生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設成效研究

柯亞芳

（江西省九江市瑞昌生態(tài)環(huán)境局，江西 瑞昌 332200）

經(jīng)濟粗放式發(fā)展引發(fā)了各種生態(tài)環(huán)境問題，而在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略指導下，各領域發(fā)展均加強了對生態(tài)環(huán)保的重視同。為了保障生態(tài)治理修復效果，各區(qū)域紛紛建設生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡，以監(jiān)測網(wǎng)絡為手段提高人們對生態(tài)環(huán)境的了解程度，并為生態(tài)環(huán)境治理修復工作的開展提供有力指導。

1 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的典型建設框架

1.1 建設目標

在《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設方案》指導下，各地紛紛開展區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設工作，并引入了大數(shù)據(jù)服務，不斷地完善監(jiān)測網(wǎng)絡框架體系。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設過程中，應結(jié)合實際情況確定生態(tài)環(huán)境監(jiān)測標準，設置多類型監(jiān)測站點，對聲環(huán)境、水環(huán)境、大氣環(huán)境等信息數(shù)據(jù)進行采集與記錄，使生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡能夠為生態(tài)治理工作提供有力支撐。

1.2 建設原則

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的建設應遵循以下原則，第一，不可以對其他數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)生干擾；第二，優(yōu)先應用嫻熟完善的技術，防止新技術濫用而影響監(jiān)測系統(tǒng)的實際運行；第三，加強對生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡的維護管理，盡可能提升監(jiān)測網(wǎng)絡端口的穩(wěn)定性；第四，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況展開統(tǒng)一布局，并與國家三級監(jiān)測網(wǎng)絡體系相協(xié)調(diào)。

1.3 具體框架

對現(xiàn)階段生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)典型的建設框架進行分析，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，是由支撐平臺、網(wǎng)絡傳輸層、感知層構(gòu)成，不同系統(tǒng)層的側(cè)重點不同。在該結(jié)構(gòu)層次協(xié)同作用下，可使生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡工作順利展開。

圖1 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的典型建設框架

2 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設思路

2.1 大氣環(huán)境監(jiān)測

在進行大氣環(huán)境監(jiān)測時，要以現(xiàn)有數(shù)據(jù)信息為依據(jù)，將生態(tài)環(huán)境監(jiān)測區(qū)域劃分為多個板塊，并將村落、社區(qū)視為板塊元素，在各個板塊內(nèi)部設置相互獨立的監(jiān)測點，將傳感器裝置設置到各監(jiān)測點內(nèi)，在該傳感器裝置作用下獲取大氣環(huán)境污染物的濃度數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分類、篩選、核驗、解析、統(tǒng)計等步驟后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視化圖表，用于呈現(xiàn)監(jiān)測點范圍內(nèi)大氣環(huán)境污染物的動態(tài)變化情況，并對污染物的走向進行預測，以此為污染治理、環(huán)境執(zhí)法等工作提供一定指導。對大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設要點進行總結(jié)，具體如下：第一，大氣環(huán)境監(jiān)測點布置原則。要嚴格控制傳感器布置的高度，需將傳感器裝置設置到距離地面2～25 m范圍區(qū)域內(nèi)，且不可將傳感器設置到角落或排污口附近，要優(yōu)先設置在空曠區(qū)域。第二，前端監(jiān)測設備。在傳感器裝置內(nèi)部設置無線傳送模式，使傳感器能夠憑借無線網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)信息，使大氣環(huán)境數(shù)據(jù)在特定范圍內(nèi)快速流通，將信息差限制在10%以內(nèi)。要結(jié)合實際情況選用大氣環(huán)境監(jiān)測設施，不可選用大體積、結(jié)構(gòu)復雜的設備設施。表1為大氣環(huán)境監(jiān)測的標準及方式。第三，云數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。為提高監(jiān)測站點信息傳輸效果及數(shù)據(jù)解析效果，可在監(jiān)測網(wǎng)絡站點內(nèi)部設置云數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，當傳感器完成數(shù)據(jù)采集后，可通過無線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)信息傳輸至云數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并運用云數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)生成大氣環(huán)境污染物動態(tài)分布圖。當?shù)刂鞴懿块T可登錄監(jiān)測點系統(tǒng)，查詢區(qū)域范圍內(nèi)的大氣環(huán)境數(shù)據(jù)，實時了解污染物成分的變化趨勢，并可依據(jù)監(jiān)測點區(qū)域大氣污染情況繪制成像圖，用于直觀性呈現(xiàn)區(qū)域污染物濃度及分布情況，為針對性地開展環(huán)境監(jiān)管、污染治理、生態(tài)恢復等工作提供數(shù)據(jù)支撐。

表1 大氣環(huán)境監(jiān)測標準及方式

2.2 水環(huán)境監(jiān)測

為便于收集水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，需搭建浮標式監(jiān)測系統(tǒng)，并設置不同類型重點用于采集水環(huán)境數(shù)據(jù)，再結(jié)合實際情況設置供電體系、無線傳輸網(wǎng)絡及監(jiān)測渠道，使水環(huán)境監(jiān)測點能夠在水庫、河流、湖泊等水環(huán)境下實現(xiàn)長久監(jiān)測。水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)通常是由水質(zhì)傳感器、錨泊體系、浮標體供電系統(tǒng)、信息傳送裝置構(gòu)成，傳感器完成水環(huán)境數(shù)據(jù)采集工作后可快速傳輸，從而極大地保障了水環(huán)境的監(jiān)測效率。對水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)建設工作要點進行總結(jié)，具體如下：第一，系統(tǒng)需具有較強的集成性，能夠?qū)崟r監(jiān)測水環(huán)境因子的變化情況。第二，重視水環(huán)境室外監(jiān)測工作，無線網(wǎng)絡設備、水質(zhì)傳感器、數(shù)據(jù)記載儀器等裝置可借助太陽能電池板進行供電，在落實水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設工作的同時加強對清潔能源的利用。第三，在水庫、湖泊、近海等區(qū)域，需對其水環(huán)境的水質(zhì)、污染源、水源地、有害藻華進行長期監(jiān)測。

2.3 聲環(huán)境監(jiān)測

總結(jié)聲環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設要點，具體如下：第一，聲環(huán)境監(jiān)測點應在質(zhì)量達標狀態(tài)下進行設置，并根據(jù)聲環(huán)境功能分區(qū)情況判斷監(jiān)測點設置的數(shù)量，通常按照村落、社區(qū)設置聲環(huán)境監(jiān)測點。第二，聲環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡由監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)傳送裝置、噪聲監(jiān)測終端構(gòu)成，當監(jiān)測終端完成聲環(huán)境信息數(shù)據(jù)采集后，將會自動存儲聲環(huán)境數(shù)據(jù)，在傳送裝置應用下將聲環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心。當監(jiān)測點捕捉到超標噪聲后，聲環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠自動錄音，并將錄音材料及聲環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心，便于相關人員解析應對。第三，在整個聲環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)，噪聲信息數(shù)據(jù)由監(jiān)測終端采集并存儲。為保障噪聲數(shù)據(jù)信息采集的精準性，降低聲環(huán)境數(shù)據(jù)誤差，需在構(gòu)建聲環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡時選用具有計量器批準證書的性能優(yōu)異的產(chǎn)品，用于把控精度，為聲環(huán)境監(jiān)督執(zhí)法與噪聲控制提供依據(jù)。第四，噪聲監(jiān)測終端功能的形成主要依靠數(shù)字信號處置技術，為確保能夠良好地采集噪聲數(shù)據(jù)信息，應于聲環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設之前掌握數(shù)字信號處置技術，熟悉技術要點。第五，為進一步確保聲環(huán)境數(shù)據(jù)信息可被良好傳輸，應以功能性能為依據(jù)選擇數(shù)據(jù)傳送裝置，并要求該裝置能夠在戶外環(huán)境下穩(wěn)定工作，將噪聲信號轉(zhuǎn)化為電信號，為聲級處理提供便利。此外，數(shù)據(jù)傳送裝置還需具備良好的防鳥停、防雨、防風等功能，并可在潮濕環(huán)境下穩(wěn)定工作，最大限度地提高聲環(huán)境信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

3 基于“十三五”規(guī)劃的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設成效分析

為更加精準地了解生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設和成效，文中對“十三五”規(guī)劃階段的成果進行總結(jié)。

3.1 提升自動監(jiān)測水平

《生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設方案》自2015年審議通過后，各地紛紛開始建設生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡，相關人員經(jīng)過“十三五”期間的努力，使我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測效果大幅度增強，并在先進技術的支撐下，實現(xiàn)了環(huán)境的自動化監(jiān)測，且完成了現(xiàn)狀監(jiān)測到預測預警的跨越。據(jù)統(tǒng)計，截止到“十三五”規(guī)劃結(jié)束，我國現(xiàn)已達到100%的自動監(jiān)測率，結(jié)合地表水自動監(jiān)測網(wǎng)絡來看，已建成2 549個地表水環(huán)境監(jiān)測站，能夠?qū)崟r監(jiān)測我國地表水的斷面信息[1]。我國在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡方面持續(xù)發(fā)力，監(jiān)測網(wǎng)絡自動化程度現(xiàn)已高于歐美發(fā)達國家，且監(jiān)測過程更為客觀真實。此外，隨著生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的持續(xù)建設，在聲環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設過程中，已完成2 062個監(jiān)測站點的構(gòu)建。

3.2 拓展生態(tài)監(jiān)測業(yè)務

隨著現(xiàn)代科技的日漸成熟，遙感技術、定位技術等先進的科學技術逐漸被應用到生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡構(gòu)建過程中，健全了生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡，構(gòu)建了一個多手段、多類型的天地空一體化監(jiān)測體系，可動態(tài)化監(jiān)控生態(tài)環(huán)境變化趨勢及狀況。

第一，衛(wèi)星遙感業(yè)務的提升。“十三五”規(guī)劃過程中我國完成了環(huán)境二號衛(wèi)星、高分五號衛(wèi)星的發(fā)射，在兩者作用下實現(xiàn)了全國生態(tài)環(huán)境的遙感監(jiān)測，借助遙感數(shù)據(jù)了解土地分布情況，搭建全方位數(shù)據(jù)庫，記載生態(tài)類型變化數(shù)據(jù)。在此基礎上，借助中高分辨率的衛(wèi)星遙感明確了我國各類型土地的分布數(shù)據(jù)，如建設用地、耕地、水域、草地、未利用土地及林地，以衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)為支撐構(gòu)建了長時間序列遙感影像數(shù)據(jù)庫，同時在9套環(huán)境遙感系統(tǒng)協(xié)同應用下，還可相互核實生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，減少環(huán)境誤差數(shù)據(jù)，繼而更好地指導環(huán)境污染治理工作。第二，監(jiān)測網(wǎng)絡覆蓋面的提升。第三，生態(tài)功能監(jiān)測的落實。在國家戰(zhàn)略指導下，中央財政將全國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的建設工作逐漸延伸至生態(tài)功能區(qū)范圍內(nèi)。結(jié)合實際情況看，現(xiàn)已建成82個防風固沙監(jiān)測點、195個水土保持監(jiān)測點、183個生物多樣性維護監(jiān)測點等，使相關工作人員能夠通過生態(tài)環(huán)境監(jiān)測功能了解分區(qū)的變化情況[2]。第四，監(jiān)測范圍的擴展?，F(xiàn)階段生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡不僅可完成現(xiàn)狀指標的監(jiān)測工作，還可在監(jiān)測網(wǎng)絡內(nèi)部設置多維度的環(huán)境評價指標，當網(wǎng)絡安全環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測完成后，可進一步基于實測數(shù)據(jù)展開環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)脅迫、生態(tài)結(jié)構(gòu)、污染負荷、生態(tài)功能分析等。

3.3 支撐生態(tài)環(huán)境執(zhí)法

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的構(gòu)建能夠為監(jiān)督執(zhí)法工作提供參考，使監(jiān)督執(zhí)法工作更具針對性，同時要搭建信息公開系統(tǒng)，將生態(tài)環(huán)境監(jiān)測結(jié)果進行公示，從而全方位推進生態(tài)環(huán)境管控工作的落實。

第一，規(guī)范排污單位的監(jiān)測工作。面向排污單位構(gòu)建專項污染監(jiān)測系統(tǒng)，并將該污染系統(tǒng)對接區(qū)域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡平臺，將排污單位監(jiān)測情況列為日常監(jiān)督執(zhí)法范圍，并定期公示排污單位污染排放數(shù)據(jù)?，F(xiàn)階段，排污單位多以自行監(jiān)測的方式控制污染物的排放，并公開信息，而對于重點排污單位，不僅需自行監(jiān)管，還需定期由主管部門進行監(jiān)測。第二，落實環(huán)境監(jiān)督執(zhí)法?！杜盼墼S可管理辦法（試行）》自2017年11月實施以來，現(xiàn)已進入排污“一證式”管理階段。為了增強生態(tài)環(huán)境監(jiān)督執(zhí)法效益，現(xiàn)已將監(jiān)督執(zhí)法數(shù)據(jù)信息列為排污單位環(huán)境保護稅的征收依據(jù)，以此進一步加強排污單位對生態(tài)環(huán)境的重視[3]。第三，設置動態(tài)化移動監(jiān)測源。隨著生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的建設發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測站的建立更加靈活可靠，一線城市現(xiàn)已逐步建設了移動式監(jiān)測站點，并將其納入全國三級遙感監(jiān)測平臺體系中。

4 結(jié)語

綜上所述，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡正在逐漸建設和應用，現(xiàn)已能夠借助監(jiān)測網(wǎng)絡掌握生態(tài)環(huán)境變化信息。通過對已結(jié)束的“十三五”規(guī)劃進行分析，并總結(jié)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的建設成效，發(fā)現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的幫助下，極大地提高了生態(tài)環(huán)境部門的自動化監(jiān)測水平，并在一定程度上拓展了其生態(tài)監(jiān)測業(yè)務，且為生態(tài)環(huán)境監(jiān)督執(zhí)法提供了有力的支撐，使當代生態(tài)環(huán)境管理工作能夠更加有序地推進。