关于环境监测技术的探讨

王方

摘 要：随着我国经济的不断发展，在带给我们更加便捷，物质极为丰富的同时，也在伴随着环境不断恶化，使得人们的生活受到影响，健康受到威胁。通过对环境的监测，既能够给人们提供环境方面的信息，还能对一些违法排污进行监测，并且在环境监测中，运用现代先进的技术对环境监测则显得愈发重要，能够有效的防止和扼制污染的加重，更好的服务于社会，保护我们生活的环境。

关键词：环境监测；技术探讨

引 言

目前监测技术主要包括采样、测试和数据处理技术三个方面，其中测试技术最为基础，任务是对环境样品中污染物的组成进行鉴定和测试，并研究在一定历史时期和一定空间内的环境质量的性质、组成和结构。主要监测技术内容包括：大气环境监测、水环境监测、土壤环境监测、固体废弃物监测、环境生物监测、环境放射性监测和环境噪声监测等。

一、环境监测技术现状

环境监测是通过调查环境污染的状况，采样进行测试与分析，并据此做出综合评估。环境监测是对环境的质量进行综合检测、评价的重要手段，同时也是环境执法与制定相关决策的重要的科学据。以前，环境监测仅限于对放射性物质的监测，随着工业的发展和环境污染的加剧，环境监测的范围逐渐扩大，包括对环境质量、环境污染等的监测。环境监测的一般流程是现场调查、布点、收集样品、处理与保存样品、分析测试、数据处理、综合评价。对数据进行分析和处理之后，往往还需要进行评价，并写出相关的报告，为以后进行相关的工作提供合理的依据。

我国的环境监测起步相对比较晚，但如今也已初成规模，无论是环境监测能力、监测管理或是物质基础等方面，都有了质的飞跃。就技术方面而言，也取得了较大的发展。首先，环境监测技术已发展有生物监测、物理监测、生态监测、遥感、卫星监测等多种监测技术的监测体系。其次，环境监测仪器的生产也达到了一定的水平。除了加大对监测仪器的生产的投资规模外，我国的环境监测仪器的生产技术与水平也日益提高，如油份测定仪、电磁波监测仪器等。而目前，我国重点开发的仪器主要有空气和废气监测仪器、污染源和环境水质监测仪器与便携式现场应急监测仪器等。此外，我国的环境监测也逐渐由操作间断性发展为自动连续性的监测系统，提高了环境监测的效率。

二、 现代环境监侧技术及其应用

1、3S技术及其应用

（1）水环境监测。综合利用RS， GPS及常规监测技术，以GIS为信息处理平台，可实现对水域分布变化和水体沼泽、水体富营养化、泥沙污染等进行。在水质遥感监测方面，近几年来，对构成水的质量的一些要素进行定量监测的研究有了一定的进步，这些要素包括浑浊度、总悬移质泥沙含量、pH值、总含氮量等等。

（2）大气污染监测

大气污染的遥感监测是避免常规的在典型区定点采样和在实验室分析污染物含量，避免常规大气监测评价用少量点定性评价大区域的环境质量的局限。主要是通过遥感手段根据遥感影像特征调查产生大气污染的污染源的分布、污染源周围的扩散条件、污染物的扩散影响范围，可以实时快速地监测和跟踪大气环境变化和污染动态，为处理措施的制定提供可靠的科学依据，以便及时制汀处理方案，减少大气污染带来的灾害和损失。大气遥感主要包括大气污染监测和大气污染物扩散规律的研究。主要的应用包括大气气溶胶监测、沙尘暴监测、臭氧层监测、有害气体监测和城市热岛效应的监测等。

（3）固体废物监测

固体废弃物主要包括工业垃圾、建筑垃圾、生活垃圾以及混合垃圾。根据光谱信息可以有效地确定固体废物及垃圾的状况、位置、面积和分布，采用GPS进行相应的空间定位，运用地理信息系统（GIS）对不同时相的信息进行对比分析，确定其发展趋势，实现对固体废弃物的动态监测和有效管理，优化固体废物堆放场所。

（4）土地利用变化监测

土地利用方式的改变直接影响大气循环、水文生态过程、局地小气候、土壤、生物多样性的正常发展和环境污染过程等，以及人类社会的和谐发展和生态环境的可持续发展。土地利用动态遥感监测是指应用遥感数据，定期或不定期地监测同一区域土地利用变化情况，包括变化前后地类、范围、位置和面积等，目的是国家通过该项调查及时了解年度一定区域内土地利用的实地变化、趋势，为宏观调控、经济发展提供决策依据。遥感监测作为一种在不直接接触的情况下，对目标物进行远距离观测，可以高效、全面、实时地了解大范围土地利用的发展变化，及时地掌握发展过程中具体细微的新变化信息，进行合理规划、建设和引导。

2、生物技术在环境监测中的应用

（1）生物大分子标记物检测在环境监测中的应用。生物大分子是近年来生态学研究的主要对象之一。与其他研究手段相比，生物大分子具有特异性、预警胜和广泛实用性等特点，可以在分子水平阐述分子适应等生态问题的机制，有助于更好地揭示生物与环境之间的相互作用机制，为污染环境的生物修复提供理沦依据。主要的生物大分子标记物及其检测技术有核酸分子损伤检测技术、报告基因标记技术、DNA芯片技术、酶分子标记物检测、金属硫蛋白的检测、热休克蛋白的检测、抗氧化剂防御系统的检测等。

（2）PCR技术在环境监测中的应用。PCR技术是在体外合成特异性DNA片段的方法，只要在试管内提供DNA体外复制所需的原料（DNA聚合酶、模板核酸、寡核昔酸引物、四种三磷酸脱氧核昔酸），其原理类似于生物体内DNA的复制。通过选择生物的一段特异性基因进行体外扩增，再由凝胶电泳等DNA分析技术确定其种类及含量。PCR技术的特异性是由人工合成的引物DNA序列确定的，所谓引物是指与待扩增核酸片断两端互补的寡核昔酸（单链DNA）。近年来，依据PCR分析突变的相关技术进展很快，主要有：寡核普酸探针杂交，DNA直接测序，限制性内切酶图谱；变形梯度凝胶电泳等。

作为最现代的生物技术之一的PCR手段，具有快速、灵敏、准确、简便、特异性强的特点，有着传统方法无可比拟的优势。PCR及其相关技术的研究应用将在生命、环境等科学发展中起到更大的作用。

3、信息技術在环境监测中的应用

（1）无线传感器网络技术。环境监测应用中无线传感器网络属于层次型的异构网络结构，最底层为部署在实际监测环境中的传感器节点。向_七层依次为传输网络、基站，最终连接到Internet。传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块组成。基站是能够和Internet相连的一台计算机（或卫星通信站），它将传感数据通过Interne泼送到数据处理中心，同时它还具有一个本地数据库副本以缓存最新的传感数据。监护人员（或用户）可以通过任意一台连入Internet的终端访问数据中心，或者向基站发出命令。

（2）PLC技术。可编程逻辑控制器（programmable logical controller，简称PLC）是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代工业控制装置，在结构上对耐热、防尘、防潮、抗震等都有精确考虑，在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施，非常适用于条件恶劣的户外及工业现场。对雨水的远程监测及控制对于农业生产及防洪抗旱有着积极的意义。本系统由PLG系列产品进行组建完成，通过对雨水河水的水位、流速、水质（如酸碱度）的测量实现远程监视。

三、结束语

总之，由于国家对于环保工作的越来越重视，环保监测的对象也从工业污染源慢慢发展到对于各类生态环境的监测，从最初的点污染发展到区域性环境监测，不仅包括影响环境质量的污染因子，还延伸到生物监测和生态监测。另外环境监测仪器发展具有将实验室搬到现场的趋势，逐渐向数据直读，实时监测、连续监测方向发展。