染問題的形成，表現(xiàn)出了明顯的及時(shí)性與遷移性。而土壤環(huán)境污染問題的形成則表現(xiàn)出了明顯的積累性特點(diǎn)。換句話說，只有經(jīng)過長期的積累，才能夠形成嚴(yán)重的土壤污染問題。土壤環(huán)境中污染物質(zhì)的積累與土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其他因素的影響有著直接的關(guān)系。所以，土壤環(huán)境的污染問題并不是相對獨(dú)立的，如果土壤環(huán)境的污染范圍逐漸擴(kuò)大，那么后續(xù)的管理難度將會逐漸提高。

2.2 滯后性

如果對某一區(qū)域的土壤樣本進(jìn)行采集和分析，并得出該區(qū)域的土壤環(huán)境已經(jīng)遭到了污染的結(jié)論，那么就說明這一污染問題已經(jīng)在這一區(qū)域存在了很長時(shí)間，且沒有得到有效的控制。這就是土壤環(huán)境污染所表現(xiàn)出來的滯后性。滯后性對后續(xù)土壤環(huán)境管理工作的順利開展產(chǎn)生較大影響。如果是空氣污染或者水污染，工作人員可以根據(jù)污染情況進(jìn)行針對性的分析，但土壤環(huán)境污染問題一經(jīng)形成，則意味著土壤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到了大范圍的破壞。

2.3 管理難度大

與其他類型的環(huán)境污染問題相比，土壤環(huán)境的污染問題治理難度更大，需要投入的成本更多?，F(xiàn)階段，對絕大多數(shù)的環(huán)境污染問題進(jìn)行治理都可以采用切斷源頭的方式。但是，土壤環(huán)境內(nèi)部的污染物質(zhì)很難在短時(shí)間內(nèi)被降解。例如，在城市的日常管理中，工業(yè)廢水的不合理排放導(dǎo)致水資源污染問題的出現(xiàn)，那么只需要關(guān)停工廠或者在工廠內(nèi)部增設(shè)凈水系統(tǒng)，就可以有效控制并解決水資源污染問題。但是，土壤環(huán)境污染問題由于其土壤環(huán)境內(nèi)部存在著多種金屬物質(zhì)或者有機(jī)污染物質(zhì)，即便是采取土壤轉(zhuǎn)換或者土壤淋洗等方式，也無法在短時(shí)間內(nèi)完成所有污染物質(zhì)的分解，且治理成本高、治理時(shí)間長，治理效果也不甚理想。

3 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 3S技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

所謂3S技術(shù)，其實(shí)是“RS”遙感技術(shù)、“GIS”地理信息系統(tǒng)以及“GPS”全球定位系統(tǒng)三種技術(shù)的統(tǒng)稱[1]。最初的3S技術(shù)僅在測繪領(lǐng)域應(yīng)用，但是在現(xiàn)代化信息技術(shù)不斷進(jìn)步的形勢下，3S技術(shù)也開始嘗試應(yīng)用到了其他領(lǐng)域當(dāng)中。在土壤環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中，3S技術(shù)的應(yīng)用發(fā)揮著十分重要的作用。尤其是遙感技術(shù)的衛(wèi)星影像，“GIS”的空間數(shù)據(jù)管理與處理功能以及“GPS”的定位功能，都可以幫助工作人員更加全面、系統(tǒng)、準(zhǔn)確地獲取目標(biāo)區(qū)域的土壤信息和環(huán)境質(zhì)量信息，加深工作人員對土壤環(huán)境污染狀況的了解。在應(yīng)用3S技術(shù)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)，首先，工作人員要進(jìn)行土壤環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)的設(shè)置，先采集好土壤樣本，然后再經(jīng)過樣本分析、數(shù)據(jù)處理等過程，總結(jié)出目標(biāo)區(qū)域土壤信息的分布特點(diǎn)；其次，根據(jù)3S技術(shù)給出的土壤特征信息可以準(zhǔn)確地把握土壤環(huán)境變化最明顯的區(qū)域，并針對這一區(qū)域制定針對性的應(yīng)對措施，可以有效控制土壤環(huán)境的污染問題。

3.2 生物技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在土壤環(huán)境監(jiān)測工作中，生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用最為頻繁。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平不斷提高的形勢下，生物監(jiān)測技術(shù)也日趨完善。生物監(jiān)測技術(shù)可以與其他環(huán)境科學(xué)相統(tǒng)一，并發(fā)揮出更大的作用?，F(xiàn)階段，生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)在改善土壤環(huán)境質(zhì)量方面發(fā)揮著不可忽視的作用。生物芯片和PCR技術(shù)是我國最常用的生物監(jiān)測技術(shù)。與傳統(tǒng)的監(jiān)測手段相比，生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用能夠獲得更好的環(huán)境監(jiān)測效果。但是由于投入資金比較大，所以其發(fā)展與應(yīng)用始終受到限制。鑒于此，在生物監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要從經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面對生物監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善，確保其在土壤環(huán)境污染治理方面的作用可以得到充分的發(fā)揮。

3.3 水平定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

與其他技術(shù)的應(yīng)用相比，水平定向鉆進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用成本最低。但是，這一技術(shù)的技術(shù)含量偏低，所以最終的應(yīng)用效果也無法與其他技術(shù)相比。目前，在實(shí)際的土壤監(jiān)測工作中，這種技術(shù)的應(yīng)用也比較頻繁，并且因其成本低廉，監(jiān)測效果符合要求，我國已經(jīng)圍繞這一技術(shù)構(gòu)建起了覆蓋范圍廣泛的土壤環(huán)境監(jiān)測體系[2]。針對這一技術(shù)的應(yīng)用，需要注意以下幾點(diǎn)，首先，如果目標(biāo)區(qū)域的土壤成分復(fù)雜性較低，可以直接應(yīng)用這一技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測；其次，如果目標(biāo)區(qū)域的土壤成分異常復(fù)雜，則可以將這一技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合起來，以達(dá)到對土壤環(huán)境有效監(jiān)測的目的。

3.4 信息技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展水平不斷提高，且逐漸滲透到了社會發(fā)展的各行各業(yè)當(dāng)中。將以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為首的信息技術(shù)應(yīng)用到土壤環(huán)境監(jiān)測工作當(dāng)中，也可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。例如，無線傳感器技術(shù)在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用，可以不受時(shí)間與空間的限制，實(shí)現(xiàn)各類土壤監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳輸與存儲。為土壤監(jiān)測工作的高效開展奠定了基礎(chǔ)。也就是說，這一技術(shù)的應(yīng)用極大地提高了土壤環(huán)境監(jiān)測工作的靈活性與高效性。

4 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用策略

4.1 科學(xué)構(gòu)建土壤環(huán)境監(jiān)測體系

環(huán)境監(jiān)測工作是我國環(huán)境評估與環(huán)境執(zhí)法的依據(jù)，直接影響著環(huán)境污染防治與生態(tài)文明建設(shè)的工作成效。所以，要想對土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，就必須自上而下地構(gòu)建起一套土壤環(huán)境監(jiān)測體系，為環(huán)境質(zhì)量評估與環(huán)境污染預(yù)防工作的開展提供便利。與此同時(shí)，還要重點(diǎn)推動自動監(jiān)測系統(tǒng)在土壤環(huán)境監(jiān)測工作中的應(yīng)用，推進(jìn)土壤自動化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的形成。

4.2 創(chuàng)新國內(nèi)的土壤監(jiān)測方法

在土壤環(huán)境監(jiān)測工作中，不僅要積極引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，還要對國內(nèi)的土壤監(jiān)測方法進(jìn)行創(chuàng)新，對國內(nèi)的監(jiān)測設(shè)備體系進(jìn)行優(yōu)化。首先，要對科研院校的相關(guān)科研項(xiàng)目予以大力的支持，通過各種方式提升專業(yè)人才的創(chuàng)新觀念和創(chuàng)新能力，確保其可以在學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，將其應(yīng)用到國內(nèi)監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)化方面，實(shí)現(xiàn)科技成果的有效轉(zhuǎn)化[3]；其次，引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)測儀器設(shè)備的研發(fā)與創(chuàng)新，利用先進(jìn)的監(jiān)測儀器設(shè)備對土壤環(huán)境中的污染物進(jìn)行快速的分析和監(jiān)測。

4.3 加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)

人才是土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的主要應(yīng)用者。只有加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)，并組建一支優(yōu)秀的專業(yè)人才隊(duì)伍，優(yōu)化科研團(tuán)隊(duì)的結(jié)構(gòu)配置，才能夠提高對土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用效果。首先，要加強(qiáng)專業(yè)人才之間的交流與溝通，通過彼此智慧與思維的碰撞，加快土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的升級與更新；其次，創(chuàng)建大型的儀器設(shè)備共享網(wǎng)絡(luò)，從硬件設(shè)施方面為土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的研究提供支持；最后，采取交叉學(xué)科訓(xùn)練培養(yǎng)策略，通過綜合性的技術(shù)手段打造一批符合土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用要求的復(fù)合型專業(yè)人才。

5 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的必然發(fā)展趨勢

5.1 必將重視有機(jī)污染物的監(jiān)測

在未來的一段時(shí)間內(nèi)，土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用必然會對有機(jī)污染物的監(jiān)測予以高度的重視。因?yàn)樵陂L期的工業(yè)發(fā)展環(huán)境下，我國很多地區(qū)的土壤環(huán)境污染問題已經(jīng)非常嚴(yán)重。但是，土壤環(huán)境的污染問題又具有不可逆轉(zhuǎn)性，治理難度非常大。當(dāng)土壤環(huán)境遭到污染之后，污染物質(zhì)必然會對土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行長時(shí)間的破壞，土壤環(huán)境中的有機(jī)污染物可以通過食物鏈的方式進(jìn)入人體[4]。即如果人們誤食了污染土壤環(huán)境中生長的農(nóng)作物，其身體健康必然會受到嚴(yán)重的影響。鑒于此，為了避免遭到污染的土壤環(huán)境對人們身體健康的影響，必須對土壤環(huán)境中的有機(jī)污染物進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測。

5.2 自動化監(jiān)測水平必將逐漸提高

在現(xiàn)代化信息技術(shù)的支持下，土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的自動化水平必然會越來越高。對土壤環(huán)境進(jìn)行自動化的監(jiān)測，不僅可以減少監(jiān)測成本的投入，還可以提高監(jiān)測效率和監(jiān)測質(zhì)量，為土壤環(huán)境污染問題的治理打好基礎(chǔ)。例如，將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用到土壤環(huán)境監(jiān)測中，可以有效豐富土壤分析數(shù)據(jù)庫，提高自動化監(jiān)測過程的智能性，進(jìn)而從整體上提高土壤環(huán)境監(jiān)測效果，加快土壤環(huán)境數(shù)據(jù)信息的分析效率。但是，自動化監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)建需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，否則將會因?yàn)閼?yīng)用對象不適應(yīng)而無法發(fā)揮出預(yù)期的監(jiān)測效果。

5.3 監(jiān)測分析精度必將逐漸提高

土壤環(huán)境中的污染物質(zhì)會對人們的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，即便是污染物的含量非常微小，也有可能通過日積月累危害人體健康。鑒于此，土壤環(huán)境監(jiān)測管理部門的工作人員應(yīng)當(dāng)樹立“以人為本”的工作理念，重點(diǎn)提高監(jiān)測分析精度。首先，工作人員要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)開展土壤環(huán)境監(jiān)測工作，并盡可能降低人為因素對監(jiān)測分析精度的影響；其次，土壤環(huán)境監(jiān)測管理部門要重點(diǎn)引進(jìn)先進(jìn)的監(jiān)測設(shè)備，從設(shè)備和技術(shù)方面提高監(jiān)測分析精度；最后，為了有效提高監(jiān)測分析精度和效率，土壤環(huán)境監(jiān)測管理部門可以加大痕量分析技術(shù)的應(yīng)用，對土壤環(huán)境中潛在的污染因素進(jìn)行針對性監(jiān)測，從而更好地了解土壤污染狀況，并以此為基礎(chǔ)制定出切實(shí)可行的管理控制措施。

5.4 現(xiàn)場快速分析技術(shù)的應(yīng)用必然越來越廣泛

在土壤環(huán)境監(jiān)測工作中，對于現(xiàn)場快速分析技術(shù)的應(yīng)用必然會越來越廣泛。在土壤環(huán)境污染事故發(fā)生之后，土壤環(huán)境監(jiān)測管理部門應(yīng)當(dāng)在第一時(shí)間做出反應(yīng)，及時(shí)到達(dá)污染現(xiàn)場，對土壤進(jìn)行采樣和分析，從而在了解污染物質(zhì)的基礎(chǔ)上給出針對性的處理措施，避免污染時(shí)間過長，污染物質(zhì)下滲嚴(yán)重，增大土壤環(huán)境污染問題的治理難度。隨著土壤環(huán)境監(jiān)測各方面需求的不斷加大，監(jiān)測分析儀器也朝著小型化、便攜化的趨勢發(fā)展。在未來的一段時(shí)間內(nèi)，土壤環(huán)境監(jiān)測工作的開展必然會使用到更多現(xiàn)場快速分析技術(shù)[5]。對此，相關(guān)研究單位可以結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)備，優(yōu)化設(shè)備的操作流程，確保監(jiān)測人員可以快速分析出土壤環(huán)境中的污染物成分。

6 結(jié)語

綜上所述，土壤環(huán)境的污染問題具有積累性和滯后性的特點(diǎn)，且管理難度相對較高。加強(qiáng)土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，在提高土壤環(huán)境污染治理效果方面發(fā)揮著十分重要的作用。但是，受到各種因素的影響，我國對于土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀并不理想。在未來的一段時(shí)間內(nèi)，土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用必將越來越重視有機(jī)污染物的監(jiān)測和現(xiàn)場快速分析技術(shù)的應(yīng)用，土壤監(jiān)測技術(shù)的自動化監(jiān)測水平和監(jiān)測分析精度也必將逐漸提高。在這種情況下，要想對土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)用，就必須科學(xué)構(gòu)建土壤環(huán)境監(jiān)測體系、創(chuàng)新土壤監(jiān)測技術(shù)方法，并加強(qiáng)專業(yè)人才的培養(yǎng)。