環(huán)境監(jiān)測技術應用及質量控制研究
時間:2022-07-03 11:28:38
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摘要:環(huán)境監(jiān)測是開展環(huán)境保護的基礎,人們運用化學、物理、生物、醫(yī)學、信息等學科內容,研發(fā)出多種環(huán)境監(jiān)測技術,監(jiān)控反映環(huán)境質量的各項數(shù)據(jù)指標。環(huán)境監(jiān)測技術是實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護的重要工具,本文簡述了當前我國投入使用的幾種常見環(huán)境監(jiān)測技術,同時根據(jù)實際環(huán)境監(jiān)測情況,指出相關監(jiān)測技術應用時仍存在的問題,并簡要分析環(huán)境監(jiān)測技術質量控制的方法,僅供參考。
關鍵詞:環(huán)境監(jiān)測技術;樣本采集;環(huán)境監(jiān)測信息平臺
當前,我國已建立空氣監(jiān)測點共6000余個;水質監(jiān)測點共5100個,其中國家級監(jiān)測點有1000個;土壤監(jiān)測點共79941個,其中生態(tài)環(huán)境部有38880個、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有40061個、自然資源部有1000個。在監(jiān)測基礎設施不斷完善的背景下,國家應積極利用監(jiān)測技術,實現(xiàn)環(huán)境保護質量的控制。
1環(huán)境監(jiān)測技術的應用
1.1生物技術??茖W技術的發(fā)展推動了生物技術在環(huán)境監(jiān)測中的廣泛應用?,F(xiàn)代生物技術結合計算機、化學等學科,在環(huán)境監(jiān)測方面形成了目前普遍應用的生物大分子標記物監(jiān)測技術和PCR技術。其中,生物大分子監(jiān)測技術環(huán)境預警性和監(jiān)測實用性較高,通過對生態(tài)問題進行數(shù)據(jù)分析,了解生態(tài)環(huán)境與生物之間的聯(lián)系,從而為環(huán)境治理和修復提供生物理論基礎;PCR技術監(jiān)測速度和準確程度較高,應用程序便捷,操作靈敏,省時省力。生物技術是我國應急監(jiān)測儀器的重點應用技術,對環(huán)境監(jiān)測和保護起著巨大作用。1.2PLC技術。PLC技術是信息技術發(fā)展的產(chǎn)物,是一種可編程邏輯控制器,此種監(jiān)測技術采用自動化和計算機通信集成裝置。PLC技術應用裝置在外形結構上具有耐熱防潮、防震抗摔的性能,并采取隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施,可在極端氣候條件和環(huán)境中投入使用。此項技術一般應用于雨水監(jiān)測,對酸雨等大氣環(huán)境問題監(jiān)測和抗旱防洪事業(yè)等均有非常高的利用價值。1.33S技術。環(huán)境監(jiān)測中的3S技術指GPS技術、GIS(地理信息系統(tǒng))技術以及RS(遙感)技術的結合應用,是一種獨特的綜合應用技術,主要應用于環(huán)境監(jiān)測中的水資源調查和水質監(jiān)測與評價。3S技術可對水資源流域水文模擬、水域分布變化監(jiān)測、水體沼澤分布和水體質量等監(jiān)測,利用RS技術和GPS技術能夠實現(xiàn)我國濕地資源動態(tài)變化監(jiān)測,其多時相、多平臺的特點可幫助監(jiān)測部門及時獲取濕地動態(tài)信息,同時綜合GIS技術的空間分析能力對獲取的數(shù)據(jù)信息實時更新,從而對濕地生態(tài)環(huán)境進行有效監(jiān)測和管理[1-2]。1.4物理化學技術。環(huán)境監(jiān)測中的物理化學技術開發(fā)原理,是運用物理學的理論方法去研究環(huán)境污染中相關物質化學變化的基本規(guī)律,即以物理學科的原理和試驗操作為基礎,研究物質化學性質和反應變化,進一步得出相關物質化學運動和物理運動的相互關系,將污染物質中各元素進行物理化學處理,并為微妙的物質關系賦予聯(lián)系,使有害物質得到有效監(jiān)測和預估。物理化學監(jiān)測技術為環(huán)境監(jiān)測部門提供了靈敏度較強的技術支持,此項技術把污染物的傳播擴散上升到分子層面,利用此種技術原理設計出的環(huán)境監(jiān)測儀器對空氣質量進行監(jiān)測,可找到環(huán)境污染物質中的運動聯(lián)系,數(shù)據(jù)表明,該監(jiān)測設備成功檢測到約2km的空氣質量狀況,大大降低環(huán)境監(jiān)測中的儀器設備投入成本。物理化學監(jiān)測技術下的監(jiān)測數(shù)據(jù)研究價值較高,對環(huán)境治理的手段研究有著重要的促進作用,可有效推動國家公共衛(wèi)生環(huán)保事業(yè)的發(fā)展,這對環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展具有舉足輕重的作用。
2當前環(huán)境監(jiān)測技術應用仍存在的問題
2.1監(jiān)測數(shù)據(jù)無法正確有效處理。從環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境保護現(xiàn)狀來看,我國環(huán)境事業(yè)的發(fā)展方向主要是監(jiān)測與保護治理,但目前我國環(huán)境監(jiān)測技術的研發(fā)和應用仍處在發(fā)展不平衡的階段。隨著技術的不斷進步,我國環(huán)境監(jiān)測技術快速發(fā)展并取得了巨大的成就,但是,環(huán)境監(jiān)測部門在取得相關監(jiān)測數(shù)據(jù)后,只是片面地將數(shù)據(jù)進行簡單的評價分析,檢測企業(yè)或人們生產(chǎn)生活的操作是否符合相關標準參數(shù),并未從數(shù)據(jù)本身對影響環(huán)境的污染物質做深入研究,監(jiān)測數(shù)據(jù)利用率極低,所得監(jiān)測數(shù)據(jù)并未充分發(fā)揮其功能和價值。2.2監(jiān)測技術仍存在不足。近年來,我國環(huán)境監(jiān)測技術得以大力研發(fā),涉及醫(yī)學、生物學、物理、化學、互聯(lián)網(wǎng)技術、地理信息技術等學科,研發(fā)實力日漸增強。但就現(xiàn)階段環(huán)境問題來看,我國環(huán)境形勢仍然十分嚴峻,各監(jiān)測技術間的互通性較差,而且應用性能較弱,覆蓋范圍較小,在一定程度上制約著我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。當前,環(huán)境監(jiān)測技術的研發(fā)存在脫離監(jiān)測工作實際的現(xiàn)象,相關技術的投入及產(chǎn)出比例十分不協(xié)調,部分環(huán)境監(jiān)測單位仍沿用傳統(tǒng)人工監(jiān)測方法,與我國當前環(huán)境情況與技術研發(fā)前景并不匹配。同時,監(jiān)測技術的研發(fā)仍存在研發(fā)意識不足的現(xiàn)象,并未深入探究我國環(huán)境監(jiān)測的實際情況,研究方向的重點仍體現(xiàn)在理論上,并未有效上升到實際應用,環(huán)境監(jiān)測技術的應用與研發(fā)嚴重脫節(jié)。2.3應急監(jiān)測技術發(fā)展滯后。隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展,突發(fā)工業(yè)事故逐漸增多,其對環(huán)境的影響較大。一般來說,環(huán)境突發(fā)事件發(fā)生后,特征污染物需要用大型實驗室儀器進行排查,然而,從污染物采樣到實驗室檢測,大型機器設備運行成本較高。因此,現(xiàn)階段,應急監(jiān)測手段研究仍是我國環(huán)境研究的重中之重。
3環(huán)境監(jiān)測質量控制方法
3.1加強對樣本采集的控制。樣本采集是環(huán)境監(jiān)測中非常重要的環(huán)節(jié),加強對樣本采集工作的監(jiān)管和控制對環(huán)境監(jiān)測質量有著重要的保障作用。對生態(tài)環(huán)境進行現(xiàn)場采樣時,其采集技術、采集方案、采集步驟、采集設備對樣本質量都有較大的影響。為了加強樣本采集控制,環(huán)境監(jiān)測采樣前要設計精細的采樣方案,確保采樣流程規(guī)范化、設備使用的科學性以及原始數(shù)據(jù)的真實性。收集有組織顆粒物時,以垂直管段作為監(jiān)測點位的優(yōu)先考慮位置,采樣斷面與彎頭間的距離至少是煙道直徑的1.5倍,當偏差在5°~10°時,即可達到等速采樣的效果。在進行采樣收納前,應對容器進行檢查,確保裝置完好無損,對多孔篩板吸收瓶進行檢查時可在瓶內注入5mL清水,并進行瓶內抽氣操作,使流量控制在0.5L/min,如果測試阻力為4.0kPa,說明容器合格,可以投入采集使用。在記錄原始數(shù)據(jù)時,工作人員應采用多種記錄形式,確保采集數(shù)據(jù)科學合理,從而發(fā)揮樣本的最大價值。3.2加強環(huán)境監(jiān)測實驗室管理和試驗操作管理。在樣本采集完成后,相關人員應及時將樣本交給試驗中心,令其對樣本進行有效檢驗。為確保樣本數(shù)據(jù)真實性和安全性,應對樣本進行標記并保持豎直擺放;在運往實驗室時,操作人員要輕拿輕放,并確保交接過程中樣本不被污染。實驗室管理部門應確保室內環(huán)境干凈衛(wèi)生,設備符合監(jiān)測標準,并規(guī)范數(shù)據(jù)和分析記錄,從而保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的原始性和精準度,確保實驗室環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的規(guī)范化和流程化。相關部門可引進LIMS(實驗室管理系統(tǒng)),有效幫助試驗人員掌握實驗室基本情況,優(yōu)化操作行為,保障環(huán)境監(jiān)測質量。3.3建設環(huán)境監(jiān)測信息平臺。相關部門應利用信息技術,建設環(huán)境監(jiān)測信息平臺,利用大數(shù)據(jù)優(yōu)勢,建立環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫,從而為我國環(huán)境監(jiān)測提供海量數(shù)據(jù)支持和環(huán)境監(jiān)測質量監(jiān)管渠道。在環(huán)境監(jiān)測信息平臺中,建立政府、企業(yè)和群眾溝通機制,使得環(huán)境監(jiān)測治理和保護工作透明化,從而提升大眾環(huán)境治理和保護的意識,有效提升我國環(huán)境監(jiān)測質量。3.4挖掘環(huán)境監(jiān)測技術數(shù)據(jù)處理的深度。環(huán)境監(jiān)測的根本是進行環(huán)境治理與保護,使環(huán)境資源得以持續(xù)利用與開發(fā),因此環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的價值和功能除對生態(tài)環(huán)境進行指標評估和生產(chǎn)生活操作行為的約束外,也應是環(huán)境治理和保護手段研究的重要依據(jù)。生態(tài)環(huán)境,部門應對環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一整合與數(shù)據(jù)共享,深度挖掘環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)中各污染物質之間的聯(lián)系,從而找到治理方法,控制環(huán)境污染源頭,實現(xiàn)監(jiān)測技術開發(fā)的初衷和價值。3.5優(yōu)化環(huán)境監(jiān)測技術。我國國民經(jīng)濟形態(tài)的復雜性使得環(huán)境情況復雜,各地地理環(huán)境、水文形態(tài)網(wǎng)絡參差不齊,監(jiān)測環(huán)境極其惡劣,因此要想完善監(jiān)測技術整合機制,人們需要集合技術研發(fā)人員、一線監(jiān)測技術人員與環(huán)境治理單位的力量,將實際情況與理論技術統(tǒng)一結合,研發(fā)出應用性較強的監(jiān)測技術。相關部門應大力構建監(jiān)測技術網(wǎng)絡與平臺,將各項環(huán)境監(jiān)測技術統(tǒng)一結合,從而優(yōu)化監(jiān)測手段,使得技術資源得以充分利用。針對突發(fā)環(huán)境問題,著力開發(fā)應急環(huán)境監(jiān)測技術是當前環(huán)境監(jiān)測技術開發(fā)的重點。針對爆炸、油氣泄露等突發(fā)事件對環(huán)境造成的污染,應急監(jiān)測技術需要具備快速監(jiān)測、易于安裝使用、快速分析的特點,從而對污染物質迅速取樣,對事件中污染物種類、危害程度、污染范圍等進行精準判斷,為應急處理提供依據(jù)。針對當前我國應急監(jiān)測技術存在的不足,國家應統(tǒng)一布局各區(qū)域環(huán)境應急監(jiān)測技術網(wǎng)絡,幫助應急處理單位確認污染源,降低對環(huán)境的污染與危害。3.6提升監(jiān)測人員專業(yè)素質水平。相關部門通過加強環(huán)境監(jiān)測過程中各個環(huán)節(jié)工作人員專業(yè)水平培訓和理論知識的學習,確保相關技術和設備使用能夠實現(xiàn)最大價值,最大限度地發(fā)揮環(huán)境質量監(jiān)測的作用。另外,可根據(jù)相關政策法規(guī),制定監(jiān)測規(guī)范和責任,提升相關人員的思想道德意識,加強其環(huán)境質量監(jiān)控工作的效果[3-4]。2017年,中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)《關于深化環(huán)境監(jiān)測改革提高環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)質量的意見》,其中明確提出,環(huán)境監(jiān)測機構應準確界定環(huán)境監(jiān)測機構數(shù)據(jù)質量責任,建立“誰出數(shù)誰負責、誰簽字誰負責”的責任追溯制度。
4結論
環(huán)境監(jiān)測技術在環(huán)境保護中的應用,為我國環(huán)境保護和治理提供了有力武器,增強了我國環(huán)境治理效果,但綜合當前環(huán)境形勢來看,相關部門應綜合把握社會發(fā)展因素,加強對環(huán)境監(jiān)測的質量控制,不斷完善監(jiān)測手段和制度,提高監(jiān)測人員對監(jiān)測數(shù)據(jù)的重視度,有效保障我國環(huán)境監(jiān)測質量。
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作者:劉金寶 湛江 李林柱 單位:奧來國信(北京)檢測技術有限責任公司
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