環境監測技術的應用現狀及發展趨勢

王子勝

（山東省莒南縣環保局，山東 臨沂 276600）WANG Zi-sheng(Environmental Protection Bureau of Junan County,Shandong Province,Linyi276600,China)

1 引言

環境監測技術是支撐和保障環境管理的基礎，是環境保護工作的重要組成部分，是對環境質量進行跟蹤監測的重要手段，根據監測的數據評定環境質量的現狀以及發展趨勢，及時預警和發現環境污染的狀況，評估環境污染防治工程措施的治理效果，查找環境質量變化發展趨勢產生的原因以及改善環境質量的措施。在新的歷史時期，對環境監測工作也提出了新的要求，需要更多地去思考環境監測技術未來的發展方向，以充分發揮環境監測技術的作用。

2 環境監測技術的應用現狀

2.1 生物技術

生物監測技術主要應用的是生物標記技術和PCR技術進行環境監測。生物技術在環境監測過程中具有明顯的優勢，可以通過生物與環境之間的聯系途徑明確當前的生態問題，為環保措施的制定提供理論依據。現代化的生物技術屬于交叉學科，生物技術主要包括分析生物學、細胞生物學以及微生物學等方面的內容，利用信息時代的計算機技術，將生物技術與環境工程進行有機融合，能夠提升生物技術應用效率，保證檢測精度。生物技術中的大分子標記技術靈敏性較強，具有廣泛的預警功能和較強的追蹤功能，該技術的應用可以為環境污染中的生物修復提供主要數據。PCR技術相對來說更加快速、簡便，準確率更高，具有其他技術所不具備的優勢，在當前環境污染治理過程中有極為廣泛的應用[1]。

2.2 3S技術

3S技術是以遙感技術和全球的信息系統為基礎構成的，強大的信息處理與信息收集能力是3S技術最為顯著的優勢，也是3S技術能夠在環境監測過程中廣泛運用的重要前提。該技術監測能力強大，處理速度快，可以獲得廣闊地域的環境監測信息，并將處理結果矢量化。但是該項技術應用成本較高，往往在一些大型環境監測或者整體環境分析過程中使用，在小范圍環境監測或者具化的環境監測中則通常運用生物技術。例如，3S技術可以應用于水資源的管理中，通過對水資源相關數據的獲取來得到水資源環境現狀，包括生態環境變遷、水語言的模擬、水資源生態評估以及監測水體的沼澤和營養情況等。

2.3 信息技術

隨著科學技術的不斷發展，尤其是計算機技術的飛速進步，信息技術在環境監測領域中的應用越來越廣泛，發揮的價值越來越大，極大地提升了環境檢測的準確性和檢測速度，解決了傳統檢測技術應用過程中的問題。在環境監測過程中，常用的信息技術包括無線傳感器、網絡技術以及SPS技術。其中，無線傳感器網絡技術可以有效進行環境監測基站與環境監控裝置之間的通信與數據傳輸，從而實現全范圍內的監控。SPS技術則可以進行遠程操作，用于監測各種水文環境的污染情況，包括河流的水質情況以及河流的生態情況等。信息技術的應用極大地改變了環境監測技術運用形式以及應用方法，全面提升了環境監測工作的效率。

3 環境監測技術的發展趨勢

近年來，環境監測技術領域呈現出數據處理、智能監測、生物傳感器、三維激光雷達、無人機等新的技術特點。

3.1 監測儀器設備的自動化和智能化

隨著人工智能的發展，環境監測設備在近幾年得到了極大的發展，從未來發展情況來看，具有高精度、高速度、高效率的環境監測設備將會不斷開發出來并投入使用，能夠實現在線全自動化環境監測，智能化設計在線監測的方案和內容。在當前環境檢測過程中，樣品的前處理過程比較復雜，耗時較長，而且測試靈敏度較差，準確度存在一定的問題。比如，全球衛星定位系統中的紅外線遙感技術、地理信息技術等輔助手段的應用，以及超聲波提取、衍生化、旋轉蒸發、固相萃取等高效安全的樣品前處理技術的使用和大型高精密分析設備與儀器的引入，都可以有效提升數據監測的準確性，縮短樣品分析的時間，保證樣品監測的效率。

3.2 基于大數據融合的多介質環境與生態系統感知技術

大數據、物聯網、云計算等新一代信息技術的突破發展，為環保信息化建設注入了新的活力。該技術主要利用智能多元化環境傳感器、深度挖掘和模型分析、智能管理決策和信息技術等創新，通過大規模的系統應用和大數據服務，實現監測數據的交互，建立統一的環境監測數據庫，利用大數據指導環境監測技術的選擇以及環境監測方案的應用，加強信息交流與互相學習，全面提升環境監測水平和環境監測技術應用效率，使環境管理從粗放型向精細化、精準化轉變，從被動響應向主動預見轉變，從經驗判斷向大數據科學決策轉變，真正形成源頭防控、過程監管、綜合治理、全民共治的環境管理閉環，從而實現從“數字環保”向“智慧環保”的跨越[2]。

3.3 光學遙測技術獲得廣泛應用

進入21世紀后，光學遙測技術獲得廣泛應用，開始構建典型區域大氣環境綜合立體監測網絡。由于光電技術的巨大進步，光學遙測技術迅速發展，環境監測技術進入新的發展階段。光學遙測技術通常能夠遠距離監測目標環境狀況，避免了取樣、預處理以及實驗室檢測等煩瑣步驟，極大地提高了環境監測效率。2005年以來，差分吸收光譜（DOAS）、可調諧半導體激光吸收光譜（TDLAS）、傅立葉轉換紅外光譜（FTIR）、激光雷達（LIDAR）、衛星遙感等光學遙測技術獲得廣泛應用[3]。

目前我國環境監測單項技術已取得重要突破，初步形成了滿足常規監測業務需求的技術體系。研發的部分高端科研儀器，如氣溶膠雷達、單顆粒氣溶膠飛行時間質譜儀等已得到應用，并自主構建了我國首個大氣環境綜合立體監測系統。基于生物、質譜、色譜的環境監測手段也迅速發展，共同奠定了我國現代環境監測技術體系的基礎。近年來，我國在衛星遙感、激光雷達等環境監測技技術領域已達到國際先進水平。

3.4 加強對環境中有毒有害污染物質的研究

隨著時代的不斷發展以及治理力度的不斷深化，環境污染治理的重點也隨之改變，從近些年來看，我國一些地區的有毒物質和有害物質對環境的污染十分嚴重，比如，半揮發性和揮發性的有機污染物、化工廠排放的污染氣體以及一些高精密加工行業的廢水污染等。這些污染相對來說治理起來比較困難，傳統的污染監測技術以及污染治理方法已經無法滿足這些有毒有害物質監測和治理的需要，而且這些物質對環境的破壞是極大的，處理起來難度也極大。所以，必須要加強對有毒有害污染物的監測與研究，加強污染物的監督排查力度，做好環境污染治理工作，針對污染產生的源頭進行處理，保證環境總體質量的提升。

4 結語

綜上所述，在我國環保事業不斷發展的今天，加強先進的環境監測技術的應用已經刻不容緩，環境監測技術的先進性以及針對性也會不斷增強，在社會各領域的應用也會更加廣泛。本文主要通過對環境監測技術的應用現狀進行探究，指出當前環境監測過程中存在的問題以及當前主要應用的環境監測技術，指出未來環境監測技術的發展趨勢，希望能夠不斷提升環境監測水平，提高監測效率和監測質量，保證監測結果的準確性和科學性，促進環境監測工作的技術優化，提升環境監測的科學性，為我國環境保護工作的發展提供科學依據。