環(huán)境保護(hù)在線監(jiān)測技術(shù)及其發(fā)展趨勢

湯雷，潘正一(連云港市灌南生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，江蘇 連云港 222500)

1 在線監(jiān)測技術(shù)的概述

環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)是具有在線自動環(huán)境監(jiān)測以及環(huán)境預(yù)警等多種功能的信息平臺，綜合性較強(qiáng)。此系統(tǒng)是將在線自動分析儀器作為中心，將GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、自動控制技術(shù)以及現(xiàn)代傳感器技術(shù)等等多相技術(shù)相結(jié)合，為其在線實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境提供支撐的功能。當(dāng)前，在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)在很多環(huán)境監(jiān)測方面普遍應(yīng)用，比如：空氣質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境噪音監(jiān)測和水質(zhì)監(jiān)測等。此系統(tǒng)遵循總量管理和總量控制的基本原則，將在線監(jiān)測污染源作為重要基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)監(jiān)控對象的污染物，再利用無線網(wǎng)傳輸技術(shù)對排污單位的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)追蹤。

2 環(huán)境監(jiān)測中在線監(jiān)測技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)的特點(diǎn)

在環(huán)境監(jiān)測中通過科學(xué)應(yīng)用污染源在線監(jiān)測及視頻監(jiān)測系統(tǒng)，能夠獲得精確的企業(yè)污染排放信息，而且通過實(shí)時(shí)影像的方法將污染信息向環(huán)保信息中心進(jìn)行傳送。這樣環(huán)保監(jiān)管部門就能實(shí)時(shí)、全面的監(jiān)管企業(yè)。在科技日益發(fā)展的背景下，在環(huán)境監(jiān)測工作中也運(yùn)用無線傳輸技術(shù)，其有著很強(qiáng)的適用性。其投入的成本也較少，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，充分利用無線傳輸，積極完善在線監(jiān)測系統(tǒng)，以確?？梢詫⑵髽I(yè)的具體排污情況實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)孔，再在這個(gè)基礎(chǔ)上正確判斷環(huán)境監(jiān)測工作，而且為今后的保護(hù)措施和治理措施制定提供有力的依據(jù)。

2.2 具有預(yù)警功能

在環(huán)境監(jiān)測工作中通過科學(xué)應(yīng)用在線監(jiān)測技術(shù)能夠真正實(shí)現(xiàn)人性化的預(yù)警和報(bào)警功能。在線監(jiān)測技術(shù)能夠在出現(xiàn)環(huán)境污染事件時(shí)，第一時(shí)間告知管理者有可能發(fā)生或者已經(jīng)發(fā)生的環(huán)保事故，以確保有關(guān)工作人員能夠迅速準(zhǔn)確把握污染事件。并且在線監(jiān)測技術(shù)也能夠?qū)Νh(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行自動評估，再對很多污染物排放概況進(jìn)行全面匯總分析，及時(shí)獲得污染物排放口的信息。若企業(yè)排污量上升，那么在線監(jiān)測技術(shù)就能很快預(yù)警，接著環(huán)境監(jiān)測部門就能立刻采取一些行動，進(jìn)而強(qiáng)化環(huán)境監(jiān)測效果，降低環(huán)境污染事件的發(fā)生，大大的提升環(huán)境保護(hù)工作效率。

2.3 實(shí)現(xiàn)對污染源的科學(xué)規(guī)范管理

當(dāng)前，不管是國家還是地方，其各級環(huán)保部門都對環(huán)境統(tǒng)計(jì)報(bào)表以及排污申報(bào)等等提出要求，全面掌握企業(yè)的所有資料信息，以做到實(shí)時(shí)跟蹤企業(yè)污染情況以及生產(chǎn)狀態(tài)。此外，如果想要真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)劃管理污染源，也要注意以下幾點(diǎn)：

第一，必須要對污染數(shù)據(jù)和報(bào)警系統(tǒng)實(shí)施綜合數(shù)據(jù)分析以及匯總，這樣就可以為保證環(huán)境在線監(jiān)測工作正常開展奠定堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

第二，管理者在環(huán)境監(jiān)測工作中必須要重視企業(yè)排放口，提升對其監(jiān)督管理水平。并且也要采取有效的應(yīng)對措施，對企業(yè)超標(biāo)排放以及污染排放等多種狀況進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，針對設(shè)備關(guān)閉等重要指標(biāo)，監(jiān)測人員也要進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)計(jì)分析，以保證環(huán)境監(jiān)測工作得到完善的數(shù)據(jù)服務(wù)。

第三，必須要對受控企業(yè)增強(qiáng)污染物管理，還要科學(xué)預(yù)測企業(yè)的排放總量以及今后的發(fā)展趨勢，只有這樣才能為企業(yè)后期的監(jiān)督管理工作提供有力支撐。

第四，監(jiān)測人員也要定期匯總分析區(qū)域范圍以內(nèi)的污染物排放總量，要積極加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)分析能力，迅速掌握排放趨勢，以做到實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，而且為確保區(qū)域環(huán)境監(jiān)測工作穩(wěn)定開展打下一定的技術(shù)基礎(chǔ)。

3 在線監(jiān)測技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 在水質(zhì)監(jiān)測中應(yīng)用

3.1.1 在監(jiān)測水質(zhì)毒性中應(yīng)用發(fā)光菌

對于監(jiān)測水質(zhì)毒性來說，發(fā)光菌是主要生物。發(fā)光菌的顯著特點(diǎn)是在正常生理情況下可發(fā)射熒光，發(fā)光菌處在恒定環(huán)境中，發(fā)光頻率和強(qiáng)度不會發(fā)生變化。若發(fā)光菌所處的環(huán)境有變化，特別是在于有毒害性的物質(zhì)發(fā)生接觸后，就會降低其發(fā)光強(qiáng)度[1]。有害毒性物質(zhì)濃度與發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度呈反比，有海毒性物質(zhì)濃度越低，那么發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度就越高?？蒲腥藛T對發(fā)光菌的環(huán)境敏感性進(jìn)行充分利用，將其當(dāng)作監(jiān)測水質(zhì)毒性的生物。

3.1.2 在監(jiān)測水體污染物含量中應(yīng)用生物傳感技術(shù)

生物傳感技術(shù)應(yīng)用的核心設(shè)備是生物傳感器。該設(shè)備的基本原理是：一些固化生物活性物質(zhì)和待測物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，通過將信號放大裝置和能量轉(zhuǎn)換裝置進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而且輸出電壓信號，以此獲得污染物的有關(guān)信息，如濃度信息以及屬性信息等?，F(xiàn)如今，有關(guān)生物傳感器的識別方法的科研成果不斷增加，如采用聚乙烯醇凝膠包埋方法將酵母進(jìn)行固定，再與溶液相溶，然后將溶解氧探頭插進(jìn)溶解，最后對生物耗氧量做出準(zhǔn)確測量。

3.1.3 在監(jiān)測有機(jī)物濃度中應(yīng)用紫外熒光光譜技術(shù)

應(yīng)用紫外熒光光譜技術(shù)能夠?qū)λw中的有機(jī)污染物濃度進(jìn)行監(jiān)測。此技術(shù)的基本原理是：利用對物質(zhì)被紫外光照射后的反射光進(jìn)行監(jiān)測，對物質(zhì)實(shí)施定量與定性。紫外熒光光譜技術(shù)具有諸多特征，比如：靈敏度以及精確度較高等。在監(jiān)測技術(shù)水平不斷改善的背景下，葉綠素?zé)晒鉁y定方法隨之出現(xiàn)。葉綠素?zé)晒鈾z測技術(shù)能夠很快準(zhǔn)確監(jiān)測中水體中的葉綠素含量，對水體污染進(jìn)行預(yù)警。

3.2 在大氣監(jiān)測中應(yīng)用

3.2.1 監(jiān)測大氣中的重金屬含量

大氣中包含的重金屬通常具有較強(qiáng)的不可降解性以及生物累積性，既對生物的正常生長起到抑制作用，又能夠跟隨呼吸系統(tǒng)進(jìn)到人體內(nèi)，對生理健康造車嚴(yán)重的危害。通過科學(xué)評估和分析大氣環(huán)境危害，能夠?qū)Υ髿馕廴締栴}進(jìn)行科學(xué)預(yù)防。最為廣泛應(yīng)用的技術(shù)包括離子質(zhì)譜法，還有電化學(xué)分析法等，就離子質(zhì)譜法來講，其常見的有電感耦合以及原子吸收光譜法等[2]。并且，大氣重金屬監(jiān)測設(shè)備種類也不斷增加。

3.2.2 監(jiān)測大氣中的二氧化硫濃度

大氣污染物通常包括氮氧化物以及煙塵等。而導(dǎo)致酸雨的根本原因是二氧化硫，有相當(dāng)大的危害性。經(jīng)過長時(shí)間的實(shí)踐積累以及理論沉淀，針對大氣中二氧化碳含量我國已經(jīng)擁有許多完善的監(jiān)測技術(shù)以及設(shè)備，為明顯改善大氣環(huán)境奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 我國環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)存在的主要問題

4.1 環(huán)境在線監(jiān)測結(jié)果不全面

環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)是一種自動化技術(shù)，往往依賴各種類型的監(jiān)測儀器來分析污染情況，再向電腦終端進(jìn)行傳輸，供人們參考。環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)是新興的技術(shù)，存在問題是不可避免的，重點(diǎn)是人們怎樣將問題成功克服。環(huán)境在線監(jiān)測結(jié)果不全面，是指一個(gè)在線監(jiān)測點(diǎn)僅僅可以對某項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，單純的監(jiān)測水質(zhì)或者空氣浮塵顆粒情況。不能在同一時(shí)間在線監(jiān)測多項(xiàng)指標(biāo)。若在同一時(shí)間在線監(jiān)測多項(xiàng)指標(biāo)，就必須要分別投入各種類型的監(jiān)測儀器設(shè)備，這樣就容易導(dǎo)致不同儀器設(shè)備之間產(chǎn)生干擾，而且增加投資力度。

4.2 國家需加強(qiáng)對環(huán)境在線監(jiān)測工作的支持力度

目前，國家對環(huán)境在線監(jiān)測工作的支持的總體支持力度尚顯不足，具體表現(xiàn)在投資仍然較少。國家沒有增加對環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)的投資力度，這樣環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)就不能隨著社會的進(jìn)步而及時(shí)更新?，F(xiàn)階段，環(huán)境在線監(jiān)測設(shè)備價(jià)格相當(dāng)高，很多小型企業(yè)支付能力不足。這樣就有可能不能有效監(jiān)控小企業(yè)污染的實(shí)際情況。

4.3 環(huán)境在線監(jiān)測工作缺乏有力的后續(xù)支持

環(huán)境在線監(jiān)測工作后續(xù)工作主要是指監(jiān)測到環(huán)境問題后治理該問題的工作。我國許多地區(qū)都已經(jīng)開展環(huán)境在線監(jiān)測工作，然而容易忽視治理后續(xù)環(huán)境問題的工作。環(huán)境在線監(jiān)測工作的主要目標(biāo)在于指導(dǎo)環(huán)境治理，若不能及時(shí)做好后續(xù)環(huán)境治理工作，就等同于未做環(huán)境監(jiān)測工作。

5 我國環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)過長期的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)完善，取得該成就主要依賴地理信息系統(tǒng)的完善以及儀器儀表的智能化。然而只是有發(fā)展依舊不足，隨之會出現(xiàn)許多問題，就必須要利用規(guī)范化才可以解決。我國環(huán)?？偩窒群缶帉懞芏嘁?guī)范性文件，然而制定規(guī)范的速度與應(yīng)用發(fā)展都存在滯后性。這是由于我國特有的情況而造成的。我國儀器設(shè)備種類各種各樣，而且因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)都有較大的差異性，很難真正實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)范，對于相同指標(biāo)的測量由于使用不同的方法而造成結(jié)果不同。不統(tǒng)一的數(shù)據(jù)易造成測量技術(shù)人員不相信儀器測量的精確性以及數(shù)據(jù)的真實(shí)性，若不能迅速處理該情況，就容易存在安全隱患，加大環(huán)境保護(hù)工作的開展難度。

除了以上問題，也要重視其他的問題，即系統(tǒng)方案不夠全面。大氣環(huán)境自動監(jiān)測是規(guī)模很大的工程建設(shè)項(xiàng)目，因?yàn)槿狈ωS富的經(jīng)驗(yàn)以及技術(shù)水平低下，在制定方案過程中會出現(xiàn)一些小錯(cuò)誤，造成系統(tǒng)計(jì)劃缺乏科學(xué)性和完整性，而且匆忙動工看，容易導(dǎo)致系統(tǒng)相當(dāng)粗糙，導(dǎo)致后續(xù)的改造擴(kuò)展工作不能順利進(jìn)行。當(dāng)前，我國環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)依舊不具有較強(qiáng)的針對性以及目的性。

6 環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)的今后發(fā)展趨勢

6.1 無機(jī)、有機(jī)結(jié)合，全方位監(jiān)測污染情況

因?yàn)槲覈S多企業(yè)依舊是密集型的污染能力很強(qiáng)的企業(yè)，這些企業(yè)污染物中主要是有毒有害物質(zhì)。因此，強(qiáng)化對有機(jī)物的監(jiān)測，能夠迅速將水或者空氣中包含的有毒有害物質(zhì)監(jiān)測到。然而這是重大的難點(diǎn)，也是全球環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)很難突破的問題，所以政府必須要對這個(gè)方面的投資引起重視，應(yīng)該積極引進(jìn)高素質(zhì)的人才，與現(xiàn)有的科技研發(fā)人員揚(yáng)長避短，結(jié)合對無機(jī)污染物檢測技術(shù)，研究全方位高端的針對有機(jī)污染物的監(jiān)測技術(shù)。

6.2 監(jiān)測儀器設(shè)備縮小化，及時(shí)監(jiān)測

現(xiàn)階段，我國多數(shù)環(huán)境在線監(jiān)測設(shè)備體積較大，而數(shù)據(jù)傳輸范圍不大。有些企業(yè)只能對自己范圍內(nèi)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，這樣就不能確保監(jiān)測結(jié)果是完全真實(shí)的。我國在線環(huán)境監(jiān)測技術(shù)今后的發(fā)展趨勢是監(jiān)測內(nèi)容越來越全面、監(jiān)測結(jié)果越來越嚴(yán)格、監(jiān)測數(shù)據(jù)要求越來越及時(shí)、監(jiān)測設(shè)備越來越便捷。今后的監(jiān)測設(shè)備必須要縮小體，便于隨身攜帶。作為監(jiān)測人員，能夠自己攜帶儀器設(shè)備，監(jiān)測每個(gè)企業(yè)污染物的實(shí)際排放情況，這樣就能確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確性，而且能夠確保監(jiān)測情況的時(shí)效性，防止因?yàn)閿?shù)據(jù)不能迅速更新而導(dǎo)致環(huán)境治理工作被延誤。

6.3 提升自動化程度，降低對人工參與的依賴

環(huán)境在線監(jiān)測技術(shù)通常依賴監(jiān)測儀器設(shè)備自動化的監(jiān)測，然而當(dāng)前我國環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)依舊有許多過程是人工參與的。這樣容易出現(xiàn)因?yàn)槿藶楦臄?shù)據(jù)等等因素而造成監(jiān)測結(jié)果不夠真實(shí)。因此，今后的發(fā)展趨勢必須要顯著提升環(huán)境監(jiān)測自動化程度，降低人工參與。這樣既可以節(jié)約人力資源的資金，又能確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性。并且節(jié)約的人力資源資金能夠在其他方面的研究開發(fā)中運(yùn)用，獲得良好的效果。在數(shù)據(jù)傳送上，必須要增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳送的自動化水平。研究和開發(fā)對應(yīng)的傳送技術(shù)，讓監(jiān)測到的數(shù)據(jù)可以立刻向每個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行傳送。

7 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前我國環(huán)境監(jiān)測工作中在線監(jiān)測技術(shù)極大地促進(jìn)工作開展，此技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和測量監(jiān)測目標(biāo)，將數(shù)據(jù)變化進(jìn)行全方位展示與記錄。實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，而且合理應(yīng)用在線監(jiān)測技術(shù)也能很快準(zhǔn)確的確定污染源，為制定環(huán)境保護(hù)和治理措施提供關(guān)鍵的數(shù)據(jù)依據(jù)，這在很大程度上促進(jìn)我國環(huán)境信息化建設(shè)，也進(jìn)一步加快環(huán)保事業(yè)的改革創(chuàng)新成功轉(zhuǎn)型。