環境在線監測存在的問題及措施

秦皇島市科為環保科技開發有限公司 李航

在當前的環保管理工作中，環境污染的實時監測技術是非常關鍵的環節，可以有效監測和查找污染源，有針對性地進行環保管理工作和為制訂污染源整治實施方案，提供了有效的技術手段和數據支撐。由于市場經濟的迅速發展和科技的不斷進步，在環保問題越來越凸顯的今天，與環保管理相應的科技也在不斷發展與完善。在線監測技術可以應對目前多發的環保問題，對目前環保監督管理、整治與防范有著很大的輔助意義。

一、大氣環境在線監測技術概述

環境在線監測技術形成于20世紀中期，人類運用環境在線監測技術，在水體檢測、城市空氣質量監測、噪聲污染檢測以及各類環境監測管理等工作中，均獲得了滿意的結果。20世紀中后期，世界許多發達國家已逐步構建起了環境保護自動監測系統體系和城市生態監測系統體制，運用環境保護自動監測技術準確發現了城市空氣、水體及其自然環境的變動狀況并有效實施了管理措施，為人類工作生活環境質量甚至是整個世界生態環境質量提供了有力的保證。由于現代工業社會的日趨發達，大氣污染情況也日趨嚴重，在大氣環境中可揮發性有機物的濃度愈來愈高。可揮發性有機物通常指的是在大氣環境中進行光化學反應的有機物質。盡管近年來，隨著我國的管控力量逐步加強，以及人民環境意識逐步提高，大氣環境中的臭氧濃度及其粒子濃度已受到了較好的控制，但可揮發性有機物的總排放量卻仍然呈現出日益增長的態勢，且揮發型污染對大氣環境的負面影響也日益突出。大氣環境中可揮發性有機物含量存在很大的變動范圍，同時內部成分結構又復雜多變，不同類型的成分有著不同的活性，所以在對大氣環境開展取樣研究時，存在很大的困難。首先，對可揮發性有機物的總數開展檢測，如對總有機碳、總碳氫化合物、總揮發性有機質等；第二種，對可揮發性有機物中的單組成部分(單因素)或多組成部分(多因素)開展檢測，如對苯系物和有機溴化物的發生開展檢測。經過對以往的檢測工作結果進行了匯總，發現在對大氣環境中可揮發性有機物進行檢測工作時，主要存在如下問題：第一，汽車廢氣的污染持續時間并不穩定，且許多空氣污染事故均屬突發事件，空氣污染源瞬間釋放，因此檢測的采集時效性并不高，一般工作人員也很難收集到空氣污染程度最高時段的空氣質量樣品。其次，由于環境監測工作人員在現場很難使用測試管、試劑盒等監測設備，對空氣中可揮發性有機物進行定性和定量。所以想要更深入地從根源上了解大氣環境中各類有機污染物的釋放狀況，就必須通過專門的儀器設備，對大氣環境中可揮發性有機物不同組成成分的污染物含量進行監測解析[1]。

二、大氣環境在線監測技術分析

（一）膜萃取氣相色譜技術

氣相色譜科技是當前階段對大氣環境實施在線監測時，最常見的監測技術手段，也是目前使用范圍最大的監測技術手段。使用氣相色譜科技，可以很好地實現對大氣環境進行定量分析。由于當前科學技術水平的迅速發展，目前氣相色譜技術已發展得相當完善。使用這一高新技術，已經可以很精確地檢測出大氣環境中可揮發性有機物的成分和濃度。但氣相色譜技術也有相應的弊端，比如在氣體采集和運輸過程中都具有相當的困難，并且在對空氣中復雜氣體進行檢測時耗費了巨大的時間和成本。

（二）質子遷移質譜技術

質子遷移質譜技術應用的重點，是利用化學軟分離高新技術，對氣體結構成分和結構濃度加以解析。質子遷移質譜裝置一般由電離源、漂管反應器和空氣質譜單元所構成，當中電離源會形成巨大的水合氫離子。水合氫離子在通過漂管后，與室內空氣中樣本發生了質子轉移反應。在經過質子轉移反應后，室內空氣中的有機質從分子態轉變成為分子態，生成的氣體分子在經過離子檢測器后，就可以實現結構成分和濃度解析。而因為水合氫離子可以和室內空氣中大部分的可揮發性有機物實現融合，所以這項高新技術尤其有利于實現對室內空氣可揮發性有機物的在線檢測。質子遷移質譜檢查的最主要優點就是可以垂直進樣，而且反應速度快，精確度高，且分析時限短。所以當質子遷移質譜分析儀商業化普及后，在許多應用領域中都具有不錯的使用前景[2]。

（三）傅里葉變換紅外光譜技術

傅里葉變換紅外光譜科技也叫作FTIR科技，它屬于一種中遠距離的光學遙感科技。在測量過程中，通過使用傅里葉變換，干涉信息就可以被很快地變換成光譜信息。而因為紅外波束的吸收峰涵蓋了很多分子波束，所以傅里葉變換紅外光譜科技可以較好地運用于多組分氣體的測量中。而開放傅里葉變換紅外系統，將傅里葉變換紅外光譜科技和開放光路技術相結合，一方面可以吸收高光強，同時也高效擴大了遙感覆蓋范圍。傅里葉變換紅外光譜技術的主要優勢，是對室內外空氣質量中高濃度可揮發性有機物的檢測精度高、穩定性好，不過也具有相應的缺陷，如對室內外空氣質量中低濃度可揮發性有機物檢測時，就會產生很大的偏差。

（四）差分光學吸收譜技術

差分光學吸收譜線技術一般由燈光發送控制系統、燈光接受控制系統、光譜儀控制系統、信息接收系統和數據處理系統等構成。因為大氣中的氣體分子會吸引燈光，被吸引后的燈光傳輸能量進入控制系統后，光束在固定波段內有衰減現象。用光譜學控制系統和檢測器在把光束的光信息變換成電信號的同時，可以對光柱進行分析和測量。使用差分光學吸收譜線技術，可以對城市大氣環境中的可揮發性有機物進行分析，不但可以判斷城市大氣環境中某些揮發性污染物的產生方式，還可以比較精準地判斷出其組成的物質濃度，并已達到了良好的檢測效果。目前，差分光學吸收譜線技術已經成功與汽車消防系統相結合，可以實現在車載滅火或緊急救援中的有毒氣體檢測，被廣泛應用于各類危險氣體泄露的緊急處置中[3]。

三、環境實時監測技術的廣泛使用價值

（一）對環境監測的手段進行更新

環境實時監測技術的使用，能夠把環境數據的檢測時間合理的拼接起來，改變了以往數據在時間上存在的離散狀況，從而構建起了更大尺度的環境監測網。同時，這些技術和現代化的互聯網技術實現了融合，使監測的效果和管理水平都獲得了顯著的提高。

（二）更好地解決環境糾紛與仲裁問題

隨著中國工業化發展水平的日益提高，因工業污染而產生的環保糾紛問題也日益增加，而環境污染的在線監測技術就能夠很好地解決這一問題[4]。

四、環境在線監測技術存在的問題

（一）在應急方面的監測技術先進性不夠強

目前，中國的環保現場監測中還缺乏一個完善的應急技術體系。由于許多指標都必須對現場實施快速、動態性的監測，如果發生了相當重大的環境污染事故時，目前的技術手段還不能達到應急的要求。由于應急分析系統的建設成本比較高昂，在設施的選擇和制度的建立等方面也還存在著相當的差異。另外，國家目前所使用的各種儀器技術都還不夠標準，甚至連大量的監測數據也是不能定量使用的。

（二）監測結果缺乏全面性

環保在線監測技術是一個零點五自動性的環境監測技術，主要是利用各種電子檢測裝置，對環境污染的具體狀況進行檢測和分類，進而將信息記錄在汽車的電子系統當中，為人們提供依據。它作為一種新型的科技形式，在具體的使用過程中也必然會出現相應的制約性問題，其對檢測結果的不全面性便是一種較為突出的體現，主要表現在對每一個監測點上檢測指標體系的設定往往相對片面。舉例說明，在檢測流程中只可以對空氣中的浮沉指數或是直接對水體狀況進行檢測，而每一項的檢測指標界限都較為明確，目前還不能應用多項技術指標一起檢測。這是因為應用多項技術指標一起檢測，必須投入更多的檢測儀器設備，而設備間又會形成交叉影響，從而造成花費的加大[5]。

（三）管理制度尚不全面

環境在線監測技術的成功實現，一定需要有健全的管理體系進行維護，保證在檢測過程中設備的有效、平穩和安全進行。由于目前還不能制定相對健全的管理體系，對環境污染在線監測技術的約束和監管力量也不足，特別是在設施的維護和保養方面也沒有相關的管理體系，使得許多環境監測設施處在閑置的狀況，導致了巨大的資源浪費。

（四）需要較高專業素質的技術人員

環境在線監測技術的開展，對科技人員本身的操作能力和綜合素養都有著更高的要求，所以科技人員的素養水平也直接影響到環境監測技術作用的發揮。就當前中國環境在線監測技術的發展情況分析，技術素養偏低也是很常見的情況，其中有主客觀兩個層面的問題。一方面，國家目前對環境在線監測技術的研究開發工作重視程度比較高，但另一方面，國家在環境科技培訓方面的重視程度還不足，再加上當前中國環境在線監測技術系統還不能很完整地建設起來，對科技人員的培養也不夠到位，從而影響到了科技人員本身素養的提升，也限制了中國環境在線監測技術作用的充分發揮。

五、對環境在線監測中問題的處理

（一）提高環境在線監測技術的應用水平

隨著中國科技水平的日益提高，環保在線監測信息技術的產生和開發，為中國環保管理提供了有力的科技基礎保障。由于目前中國已經發生了相當嚴重的空氣污染等環保問題，環保監督管理機關一定要對環境監測工作提高重視，不但要關注在線監測信息技術的使用和研發，而且還要對與環境監測工作有關的法律法規加以了解，根據有關法規的要求開展環保監測技術工作，確保自然環境在線監測技術功能的有效實現。在環保在線監測信息技術的具體實施使用中，科技人員要通過進一步了解情況和汲取成功經驗，提高自己的操作能力。環保監督管理機關要通過綜合各層面原因，給科技人員創造更為優越的環境監測條件，使環境監測工作的規章制度能夠得以更有效地貫徹，由此來提升環保管理工作的整體效果，以達到人與自然和諧相處的目的[6]。

（二）對已有的技術管理系統加以優化

環境在線監測技術的使用，一定要有健全的科技管理制度加以制約和保護。所以，國家要對現有的技術管理制度加以健全，并對在環境監測中需要使用的裝置和儀表進行定時的檢測和校正，以此來增強儀器設備在使用過程中的精確性，避免在監測過程中發生數據處理不正確的現象。此外，根據環境監測的有關規定，科學合理地應用環境在線檢測技術，嚴格地依照相應的技術規范加以實施檢查，并加大新科學技術的研究和探索，對環境污染在線監測技術加以持續地研究創新，推動環境監測服務質量的持續改善。

（三）保障環境在線監測技術的資金需求

環境在線監測技術在中國的使用還處在初期的起步階段，而且目前在全國許多地方都還不能建設起相關的配套設施。所以我們必須在全國不同的地方建造相應設施，以提高在線環境監測工作的順利進行。同時，還必須加大環境在線監測技術數據采集和大數據分析的力量，對所監測到的環境數據做出更深入的剖析，并由此來為今后環境治理工作的實施提出更科學合理的依據。另外，在發展環保在線監測技術方面，我們國家還需要加強研發力量，增加技術投入，確保最先進的科技成果能夠被運用到環境監測當中來，從而確保環境監測工作能夠更加成功地進行下去。

（四）加強環境在線監測技術監測人員的教育與培訓工作

環境在線監測技術的使用，由于采取的是手動監測的方法，盡管降低了環境檢測部門技術人員的工作量，但也對環境檢測技術提出了較高的要求。所以，環境在線監測技術的使用，就需要科技人員一定要具備科學的組織能力和較高的社會責任感，如此才可以保障環境檢測項目的有效實施。同時環境監測部門還可以通過與教育界進行協調，組織專門的技術培訓人員深入到環境監測部門當中，對科技人員進行專門的教學和技術培訓，以提升科技人員的整體素養，并激發他們的工作主動性。同時也要進行經常性地評估和激勵工作，讓科技人員得到更多的參與機會。另外，檢測人員在使用環境現場監測技術后，一定要根據相應的注意事項和作業程序實施，保證檢測工程的圓滿完成。

六、大氣環境在線監測技術未來發展趨勢

隨著中國工業化建設進一步推進，國內外大氣環境的檢測技術將步入高速增長時期。為有效地對大氣環境實施管理，未來檢測技術將呈現如下趨勢：首先，大氣環境的檢測設備將越來越先進化和多元化。目前全國各省市均已開始進行大氣環境監測，監測技術水平已經有所提高。但需要正視的是目前全國的檢測方法總體比較落后，檢測成果的準確性很低，無法實現對區域復雜大氣環境的檢測。隨著中國社會經濟的持續發展，再加上政府投資建設經費的日益增多，在未來必須全面地加大對設施的建設投入、監測精確度和日常保障能力等加以綜合考量，積極構建全國室內空氣質量監測大數據管理平臺，比如建立緊急救助信息管理平臺、大氣檢測數據發布平臺等。在未來的信息平臺構建進程中，應充分利用現代網絡和信息化技術手段，根據各種合理可行的擴散溯源模式，構造出可以對室內空氣環境進行即時監測、警示的大數據平臺系統，從而更好地完成對空氣監測、監測系統的智能價值升級。

七、結語

環保在線監測科技的廣泛使用，在極大程度上克服了傳統環境監測方面的科技缺陷，大大提高了環境監測的工作效率，并完成了實時性與動態式的監測，促進了環境監測科技的創新和發展，為環境保護工作和生態建設提供了十分科學的支持。然而環境保護在線監測技術在實際使用中也面臨一定制約性問題，因此，必須加以有針對地完善并由此科技來提升中國的環境保護管理水平。