生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)的有效應(yīng)用探討

盧勇鋒

（龍川縣環(huán)境保護局，廣東 龍川 517300）

隨著近年來我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，環(huán)境問題也變得越來越嚴重，而生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)是發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題、提升環(huán)境質(zhì)量的重要途徑。

1 生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

1.1 生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)人員綜合素質(zhì)較低

技術(shù)人員作為生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保工作的主體，其綜合素質(zhì)的高低將對生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保工作的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保工作對工作人員的知識與技術(shù)水平有著較高的要求，要求技術(shù)人員不僅要掌握基礎(chǔ)的檢測技術(shù)與環(huán)保技術(shù)，還要根據(jù)我國生態(tài)環(huán)境的實際情況，對檢測技術(shù)與環(huán)保技術(shù)進行優(yōu)化。現(xiàn)階段，我國大部分技術(shù)人員都能夠認識到生態(tài)環(huán)境保護的重要性，但其思想認識還比較狹隘，只看到環(huán)境污染等方面的問題，對生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)等方面的認知還不夠清晰，難以推動我國生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)的進一步發(fā)展。生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)不僅需要用到化學(xué)專業(yè)領(lǐng)域的知識，還要用到地理、物理等專業(yè)領(lǐng)域的知識。如果技術(shù)人員在未來的工作過程中，仍滿足于現(xiàn)有的工作現(xiàn)狀，不努力豐富自己的知識結(jié)構(gòu)體系，提升自身的綜合素質(zhì)，必然阻礙生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)的進一步發(fā)展[1]。

1.2 生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)的資金與制度不足

一方面，生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)在應(yīng)用過程中，需要應(yīng)用大量的精密儀器與設(shè)備，如果沒有足夠的資金投入，將難以推動生態(tài)環(huán)境檢測工作的進一步開展。現(xiàn)階段，我國對于生態(tài)環(huán)境保護雖然予以了足夠的重視及資金支持，但在生態(tài)環(huán)境檢測方面的投入還比較欠缺，缺乏針對生態(tài)環(huán)境檢測專項資金的支撐。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，生態(tài)環(huán)境檢測技術(shù)與設(shè)備也在不斷升級換代。我國大部分實驗室的技術(shù)與設(shè)備已經(jīng)落后于時代，無法滿足環(huán)境檢測與保護工作的發(fā)展需求，因而不利于生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)的進一步發(fā)展。

另一方面，我國生態(tài)環(huán)境檢測及保護技術(shù)的政策與制度建設(shè)還不夠完善，較低的違法成本與處罰力度加大了不法分子的囂張氣焰，大量不法分子為了謀取利益，專門對我國的生態(tài)環(huán)境進行破壞。這種現(xiàn)象會嚴重影響生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用效果，不利于環(huán)保工作的順利開展，難以發(fā)揮政策與制度的指導(dǎo)性與約束性作用[2]。

2 常見的生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)

2.1 生態(tài)足跡模型

生態(tài)足跡模型是生態(tài)環(huán)境檢測中比較常用的一種模型。生態(tài)足跡（ecological footprint）由Willian E.Rees于20世紀90年代提出。其指的是能夠持續(xù)提供資源、消納廢物、具有生物生產(chǎn)力的地域空間，也可以理解為維持某一單位生存所需要的地域面積。生態(tài)足跡模型常被用來評估人類對生態(tài)系統(tǒng)的影響，反映人類為了生存所需要利用自然的量[3]。例如：一個人為了生存，需要消耗一定的糧食，那么生產(chǎn)這些糧食所需要的耕地面積，就可以被視為生態(tài)足跡。一個人為了生存，需要排放CO2，那么吸收這些CO2所需要的綠地面積，也可以被視為生態(tài)足跡。生態(tài)足跡的值越高，說明人類對生態(tài)環(huán)境的破壞越嚴重，所以生態(tài)足跡模型也常被用于檢測人類對地球生態(tài)環(huán)境的影響。

生態(tài)足跡模型的建立需要考慮以下幾個因素：某一單位實際消耗的能源、資源的具體消費量數(shù)值；根據(jù)具體消費量數(shù)值，如產(chǎn)生垃圾的數(shù)量、消耗資源的數(shù)量，將其轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)性土地面積；制定統(tǒng)一的標準，判斷土地的面積。

生態(tài)足跡模型常被用于計算區(qū)域內(nèi)的生態(tài)盈余、生態(tài)赤字、生態(tài)承載能力等指標，是檢測與評價人類對地球生態(tài)環(huán)境影響的重要方法之一，具體計算步驟見表1。

表1 生態(tài)足跡計算方法

生態(tài)足跡的計算公式如下：

其中Pi代表了i種交易商品的生產(chǎn)能力，Ci代表了i種交易商品的人均消費量數(shù)值，aai代表了i種交易商品的生產(chǎn)土地面積，N代表了人口數(shù)，ef代表了人均生態(tài)足跡，EF代表了總生態(tài)足跡。

2.2 生物檢測與環(huán)保技術(shù)

2.2.1 酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)

生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)中也會大量應(yīng)用生物技術(shù)。現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展使其被大量地應(yīng)用到自然環(huán)境的檢測中。生物傳感器、電子顯微鏡等設(shè)備已經(jīng)成為環(huán)保工作者日常環(huán)境檢測過程中必不可少的組成部分。以生態(tài)環(huán)境中農(nóng)藥與代謝物的檢測為例，酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)被廣泛應(yīng)用于該領(lǐng)域。酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)對大型儀器的需求較低，具有靈敏、便捷、快速等諸多優(yōu)勢，只需要應(yīng)用恒溫箱、酶標板、酶聯(lián)免疫試劑盒、加樣器、塑料吸頭、酶標抗原、待測抗原、特異抗體、稀釋液、陽性對照液、底物等儀器與材料即可完成檢測[4]，其原理見表2。

表2 酶聯(lián)免疫吸附技術(shù)原理

2.2.2 污水生物處理技術(shù)

污水生物處理技術(shù)也是一種比較常見的環(huán)保技術(shù)，其原理是利用微生物的代謝作用，將污水中的有機污染物清除。污水生物處理技術(shù)又可以分為好氧處理與厭氧處理。好氧處理包括穩(wěn)定塘、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、氧化溝、活性污泥等類型；厭氧處理包括流化床、厭氧膨脹床、厭氧生物濾池、UASB、厭氧接觸法等類型。好氧處理法利用好氧微生物，在有氧條件下能夠有效分解廢水中復(fù)雜的有機物。污水中常見的有機物包含蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、合成洗滌劑等，在好氧微生物的作用下，會分解成脂肪酸、甘氨酸、尿素等產(chǎn)物。有機物的元素含量從多到少為C、O、H、N、S，好氧處理法可用以下化學(xué)式表示。

本文以穩(wěn)定塘（Stabilization Pond）技術(shù)為例。穩(wěn)定塘，也被稱作氧化塘或生物塘，其指的是一種利用天然凈化能力處理污水的技術(shù)。穩(wěn)定塘技術(shù)模仿了自然水體的自凈過程，將土地修整成池塘，再利用池塘中的微生物（菌類、藻類等）處理污水中的有機污染物。穩(wěn)定塘的投資成本低、運作效率高、維護便捷，是一種非常有效的環(huán)保技術(shù)[5]。穩(wěn)定塘技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)成本低的優(yōu)點，但也伴隨著易滋生蚊蠅與臭味的缺點，穩(wěn)定塘的運行原理見圖1。穩(wěn)定塘技術(shù)的初始能量源自太陽，利用池塘內(nèi)的水生植物、水產(chǎn)、水禽構(gòu)成人工生態(tài)系統(tǒng)。借助池塘內(nèi)的生態(tài)鏈，實現(xiàn)物質(zhì)的淺析、能量的傳遞與轉(zhuǎn)化，有效降解污水中的有機污染物，并以水產(chǎn)、水禽的方式回收有機污染物，該技術(shù)是重要的環(huán)保技術(shù)之一。

圖1 穩(wěn)定塘技術(shù)的原理

穩(wěn)定塘技術(shù)是一種非常高效的環(huán)保技術(shù)，其在缺水、干旱地區(qū)有著非常好的應(yīng)用效果。穩(wěn)定塘技術(shù)能夠有效地利用地形，有著結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)成本低的優(yōu)點。其可以建立在廢棄水庫、荒廢河道、沼澤地、峽谷等地段，只需要利用簡單的土石結(jié)構(gòu)，即可完成建造，具有施工周期短、施工成本低的優(yōu)點。據(jù)相關(guān)文獻報道，穩(wěn)定塘技術(shù)的基建投資僅為同規(guī)模常規(guī)污水處理廠的1/2。穩(wěn)定塘技術(shù)還能夠推動污水的資源化發(fā)展，實現(xiàn)污水資源的二次回收與利用，在節(jié)約水資源的同時，大幅提升了環(huán)保工作的經(jīng)濟效益。經(jīng)過處理的污水不僅可以用作農(nóng)業(yè)灌溉，還可以用于水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域。穩(wěn)定塘技術(shù)的污泥產(chǎn)量低，其所產(chǎn)生的污泥量僅為活性污泥法的1/10。前端處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的污泥可以被傳送到農(nóng)田，作為有機肥使用。穩(wěn)定塘中的厭氧層還能將有機固體顆粒轉(zhuǎn)換成液體、氣體，實現(xiàn)污泥的零排放。穩(wěn)定塘還能作為生態(tài)景觀，應(yīng)用于生態(tài)農(nóng)業(yè)基地中，其應(yīng)用范圍非常廣泛。

2.3 信息技術(shù)在生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)中的應(yīng)用

隨著近年來我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)等新型信息技術(shù)在生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保工作中的應(yīng)用也變得越來越廣泛。生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保工作涉及多個不同的領(lǐng)域，其對技術(shù)人員的數(shù)量與質(zhì)量有著較高的要求。生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保工作的工作量也相對較大，技術(shù)人員處于高壓工作環(huán)境下很容易產(chǎn)生抑郁、焦慮等心理，這將對環(huán)保工作質(zhì)量產(chǎn)生影響，而信息技術(shù)的應(yīng)用能夠有效減輕生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保工作的工作量。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于大氣環(huán)境檢測中，能夠借助傳感器自動獲取監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的大氣數(shù)據(jù)，當傳感器檢測數(shù)值達到閾值時，就會自動通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)出警報，提醒技術(shù)人員采取相應(yīng)的措施。

3 加強生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化措施

通過分析發(fā)現(xiàn)，生態(tài)環(huán)境檢測及環(huán)保技術(shù)跨躍多個領(lǐng)域，對人員、技術(shù)、設(shè)備等方面有著較高要求。因此，為了更好地應(yīng)用生態(tài)環(huán)境及環(huán)保技術(shù)，應(yīng)采取相應(yīng)的優(yōu)化措施予以改進。

3.1 重視生態(tài)環(huán)境保護的宣傳工作，提升技術(shù)人員的綜合素質(zhì)

為了提升我國公眾和技術(shù)人員對生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保技術(shù)的重視，需要加強生態(tài)環(huán)境保護的宣傳工作。需在微信公眾號、抖音、快手、微博等新媒體平臺加大生態(tài)環(huán)境保護理念的宣傳工作，引導(dǎo)全社會共同參與生態(tài)環(huán)境保護工作。同時，要以地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展為中心，合理規(guī)劃經(jīng)濟與環(huán)境發(fā)展之間的關(guān)系，將生態(tài)環(huán)境檢測與保護工作納入地方政府的考核指標中，發(fā)揮地方政府的引導(dǎo)作用，并緊抓生態(tài)環(huán)境檢測與保護工作。另一方面，也要重視對生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保技術(shù)人員的綜合素質(zhì)培養(yǎng)，組織專題培訓(xùn)活動，讓技術(shù)人員學(xué)習(xí)最新的生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保技術(shù)，并結(jié)合我國生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境問題，從而推動我國生態(tài)環(huán)境的健康可持續(xù)發(fā)展。政府相關(guān)部門也要多聽取生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保技術(shù)人員的建議，根據(jù)我國生態(tài)環(huán)境的實際情況，制定相應(yīng)的政策。要充分發(fā)揮人才的作用，推動我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)水平的有效提升。

3.2 加大生態(tài)環(huán)境保護的資金投入，規(guī)范生態(tài)環(huán)境的檢測程序

我國對生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保工作要予以足夠重視，為生態(tài)環(huán)境檢測工作設(shè)立專項資金進行扶持，而且，要不斷加強生態(tài)環(huán)境檢測工作資金與預(yù)算的監(jiān)督和管理，對生態(tài)環(huán)境檢測工作予以足夠的支持。同時，還要不斷加大生態(tài)環(huán)境檢測的科研投入，對現(xiàn)有的檢測技術(shù)與設(shè)備進行升級。

除此之外，要規(guī)范現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境檢測程序。以往的生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保工作存在著隨意性強，準確性差等問題。針對這種現(xiàn)象，我國的環(huán)保部門要針對生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保技術(shù)，建立相應(yīng)的制度，推動生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保工作的標準化建設(shè)，為生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)保工作提供堅強的后盾。

4 結(jié)語

廣大環(huán)境保護工作者應(yīng)該重視生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)境保護技術(shù)的更新與應(yīng)用，不斷完善自身的知識結(jié)構(gòu)，提升自己的綜合素質(zhì)。只有這樣，才能夠更好地開展生態(tài)環(huán)境檢測與環(huán)境保護工作，進一步推動我國生態(tài)環(huán)境的健康可持續(xù)發(fā)展。