梁 波，潘夢垚

（新昌縣環(huán)境監(jiān)測站，浙江 紹興 312500）

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平逐步提升，但對于生態(tài)環(huán)境造成的危害也隨之增加。盡管人們已逐漸意識到保護生態(tài)環(huán)境的重要性，但因不同區(qū)域的監(jiān)管力度不同，使存在的環(huán)境問題仍無法得到根治。而環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)保工作的基礎(chǔ)，應(yīng)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)來有針對性地分析區(qū)域的環(huán)境狀態(tài)，挖掘環(huán)境問題的成因，以此為環(huán)保工作指明方向。因此，環(huán)保機構(gòu)應(yīng)深刻意識到監(jiān)測技術(shù)的重要性，可將遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動監(jiān)測系統(tǒng)等引入到環(huán)境監(jiān)測工作中，促進環(huán)保工作不斷完善，進而逐步改善環(huán)境質(zhì)量。

1 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在生態(tài)環(huán)保中應(yīng)用的意義

環(huán)境監(jiān)測是根據(jù)環(huán)境質(zhì)量影響標(biāo)準(zhǔn)，輔助環(huán)保機構(gòu)了解環(huán)境質(zhì)量、提出預(yù)防和治理措施的重要手段。將監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用到環(huán)保工作中，可提前掌握環(huán)境質(zhì)量變化情況，且可將真實可靠的數(shù)據(jù)傳遞到環(huán)境規(guī)劃、預(yù)防與維護環(huán)節(jié)，以此為生態(tài)環(huán)境的逐步恢復(fù)奠定良好基礎(chǔ)。環(huán)境監(jiān)測屬于新興學(xué)科，主要具備以下特點：

第一，在統(tǒng)計學(xué)的基礎(chǔ)上促進環(huán)境監(jiān)測工作的運行。在實際工作中，可將環(huán)境監(jiān)測細(xì)分為社會學(xué)科和自然學(xué)科。

第二，通過分析采集到的環(huán)境信息，了解污染物空間分布規(guī)律，使環(huán)境狀態(tài)更加清楚明朗，這對保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。具體內(nèi)容如下：

（1）為環(huán)保工作的順利開展提供重要依據(jù)。開展環(huán)保工作不但要確保自身不會影響到生態(tài)環(huán)境，還要使被污染的環(huán)境得到修復(fù)和治理。在環(huán)境污染治理中，要通過應(yīng)用監(jiān)測技術(shù)掌握實際的污染情況，如擴散范圍、傳播動向、污染程度、污染源鎖定等，以此為環(huán)保部門制定治理方案提供科學(xué)依據(jù)；同時為環(huán)境影響評價提供信息源，以及為環(huán)保機構(gòu)審批建設(shè)項目提供依據(jù)。

（2）為解決突發(fā)環(huán)境污染事件提供解決辦法。近年來，受經(jīng)濟活動影響，突發(fā)性環(huán)境污染事件不斷增加，極大影響了人們正常的生產(chǎn)和生活。對于這些情況如果環(huán)保部門應(yīng)對不當(dāng)，很容易導(dǎo)致污染物大范圍擴散，且會嚴(yán)重危及人類生命健康。但通過應(yīng)用監(jiān)測技術(shù)可及時全面掌握污染情況、遷移范圍等，進而使制定的應(yīng)急方案更加科學(xué)可行，也確保污染事件得到妥善解決。

（3）為環(huán)保工作的未來發(fā)展指明方向。應(yīng)用監(jiān)測技術(shù)可將區(qū)域內(nèi)大氣、水體、土壤、固廢、噪音、震動、電磁輻射等多方面的實際污染情況提供給環(huán)保機構(gòu)，使其全面了解當(dāng)前工作的薄弱之處。在此基礎(chǔ)上，環(huán)保機構(gòu)可有針對性地調(diào)整環(huán)保策略，為環(huán)保機構(gòu)的后續(xù)發(fā)展指明方向，實現(xiàn)與經(jīng)濟共同發(fā)展的目標(biāo)[1]。

2 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在生態(tài)環(huán)保中的應(yīng)用方法

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

2.1.1 水質(zhì)監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測是重點對工業(yè)廢水進行監(jiān)測，通過安裝傳感器、監(jiān)視設(shè)備等方式，采集水質(zhì)信息。在實際應(yīng)用中，當(dāng)感知層安裝完畢后，可依靠網(wǎng)絡(luò)層將信息傳遞應(yīng)用層內(nèi)，應(yīng)用層可依據(jù)傳感器位置、數(shù)據(jù)采集時間等進行分析，一旦排水不符合規(guī)定便會傳遞給計算機系統(tǒng)，通知管理者及時進行處理，實現(xiàn)了水質(zhì)監(jiān)管的目標(biāo)。當(dāng)前，國內(nèi)在三層傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)上創(chuàng)建了環(huán)境監(jiān)測體系，優(yōu)化了藻類水華預(yù)警模型，不但確保了數(shù)據(jù)時間的連續(xù)性，還使預(yù)測精度超過了80%。

2.1.2 大氣監(jiān)測

大氣監(jiān)測內(nèi)容較多，以往要求技術(shù)人員每天定時對SO2、CO、H2S、CO2以及HF等氣體含量進行監(jiān)測，準(zhǔn)確判斷大氣環(huán)境質(zhì)量，再公布關(guān)鍵污染物含量。在應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，可利用氣體傳感器實時檢驗大氣狀況，包括市區(qū)與郊區(qū)等，其技術(shù)原理如圖1所示。在監(jiān)測工作前期，要事先設(shè)定各項氣體的標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)實際監(jiān)測的數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)指標(biāo)后，系統(tǒng)便將數(shù)據(jù)與位置信息傳遞到后臺，使管理者能及時妥善處理污染事件，有效預(yù)防了污染的擴散與加劇[2]。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)工作原理

2.1.3 生態(tài)監(jiān)測

生態(tài)監(jiān)測是將監(jiān)測區(qū)域劃分為多個分簇，利用傳感器對各分簇的綜合指標(biāo)進行采集，如溫度、濕度、噪聲等，然后將采集到的信息進行匯總后傳遞到控制中心。該技術(shù)不但可實現(xiàn)遠(yuǎn)程采集，且采集的信息還具有實時性、可靠性特點。例如，在監(jiān)測范圍內(nèi)設(shè)置移動Agent節(jié)點，再利用網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建二維定位表，便可使節(jié)點按照最佳路徑傳遞信息，確保整體功耗得到良好控制。

2.2 遙感技術(shù)

2.2.1 熱紅外遙感技術(shù)

在自然界內(nèi)，任何物質(zhì)都是在24 h內(nèi)以不同波長向外輻射能量。因此，在應(yīng)用該技術(shù)時，是以輻射源為目標(biāo)，利用紅外探測器的電磁波對地表物體進行探測，其主要波段為：一種是3～5 μm，另一種是8～14 μm。在實際應(yīng)用中，可根據(jù)目標(biāo)物輻射特性進行探測，識別物質(zhì)類型，進而依據(jù)輻射特點對各類現(xiàn)象作出科學(xué)評價。

2.2.2 高光譜遙感技術(shù)

在對地觀測期間，該技術(shù)可發(fā)揮自身特點實時監(jiān)測環(huán)境變化，與其他技術(shù)相比精準(zhǔn)度更高。究其原因，該技術(shù)在空間分辨率、光譜分辨率方面具有較大優(yōu)勢，如可將光譜與圖像有機結(jié)合，使其在采集更多環(huán)境空間圖像的同時，還可使每個地物光譜變得更加細(xì)膩。因此，在實際應(yīng)用中，該技術(shù)是以光譜特征、地物成分信息為依據(jù)，以此實現(xiàn)環(huán)境變化監(jiān)測、污染預(yù)防的作用。

2.2.3 可見光、反射紅外遙感技術(shù)

因每種物體的光譜反射率不同，利用該技術(shù)可識別地物、搜索目標(biāo)物等，因此，該技術(shù)在大氣、水質(zhì)、固廢物等多種環(huán)境污染中得到了廣泛應(yīng)用。在實際應(yīng)用中，可提高傳感器多個譜段的信息源復(fù)合，優(yōu)化了圖像信息提取方式，從而可更加準(zhǔn)確的識別污染物，提高了環(huán)境監(jiān)測效果[3]。

2.3 自動監(jiān)測技術(shù)

該技術(shù)主要應(yīng)用在：（1）地表水水質(zhì)監(jiān)測。該系統(tǒng)是利用自動測量、傳感器、計算機與通訊網(wǎng)等構(gòu)成在線自動監(jiān)測體系，對地表水水質(zhì)情況進行監(jiān)測。該系統(tǒng)子站包括采樣系統(tǒng)、水樣預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集、通訊等，同時依靠高新技術(shù)與專用軟件、通訊網(wǎng)絡(luò)，對水質(zhì)情況進行自動監(jiān)測，包括水溫、電導(dǎo)率、氟化物、金屬離子等；（2）空氣監(jiān)測。該系統(tǒng)包括氣體分析儀器、采樣系統(tǒng)、子站數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、圖表生成等部分，通過將眾多單元協(xié)同應(yīng)用，在中心計算機的操作下采集樣品、輸出監(jiān)測數(shù)據(jù)，如NO2、SO2、PM10等；（3）污染源監(jiān)測。該系統(tǒng)包括顆粒物監(jiān)測、煙氣排放參數(shù)、數(shù)據(jù)處理與監(jiān)測四個子系統(tǒng)。其中，氣態(tài)污染物監(jiān)測系統(tǒng)是對煙氣中的CO、SO2與NOX進行監(jiān)測；而煙氣排放參數(shù)系統(tǒng)是對污染物的溫度、濕度、含氧量等指標(biāo)進行監(jiān)測，并依據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)計算出過剩空氣系數(shù)中的濃度；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的作用在于數(shù)據(jù)統(tǒng)計、存儲與輸出，且傳輸格式要與環(huán)保機構(gòu)的相關(guān)要求充分符合。

3 自動監(jiān)測技術(shù)在城市生態(tài)環(huán)保中的應(yīng)用

3.1 實際案例

以H市為例，在該市生態(tài)環(huán)保工作中，積極響應(yīng)國家號召引進了先進的自動監(jiān)測技術(shù)，但在實際應(yīng)用中，因受到地理位置、監(jiān)測儀器等因素影響，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生了異常情況，如數(shù)據(jù)誤差加大、傳輸異常、零部件松動等。主要的應(yīng)用問題是：（1）水站點位數(shù)量不足，因只單純在出入境位置設(shè)置了監(jiān)測斷面，無法將整個市區(qū)內(nèi)的水質(zhì)情況全面真實地反映出來，難以滿足公眾對水環(huán)境的知情權(quán)；同時在水站運行維護方面，存在人員技術(shù)不嫻熟，設(shè)備存在“帶病”運行等情況，影響了工作效率；（2）氣站點位布設(shè)不合理，只能滿足當(dāng)時建設(shè)的要求，如今城區(qū)范圍已經(jīng)從20 km2擴展到80 km2，原有的站點已無法反映全市空氣質(zhì)量情況；同時存在監(jiān)測設(shè)備老舊，沒有新增監(jiān)測設(shè)備作為支撐，而現(xiàn)有站點也長期未改建擴建，設(shè)備故障率較高，設(shè)備使用壽命縮短；且技術(shù)人員數(shù)量不足，能力有限，也影響了空氣監(jiān)測效率；（3）由于污染源監(jiān)測工作處于起步階段，大部分企業(yè)沒有安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，無法及時查看企業(yè)是否存在違規(guī)排污情況；而該市全部數(shù)據(jù)均通過系統(tǒng)輸入環(huán)保平臺，但因系統(tǒng)設(shè)置未及時更新升級，導(dǎo)致一些企業(yè)的工況未能及時錄入系統(tǒng)，當(dāng)工藝調(diào)整后出現(xiàn)異常情況無法實時響應(yīng)，且數(shù)據(jù)連貫性較差，影響環(huán)保評估；同時運營人員參差不齊，部分為非專業(yè)兼職人員，也影響了環(huán)境監(jiān)測效率[4]。

3.2 解決對策

針對自動監(jiān)測系統(tǒng)在對當(dāng)?shù)厮|(zhì)、空氣、污染源進行監(jiān)測中存在的問題，可采取以下解決措施。

（1）在水質(zhì)監(jiān)測方面，針對水站監(jiān)測項目數(shù)量較少，影響監(jiān)測力度提升的情況，還有個別水站未能實現(xiàn)對葉綠素、有機物等指標(biāo)的監(jiān)測，重金屬指標(biāo)也不全面等問題，應(yīng)加大對污染敏感區(qū)、飲水源區(qū)域的監(jiān)測力度，增加水質(zhì)監(jiān)測項目，特別是特征因子監(jiān)測，要注重水站日常維護，派遣專人負(fù)責(zé)管理；還應(yīng)注重儀器數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，確保水質(zhì)信息真實完整，便于創(chuàng)建完善的水質(zhì)監(jiān)測體系，為水環(huán)境管理提供更加全面的服務(wù)。

（2）在空氣環(huán)境監(jiān)測方面，應(yīng)根據(jù)該市規(guī)模、布局、敏感氣體分布、地形等因素，優(yōu)化當(dāng)?shù)氐目諝猸h(huán)境質(zhì)量點位分布，并替換老舊儀器，注重儀器的運行維護，要面向技術(shù)人員、管理人員開展培訓(xùn)活動，還要做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析工作，以此為大氣污染預(yù)防提供有力依據(jù)；還應(yīng)建立健全環(huán)境監(jiān)管制度，依靠先進手段打擊違法違規(guī)行為；當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)部門還要與國家環(huán)境部門建立聯(lián)系，完善全國環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)，明確分工，且依靠兩級監(jiān)管模式提高環(huán)保工作成效。

（3）在污染源監(jiān)控方面，應(yīng)嚴(yán)格按照國家規(guī)定審核安裝方案，確保監(jiān)測信息準(zhǔn)確高效，特別是在國家檢定技術(shù)不完善的情況下，可先制定地方性檢定規(guī)程，使自動監(jiān)控數(shù)據(jù)合理化，促進資源共享；在運維期間，應(yīng)在運營單位與排放單位交接之前確定儀器自身狀態(tài)，以免正式運營時出現(xiàn)故障；要求市內(nèi)所有企業(yè)都安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，避免企業(yè)偷排、超標(biāo)排放等情況發(fā)生；注重系統(tǒng)升級，增加自動報警功能，及時發(fā)覺并處罰違法排污行為，使自動監(jiān)控系統(tǒng)成為當(dāng)?shù)氐碾娮泳?，緩解?zhí)法人員不足的現(xiàn)狀，還要提高環(huán)保監(jiān)管與指揮能力，以此創(chuàng)建更加良好的社會環(huán)境。

4 提高環(huán)境監(jiān)測在生態(tài)環(huán)境保護中的應(yīng)用對策

4.1 加大資金投入

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作，因監(jiān)測對象、目標(biāo)、方法及側(cè)重點的不同，所以具有專業(yè)性、復(fù)雜性、多樣性及多學(xué)科交叉的基本屬性。目前，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們環(huán)保意識不斷提升，對環(huán)境的關(guān)注力度和保護力度越來越大。所以，保護環(huán)境，推動生態(tài)平衡持續(xù)長遠(yuǎn)發(fā)展已逐漸成為社會各界的共識。因此，在環(huán)境監(jiān)測工作中要不斷進行創(chuàng)新，研發(fā)新技術(shù)、新方法和新模式。但無論是技術(shù)創(chuàng)新還是研發(fā)新技術(shù)，均需要加大對環(huán)境監(jiān)測的資金投入。因此，政府部門應(yīng)提高對環(huán)境監(jiān)測工作的重視程度，可設(shè)置專項財政預(yù)算，成立環(huán)境監(jiān)測專項資金，用于環(huán)境監(jiān)測工作的高效運行和技術(shù)創(chuàng)新。此外，政府還應(yīng)發(fā)揮市場組織和引導(dǎo)作用，鼓勵民間資金投入環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，確保環(huán)境監(jiān)測獲取足夠的，多渠道的資金鏈條。

4.2 完善管理工作

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的對象十分廣泛，不僅包括空氣、水源、土壤，還包括固廢、噪聲、震動、熱、光、電磁輻射等。因此，面對不同的監(jiān)測對象，監(jiān)測工作開展時的方法、程序以及所需設(shè)備各不相同。且因監(jiān)測工作的側(cè)重點不同，其目的也各不相同。在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作中，按目的劃分可分為以下幾類：（1）監(jiān)視性監(jiān)測。這類監(jiān)測又稱之為常規(guī)監(jiān)測或例行監(jiān)測，是指對特定對象展開長時間的、持續(xù)性的監(jiān)測，從而確定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量以及明確污染狀況。（2）特定目的監(jiān)測。是指在特殊的情況下對監(jiān)測對象展開監(jiān)測，力求在最短時間內(nèi)鎖定污染源，并明確污染物的種類、數(shù)量以及對環(huán)境造成的危害。特定目的監(jiān)測要求反應(yīng)迅速，全面深入，且要根據(jù)監(jiān)測結(jié)果提出相應(yīng)的解決對策。（3）研究性監(jiān)測。是配合科研工作而展開環(huán)境監(jiān)測，通常情況下，研究性監(jiān)測會隨著科研工作一起進行，但為了保障科研成效，對研究性監(jiān)測的數(shù)據(jù)有著極高要求。

隨著社會的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護工作的推進，環(huán)境監(jiān)測的種類也在不斷豐富、拓展，這使得各類監(jiān)測工作在時間運行、工作模式、重點劃定等各個方面差異巨大，所以，當(dāng)前的環(huán)境監(jiān)測工作需要未雨綢繆，以此完善日常管理工作。在具體工作中，應(yīng)秉承從大處著眼，從小處入手的管理原則，滲透工匠精神，增強工作人員的崗位責(zé)任感、使命感。如實施崗位負(fù)責(zé)制，以制度條例的形式將責(zé)任落實到個人。同時，還應(yīng)加強培訓(xùn)，提升工作人員的專業(yè)技能、實踐能力、信息素養(yǎng)等，且培訓(xùn)后要進行考核測評。在培訓(xùn)工作中，還需強調(diào)工作人員以及不同崗位之間的協(xié)調(diào)性，要培養(yǎng)工作人員的團隊意識和合作能力，以此有效降低工作中信息不對稱的情況發(fā)生。

4.3 創(chuàng)新監(jiān)測技術(shù)

當(dāng)下，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作需要自我突破，需要技術(shù)創(chuàng)新。若環(huán)境監(jiān)測技術(shù)還保持原有的技術(shù)狀態(tài)，在客觀上將不能滿足環(huán)境監(jiān)測的標(biāo)準(zhǔn)，而監(jiān)測得出的數(shù)據(jù)不可避免地會出現(xiàn)失真、缺漏等消極現(xiàn)象，導(dǎo)致監(jiān)測工作效率下降。而監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新，除了要積極使用新型的儀器和設(shè)備外，其核心在于工作人員的思路創(chuàng)新。這就要求相關(guān)人員在工作中要做到敏于觀察，留意細(xì)節(jié)，及時反饋工作中的不足，且思考不同監(jiān)測對象與使用方法之間的契合度、適宜度，如采樣時，采樣點的布設(shè)，采樣時間和頻率的設(shè)置，采集方法的選擇，樣品的保存等。在實際監(jiān)測工作中，要優(yōu)化不合理的程序和環(huán)節(jié)，以此保障監(jiān)測工作的指向性、有效性。

5 結(jié)論

綜上所述，在科技發(fā)展與人口不斷增長的背景下，環(huán)境污染問題日益加重，為環(huán)保工作帶來了一定難度。因此，在實際工作中，技術(shù)人員應(yīng)充分意識到監(jiān)測技術(shù)的重要性，且依靠先進科技來改善當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境。在未來社會的發(fā)展中，在環(huán)保行業(yè)中應(yīng)用先進科技是必然趨勢，這會促進實際監(jiān)測技術(shù)更加智能完善，從而實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)在環(huán)境保護工作中的可持續(xù)發(fā)展。