生態(tài)環(huán)境監(jiān)測及環(huán)保技術(shù)探析

王俊峰，蔡潤豐，金江波

（浙江省臺州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，浙江 臺州 318000）

引言

環(huán)境保護(hù)是當(dāng)前全球面臨的共同挑戰(zhàn)，環(huán)境監(jiān)測和環(huán)保技術(shù)是解決環(huán)境問題的重要手段。通過對各種環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和環(huán)保技術(shù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)它們具有多種應(yīng)用優(yōu)勢，能夠有效解決當(dāng)前環(huán)境污染和資源浪費(fèi)等問題。

1 環(huán)境監(jiān)測的概念與重要性

1.1 環(huán)境監(jiān)測的定義

環(huán)境監(jiān)測是對環(huán)境中的物理、化學(xué)、生物等指標(biāo)進(jìn)行定期、系統(tǒng)、連續(xù)監(jiān)測、觀測和評估的過程。包括大氣污染物、水質(zhì)、土壤、噪聲、輻射等。環(huán)境監(jiān)測可以通過實(shí)時或離線的數(shù)據(jù)采集方式獲得數(shù)據(jù)，并將其進(jìn)行存儲和處理，進(jìn)而形成有用的信息。

環(huán)境監(jiān)測可分為點(diǎn)源監(jiān)測和面源監(jiān)測。點(diǎn)源監(jiān)測是指對某一特定污染源進(jìn)行監(jiān)測，如工廠廢水排放口、工業(yè)排氣口等；面源監(jiān)測則是對環(huán)境中某一特定區(qū)域的污染情況進(jìn)行監(jiān)測，如城市空氣質(zhì)量、地表水質(zhì)量等。

1.2 環(huán)境監(jiān)測的重要性

環(huán)境監(jiān)測的重要性不容忽視。首先，環(huán)境監(jiān)測可以提供有關(guān)環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)健康狀況、資源利用和環(huán)境風(fēng)險等方面的信息。這些信息可以為政策制定、決策和規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，有助于保護(hù)環(huán)境和資源，維護(hù)生態(tài)平衡；其次，環(huán)境監(jiān)測有助于及早發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題，防止環(huán)境污染和生態(tài)系統(tǒng)破壞加劇，從而提高環(huán)境安全性和可持續(xù)性；最后，環(huán)境監(jiān)測還有助于評估環(huán)境保護(hù)措施的有效性和經(jīng)濟(jì)效益，指導(dǎo)環(huán)境保護(hù)和資源管理工作的實(shí)施和調(diào)整。

2 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

2.1 大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

氣象觀測技術(shù)。氣象觀測技術(shù)是大氣環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)，包括氣溫、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓等參數(shù)的測量和記錄。氣象觀測技術(shù)可以為大氣污染監(jiān)測提供必要的氣象數(shù)據(jù)，如風(fēng)向和風(fēng)速數(shù)據(jù)可用于研究污染源的排放擴(kuò)散情況。

大氣污染物監(jiān)測技術(shù)。大氣污染物監(jiān)測技術(shù)可以對空氣中的污染物進(jìn)行監(jiān)測，包括顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、臭氧等污染物。這些監(jiān)測技術(shù)主要有在線自動監(jiān)測技術(shù)和離線手動監(jiān)測技術(shù)兩種。在線自動監(jiān)測技術(shù)可以實(shí)時監(jiān)測大氣污染物濃度，具有監(jiān)測精度高、數(shù)據(jù)及時性好等優(yōu)點(diǎn)；離線手動監(jiān)測技術(shù)則需要將樣品采回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，具有分析精度高、能夠?qū)Χ喾N污染物進(jìn)行監(jiān)測的優(yōu)點(diǎn)。

衛(wèi)星遙感技術(shù)。衛(wèi)星遙感技術(shù)可以通過衛(wèi)星觀測大氣中的污染物，獲得大氣污染物的分布和時空變化等信息。衛(wèi)星遙感技術(shù)可以為大氣環(huán)境監(jiān)測提供廣闊的空間范圍和全天候的監(jiān)測能力，對于大范圍污染的監(jiān)測具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)。聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)可以對空氣中的聲音進(jìn)行監(jiān)測，包括交通噪聲、工業(yè)噪聲、社區(qū)噪聲等。聲學(xué)監(jiān)測技術(shù)可以提供有關(guān)噪聲來源、傳播途徑和影響范圍等方面的信息[1]。

2.2 地表水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

采樣技術(shù)。采樣技術(shù)是地表水環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)，可以采集水樣進(jìn)行分析。采樣技術(shù)需要選擇合適的采樣點(diǎn)和采樣時間，確保采集的水樣具有代表性。采樣技術(shù)包括手動采樣和自動采樣兩種方式，手動采樣適用于小型水體，自動采樣適用于大型水體或需要連續(xù)監(jiān)測的情況。

水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)。水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)可以對地表水中的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分析，包括有機(jī)物、無機(jī)物、微生物等。水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)主要有離線分析技術(shù)和在線自動監(jiān)測技術(shù)兩種方式。離線分析技術(shù)需要將采集的水樣帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，適用于對水質(zhì)分析要求較高的情況；在線自動監(jiān)測技術(shù)可以實(shí)時監(jiān)測水質(zhì)指標(biāo)，能夠及時反映水質(zhì)變化。

流量監(jiān)測技術(shù)。流量監(jiān)測技術(shù)可以對地表水的流速、流量進(jìn)行測量。流量監(jiān)測技術(shù)可以通過水位計、流速儀、渦輪流量計等設(shè)備進(jìn)行測量，可以為水文學(xué)研究、水資源管理等提供數(shù)據(jù)支撐。

2.3 地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

井點(diǎn)監(jiān)測技術(shù)。井點(diǎn)監(jiān)測技術(shù)是地下水環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)，通過在井點(diǎn)處進(jìn)行監(jiān)測，可以了解地下水的水質(zhì)、水位等情況。井點(diǎn)監(jiān)測技術(shù)包括手動采樣和自動監(jiān)測兩種方式，自動監(jiān)測技術(shù)可以實(shí)時監(jiān)測地下水的水位、水質(zhì)等指標(biāo)。

地下水流場監(jiān)測技術(shù)。地下水流場監(jiān)測技術(shù)可以了解地下水的流動情況，包括流速、流向、滲透系數(shù)等。地下水流場監(jiān)測技術(shù)包括地下水位計、滲透試驗(yàn)、示蹤試驗(yàn)等方式。

地下水環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測技術(shù)。地下水環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測技術(shù)可以對地下水中的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分析，包括有機(jī)物、無機(jī)物、微生物等。地下水環(huán)境地球化學(xué)監(jiān)測技術(shù)主要有離線分析技術(shù)和在線自動監(jiān)測技術(shù)兩種方式，適用于對地下水質(zhì)分析要求較高的情況。

地下水環(huán)境微生物監(jiān)測技術(shù)。地下水環(huán)境微生物監(jiān)測技術(shù)可以對地下水中的微生物進(jìn)行監(jiān)測，包括細(xì)菌、病毒、真菌等。對地下水環(huán)境中微生物進(jìn)行監(jiān)測，可以通過采樣和實(shí)驗(yàn)室分析進(jìn)行，也可以通過在線自動監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行[2]。

2.4 聲環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

聲級計。聲級計是最常用的聲環(huán)境監(jiān)測設(shè)備之一，可以測量環(huán)境中的聲級、聲譜、頻率等指標(biāo)，用于評價環(huán)境噪聲的大小和頻率分布情況。聲級計分為普通聲級計和實(shí)時聲級計，前者需要進(jìn)行離線分析，后者可以實(shí)時監(jiān)測和分析環(huán)境噪聲。

聲像儀。聲像儀是一種可以顯示聲波傳播方向和聲源位置的聲環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，可以在城市建筑、交通路網(wǎng)等場所進(jìn)行監(jiān)測和評價，對制定城市噪聲防治規(guī)劃、提高城市噪聲環(huán)境質(zhì)量有重要意義。

聲音質(zhì)量評價技術(shù)。聲音質(zhì)量評價技術(shù)可以對環(huán)境中的聲音進(jìn)行感性評價，包括響度、音色、音調(diào)等方面。通過對聲音質(zhì)量的評價，可以更好地理解環(huán)境噪聲對人類的影響。

數(shù)據(jù)分析和管理技術(shù)。聲環(huán)境監(jiān)測技術(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行分析和管理，以便更好地理解和評價環(huán)境噪聲狀況。數(shù)據(jù)分析和管理技術(shù)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、分析、報表輸出等操作，提高數(shù)據(jù)利用效率和科學(xué)性。

2.5 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)主要用于對土壤中各種化學(xué)物質(zhì)、微生物、土壤酸堿度等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測和評價，可以及時掌握土壤質(zhì)量的狀況和變化趨勢，為制定土壤保護(hù)、污染治理等政策提供科學(xué)依據(jù)。

土壤采樣技術(shù)。土壤采樣是土壤監(jiān)測的首要步驟，需要采集具有代表性的樣品。傳統(tǒng)的土壤采樣方法是通過手工或機(jī)器進(jìn)行，現(xiàn)代技術(shù)則可以使用自動化采樣設(shè)備進(jìn)行采樣。采樣后需要對樣品進(jìn)行處理和分析。

土壤物理性質(zhì)測定技術(shù)。土壤的物理性質(zhì)包括土壤質(zhì)地、密度、含水量等指標(biāo)。常用的技術(shù)包括質(zhì)地分析儀、土壤密度測量儀和含水量測定儀等。

土壤化學(xué)指標(biāo)測定技術(shù)。土壤中的化學(xué)指標(biāo)包括土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分含量、重金屬等。常用的技術(shù)包括土壤pH計、原子吸收光譜儀、熒光光度計等。

土壤微生物指標(biāo)測定技術(shù)。土壤中的微生物包括細(xì)菌、真菌、放線菌等。常用的技術(shù)包括生物質(zhì)量測定法、微生物數(shù)量測定法等。

2.6 生物監(jiān)測技術(shù)

生物監(jiān)測技術(shù)是通過對生態(tài)系統(tǒng)中生物體的觀察和監(jiān)測，評價環(huán)境污染對生態(tài)系統(tǒng)影響的技術(shù)手段。其主要方法包括生物指標(biāo)法、生態(tài)指標(biāo)法、生態(tài)風(fēng)險評價等。

生物指標(biāo)法。通過對環(huán)境中特定的生物體或特定的生理反應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測和分析，評估環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境污染程度。例如，通過對昆蟲、魚類、鳥類等的生態(tài)毒理學(xué)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測，可以評價水體、空氣和土壤等環(huán)境的質(zhì)量狀況。

生態(tài)指標(biāo)法。生態(tài)指標(biāo)是指生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的指標(biāo)，能夠反映生態(tài)系統(tǒng)健康狀況和穩(wěn)定性。生態(tài)指標(biāo)法主要是通過對生態(tài)系統(tǒng)中特定的生態(tài)因子的變化進(jìn)行監(jiān)測和評價，來評估環(huán)境質(zhì)量和環(huán)境污染的影響。例如，通過對土壤有機(jī)質(zhì)含量、酸堿度、微生物數(shù)量等進(jìn)行監(jiān)測，可以評估土壤生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。

生態(tài)風(fēng)險評價。生態(tài)風(fēng)險評價是指通過對環(huán)境污染物的毒性、暴露途徑、環(huán)境影響等因素進(jìn)行綜合評估，評價污染對生態(tài)系統(tǒng)造成的風(fēng)險和危害。生態(tài)風(fēng)險評價包括定量評價和定性評價兩種方法。

3 環(huán)保技術(shù)的分類與應(yīng)用

3.1 環(huán)保技術(shù)的分類

環(huán)保技術(shù)是指為了達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)，開發(fā)、應(yīng)用的一系列技術(shù)手段[3]。按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)保技術(shù)可以分為以下幾類：

治理型技術(shù)。治理型技術(shù)是指對已經(jīng)污染的環(huán)境進(jìn)行治理和修復(fù)的技術(shù)手段。例如，污水處理技術(shù)、廢氣治理技術(shù)、土壤修復(fù)技術(shù)等。

預(yù)防型技術(shù)。預(yù)防型技術(shù)是指通過技術(shù)手段預(yù)防環(huán)境污染的發(fā)生。例如，清潔生產(chǎn)技術(shù)、環(huán)境管理體系、環(huán)保設(shè)備和工藝改進(jìn)技術(shù)等。

循環(huán)型技術(shù)。循環(huán)型技術(shù)是指將廢棄物和污染物進(jìn)行再利用和回收，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。例如，廢棄物處理、資源化技術(shù)和生態(tài)工業(yè)園區(qū)技術(shù)等。

新能源技術(shù)。新能源技術(shù)是指以太陽能、水能、風(fēng)能等為代表的可再生能源技術(shù)，其應(yīng)用可以減少對化石能源的依賴，降低對環(huán)境的污染。例如，太陽能發(fā)電技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)等。

環(huán)保監(jiān)測技術(shù)。環(huán)保監(jiān)測技術(shù)是指通過監(jiān)測和分析環(huán)境污染物的種類、濃度、分布和變化趨勢等，為環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。例如，大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)等。

以上分類方法并非互相獨(dú)立，不同類型的環(huán)保技術(shù)可以相互結(jié)合，綜合應(yīng)用，以達(dá)到更好的環(huán)保效果。

3.2 應(yīng)用于污染治理的環(huán)保技術(shù)

污水處理技術(shù)。污水處理技術(shù)是指將污水經(jīng)過一系列處理，以達(dá)到國家和地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。常見的污水處理工藝包括物理、化學(xué)和生物處理等技術(shù)，例如活性污泥法、MBR工藝、曝氣生物膜反應(yīng)器等。

廢氣治理技術(shù)。廢氣治理技術(shù)是指對工業(yè)廢氣進(jìn)行處理，以減少大氣污染物的排放。常見的廢氣治理技術(shù)包括吸附、洗滌、焚燒、脫硫、脫硝等技術(shù)，例如活性炭吸附、濕式電除塵、SCR脫硝等。

土壤修復(fù)技術(shù)。土壤修復(fù)技術(shù)是指將受到污染的土壤進(jìn)行治理，以減少土壤中的有害物質(zhì)對環(huán)境和人體的危害。常見的土壤修復(fù)技術(shù)包括物理、化學(xué)和生物修復(fù)等技術(shù)，例如熱解吸附、電滲析、生物增強(qiáng)等。

固體廢棄物處理技術(shù)。固體廢棄物處理技術(shù)是指對生活和工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的各類固體廢棄物進(jìn)行處理，以減少廢棄物對環(huán)境的污染。常見的固體廢棄物處理技術(shù)包括焚燒、填埋、分類和再利用等，例如高溫氧化焚燒、垃圾分揀回收等。

新型環(huán)保材料。新型環(huán)保材料是指用環(huán)保材料替代傳統(tǒng)材料，以減少環(huán)境污染和資源消耗。常見的新型環(huán)保材料包括生物降解材料、循環(huán)利用材料等，例如可降解塑料、再生木塑材料等。

這些環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少污染物的排放和對環(huán)境的危害，對推進(jìn)環(huán)境治理和保護(hù)具有重要意義[4]。

3.3 應(yīng)用于節(jié)能減排的環(huán)保技術(shù)

新能源技術(shù)。新能源技術(shù)是指利用可再生能源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源，減少能源消耗和減輕環(huán)境污染。常見的新能源技術(shù)包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等，例如光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)氣化等。

節(jié)能技術(shù)。節(jié)能技術(shù)是指通過技術(shù)手段減少能源的消耗，例如提高能源利用率、改進(jìn)工藝流程、優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)等。常見的節(jié)能技術(shù)包括節(jié)能燈具、節(jié)能型空調(diào)、節(jié)能玻璃等。

智能化技術(shù)。智能化技術(shù)是指通過信息化技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化和管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和資源的合理利用。常見的智能化技術(shù)包括智能電網(wǎng)、智能制造、智能交通等。

低碳技術(shù)。低碳技術(shù)是指通過減少碳排放量來減輕對環(huán)境的影響。常見的低碳技術(shù)包括碳捕集、碳交易、碳中和等。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)。循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)是指通過物質(zhì)和能源的循環(huán)利用，減少資源的消耗和環(huán)境的污染。常見的循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)包括廢棄物資源化利用、再生資源利用等。

這些環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用可以有效減少能源的消耗和降低對環(huán)境的污染，對推進(jìn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

4 結(jié)論

綜上所述，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)是環(huán)保工作的基礎(chǔ)，可以為環(huán)保工作提供數(shù)據(jù)支持和科學(xué)依據(jù)，為環(huán)保決策提供可靠的參考。同時，各種環(huán)保技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和應(yīng)用，例如新能源技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、智能化技術(shù)、低碳技術(shù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)等，為推進(jìn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。