土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

呂大勇

（山東省威海生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東 威海 264200）

土壤質(zhì)量是人民生活、生產(chǎn)的基礎(chǔ)因素，土壤以各種形式影響生態(tài)平衡系統(tǒng)和社會建設(shè)，為此土壤環(huán)境在維持社會正常運轉(zhuǎn)、確保大眾生存穩(wěn)定等方面起到了重要作用。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的提升，環(huán)境污染現(xiàn)狀愈發(fā)嚴(yán)峻，土壤質(zhì)量同樣受到了十分嚴(yán)重的威脅，只有強(qiáng)化對土壤環(huán)境的監(jiān)測力度，并通過對土壤情況進(jìn)行信息監(jiān)測，才能夠為自然環(huán)境保護(hù)工作提供全面且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，使土地使用更加科學(xué)、合理，進(jìn)一步推動我國可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程。

1 土壤環(huán)境監(jiān)測內(nèi)涵

土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)主要指的是將科學(xué)技術(shù)以及專業(yè)知識相互結(jié)合等綜合性技術(shù)，如計算機(jī)處理技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、電子技術(shù)以及監(jiān)控技術(shù)等，進(jìn)而能夠針對土壤基礎(chǔ)環(huán)境和性能進(jìn)行深入研究。該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中能夠完成對土壤基礎(chǔ)環(huán)境質(zhì)量的有效監(jiān)測，并且將土壤環(huán)境中可能存在的問題和不足及時反饋，確保工作人員通過對信息和數(shù)據(jù)的有效分析，對土壤環(huán)境有明確的了解和認(rèn)知，最終有效掌握環(huán)境污染程度。

土壤環(huán)境監(jiān)測工作作為生態(tài)環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)條件，主要包含環(huán)境現(xiàn)場信息調(diào)查、監(jiān)測位置點安裝、樣品收集、數(shù)據(jù)收集、分析測試以及綜合評定等相關(guān)內(nèi)容。不同自然環(huán)境中的影響因素同樣具有顯著區(qū)別，如海洋水質(zhì)參數(shù)以及城市空氣質(zhì)量等，換句說話，不同環(huán)境因素對于土壤監(jiān)測會產(chǎn)生不同類型的影響，為此在基礎(chǔ)保護(hù)制度的設(shè)定環(huán)節(jié)上需要充分結(jié)合以上影響條件開展相關(guān)探索和研究，針對影響因素開展詳細(xì)分析。除此之外，通過土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，能夠完成對不同土壤環(huán)境的數(shù)據(jù)監(jiān)測，將不同地區(qū)實際情況真實且有效地反映出來，實現(xiàn)對自然環(huán)境的信息追蹤[1]。

而在信息和數(shù)據(jù)追蹤方面，工作人員通過針對數(shù)據(jù)和信息的有效分析，能夠了解監(jiān)測區(qū)域的自然環(huán)境和污染情況，并且根據(jù)實際情況制定出相應(yīng)的應(yīng)對方案和處理模式，有效解決自然環(huán)境所產(chǎn)生的問題，以達(dá)到人類和環(huán)境和諧相處，共同進(jìn)步。

對于土壤環(huán)境監(jiān)測來說，其最終發(fā)展目標(biāo)則需要根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，以此作為基礎(chǔ)條件詳細(xì)分析區(qū)域內(nèi)部自然環(huán)境污染與變化趨勢。同時，土壤環(huán)境監(jiān)測同樣成為現(xiàn)代化環(huán)境執(zhí)法的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。隨著現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)型社會的進(jìn)步和創(chuàng)新，現(xiàn)代化工業(yè)得到全面發(fā)展，這也導(dǎo)致土壤環(huán)境污染形式和種類越來越復(fù)雜，因此怎樣在現(xiàn)代化工業(yè)進(jìn)步的前提條件下保護(hù)環(huán)境成為現(xiàn)代化國家發(fā)展的重心。

2 土壤污染的特點

自然環(huán)境污染主要指的是水資源污染、空氣污染等，然而城市基礎(chǔ)發(fā)展過程中，土壤污染同樣成為急需解決的問題之一，加上現(xiàn)階段土壤自身具有的特殊性，因此土壤污染相比其他污染種類來說普遍具有系統(tǒng)性，如果產(chǎn)生污染問題則無法有效逆轉(zhuǎn)。

2.1 積累性

空氣污染以及水質(zhì)污染在自身形成過程中，普遍具有及時性和遷移性，相比之下，土壤污染的積累性更為明顯，只有長期的積累最終才能形成嚴(yán)重的土壤污染。通常來說，在土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其他影響因素下會導(dǎo)致土壤污染物質(zhì)的不斷積累，此種情況進(jìn)一步展現(xiàn)出土壤污染并不是相對獨立的，一旦土壤環(huán)境污染不斷擴(kuò)大，則管理難度極高[2]。

2.2 滯后性

通過信息收集人員對某地區(qū)土壤污染現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)分析得知，如果土壤產(chǎn)生污染那么則代表此種污染問題已經(jīng)存在一段時間并且沒有得到改善，此種現(xiàn)狀表現(xiàn)出土壤污染自身所存在的滯后性。而土壤污染問題自身所具備的滯后性會導(dǎo)致后續(xù)的環(huán)境管理工作無法順利進(jìn)行。同時，相對土壤污染來說，空氣污染以及水資源污染都可以通過實際現(xiàn)狀開展詳細(xì)分析，但是土壤污染一旦形成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)則已經(jīng)被大面積破壞。

2.3 管理難度高

相對于其他類型的環(huán)境污染問題來說，土壤污染的治理難度相對較高，需要投入大量的人力和物力，長此以往導(dǎo)致治理成本不斷提升。現(xiàn)有大多數(shù)污染問題都可以利用切斷源頭的方式實現(xiàn)環(huán)境改善，但是土壤內(nèi)部一旦產(chǎn)生污染物質(zhì)，其內(nèi)部物質(zhì)在短時間內(nèi)無法被有效降解，甚至部分物質(zhì)無法被降解。比如城市發(fā)展中，工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水會造成水資源污染問題，針對此種現(xiàn)狀可以將工廠關(guān)停或者加裝凈水系統(tǒng)，水資源污染問題自然會解決。但土壤環(huán)境造成嚴(yán)重污染，由于其內(nèi)部包含多種金屬物質(zhì)或者有機(jī)污染物質(zhì)，現(xiàn)階段雖然越來越多的地區(qū)采取土壤轉(zhuǎn)換以及淋洗土壤等處理方式，但是此種技術(shù)不僅經(jīng)濟(jì)成本極高，且污染物質(zhì)無法在短時間內(nèi)被分解，操作時間相對較長，治理效果并不理想，無法大面積推廣使用[3]。

3 土壤環(huán)境監(jiān)測的作用

社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下極易造成土壤污染面積的不斷增加，不僅阻礙城市基礎(chǔ)建設(shè)進(jìn)程，還會在一定程度上影響居民生命健康，為此各地區(qū)政府應(yīng)引進(jìn)先進(jìn)的土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，在深入了解我國土壤污染問題現(xiàn)狀的同時，為我國土壤污染治理技術(shù)提供信息和數(shù)據(jù)支持，全面推動我國向能源集約型發(fā)展。

4 土壤環(huán)境監(jiān)測存在的問題

現(xiàn)階段隨著社會和城市化建設(shè)不斷推進(jìn)，我國科學(xué)技術(shù)水平得到了全面提升，土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)也得到了發(fā)展，但是該技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中仍然存在著問題和不足，需要我國對土壤污染問題現(xiàn)狀加以重視，以有效彌補(bǔ)土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用過程中的缺陷和問題。

現(xiàn)階段我國土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)并不完善，無論是技術(shù)操作還是系統(tǒng)管理相較于西方先進(jìn)國家都較為落后，在土壤環(huán)境監(jiān)測工作實踐中，技術(shù)應(yīng)用的效果以及監(jiān)測工作開展的效率低，不能按照標(biāo)準(zhǔn)完成對土壤環(huán)境的基礎(chǔ)監(jiān)測工作，無法滿足土壤環(huán)境監(jiān)測需求[4]。

5 土壤環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，針對土壤環(huán)境進(jìn)行全面監(jiān)測時，應(yīng)針對不同類型的環(huán)境選擇適合的監(jiān)測技術(shù)。先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)能夠為我國土壤環(huán)境監(jiān)測提供專業(yè)支持。技術(shù)人員在監(jiān)測過程中應(yīng)詳細(xì)收集土壤信息和數(shù)據(jù)，有針對性地對土壤信息進(jìn)行科學(xué)分析和全面討論，為我國土壤環(huán)境保護(hù)工作作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

5.1 3S技術(shù)應(yīng)用策略

3S技術(shù)從本質(zhì)上來看，是針對遙感技術(shù)、地理信息處理系統(tǒng)以及GPS系統(tǒng)的統(tǒng)一稱謂，專業(yè)技術(shù)已經(jīng)成為目前土壤環(huán)境監(jiān)測的常見構(gòu)成模式之一。監(jiān)測團(tuán)隊?wèi)?yīng)將不同的專業(yè)監(jiān)測技術(shù)相互組合，以建立全面的土壤監(jiān)測管理系統(tǒng)。

3S技術(shù)作為土壤環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)代化技術(shù)，其技術(shù)優(yōu)勢可以從兩個方面進(jìn)行分析：首先，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同區(qū)域土壤環(huán)境信息的全面獲取，實現(xiàn)對土壤環(huán)境狀況的實時監(jiān)測；其次，還能夠根據(jù)不同區(qū)域存在的土壤問題給予土壤環(huán)境問題的解決方案，實現(xiàn)土壤環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)工作的現(xiàn)代化，使我國土壤環(huán)境監(jiān)測和質(zhì)量管理水平得到全面提高。我國將3S技術(shù)應(yīng)用至土壤環(huán)境監(jiān)測工作環(huán)節(jié)中，能夠全面推動我國土壤環(huán)境監(jiān)測工作的改革與創(chuàng)新，實現(xiàn)土壤環(huán)境信息庫的構(gòu)建，為土壤環(huán)境監(jiān)測工作的開展與實踐提供現(xiàn)代化信息技術(shù)保障與支持，實現(xiàn)土壤環(huán)境監(jiān)測工作的全面革新。

5.2 信息技術(shù)應(yīng)用策略

我國計算機(jī)技術(shù)產(chǎn)業(yè)以及移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，為現(xiàn)代土壤監(jiān)測技術(shù)的革新提供了新技術(shù)保障。為了保證土壤監(jiān)測質(zhì)量，我國將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和計算機(jī)處理技術(shù)相互結(jié)合，為土壤環(huán)境保護(hù)工作的創(chuàng)新發(fā)展提供了支持。

第一，我國科技研究工作的快速發(fā)展，為社會產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新提供了技術(shù)支撐，尤其是在信息化技術(shù)和數(shù)據(jù)化技術(shù)的研發(fā)中，更是逐漸走向了世界前列，通過其在土壤環(huán)境監(jiān)測中的實踐與應(yīng)用，不斷提升技術(shù)人員針對土壤環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)能力，并以此為基礎(chǔ)條件增強(qiáng)了土壤環(huán)境信息分析的精準(zhǔn)度，保證信息和數(shù)據(jù)來源的穩(wěn)定和科學(xué)性[5]。

第二，在土壤環(huán)境監(jiān)測的計算機(jī)技術(shù)實踐中，無線傳感設(shè)備的使用是保證土壤環(huán)境監(jiān)測的核心與關(guān)鍵。需要加強(qiáng)對無線傳感設(shè)備的調(diào)試與使用，保證無線傳感設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對土壤環(huán)境數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。針對全國土壤環(huán)境開展數(shù)據(jù)監(jiān)測時，無線傳感設(shè)備能夠針對不同地區(qū)和地質(zhì)條件的土壤環(huán)境精準(zhǔn)分析，進(jìn)一步打破空間和時間的約束和限制，將土壤信息精準(zhǔn)傳輸至數(shù)據(jù)儲存庫，極大地提升了土壤數(shù)據(jù)以及信息傳輸質(zhì)量。

第三，在日常工作時，技術(shù)人員可以通過無線傳感設(shè)備針對土壤所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和訪問，并對土壤環(huán)境監(jiān)測反饋數(shù)據(jù)開展合理化分析，以調(diào)整土壤環(huán)境保護(hù)工作計劃以及環(huán)境保護(hù)方案的落實，以現(xiàn)代技術(shù)手段推動土壤環(huán)境監(jiān)測工作的發(fā)展與革新，實現(xiàn)土壤環(huán)境保護(hù)的科學(xué)化發(fā)展，合理優(yōu)化土地資源配置，針對土壤環(huán)境監(jiān)控的日常工作進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)。

5.3 生物技術(shù)應(yīng)用策略

生物技術(shù)是當(dāng)前我國科技發(fā)展的重要成果之一，在各行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用也愈加深入，為此土壤環(huán)境監(jiān)測隊伍針對生物工程深入研究后發(fā)現(xiàn)，將生物技術(shù)實踐到土壤環(huán)境監(jiān)測工作中，能夠進(jìn)一步推動土壤環(huán)境監(jiān)測工作的開展，實現(xiàn)土壤環(huán)境監(jiān)測工作模式的全面革新，結(jié)合微生物處理技術(shù)，可以實現(xiàn)土壤環(huán)境保護(hù)工作實效的全面提升。由于土壤環(huán)境內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，蘊含有多種物質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此對其進(jìn)行技術(shù)探索和系統(tǒng)研究過程中，需要充分利用生物處理技術(shù)，對土壤環(huán)境微生物進(jìn)行監(jiān)測和基因分析，以此為管理土壤污染問題提供便利條件?，F(xiàn)階段，土壤環(huán)境監(jiān)測工作開展中對于生物處理技術(shù)的應(yīng)用也更加廣泛，技術(shù)形式也愈加多樣，其中較為典型的包含以下幾種技術(shù)：依托于生物大分子檢測儀設(shè)備的標(biāo)記物檢測技術(shù)、結(jié)合現(xiàn)代芯片工藝的生物芯片處理技術(shù)、PCR等等，通過這些生物處理技術(shù)在土壤環(huán)境監(jiān)測中的實踐，為土壤環(huán)境中微生物的檢測提供了專業(yè)技術(shù)支持。

5.4 水平鉆進(jìn)技術(shù)應(yīng)用策略

水平鉆進(jìn)技術(shù)自身具備檢測和管理功能，土壤環(huán)境監(jiān)測工作開展的實際過程中，應(yīng)注重對水平鉆進(jìn)技術(shù)的實踐應(yīng)用。如果監(jiān)測區(qū)域土壤成分復(fù)雜性較低，則可以直接采用水平鉆進(jìn)施工技術(shù)。而針對難度較大地區(qū)時，則應(yīng)與其他技術(shù)相互結(jié)合，完成對土壤環(huán)境的有效信息監(jiān)測和系統(tǒng)管理，實現(xiàn)土壤環(huán)境監(jiān)測工作成本的全面節(jié)約，并且土壤環(huán)境監(jiān)測分析的技術(shù)流程也將更加便捷，是實現(xiàn)土壤環(huán)境監(jiān)測可持續(xù)化發(fā)展的重要途徑。

6 土壤環(huán)境監(jiān)測發(fā)展趨勢

在土壤環(huán)境監(jiān)測實施過程中，監(jiān)測團(tuán)隊?wèi)?yīng)始終堅持科學(xué)管理原則，實現(xiàn)對土壤環(huán)境的有效化監(jiān)督管理，降低土壤環(huán)境污染，實現(xiàn)對土壤環(huán)境的有效保護(hù)。由于土壤環(huán)境監(jiān)測最終目的在于保護(hù)土壤環(huán)境，為農(nóng)產(chǎn)品的種植和生長提供良好的土地環(huán)境，為社會主義生態(tài)文明建設(shè)創(chuàng)造基礎(chǔ)條件，因此在土壤環(huán)境監(jiān)測過程中，應(yīng)對充分種植地區(qū)土壤基礎(chǔ)條件進(jìn)行考察和信息收集，將各項專業(yè)技術(shù)應(yīng)用在監(jiān)測工作中，能夠極大地提升對土壤濕度、溫度以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)監(jiān)測結(jié)果，從根本上實現(xiàn)土壤環(huán)境監(jiān)測工作的優(yōu)化與創(chuàng)新，為新時期環(huán)境保護(hù)工作的開展以及綠色化發(fā)展模式建設(shè)提供良好的土壤環(huán)境保障，避免因為土壤環(huán)境監(jiān)測工作開展不足，而造成土壤環(huán)境被破壞的問題產(chǎn)生。

6.1 有機(jī)污染物監(jiān)測

隨著社會進(jìn)步，建筑企業(yè)與施工單位不斷增加對土壤資源的使用頻率和范圍，城市化建設(shè)進(jìn)程被大幅度推進(jìn)，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)同樣也得到了全面優(yōu)化和升級。各個行業(yè)為了增加經(jīng)濟(jì)利益，對于土地資源過度開發(fā)，破壞了土壤環(huán)境，嚴(yán)重影響了環(huán)境保護(hù)工作的開展。土壤環(huán)境中蘊含大量有機(jī)物質(zhì)，是直接關(guān)系到社會大眾的關(guān)鍵元素，一旦在土地資源開發(fā)與利用中對土壤環(huán)境的有機(jī)物質(zhì)造成破壞，就會影響社會建設(shè)及群眾的健康，為此土壤環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的污染物篩查十分重要，同樣成為土壤環(huán)境監(jiān)測工作的重要發(fā)展目標(biāo)和方向。

6.2 建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)

在未來土壤監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)過程中，技術(shù)人員和管理部門之間應(yīng)該相互合作，充分發(fā)揮出互聯(lián)網(wǎng)平臺和科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢和特點，構(gòu)建完整的土壤監(jiān)測系統(tǒng)，不僅實現(xiàn)對土壤基礎(chǔ)信息的收集和分析，還可以制定出應(yīng)對措施，不斷加強(qiáng)電子技術(shù)使用頻率，以提升土壤環(huán)境監(jiān)測效率和質(zhì)量水平。

6.3 使用現(xiàn)場分析技術(shù)

土壤環(huán)境監(jiān)測過程中，工作人員需要針對部分地區(qū)的土壤進(jìn)行現(xiàn)場分析和技術(shù)操作，充分發(fā)揮出該技術(shù)的實際作用，同時使用現(xiàn)場分析技術(shù)還可以針對該地區(qū)土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效分析和深入探索，進(jìn)一步提取土壤環(huán)境中的有機(jī)物質(zhì)，并針對地區(qū)污染物質(zhì)的種類進(jìn)行詳細(xì)劃分以不斷提高土壤重復(fù)使用率。

6.4 關(guān)注痕量分析工作

在土壤環(huán)境監(jiān)測環(huán)節(jié)中，如果含有重金屬物質(zhì)則會直接影響土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)的完整性，其中重金屬由于自身濃度過低等特點，一旦在土壤中長期存在，會通過土壤對群眾身體造成嚴(yán)重傷害。除此之外，如果重金屬物質(zhì)存在于牧區(qū)或者養(yǎng)殖區(qū)域，則會直接阻礙和約束牲畜的生長，降低養(yǎng)殖行業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。為此在未來土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)研究過程中，基礎(chǔ)工作方向要緊緊圍繞重金屬物質(zhì)的探測和處理，將監(jiān)測方式由追求精度分析轉(zhuǎn)向追求痕量分析。

7 結(jié)語

由此可見，土壤監(jiān)測系統(tǒng)在實際運轉(zhuǎn)過程中能為城市發(fā)展提供基礎(chǔ)污染和管理信息，為土壤污染管理提供相應(yīng)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)理論根據(jù)。合適的土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)可以為我國土壤監(jiān)測、環(huán)境建設(shè)提供技術(shù)支撐，因此技術(shù)人員需要引進(jìn)科學(xué)先進(jìn)的技術(shù)和運轉(zhuǎn)系統(tǒng)，保證監(jiān)測系統(tǒng)合理性。