環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

王子勝

【摘 要】隨著環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境保護(hù)工作中的應(yīng)用越來越廣泛，在環(huán)保工作中的地位越來越重要。論文主要針對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行研究，希望能夠提高環(huán)境監(jiān)測水平，加大環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用力度和應(yīng)用范圍，為環(huán)境保護(hù)工作提供專業(yè)的數(shù)據(jù)支持和改善環(huán)境質(zhì)量。

【Abstract】With the development of environmental protection industry， environmental monitoring technology has been more and more widely used in environmental protection， and played a more and more important role in environmental protection. This paper mainly studies the application status and future development trend of environmental monitoring technology， hoping to improve the level of environmental monitoring and increase the application intensity and scope of environmental monitoring technology， so as to provide professional data support for environmental protection and improve the environmental quality.

【關(guān)鍵詞】環(huán)境監(jiān)測技術(shù);應(yīng)用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

【Keywords】 environmental monitoring technology; application status; development trend

【中圖分類號(hào)】X830? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）06-0159-02

1 引言

環(huán)境監(jiān)測技術(shù)是支撐和保障環(huán)境管理的基礎(chǔ)，是環(huán)境保護(hù)工作的重要組成部分，是對環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行跟蹤監(jiān)測的重要手段，根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)評定環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢，及時(shí)預(yù)警和發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染的狀況，評估環(huán)境污染防治工程措施的治理效果，查找環(huán)境質(zhì)量變化發(fā)展趨勢產(chǎn)生的原因以及改善環(huán)境質(zhì)量的措施。在新的歷史時(shí)期，對環(huán)境監(jiān)測工作也提出了新的要求，需要更多地去思考環(huán)境監(jiān)測技術(shù)未來的發(fā)展方向，以充分發(fā)揮環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的作用。

2 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 生物技術(shù)

生物監(jiān)測技術(shù)主要應(yīng)用的是生物標(biāo)記技術(shù)和PCR技術(shù)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測。生物技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測過程中具有明顯的優(yōu)勢，可以通過生物與環(huán)境之間的聯(lián)系途徑明確當(dāng)前的生態(tài)問題，為環(huán)保措施的制定提供理論依據(jù)。現(xiàn)代化的生物技術(shù)屬于交叉學(xué)科，生物技術(shù)主要包括分析生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)以及微生物學(xué)等方面的內(nèi)容，利用信息時(shí)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將生物技術(shù)與環(huán)境工程進(jìn)行有機(jī)融合，能夠提升生物技術(shù)應(yīng)用效率，保證檢測精度。生物技術(shù)中的大分子標(biāo)記技術(shù)靈敏性較強(qiáng)，具有廣泛的預(yù)警功能和較強(qiáng)的追蹤功能，該技術(shù)的應(yīng)用可以為環(huán)境污染中的生物修復(fù)提供主要數(shù)據(jù)。PCR技術(shù)相對來說更加快速、簡便，準(zhǔn)確率更高，具有其他技術(shù)所不具備的優(yōu)勢，在當(dāng)前環(huán)境污染治理過程中有極為廣泛的應(yīng)用[1]。

2.2 3S技術(shù)

3S技術(shù)是以遙感技術(shù)和全球的信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)構(gòu)成的，強(qiáng)大的信息處理與信息收集能力是3S技術(shù)最為顯著的優(yōu)勢，也是3S技術(shù)能夠在環(huán)境監(jiān)測過程中廣泛運(yùn)用的重要前提。該技術(shù)監(jiān)測能力強(qiáng)大，處理速度快，可以獲得廣闊地域的環(huán)境監(jiān)測信息，并將處理結(jié)果矢量化。但是該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用成本較高，往往在一些大型環(huán)境監(jiān)測或者整體環(huán)境分析過程中使用，在小范圍環(huán)境監(jiān)測或者具化的環(huán)境監(jiān)測中則通常運(yùn)用生物技術(shù)。例如，3S技術(shù)可以應(yīng)用于水資源的管理中，通過對水資源相關(guān)數(shù)據(jù)的獲取來得到水資源環(huán)境現(xiàn)狀，包括生態(tài)環(huán)境變遷、水語言的模擬、水資源生態(tài)評估以及監(jiān)測水體的沼澤和營養(yǎng)情況等。

2.3 信息技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，信息技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)揮的價(jià)值越來越大，極大地提升了環(huán)境檢測的準(zhǔn)確性和檢測速度，解決了傳統(tǒng)檢測技術(shù)應(yīng)用過程中的問題。在環(huán)境監(jiān)測過程中，常用的信息技術(shù)包括無線傳感器、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及SPS技術(shù)。其中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測基站與環(huán)境監(jiān)控裝置之間的通信與數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)全范圍內(nèi)的監(jiān)控。SPS技術(shù)則可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，用于監(jiān)測各種水文環(huán)境的污染情況，包括河流的水質(zhì)情況以及河流的生態(tài)情況等。信息技術(shù)的應(yīng)用極大地改變了環(huán)境監(jiān)測技術(shù)運(yùn)用形式以及應(yīng)用方法，全面提升了環(huán)境監(jiān)測工作的效率。

3 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢

近年來，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域呈現(xiàn)出數(shù)據(jù)處理、智能監(jiān)測、生物傳感器、三維激光雷達(dá)、無人機(jī)等新的技術(shù)特點(diǎn)。

3.1 監(jiān)測儀器設(shè)備的自動(dòng)化和智能化

隨著人工智能的發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測設(shè)備在近幾年得到了極大的發(fā)展，從未來發(fā)展情況來看，具有高精度、高速度、高效率的環(huán)境監(jiān)測設(shè)備將會(huì)不斷開發(fā)出來并投入使用，能夠?qū)崿F(xiàn)在線全自動(dòng)化環(huán)境監(jiān)測，智能化設(shè)計(jì)在線監(jiān)測的方案和內(nèi)容。在當(dāng)前環(huán)境檢測過程中，樣品的前處理過程比較復(fù)雜，耗時(shí)較長，而且測試靈敏度較差，準(zhǔn)確度存在一定的問題。比如，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的紅外線遙感技術(shù)、地理信息技術(shù)等輔助手段的應(yīng)用，以及超聲波提取、衍生化、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、固相萃取等高效安全的樣品前處理技術(shù)的使用和大型高精密分析設(shè)備與儀器的引入，都可以有效提升數(shù)據(jù)監(jiān)測的準(zhǔn)確性，縮短樣品分析的時(shí)間，保證樣品監(jiān)測的效率。

3.2 基于大數(shù)據(jù)融合的多介質(zhì)環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)感知技術(shù)

大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的突破發(fā)展，為環(huán)保信息化建設(shè)注入了新的活力。該技術(shù)主要利用智能多元化環(huán)境傳感器、深度挖掘和模型分析、智能管理決策和信息技術(shù)等創(chuàng)新，通過大規(guī)模的系統(tǒng)應(yīng)用和大數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的交互，建立統(tǒng)一的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，利用大數(shù)據(jù)指導(dǎo)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的選擇以及環(huán)境監(jiān)測方案的應(yīng)用，加強(qiáng)信息交流與互相學(xué)習(xí)，全面提升環(huán)境監(jiān)測水平和環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用效率，使環(huán)境管理從粗放型向精細(xì)化、精準(zhǔn)化轉(zhuǎn)變，從被動(dòng)響應(yīng)向主動(dòng)預(yù)見轉(zhuǎn)變，從經(jīng)驗(yàn)判斷向大數(shù)據(jù)科學(xué)決策轉(zhuǎn)變，真正形成源頭防控、過程監(jiān)管、綜合治理、全民共治的環(huán)境管理閉環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)從“數(shù)字環(huán)保”向“智慧環(huán)保”的跨越[2]。

3.3 光學(xué)遙測技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用

進(jìn)入 21 世紀(jì)后，光學(xué)遙測技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用，開始構(gòu)建典型區(qū)域大氣環(huán)境綜合立體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。由于光電技術(shù)的巨大進(jìn)步，光學(xué)遙測技術(shù)迅速發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段。光學(xué)遙測技術(shù)通常能夠遠(yuǎn)距離監(jiān)測目標(biāo)環(huán)境狀況，避免了取樣、預(yù)處理以及實(shí)驗(yàn)室檢測等煩瑣步驟，極大地提高了環(huán)境監(jiān)測效率。2005 年以來，差分吸收光譜（DOAS）、可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜（TDLAS）、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜（FTIR）、激光雷達(dá)（LIDAR）、衛(wèi)星遙感等光學(xué)遙測技術(shù)獲得廣泛應(yīng)用[3]。

目前我國環(huán)境監(jiān)測單項(xiàng)技術(shù)已取得重要突破，初步形成了滿足常規(guī)監(jiān)測業(yè)務(wù)需求的技術(shù)體系。研發(fā)的部分高端科研儀器，如氣溶膠雷達(dá)、單顆粒氣溶膠飛行時(shí)間質(zhì)譜儀等已得到應(yīng)用，并自主構(gòu)建了我國首個(gè)大氣環(huán)境綜合立體監(jiān)測系統(tǒng)。基于生物、質(zhì)譜、色譜的環(huán)境監(jiān)測手段也迅速發(fā)展，共同奠定了我國現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)體系的基礎(chǔ)。近年來，我國在衛(wèi)星遙感、激光雷達(dá)等環(huán)境監(jiān)測技技術(shù)領(lǐng)域已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

3.4 加強(qiáng)對環(huán)境中有毒有害污染物質(zhì)的研究

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展以及治理力度的不斷深化，環(huán)境污染治理的重點(diǎn)也隨之改變，從近些年來看，我國一些地區(qū)的有毒物質(zhì)和有害物質(zhì)對環(huán)境的污染十分嚴(yán)重，比如，半揮發(fā)性和揮發(fā)性的有機(jī)污染物、化工廠排放的污染氣體以及一些高精密加工行業(yè)的廢水污染等。這些污染相對來說治理起來比較困難，傳統(tǒng)的污染監(jiān)測技術(shù)以及污染治理方法已經(jīng)無法滿足這些有毒有害物質(zhì)監(jiān)測和治理的需要，而且這些物質(zhì)對環(huán)境的破壞是極大的，處理起來難度也極大。所以，必須要加強(qiáng)對有毒有害污染物的監(jiān)測與研究，加強(qiáng)污染物的監(jiān)督排查力度，做好環(huán)境污染治理工作，針對污染產(chǎn)生的源頭進(jìn)行處理，保證環(huán)境總體質(zhì)量的提升。

4 結(jié)語

綜上所述，在我國環(huán)保事業(yè)不斷發(fā)展的今天，加強(qiáng)先進(jìn)的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)刻不容緩，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的先進(jìn)性以及針對性也會(huì)不斷增強(qiáng)，在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)更加廣泛。本文主要通過對環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行探究，指出當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測過程中存在的問題以及當(dāng)前主要應(yīng)用的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，指出未來環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢，希望能夠不斷提升環(huán)境監(jiān)測水平，提高監(jiān)測效率和監(jiān)測質(zhì)量，保證監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，促進(jìn)環(huán)境監(jiān)測工作的技術(shù)優(yōu)化，提升環(huán)境監(jiān)測的科學(xué)性，為我國環(huán)境保護(hù)工作的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

【參考文獻(xiàn)】

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