土壤環(huán)境監(jiān)測方法及其質(zhì)量控制

何偉穎

（湖州利升檢測有限公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境問題已成影響可持續(xù)發(fā)展的重要因素。在土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測實(shí)踐中，我國應(yīng)首先制定和完善土壤環(huán)境監(jiān)測方案，確定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)應(yīng)急監(jiān)測能力建設(shè)。但是在這方面還存在一些問題，土壤是我國重要自然資源之一，是農(nóng)業(yè)發(fā)展與生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土壤污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，阻礙經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。土壤是現(xiàn)代社會(huì)的物質(zhì)支撐基礎(chǔ)，關(guān)系到生產(chǎn)和人們生活的諸多方面。生態(tài)文明建設(shè)的主要內(nèi)容之一就是加強(qiáng)土壤環(huán)境污染治理，這也是建設(shè)美麗中國的客觀要求。土壤污染的潛在性決定土壤污染治理的難度、污染的復(fù)雜性和危害的不確定性。

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(shí)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(duì)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(duì)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(duì)土壤環(huán)境的認(rèn)識(shí)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5 方面的工作內(nèi)容：①土壤環(huán)境現(xiàn)場相關(guān)信息的調(diào)查工作；②土壤環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)工作；③土壤環(huán)境樣品收集工作；④土壤環(huán)境數(shù)據(jù)的分析與測試工作；⑤土壤環(huán)境的綜合評(píng)定工作。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(duì)各種影響因素進(jìn)行綜合性分析，并制定出相對(duì)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(duì)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(duì)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。

2 土壤環(huán)境監(jiān)測方法

2.1 實(shí)驗(yàn)室測定法

實(shí)驗(yàn)室測定方法包括光學(xué)方法：原子發(fā)射光譜法、熒光光譜法、氣相質(zhì)譜法（GC-MS）、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）。無機(jī)土壤化學(xué)，其中，光學(xué)分析方法具有測試范圍廣、靈敏度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。質(zhì)譜可以進(jìn)行定性和定量分析，自動(dòng)化程度高，價(jià)格高?；瘜W(xué)分析操作簡單，但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且檢測結(jié)果因人而異。土壤有機(jī)質(zhì)的色譜分析方法主要有氣相色譜法、氣相質(zhì)譜法。

2.2 現(xiàn)場測定法

現(xiàn)場測定法是指在現(xiàn)場即對(duì)土壤環(huán)境樣本進(jìn)行選取和測定。該方法對(duì)土壤現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)的布設(shè)是有一定要求的，選取的位置應(yīng)全面、準(zhǔn)確表現(xiàn)出土壤的實(shí)際污染程度和污染分布。現(xiàn)場測定方法主要監(jiān)測對(duì)象為土壤環(huán)境中的有機(jī)物或無機(jī)物，由于測定工作量大，故常采用便攜式XRF 法、便攜式氣質(zhì)聯(lián)用法等[1]。

3 當(dāng)前土壤監(jiān)測面臨的問題

3.1 污染原因不清

土壤污染的成因具有一定的復(fù)雜性和多樣性。例如，土壤污染源，包括不當(dāng)?shù)墓I(yè)生產(chǎn)、任意排放固體廢物、不當(dāng)使用農(nóng)藥和化肥、污水灌溉和大氣沉降，可能會(huì)造成土壤環(huán)境污染問題。由于我國以往的土壤環(huán)境調(diào)查沒有結(jié)合污染源進(jìn)行分析，目前還不能充分解釋土壤環(huán)境污染區(qū)的成因。

3.2 監(jiān)測評(píng)價(jià)缺乏科學(xué)性

從目前的實(shí)際情況分析，許多地區(qū)的土壤環(huán)境監(jiān)測綜合評(píng)價(jià)不夠全面。例如，在土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中，許多地區(qū)公布的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)只是一個(gè)平均值，然而這個(gè)值并不能反映一個(gè)地區(qū)土壤污染的真實(shí)情況。因此，往往公布的質(zhì)量數(shù)據(jù)與該地區(qū)土壤質(zhì)量的真實(shí)情況存在一定的實(shí)際差距。這種特殊情況的出現(xiàn)，在很大程度上是由于一些監(jiān)測技術(shù)人員在實(shí)踐過程中監(jiān)測時(shí)序安排不合理，監(jiān)測進(jìn)度存在較長的數(shù)據(jù)缺口，無法及時(shí)提供準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析信息造成的。

3.3 管理難度較大

與其他環(huán)境保護(hù)工作不同的是，處理土壤污染的過程中，整體工作難度較高，不易進(jìn)行管理，工作呈現(xiàn)復(fù)雜化的特點(diǎn)，需要得到大量的物力和人力支持，并且會(huì)消耗較多的資金。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，目前很多污染都是通過源頭進(jìn)行治理，但由于土壤內(nèi)部存在的污染物質(zhì)不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)被清除，并且少數(shù)物質(zhì)具有不可降解的特點(diǎn)，例如，工業(yè)廢水的隨意排放，導(dǎo)致周邊河流內(nèi)部含有大量的有害物質(zhì)，之后逐步對(duì)土壤產(chǎn)生不良影響，而若想有效改變現(xiàn)狀，需要相關(guān)企業(yè)安裝現(xiàn)代化污水凈化系統(tǒng)[2]。同時(shí)，工作人員采取科學(xué)合理的方法對(duì)土壤展開科學(xué)處理，可以從根本上降低土壤污染程度。另外，部分土壤污染處理技術(shù)成本較高，并且應(yīng)用效果不明顯，很難被廣泛運(yùn)用。

3.4 采樣不全面

在土壤環(huán)境信息監(jiān)測與管理過程中，必須進(jìn)行隨機(jī)抽樣，這也是保證監(jiān)測人員及時(shí)獲取相關(guān)土壤環(huán)境管理信息的重要途徑。在這種情況下，土壤環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取信息量的不確定性主要受隨機(jī)自動(dòng)采樣的影響，在隨機(jī)采樣過程中，各個(gè)監(jiān)測環(huán)節(jié)的采樣會(huì)對(duì)最終監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取的信息和結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。我國北方許多地區(qū)在土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測管理過程中，由于數(shù)據(jù)采集管理人員專業(yè)技術(shù)素質(zhì)較差，或者土壤監(jiān)測管理設(shè)備不齊全，數(shù)據(jù)采集不夠全面，對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測與管理的正常開展產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響。

3.5 隱蔽性和滯后性

在對(duì)土壤污染進(jìn)行治理時(shí)，需要工作人員提前對(duì)工作區(qū)域展開系統(tǒng)性的研究和調(diào)查，之后制定相應(yīng)的解決方案。但根據(jù)調(diào)查結(jié)果得知，一旦土壤存在污染，表明土壤已經(jīng)被污染很長一段時(shí)間，并且很難在短時(shí)間內(nèi)解決土壤污染的問題，可以得出土壤污染具有滯后性和隱蔽性的特點(diǎn)，嚴(yán)重影響土壤治理工作的開展，無法將各項(xiàng)工作措施落到實(shí)處，影響當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

根據(jù)一位資訊收集人員對(duì)某一地區(qū)的土壤污染狀況作的詳盡分析，發(fā)現(xiàn)土壤中的污染已經(jīng)持續(xù)很長一段時(shí)間，而且還沒有得到有效的控制。同時(shí)，由于土壤污染本身具有一定的滯后特性，使得今后的環(huán)境治理工作難以開展。土壤、大氣、水源等污染，盡管在實(shí)際情況下，可以對(duì)其進(jìn)行細(xì)致的分析，若一旦出現(xiàn)土壤污染，對(duì)其內(nèi)部的環(huán)境將產(chǎn)生極大的影響[3]。

4 土壤環(huán)境監(jiān)測的質(zhì)量控制措施

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(píng)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(duì)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(píng)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(dòng)自動(dòng)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(dòng)化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的形成。

4.2 現(xiàn)場快速分析技術(shù)的運(yùn)用

開展土壤環(huán)境監(jiān)測工作時(shí)，大多從環(huán)境土壤和污染現(xiàn)場入手來實(shí)現(xiàn)快速監(jiān)測，使得現(xiàn)場快速分析技術(shù)被人們所重視。例如，技術(shù)人員會(huì)重點(diǎn)檢測土壤污染區(qū)域周邊的實(shí)際地理環(huán)境，關(guān)注污染物出現(xiàn)的根本原因，了解整個(gè)污染的具體情況。針對(duì)這一特點(diǎn)，在未來發(fā)展過程中，現(xiàn)場快速分析技術(shù)將被廣泛應(yīng)用，此技術(shù)能夠幫助技術(shù)人員快速了解監(jiān)測區(qū)域的基本情況，對(duì)具體監(jiān)測方案展開系統(tǒng)性的調(diào)整，還能與自動(dòng)化技術(shù)有效融合，使得整個(gè)監(jiān)測流程更加快捷、便利。為了進(jìn)一步提高現(xiàn)場快速分析技術(shù)的運(yùn)用效果，需要合理使用重金屬分析設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多種儀器共同作業(yè)，全方位地開展環(huán)境監(jiān)測，為土壤環(huán)境監(jiān)測工作快速開展奠定基礎(chǔ)。

4.3 加大有機(jī)污染物監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)力度

在土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)未來發(fā)展過程中，受到社會(huì)發(fā)展方向的影響，有機(jī)物土壤污染將成為人們主要面臨的問題，增加了土壤治理工作的困難，基于這一背景，相關(guān)部門要不斷加強(qiáng)對(duì)有機(jī)污染物監(jiān)測技術(shù)的研究力度，掌握此技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)合理應(yīng)用，使得此技術(shù)的應(yīng)用效果和應(yīng)用范圍大幅度提升。針對(duì)有機(jī)污染物類型展開分析，當(dāng)前土壤環(huán)境監(jiān)測治理工作過程中的主要有機(jī)污染物類型包括苯胺類、石油烴等各種類型的有機(jī)物，并且此種有機(jī)物極易在水分和光照的影響下與氧氣和土壤內(nèi)部其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使得土壤內(nèi)部有機(jī)物的含量不斷提升，嚴(yán)重降低土壤品質(zhì)，使得土壤不適合動(dòng)植物生長，危害人們的身體健康，不利于社會(huì)和諧穩(wěn)定發(fā)展。針對(duì)這一特點(diǎn)，在有機(jī)污染物監(jiān)測技術(shù)未來發(fā)展過程中，要融合各類科學(xué)技術(shù)，遵循相關(guān)法律法規(guī)，通過技術(shù)人員的深入研究，促使此技術(shù)更具科學(xué)性和合理性，運(yùn)用效果更上一層樓，能夠被廣泛應(yīng)用到各種類型的土壤污染治理工作中[4]。

4.4 建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)

在未來，我國的土地資源環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，必須通過技術(shù)力量，形成一個(gè)完整的土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)，既能全面掌握土壤的基本情況，又能及時(shí)采取相應(yīng)的對(duì)策，提高土壤環(huán)境監(jiān)測的工作效率和質(zhì)量。另外，建立自主監(jiān)控系統(tǒng)也是今后環(huán)境監(jiān)控技術(shù)發(fā)展的方向。我國現(xiàn)有的自動(dòng)監(jiān)控體系主要有：①自動(dòng)監(jiān)測和控制城市大氣污染的系統(tǒng)。②水源自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)：對(duì)地表水源、地下水源進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測，確保水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。③污染源自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)：自動(dòng)監(jiān)控主要污染源，當(dāng)污染指數(shù)超過規(guī)定的范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)的措施。④自動(dòng)海岸監(jiān)控系統(tǒng)：對(duì)沿海地區(qū)可能引起海洋污染的來源進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，以達(dá)到防范。⑤生態(tài)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)：對(duì)可能造成污染的生態(tài)環(huán)境物質(zhì)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測。土壤自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)該逐步建立起來，用來提高土壤環(huán)境監(jiān)測的效率和實(shí)時(shí)性，隨時(shí)確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度[5]。

4.5 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(duì)國內(nèi)的土壤監(jiān)測方法進(jìn)行創(chuàng)新，對(duì)國內(nèi)的監(jiān)測設(shè)備體系進(jìn)行優(yōu)化。首先，要對(duì)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；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(duì)土壤環(huán)境中的污染物進(jìn)行快速的分析和監(jiān)測。

4.6 自動(dòng)化發(fā)展方向

現(xiàn)階段，大多環(huán)境監(jiān)測技術(shù)都需要技術(shù)人員進(jìn)行準(zhǔn)確的操作，對(duì)其專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的要求較高，如電阻率法、評(píng)估法的自動(dòng)化水平較低，需要工作人員進(jìn)行手動(dòng)操作，參與并高質(zhì)量完成樣品的采集、運(yùn)輸、檢測等各項(xiàng)環(huán)節(jié)。針對(duì)這一特點(diǎn)，隨著自動(dòng)化技術(shù)的廣泛運(yùn)用，應(yīng)在土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中引入自動(dòng)化技術(shù)，促使此技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)一步提高，對(duì)各項(xiàng)儀器設(shè)備展開深入化研究，能夠顯著強(qiáng)化自動(dòng)化水平，降低設(shè)備對(duì)技術(shù)人員的依賴性，可以主動(dòng)進(jìn)行檢測、檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)，具有獨(dú)自完成土壤環(huán)境監(jiān)測的能力，有效避免由于技術(shù)人員操作失誤而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不科學(xué)等現(xiàn)象。例如，可以建立自動(dòng)土壤呼吸監(jiān)測系統(tǒng)，安裝高技術(shù)的溫度熱電阻探頭，系統(tǒng)運(yùn)行過程中主動(dòng)檢測測量區(qū)域土壤內(nèi)部的溫度和濕度等參數(shù)，幫助技術(shù)人員準(zhǔn)確判斷土壤情況。

4.7 構(gòu)建綠色實(shí)驗(yàn)室，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一性

綠色環(huán)保大背景下，環(huán)境監(jiān)測工作中要做好重金屬污染防治監(jiān)測工作，在創(chuàng)新應(yīng)用中，可吸納工業(yè)領(lǐng)域中已有的清潔生產(chǎn)成功案例，建立清潔型綠色實(shí)驗(yàn)室，全面完善環(huán)境監(jiān)測預(yù)防措施，提升對(duì)監(jiān)測過程和方法的有效管理，做好重金屬污染監(jiān)測工作，進(jìn)而推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測方法的迭代更新。通過對(duì)我國污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的分析可知，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，有機(jī)物污染含量指標(biāo)采用具有便捷性、廣泛性和經(jīng)濟(jì)性的化學(xué)需氧量標(biāo)準(zhǔn)，此監(jiān)測方法具有測定時(shí)間長、二次污染大的弊端。此外，在具體應(yīng)用中，還高發(fā)監(jiān)測儀器的故障問題，最終導(dǎo)致監(jiān)測結(jié)果的失真、運(yùn)行試劑的過量消耗、二次污染問題的加重等問題?；诖?，要求盡快完善總有機(jī)碳等各類標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一化建設(shè)工作，以降低環(huán)境污染，加快實(shí)現(xiàn)環(huán)保目標(biāo)。

5 結(jié)語

綜上所述，土壤環(huán)境監(jiān)測是土壤環(huán)境污染防治過程的重中之重，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)協(xié)調(diào)配合，形成上下聯(lián)動(dòng)抓落實(shí)的工作合力，從土壤環(huán)境監(jiān)測平臺(tái)、監(jiān)測規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測環(huán)節(jié)、監(jiān)測人員等各個(gè)方面做好質(zhì)量控制工作，保障土壤環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)具有代表性、準(zhǔn)確性、標(biāo)準(zhǔn)性和可靠性，進(jìn)而為改善土壤環(huán)境質(zhì)量提供有力支撐。