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摘要:我國環境監測起步相比于其他國家較晚,但是在近些年發展非常迅速,在這一領域已經取得了非常卓越的成就。我國目前各個領域的發展速度都很快,不可避免地會帶來一些環境問題。而環境監測作為環境保護的基礎,是改善這些環境問題,實現可持續發展非常重要的前提,環境監測的方法也在不斷革新。但是在方法上還存在著一定的缺陷,在污染源布點、采樣、運輸儲存等方面做得不夠,而在監測儀器和技術方面,相比發達國家還存在很大的差距。通過就目前我國比較先進的監測方法的特性和應用進行討論,分析我國目前監測方法上存在的問題,對未來的發展前景進行展望。希望能為我國環境監測方法的改進提供參考意見,以滿足我國對環境監測日益增長的需求。
關鍵詞:環境監測方法;應用現狀;現有問題;發展前景
近些年來我國環保事業得到了長足的發展,我國目前環境監測工作人員的工作素養以及現行的環境檢測標準與有關法律法規暫時還可以適應目前的工作需求。但日新月異的時代發展給未來帶來了很多未知的變量,根據有關數據,《2017年中國生態環境公報》顯示,2017年全國有239個城市環境空氣質量超標。顯然,我們面臨的環境污染問題遠遠不局限于大氣污染,其他方面的環境污染(如水污染、土壤污染甚至包括毒物的出現等)也非常嚴重。即使現在科技已經相當成熟,相應的技術等因素也需要及時地更新,我們仍然需要加大對環境監測技術的發展力度,保證環境監測工作的準確性與科學性。所以,環境監測部門應改進監測方法以進一步完善數據共享平臺,使不同級別的環保部門能使用相對權威的數據。跟隨大數據時代的潮流,精確分析并篩選監測數據,把不同時間段,不同區域的監測數據進行分析比較,以制定合理的法律規定與參考標準,確保環境監測這一事業深深扎根在國內,為人們提供更多的保障和福祉。
1.環境監測的主要方法
隨著社會的進步,人們對環境保護的意識逐步提高,環境監測在環境保護中的地位至關重要,同時,環境監測方法也是我國“兩級五類”環境保護法的重要組成部分。如今我國具有470余項較為完整的環境監測方法(見表1)[1],其中囊括了對水質、空氣、土壤、噪聲等方面的監測方法,這些環境監測標準的實行對我國環境保護起到了積極作用。
(1)水污染的監測方法
傳統水質監測方法包括生物法、遙感法、理化法等[2]。傳統方法中的遙感法,采用了衛星遙感技術,通過衛星對水體進行遙感監測并提取數據,與科研人員實地采樣數據進行分析,并使用衛星遙感技術進行水體環境反演,實現實時監測。根據不同物質的光譜不同,在遙感衛星上搭載專業級別的光譜傳感器,遙感衛星通過接收物質反射回來的光譜進行分析。水體受到污染時,根據受污染程度不同,水體中的污染物濃度與性質會隨之發生變化,可通過實地檢測數值與衛星遙感所接收的特征光譜進行對比分析,反演得出水體污染程度。水質監測方法中,生物監測的應用也正在逐步趨向于完善化,生物監測可以為環境保護管理提供更加全面的技術參考資料,有助于水環境中生態系統的改善和提高。水質生物監測方法具有監測項目多、檢測標準復雜、對研究人員專業要求較高等特點[3]。
(2)大氣污染的監測方法
隨著工業社會的逐漸發展,大氣污染日益嚴重,逐漸成為社會關注熱點。關于大氣污染的環境監測方法十分豐富,大氣環境遙感技術便是其一。大氣環境遙感技術主要可以分為兩類,主動遙感技術和被動遙感技術[4]。具體而言,主動遙感技術與被動遙感技術又可分別分為空基遙感技術和地基遙感技術。其中,空基遙感技術的監測平臺為衛星、飛機等,而地基遙感技術則是以地面為主要監測平臺的遙感監測方法[5]。大氣環境遙感監測技術與傳統大氣監測方法相比有所不同,具有監測范圍廣、監測效率高和監測成本低等特點,可對多種大氣污染物質進行監測[6],如臭氧、甲烷、氣溶膠、二氧化硫和二氧化碳等。根據監測所得指標參數,從而可對大氣環境質量進行科學評價。大氣組成成分非常復雜,除氧氣和氮氣等純氣體外,還有大氣氣溶膠這種混合體系。大氣氣溶膠不僅可以直接或間接地影響氣候變化,如霧霾等,同時還會影響人類健康,例如心肺疾病的發病率與空氣中的顆粒物、尤其是可吸入的細粒子的含量密切相關。想要監測大氣氣溶膠,通常可以采用兩種方法,一是膜采樣,其原理即將大氣引入采樣系統,使氣體通過采樣膜而大氣顆粒物則被截留到膜上;二是在線采樣,原理與膜采樣相同,其區別在于可以獲得高時間分辨率的氣溶膠特性,對監測氣溶膠特性變化十分有效。
(3)土壤污染的監測方法
土壤污染遙感監測技術利用了土壤中不同物質的特征光譜不同這一原理,結合遙感影像數據進行分析,能夠實現土壤參數的快速測定。當土壤中含有重金屬元素時,研究人員可通過重金屬元素與土壤有機質、碳酸鹽礦物、黏土礦物等物質之間的吸附或者賦存關系推斷出土壤污染程度,并得到污染物質的詳細數據(見表2)[7]。
2.環境監測方法的應用
(1)環境監測方法的地位與價值
環境監測的監測方法按照測定原理可分為化學法、生物法和物理法三種[8]。環境監測作為環境保護工作的第一道防線,是環境管理中不可或缺的一環,所有環境管理措施成效的優劣都要借助于一定的環境監測方法,在選擇環境監測方法時應注意,明確所監測地區污染物的種類及分布情況,并了解其來源,根據監測項目的要求,對有關資料進行整理,針對實際情況制定出針對性較強的處理方案。
(2)環境監測方法的應用
①對污染進行及時精確的檢測環境監測方法一大顯著的特點就是能夠對環境污染及時的監測,為開展后續環境保護工作提供準確的依據,有效的控制環境污染,在一定程度上提升了環境管理的整體水平。目前主要應用于水資源監測與濕地監測中。在對水資源的進行調查評價的過程中,主要采用了“3S”技術[9],通過GIS信息處理平臺,以及GPS和RS技術的應用可以有效及時地掌握監測水域的污染情況與污染物分布情況。而對濕地進行監測時,需要應用到多時相遙感動態監測技術,這項技術可以采集相應的數據,并有效的分析本地區的地理信息,實時監控濕地的變化,以保證采集到的信息得到有效的分析與處理。②應用于海洋環境監測領域對海洋環境進行監測時,需要充足的海洋環境預報數據,而監測岸基海洋裝置在其中發揮了重要的作用,通過實時監測海洋數據來掌握岸基海岸的基本環境情況,在經過對數據的仔細分析之后,結合實際情況可采用衛星遙感技術以及航空油污監測技術。為后續在海面上移動的油污提供充分的保障,為海洋救援工作提供合理的參考。③在其它領域的實際應用目前大部分環境監測技術都是應用于水處理方向,但是其他領域也有對應的監測手段[10],主要有土壤、噪聲、固體廢棄物這幾類。當今社會各行業發展非常迅速,城市化進程不斷加快,與此同時也帶來了非常嚴重的噪聲影響,包括:交通道路、鐵路機場、工業生產等[11]。嚴重影響人們的正常生活。所以合理地將遙感技術應用到噪聲監測工作之中,從多方位對噪聲進行監測,掌握各環節噪聲產生的主要因素,制定針對性方案,減弱或規避帶來的影響。
3.環境監測過程中存在的問題
(1)環境監測機制不完善
完善的環境監測機制是環境監測流程順利進行的保障[12]。但由于我國經濟的迅猛發展,環境問題接踵而來,交錯復雜,監測方法也在順應問題不斷改進。而傳統的監測機制卻無法適應監測方法的不斷改進,監測布點不科學,監測數據可追溯性低,無法滿足現今社會對環境的質量要求,使得監測過程受到機制的約束,監測結果也受到約束。
(2)環境監測方法不夠先進
①先進的監測技術方法前期需要大量資金引入,后期也需要時間和資金進行保養和維修,同時機器的使用也需要聘用專業的人才。且方法更新換代的速度也很快,我國現今監測自動化水平低,監測方法的先進性還有待提高[13]。②由于不同地區的貧富差距,政府對環境監測的重視程度不同,所引入的監測方法水平高低也有所不同。例如,北上廣、江浙滬地區引入的監測方法相對先進,而西部地區經濟落后,政府無法投入大量資金達到發達地區的監測水平,為平衡政府經濟壓力,引用的監測方法也相對落后。③環境監測技術具有連續性,短時間的環境監測數據太過片面,監測技術需對地區連續監測,技術的更新換代受制約。
(3)環境監測管理不科學
①我國早期對環境監測不夠重視[14],現今質量管理制度落實不到位,信息化數據管理不健全,對監測結果制約不足,使監測作用弱化。②由于各地區的監測方法不同,監測技術標準不統一,評價指標不完善,我國各地區缺少統一的科學的管理制度,無法為前期的監測結果做有效的評估。而且,各地區的監管方式相對單一,未成體系的單一模式無法滿足治理環境所需數據要求。
(4)環境監測人才匱乏
環境監測在中國起步較晚,技術方法、制度措施不夠完善,專業的環境監測知識并未普及,從事監測專業的人才也少之又少。專業人才是數據真實有效的保障,技術人員配比不足,導致團隊數據收集不準確,機器使用不正確保養不及時等問題,降低環境監測效率。
4.結語
綜上所述,隨經濟社會的迅速發展,環境問題日益惡化,面對環境污染,各國積極開展環境保護治理及研究工作。環境監測作為環境保護工作的第一道防線,為環境治理提供依據,是不可忽視的一個環節。環境監測能夠對污染進行精準檢測、評價及分析,運用不同方法實現對環境的數字化監管報告及監測預警。環境監測工作存在很多難題,除了選擇合適先進的監測方法外,還需相關部門重視環境監測,加大資金投入,完善科學的監測體系,規范制定監測標準,引進專業人才,提高專業技能與素養,落實質量管理制度,不斷提高科學監測水平。在不足中尋找問題,解決問題,才能使監測結果更加真實有效,切實提高環境監測的工作效率,從而為環境污染治理提供治理方向。
作者:杜欽偉 鄧小茜 郭冰冰 王新 單位:沈陽工業大學環境與化學工程學院