梁波 潘夢(mèng)垚

摘要：環(huán)境污染具有源頭多樣性、種類復(fù)雜性等特征，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用提出了較高發(fā)展要求。在把握大氣、水環(huán)境、土壤等領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)技術(shù)應(yīng)用存在的標(biāo)準(zhǔn)未完善、手段不科學(xué)等問題展開了分析，提出了技術(shù)應(yīng)用發(fā)展對(duì)策，希望能夠充分發(fā)揮各種監(jiān)測(cè)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)管方面的作用。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展對(duì)策

引言：伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染也日漸加重。而環(huán)境問題頻發(fā)不僅會(huì)給社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來負(fù)面影響，更會(huì)危機(jī)人類的生存及健康，所以國(guó)家開始出臺(tái)系列政策加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和治理。開展環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理環(huán)境污染事件，避免給生態(tài)帶來過大影響。探索環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，能夠更好地開展相關(guān)工作，為環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)際就是利用科學(xué)技術(shù)手段測(cè)定、監(jiān)控環(huán)境中各種污染物變化趨勢(shì)，通過科學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量為環(huán)境整治、管理提供可靠依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)也取得了很大進(jìn)步，從監(jiān)測(cè)內(nèi)容上主要涵蓋大氣、水、土壤等諸多領(lǐng)域，取得了各自的應(yīng)用進(jìn)展。

1.1水環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

水環(huán)境監(jiān)測(cè)主要包含COD、氨氮等多個(gè)指標(biāo)，過去通常采用手工監(jiān)測(cè)方式，在現(xiàn)場(chǎng)采樣后送至實(shí)驗(yàn)室展開水質(zhì)分析。隨著水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)日益嚴(yán)峻，開始使用生物監(jiān)測(cè)、三維熒光監(jiān)測(cè)等多種監(jiān)測(cè)技術(shù)。依靠生物體對(duì)環(huán)境變化的敏感性，可以將生物監(jiān)測(cè)和理化監(jiān)測(cè)手段一同應(yīng)用，有效反映水環(huán)境治理狀況。針對(duì)部分水質(zhì)檢測(cè)儀器受限問題，利用該技術(shù)對(duì)不同地域生物展開差異性分析，能夠根據(jù)生物對(duì)毒物耐受性變化確定污染物濃度變化情況。但應(yīng)用該技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測(cè)耗時(shí)較長(zhǎng)，因此通常不會(huì)單獨(dú)使用。應(yīng)用三維熒光監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以根據(jù)熒光強(qiáng)度、波長(zhǎng)等展開定性和定量分析，確定水體中各種離子和有機(jī)物，并根據(jù)熒光物質(zhì)強(qiáng)度測(cè)定不同組分濃度。在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化成因分析、飲用水水源檢測(cè)等領(lǐng)域，該技術(shù)能夠用于對(duì)復(fù)雜多組分污染物進(jìn)行測(cè)定，但在農(nóng)藥殘留等方面應(yīng)用受限[1]。此外，在對(duì)流域水質(zhì)變化趨勢(shì)展開分析方面，可以采用遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，根據(jù)污染物光譜特征推斷水體水質(zhì)參數(shù)，能夠用于對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化、廢水污染等情況展開監(jiān)測(cè)。

1.2大氣監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，需要將空氣中有害物當(dāng)成是監(jiān)測(cè)對(duì)象，如顆粒狀物質(zhì)、氮氧化物等等，通過監(jiān)測(cè)確認(rèn)污染成分、形成原因和發(fā)展規(guī)律，為污染治理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。傳統(tǒng)大氣污染監(jiān)測(cè)技術(shù)依然為采樣后送至實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)分析，通過高靈敏度分析儀進(jìn)行測(cè)定，常見方法包含光學(xué)分析法、化學(xué)計(jì)量法等等[2]。但隨著污染物種類增多，傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段難以適應(yīng)新狀況，因此空氣傳感器等監(jiān)測(cè)儀器逐步得到了應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)大氣顆粒物和氣態(tài)污染物檢測(cè)。如表1所示，為國(guó)內(nèi)外代表性顆粒物傳感器類型，多采用光散射法，能夠快速響應(yīng)，成本低廉，滿足在線監(jiān)測(cè)需求。在氣體污染物檢測(cè)方面，多采用電化學(xué)法、光學(xué)法、壓電振動(dòng)法等監(jiān)測(cè)技術(shù)，具有較高靈敏度。但實(shí)際應(yīng)用傳感器技術(shù)，可能受一氧化碳等物質(zhì)干擾，需要頻繁校準(zhǔn)。

1.3土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

在土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)上，同樣需要取樣方式對(duì)土壤樣品理化性質(zhì)展開分析，確定土壤環(huán)境存在的問題。但隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，也開始引進(jìn)生物技術(shù)、3S技術(shù)等開展監(jiān)測(cè)工作。應(yīng)用生物技術(shù)，可以利用生物芯片、PCR技術(shù)等把握土壤狀況，對(duì)土壤重金屬污染等展開監(jiān)測(cè)，但將消耗較多成本，因此應(yīng)用范圍有限。采用3S技術(shù)，需要將地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)和GPS技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，掌握不同區(qū)域土壤情況和環(huán)境質(zhì)量信息。該技術(shù)需要與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)配合使用，通過提前采樣開展監(jiān)測(cè)，保證結(jié)果不受其他因素干擾。在土壤污染組分測(cè)定上，考慮到環(huán)境特殊性，在引進(jìn)超痕量分析等技術(shù)分析土壤質(zhì)量狀況時(shí)，允許監(jiān)測(cè)值相差10～20%。為摸清土壤中污染物種類、空間分布等情況，需要實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)[3]。而通過數(shù)字化測(cè)量，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤環(huán)境存在的問題，為土壤治理提供依據(jù)。

2環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用問題探討

經(jīng)過了多年發(fā)展，國(guó)內(nèi)在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定成果，但與此同時(shí)社會(huì)也在飛速發(fā)展，要求環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用能夠與之相適應(yīng)。在發(fā)展的過程中，環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用問題日漸暴露，把握這些問題，能夠?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展指明方向。

2.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)未完善

從環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展來看，常用包含理化技術(shù)、生物技術(shù)和3S技術(shù)三類。理化技術(shù)和生物技術(shù)早在上世紀(jì)70年代開始應(yīng)用，直至進(jìn)入90年代以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的3S技術(shù)才取得較大發(fā)展，用于區(qū)域生態(tài)監(jiān)測(cè)、宏觀預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等領(lǐng)域。但從國(guó)家相關(guān)規(guī)范來看，直至80年代國(guó)家才針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)出臺(tái)明確規(guī)定，制定了國(guó)家級(jí)、省市級(jí)和縣級(jí)的環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范。發(fā)展至90年代，出臺(tái)了針對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的專門管理規(guī)定，將環(huán)境保護(hù)納入到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略中。在環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)踐應(yīng)用方面，隨著技術(shù)不斷更新，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范的制定卻相對(duì)滯后，難以為技術(shù)應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)。缺少制度約束，造成環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域仍然存在較多不規(guī)范行為，如監(jiān)測(cè)設(shè)備不達(dá)標(biāo)、數(shù)據(jù)處理不合規(guī)等，導(dǎo)致部分有毒有害污染物未能得到及時(shí)監(jiān)測(cè)。此外，部分輕污染項(xiàng)目則存在反復(fù)監(jiān)測(cè)情況，導(dǎo)致大量人力、物力的浪費(fèi)。受這些因素的影響，許多環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目存在監(jiān)測(cè)要素不全、監(jiān)測(cè)結(jié)果不精準(zhǔn)等問題，給出的環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)論無法全面反映環(huán)境污染情況，難以保證環(huán)境治理質(zhì)量。

2.2監(jiān)測(cè)手段不科學(xué)

相較于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，國(guó)內(nèi)引進(jìn)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的時(shí)間尚短，監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用仍然存在不科學(xué)的問題。因?yàn)樵趯?shí)踐工作中，導(dǎo)致環(huán)境污染發(fā)生的原因較多，產(chǎn)生的環(huán)境污染物在類型、結(jié)構(gòu)等方面也存在明顯差異，同時(shí)呈現(xiàn)出不斷變化趨勢(shì)，需要結(jié)合實(shí)際恰當(dāng)選擇監(jiān)測(cè)技術(shù)。如海洋污染、空氣污染的影響因素差異較大，需要根據(jù)具體污染區(qū)域合理應(yīng)用監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)環(huán)境污染物進(jìn)行追蹤調(diào)查，在正確掌握污染區(qū)情況的基礎(chǔ)上開展環(huán)境保護(hù)和治理工作，解決環(huán)境問題[4]。但目前國(guó)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)習(xí)慣采用單一技術(shù)手段，給污染物種類監(jiān)測(cè)和判斷帶來了不利影響。因?yàn)槎喙δ鼙O(jiān)測(cè)設(shè)備價(jià)格較高，后期使用維護(hù)也將產(chǎn)生較多成本，難以與現(xiàn)有管理模式相兼容，因此較少使用。如在水環(huán)境監(jiān)測(cè)中，主要在目標(biāo)點(diǎn)位通過手工方式采樣監(jiān)測(cè)，然后送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行水質(zhì)分析。在實(shí)驗(yàn)室開展手動(dòng)分析，主要對(duì)樣品實(shí)施ppm級(jí)常量監(jiān)測(cè)，利用濃度反映樣品信息，存在數(shù)據(jù)指標(biāo)不全的問題，難以對(duì)區(qū)域污染情況進(jìn)行準(zhǔn)確反映。采用單一監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，最終影響了監(jiān)測(cè)結(jié)果的可靠性，不利于環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)的健康發(fā)展。

2.3監(jiān)測(cè)工作不及時(shí)

在工業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的背景下，各種新型污染物陸續(xù)誕生，一旦出現(xiàn)泄漏事件將給環(huán)境帶來較大威脅。如在大氣污染監(jiān)測(cè)方面，存在成分復(fù)雜、污染物種類多等問題，依靠傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)新的污染狀況。而開展大氣污染治理工作，要求可以及時(shí)反映大氣環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)，保證監(jiān)測(cè)效率和質(zhì)量。采取常規(guī)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，存在污染物檢測(cè)不及時(shí)的問題，難以達(dá)到精細(xì)化的環(huán)境管理要求。如發(fā)生突發(fā)性大氣污染事故，由人員到現(xiàn)場(chǎng)取樣將面臨嚴(yán)苛條件，無法做到及時(shí)分析污染事故，難以為事件的應(yīng)急處理提供可靠數(shù)據(jù)依據(jù)。而大型污染事故的發(fā)生，往往涉及較多的環(huán)境監(jiān)測(cè)分析指標(biāo)，需要投入較多人力、物力，以往監(jiān)測(cè)技術(shù)存在難適應(yīng)的情況，將給環(huán)境監(jiān)管帶來較多困難。在環(huán)境監(jiān)測(cè)工作開展期間，也存在較多的變量，如在實(shí)施污染熱點(diǎn)區(qū)域環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)，周圍車輛、人群都可能成為干擾因素，未能實(shí)時(shí)掌控環(huán)境狀況，也將導(dǎo)致提交的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)誤差較大，給后續(xù)環(huán)境治理工作的科學(xué)開展帶來不利影響。

3環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展對(duì)策

根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)目前存在的應(yīng)用問題，需要進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)的規(guī)范化、綜合化和信息化發(fā)展，通過全方位改善取得良好技術(shù)應(yīng)用效果，滿足新時(shí)期社會(huì)發(fā)展提出的環(huán)境監(jiān)管要求。

3.1規(guī)范化發(fā)展

在環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)日新月異的背景下，應(yīng)用相關(guān)技術(shù)開展環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，需要盡快制定合理的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為技術(shù)應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)的同時(shí)，確保技術(shù)擁有普適性，能夠滿足多項(xiàng)工作開展需求。如傳感器技術(shù)作為新興技術(shù)在大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛，但與此同時(shí)傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性也遭到了質(zhì)疑，歸根究底就是由于缺乏有效技術(shù)規(guī)范。為解決技術(shù)應(yīng)用問題，歐盟環(huán)境署于2013年發(fā)布了監(jiān)控認(rèn)證計(jì)劃，針對(duì)用于空氣污染監(jiān)測(cè)的氣體傳感器出臺(tái)了專門的校準(zhǔn)和評(píng)估協(xié)議，建立了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程規(guī)范傳感器的使用。在PM2.5傳感器使用方面，原環(huán)境保護(hù)部在2017年聯(lián)合環(huán)境科學(xué)研究院等單位編制了網(wǎng)格化顆粒物監(jiān)測(cè)指南，用于從點(diǎn)位布設(shè)、檢測(cè)方法、系統(tǒng)安裝、技術(shù)要求等方面為傳感器技術(shù)應(yīng)用提供指導(dǎo)[5]。開展環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，需要對(duì)環(huán)境污染源進(jìn)行精細(xì)化評(píng)估。因此實(shí)際應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)時(shí)，需要針對(duì)不同環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域出臺(tái)專門的技術(shù)規(guī)范，用于指導(dǎo)相關(guān)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用，確保能夠取得精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，為環(huán)境治理提供可靠依據(jù)。為確保相關(guān)技術(shù)規(guī)范能夠落實(shí)，應(yīng)出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī)，加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)機(jī)構(gòu)的整治，督促相關(guān)組織、機(jī)構(gòu)建立有效制度措施，規(guī)范人員監(jiān)測(cè)行為，做到科學(xué)運(yùn)用監(jiān)測(cè)技術(shù)加強(qiáng)環(huán)境污染監(jiān)測(cè)。

3.2綜合化發(fā)展

為解決環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)手段單一等問題，需要推動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的綜合化發(fā)展，通過聯(lián)合使用多種監(jiān)測(cè)技術(shù)全面反映環(huán)境污染情況，避免出現(xiàn)污染物監(jiān)測(cè)遺漏問題。按照這一思路，需要對(duì)環(huán)境污染物監(jiān)測(cè)工作展開系統(tǒng)研究，結(jié)合不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目特點(diǎn)合理制定技術(shù)路線，通過合理搭配各種監(jiān)測(cè)技術(shù)取得理想監(jiān)測(cè)效果。如針對(duì)廢氣監(jiān)測(cè)、廢水監(jiān)測(cè)等不同項(xiàng)目，需要根據(jù)不同區(qū)域污染物種類、結(jié)構(gòu)等展開分析，編制各類污染物的監(jiān)測(cè)方案，優(yōu)化項(xiàng)目監(jiān)測(cè)技術(shù)，做到全方位反映監(jiān)測(cè)區(qū)域污染物濃度、危害性等各方面情況。如在大氣污染監(jiān)測(cè)方面，可以根據(jù)地區(qū)污染物種類、分布情況等分別開展空氣質(zhì)量加密監(jiān)測(cè)、局部污染物濃度時(shí)空分布趨勢(shì)監(jiān)測(cè)等不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。聯(lián)合采用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的多元部署，編制不同的監(jiān)測(cè)技術(shù)方案，通過開展綜合化監(jiān)測(cè)工作全面反映區(qū)域環(huán)境污染情況。針對(duì)危害性較大污染物，應(yīng)增加監(jiān)測(cè)頻率，適當(dāng)擴(kuò)大監(jiān)測(cè)項(xiàng)目范圍。而考慮這些物質(zhì)帶來的污染多屬于局部污染，濃度不高，應(yīng)加強(qiáng)痕量和超痕量分析技術(shù)利用，有效提高監(jiān)測(cè)技術(shù)靈敏度和結(jié)果精度。根據(jù)污染物監(jiān)測(cè)需求，可以引入超聲波提取、高效液相色譜等各種新型技術(shù)，可以獲得高精度環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，有效提高環(huán)境監(jiān)測(cè)水準(zhǔn)。

3.3信息化發(fā)展

在現(xiàn)代社會(huì)開展環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，除了加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度，還應(yīng)提高監(jiān)測(cè)效率，確保各種污染事件能夠得到及時(shí)應(yīng)對(duì)，盡可能減少給環(huán)境帶來的不利影響的同時(shí)，為群眾的生命安全提供保障。為此，需要推動(dòng)監(jiān)測(cè)工作的信息化發(fā)展，引進(jìn)各種自動(dòng)化、智能化技術(shù)手段實(shí)施環(huán)境監(jiān)測(cè)，增強(qiáng)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用的時(shí)效性。如在水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)方面，可以引入自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)施連續(xù)監(jiān)測(cè)，克服監(jiān)測(cè)響應(yīng)不及時(shí)的缺陷。通過建立水環(huán)境檢測(cè)預(yù)警平臺(tái)，在污染現(xiàn)場(chǎng)布置在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)掌握污染物總量變化情況，在超出平臺(tái)設(shè)定閾值時(shí)及時(shí)發(fā)出預(yù)警，提醒相關(guān)職能部門及時(shí)采取應(yīng)急措施，高效應(yīng)對(duì)水環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。在土壤污染監(jiān)測(cè)上，也可以采用便攜式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和參數(shù)水質(zhì)檢測(cè)器等對(duì)土壤開展BLE水質(zhì)綜合毒性測(cè)試，做到在線監(jiān)測(cè)土壤農(nóng)藥殘留，并提供氣候反饋。

結(jié)論：伴隨著環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，在大氣、土壤、水環(huán)境監(jiān)測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域都衍生出了較多監(jiān)測(cè)技術(shù)。結(jié)合技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀深入分析技術(shù)應(yīng)用問題，推動(dòng)技術(shù)的規(guī)范化、綜合化和信息化發(fā)展，能夠督促相關(guān)組織、機(jī)構(gòu)完成技術(shù)升級(jí)、優(yōu)化，保證環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性，從而為環(huán)境監(jiān)管提供有力技術(shù)支撐。

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