环境监测技术在生态环境保护中的应用

李爱东

（山东省淄博生态环境监测中心，山东 淄博 255000）

建设人与自然和谐相处的环境友好型社会是生态文明建设的重要任务，在此背景下需要不断优化与完善生态环境保护工作，而生态环境保护工作的基础内容就是环境监测，基于环境监测能够保证后续一系列工作有效落地，并提供全面、精准、可靠的数据支持。

1 环境监测技术在生态环境保护中的应用意义

随着人们社会生活水平日益提升，对生态环境的要求也在不断提高。生态环境保护目的是加强人们生活质量、提高居住环境条件。但随着社会主义现代化建设进程不断深入，造成一系列环境问题，严重影响生态可持续发展。基于城市经济日益攀升，城市建设也紧跟城市经济发展脚步不断发展，因此，各种有利于打造现代化都市、促进城市发展、提高居民生活便利、为居民提供更好生活服务的工业区、商业区等相应设施建设速度越来越快，数量与规模也逐渐增加，但是伴随城市大规模建设，在建设中逐渐显现出一些问题，例如城市生态问题和环境保护问题，如若不能协调好城市生态环境保护与可持续发展问题，则会在一定程度上阻碍城市发展脚步。而环境保护工作的开展依附于环境监测提供的相关数据信息，因此，环境监测数据信息的真实性、精准性、代表性、完整性、对比性，将直接影响环境保护工作的质量、环境执法的公平性、政府环境决策的科学性，以及相关环境保护策略的实施。在此要求下，生态环境监测尤为重要，环境监测技术在生态环境保护中的切实应用能够为生态环境保护工作提供全面的数据支撑，进而依据监测数据制定科学合理且有效的生态环境治理措施，从而促使环境监测与社会发展相适应。由此可见，生态环境监测技术的应用具有重要意义，在生态文明建设中应不断深化、发展生态环境监测技术[1]。

2 生态环境现状

2.1 空气环境污染

随着城市现代化建设中的大量工业区域及交通设施规模愈发扩大，致使工业排气与交通工具尾气逐渐成为造成城市大气污染主要因素，导致我国近几年PM2.5指数逐渐攀升，雾霾成为影响居民日程出行的主要问题，并且大气污染在经济发展水平较高城市如北京、上海等出现的频率相较于其他城市而言更高，污染程度也尤其严重。同时，烟花爆竹也是导致城市大气污染的主要因素之一，因此，我国目前已经发布相关规范，严格禁止在城区内燃放烟花爆竹，但在一些地区依旧存在私自燃放现象，在很大程度上加重了城市大气污染程度。此外，在部分供暖城市当地硫化物、NOX、烟尘等含量更高，其中SO2不仅自身具有有害性，其在太阳照射下还会形成酸雾，进而在积聚到一定程度时转化为酸雨，从而对人体健康以及大气环境造成严重污染，NO如若在自然环境中没有及时被净化，从而致使大气中的含量不断上升，将会直接影响人体机能，引发高铁血红蛋白症以及损坏人体的呼吸器官与中枢神经系统，给人体健康带来严重威胁，而长时间呈浮游状在空气中悬浮的烟尘，不仅会直接影响居民呼吸系统健康，严重情况下引发肺病，还可能与NOX或SO2相结合发生光化学反应，从而形成雾霾，进而影响空气质量。

由此可见，当前我国空气环境问题较为严重，人类发展与生态环境保护之间的矛盾也愈发尖锐，如何在保证社会稳定发展的同时保护环境，维护生态平衡成为当代发展要点。而环境空气污染防治整体成效与环境空气监测水平息息相关，二者呈正向关系，且从宏观角度而言，在一定程度上环境空气监测水平直接影响环境空气污染防治成效。由此可见，在环境空气污染防治过程中离不开环境空气监测，基于此，实现环境空气自动监测是提高环境空气污染防治整体成效的重中之重，具有关键意义，必须提高新时期环境空气监测质量，以此为空气污染质量提供有效的数据支撑。

2.2 水环境污染

水资源是人类文明起源与发展的重要资源，在社会生产生活以及过去粗放型经济等因素影响下，不仅导致水资源遭受严重的破坏与污染，还致使水资源含有量大幅度下降，使我国部分地区水资源紧张问题愈发尖锐。在此背景下，要想保证人类健康的生存发展，必须开展水资源污染防治工作，水环境监测则是有效保障水资源污染防治工作开展成效的关键。保护、开发、利用、治理水资源均离不开水环境监测工作，只有做好水环境监测工作，把控好水环境监测质量，才能有效保护水资源。我国当前水资源污染问题较为突出，具体表现为地下水超采、地表水匮乏、河流湖泊污染物超标等，为有效落实生态文明建设战略任务要求，必须开展系统化的水环境监测工作，加强环境监测技术在生态环境保护中的应用成效。而在生态环境保护中要想提高环境监测技术应用质量，实现水环境生态系统管控，需要结合监测结果提出有针对性的质量控制方案。

例如，本文对某地区境内某河流2020～2022年上中下游水环境监测数据进行分析，总结该地区某河流水环境监测质量控制现状。监测时间分别为2020年1月7日、2021年1月7日、2022年1月7日。

2020年1月7日监测到该河流上中下游的pH值、溶解氧（mg/L）、化学需氧量（mg/L）、氨氮（mg/L）、生活需氧量（mg/L）、总磷（mg/m3）、高锰酸盐指数（mg/L）分别为：7.53、6.65、17、0.82、2.64、0.05、4.18；7.63、5.36、34、4.42、4.05、0.71、5.07；7.77、6.75、35、4.08、4.31、0.91、5.07。

2021年1月7日监测到该河流上中下游的pH值、溶解氧（mg/L）、化学需氧量（mg/L）、氨氮（mg/L）、生活需氧量（mg/L）、总磷（mg/m3）、高锰酸盐指数（mg/L）分别为：7.38、6.34、16、0.80、3.5、0.05、4.08；7.35、9.01、23、2.45、3.3、0.41、4.01；7.85、7.33、30、2.15、3.13、0.59、5.01。

2022年1月7日监测到该河流上中下游的pH值、溶解氧（mg/L）、化学需氧量（mg/L）、氨氮（mg/L）、生活需氧量（mg/L）、总磷（mg/m3）、高锰酸盐指数（mg/L）分别为：7.25、7.02、14、0.71、2.08、0.05、3.56；8.33、7.0、19、1.88、1.71、0.29、4.01；8.08、8.11、22、1.99、3.21、0.22、4.69。

通过上述监测数据可知该地区某河流存在一定的水质污染情况，并且化学污染问题较为突出。且档期在水环境监测中所采用的环境监测技术依旧沿用的是传统技术，传统的环境监测技术具有一定的滞后性，时效性与监测结果的精准性均无法得到有效保证。基于此，要想保障水环境监测技术有效运用，从而有效治理与预防水环境污染，进而实现生态环境保护，应进一步强化环境监测技术，提高环境监测技术质量，以此为基础提升环境监测质量管理[2]。

3 环境监测技术在生态环境保护中的应用分析

3.1 加强物联网技术应用

生态环境监测的核心是深化环境质量管理，是对生态环境监测过程中的相关制度、行为、理念、措施等进行全面管理，从而通过有效的监督机制、监测技术实现生态环境监测质量管控。生态环境监测不仅可以实时了解特定区域存在的生态环境问题，确保生态环境监测数据的可靠性、精准性，还能进一步完善生态环境监测工作体系，从而规范工作流程，继而提升生态环境监测整体水平。将物联网技术落实在生态环境监测工作中，是现阶段提高生态环境监测质量的最佳手段之一，也是环境问题日益突出现状下的必然选择，通过生态环境监测与物联网技术的有机结合，能够有效避免生态环境监测工作可能产生的不确定因素，并通过各个环节流程数据信息的详细核对，确保收集与记录的生态环境监测数据精准，从而为后续的数据信息整理、利用、分析与挖掘奠定基础，进而切实全面提升生态环境监测水平。

例如，基于物联网技术构建数据信息互通的融合性监测系统。在我国生态可持续发展战略引领下，为实现生态平衡发展、加大环境保护力度、降低环境污染水平，环境监测站的作用尤为重大。环境监测站可以通过有效监测及时发现存在的生态环境问题，并对其采取有计划、有针对性的治理措施，从而实现环境保护。目前各地区环境监测站众多，基于物联网技术构建数据信息互通的融合性监测系统，可以在有效实现区域性治理的同时，将各个环境监测站监测中所产生的大量监测数据，全部纳入数据库，实现信息共享。此外基于物联网技术的融合性监测系统是基于互联网与计算机的先进技术，在物联网环境监测系统上的升级，其能够对传感器传送回来的各种环境因素进行实时监控，不仅可以通过物联网传感器掌握环境中的温度、湿度与氧气浓度等参数，还能够了解被监测区域存在的污染物种类以及含量，并将环境监测中所产生的大量监测数据，全部纳入数据库，从而在避免数据丢失的同时，还能够及时在数据中调取数据信息，以及实时对相同或不同时间段的环境数据进行信息比对，进而充分提高环境监测工作效率，并通过全面的数据记录掌握各个阶段环境变化规律的同时，还能够切实提高数据的精准性[3]。

3.2 加强大数据技术应用

整理与利用生态环境监测数据。收集与记录生态环境监测数据是利用大数据解析技术的第一步，为更好地发挥大数据解析技术价值，还应利用大数据解析技术对生态环境监测数据进行整理与利用，从而根据各地区当前生态环境现状，了解该地区目前面临的生态环境问题以及环境中严重超标的污染物种类与浓度，进而制定有效的环境治理方案。与此同时，众所周知同一地区的不同地理位置的环境数据存在一定差异，因此，为全方位获取各地区环境监测数据，需要投入大量的人力，将会大幅度提高运营成本与资源消耗，而大数据解析技术与生态环境监测工作相结合，可以将部分监测人员解放出来，从而基于自身先进技术优势迅速对不同地理区域的生态环境进行监测，进而充分提高监测效率与监测数据的可靠性。

分析与挖掘生态环境监测数据。治理与预防是提高生态环境保护质量的关键性手段，将大数据解析技术运用到生态环境监测中，不仅可以通过全面的监测数据，有目的、有计划、有针对性地制定生态环境污染治理措施，从而提高生态环境质量，还能够通过分析与挖掘环境监测数据，对该地区的生态环境各项监测指标进行预测，进而结合当地常见性生态环境因素，获取该地未来环境规律。其中生态环境预测中大数据解析技术的运用主要是基于大数据解析技术系统自身所具备的数学模型。

3.3 发展微机械电子系统分析技术

在生态环境监测过程中，能够对含量较高的物质清晰检测出来，但对于微量物质的检测效果不佳，此外由于水环境、空气环境等领域中涵盖诸多有毒有害或其他物质，某些生物在特定条件下与不同物质之间还会发生化学反应，给生态环境监测带来极大困难。基于此，为有效改善这一现状，环境监测部门还应侧重发展微机械电子系统分析技术，从而在现代微机械电子系统基础上发展现场在线自动监测的微机械电子分析系统，进而对极少的目标进行最精确的分析。

3.4 做好实验室监测工作

实验室监测工作直接影响环境监测结果，以空气环境监测为例，做好实验室监测工作的具体要求为：（1）准备工作，实验室准备环节的主要工作就是开展空白试验，从而通过未经采集的空气与专业试剂溶液反应获得空白值，进而实现空白分析。为保证空白值精准性，在试验过程中需要确保试验器皿无菌性、仪器设备参数准确性、实验人员专业性。（2）监测点位设置与采样。由于不同地区的环境空气监测结果存在一定差异，因此监测点位设置尤为重要，要想获得更为精准的监测数据信息，必须将点位设置在最佳位置，从而收集更具有代表性的空气样本以及保证监测结果的代表性。与此同时，在对监测点位进行样本采集时，需要合理设置采样器，例如，采样器需根据实际环境空气监测需求，设置在距离地面3～15米高度位置且采样器不应设置在炉窑等污染源附近。此外，需要注意的是，在进行尘粒监测时，采样器之间的距离应在4米内。（3）实验室分析。为确保环境空气监测质量，实现环境空气监测质量控制，应在实验室分析阶段做好标准样品筛选与标准样品分析工作。为保证实验室分析阶段标准样品监测数据质量，首先应确保校准曲线的精确度与斜率，从而通过设计最佳的实验条件与试剂成分，避免校准曲线对监测结果的影响。其次，还应管理仪器设备性能，进而做好曲线回归处理工作。

3.5 深化现代传感器技术

保护生态环境质量是环境监测的核心目的，与此同时，生态环境监测还具有宏观目的，即落实生态文明建设要求，建设人与自然和谐相处社会。在生态环境监测目的促使下，对生态环境监测工作提出了更为严苛的要求，为此在新时期背景下应利用现代传感器技术深化生态环境监测质量控制与管理，从而有效保证环境监测数据的精准性、可靠性，进而促使生态环境监测与社会发展需求与相适应。

传感器是环境自动监测系统中的重要技术，随着生态环境监测要求不断提高，传感器需要向高灵敏度、高精度、高抗干扰性、高稳定性、高效率、高耐受环境能力以及微小体积和重量发展，而具有上述功能优势的传感器则为现代传感器技术。与此同时，现代传感器技术实现了数字化、集成化功能创新，可以与计算机网路相结合以及能够实现数据信息共享。

3.6 做好质控考核

以空气环境监测为例质控考核中使用的盲样为环保部标准样品研究所生产的钢瓶标准气体，考核结果则以检测结果为主，在此过程中需要取三测检测结果的平均值。在确定检测结果后，技术人员需要将该结果与钢瓶气标准值相比，以钢瓶气标准值为参考，评判环境空气质量。当二者间的误差大于10%时判定为不合格，当误差处于5%～10%之间时判定为合格，当误差处于3%～5%之间时判定为良好，而当误差小于3%判定为优秀。

与此同时，在质控考核期间有关部门还需要对自动监测子站现场进行不定期抽检，并进行现场打分。检查内容包括自动监测子站的卫生情况、人员工作情况、监测工作的规范性、采样工作的标准度、监测数据的精准性、完整性、有效性。此外，自动监测子站在接受有关质控科室抽检外，每年还会接受省级环境监测实验中心质控考核与现场检查，每年均保质在2次或以上。

此外，除省级环境监测实验中心质控考核与现场检查外，我国目前还有国家总站安排的标准气体盲样质控考核，但该项考核并不是普及所有地区，每年会根据各地区实际情况，决定该地区是否需要接受国家总站安排的标准气体盲样质控考核。

4 结语

综上所述，环境监测技术在生态环境中的切实应用能够有效提高环境监测成效，为此要想进一步深化生态环境保护工作，应加强物联网技术应用、加强大数据技术应用、发展微机械电子系统分析技术、做好实验室监测工作、深化现代传感器技术、做好质控考核。