對(duì)我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的認(rèn)識(shí)

摘 要 本文論述了我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)用的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，為我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)用走上持續(xù)、穩(wěn)定及健康的發(fā)展道路提供了一定的見解。

關(guān)鍵詞 環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)用 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

一、引言

21世紀(jì)，在人們的生活中環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，甚至影響了經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。人們開始意識(shí)到環(huán)境保護(hù)工作的重要性，同時(shí)在我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)分析儀器也得到了廣泛關(guān)注。隨著世界各地對(duì)環(huán)境問(wèn)題關(guān)注度的提高，我國(guó)相關(guān)部門在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面也給予了高度重視。近年來(lái)，我國(guó)涌現(xiàn)出一大批生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的企業(yè)，主要以提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的綜合性開發(fā)為主的大型企業(yè)和非常專業(yè)化的中小型企業(yè)。這些企業(yè)的發(fā)展壯大，從根本上扭轉(zhuǎn)了我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域以往主要依靠進(jìn)口儀器的局面。

二、對(duì)我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)用現(xiàn)狀的分析與認(rèn)識(shí)

（一）專用環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器與設(shè)備的現(xiàn)狀

1.大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀。大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)分為兩類：一是大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)；二是大氣污染物的監(jiān)測(cè)。大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀器制造的取樣器和各種氣體取樣器性能可靠性已經(jīng)完全滿足國(guó)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)的需要，而自動(dòng)和連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)儀器的大氣污染物主要依賴進(jìn)口。環(huán)境空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套以自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器為核心的自動(dòng)測(cè)量和控制系統(tǒng)。干燥法和濕法監(jiān)測(cè)是常用的兩種方法。日本以濕法為主，原則是庫(kù)侖法和電導(dǎo)法。但由于濕法需大量試劑，必須在調(diào)整試劑操作期間處理廢液，因此有更多的麻煩，而且故障率高，需要投入大量的維護(hù)成本，處于被淘汰的邊緣。歐洲和美國(guó)以干法為主。

2.水環(huán)境監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀。水環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器主要是用于水環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)，即監(jiān)視水環(huán)境中的各種物理指標(biāo)和綜合指標(biāo)，它一般采用質(zhì)量監(jiān)測(cè)工具，諸如稱重儀器、電化學(xué)分析儀器與光學(xué)儀器等。國(guó)產(chǎn)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器基本上可以滿足環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)的需要。與此同時(shí)，國(guó)產(chǎn)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的價(jià)格也比國(guó)外產(chǎn)品便宜。

（二）我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器發(fā)展中存在的問(wèn)題

我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器發(fā)展中存在的問(wèn)題主要有兩個(gè)：一是先進(jìn)儀器產(chǎn)能薄弱；二是儀器差異化較大。

三、依靠技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展

根據(jù)用途不同，環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器可分為實(shí)驗(yàn)室通用分析儀器、專用環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器與裝備、自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)儀器裝備四大類。現(xiàn)分述如下：

（一）實(shí)驗(yàn)室通用分析儀器

原子吸收光譜法具有靈敏度高、干擾少、分析快速的特點(diǎn)，已成為金屬元素分析的最有力工具之一，而且建立了許多標(biāo)準(zhǔn)分析方法。它在我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用得最多，國(guó)產(chǎn)儀器性能整體與國(guó)外差別不大，但石墨爐原子吸收儀性能還不夠理想。

（二）專用環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器與裝備

1.大氣監(jiān)測(cè)儀器。大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)分為大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)和污染物監(jiān)測(cè)。大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀器中，國(guó)產(chǎn)大、中、小流量TSP、PM10采樣器及各種氣體采樣器，性能可靠性已經(jīng)完全滿足國(guó)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的需要。大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的污染物自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器基本依靠進(jìn)口。大氣污染物的監(jiān)測(cè)中，對(duì)煙道、煙塵氣中的二氧化硫、氮氧化物的監(jiān)測(cè)儀器基本能夠滿足國(guó)內(nèi)要求，而且某些性能甚至達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。對(duì)氣體污染源的連續(xù)在線監(jiān)測(cè)，目前已有企業(yè)研制出樣品，但其準(zhǔn)確性、適用性、可靠性尚待進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.水監(jiān)測(cè)儀器。常用的COD測(cè)定儀在測(cè)定方法上有滴定法、庫(kù)侖法、分光光度法等。這些方法均有各自的特點(diǎn)，可以滿足不同的需求。

3.物理污染監(jiān)測(cè)儀器。物理污染主要指噪聲、振動(dòng)、電磁輻射、放射性污染等。噪聲和振動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品已經(jīng)可以滿足市場(chǎng)需求。

（三）自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1.空氣和廢氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)部分城市引進(jìn)了瑞典OPSIS公司、美國(guó)TE公司、法國(guó)ESA公司的基于差分光譜法原理的設(shè)備來(lái)代替二氧化硫、二氧化氮、臭氧等參數(shù)的測(cè)量。一臺(tái)設(shè)備除了能分時(shí)測(cè)量以上3個(gè)參數(shù)外，還能測(cè)量THC、CH4、n-MHC、BTX等有機(jī)污染參數(shù)。利用差分技術(shù)，可以消除大氣湍流對(duì)信號(hào)的影響，消除不同污染物之間的干擾和濕度、氣溶膠等的干擾，而且操作方便，能滿足實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)的需求。我國(guó)已實(shí)現(xiàn)了PM10、SO2、NO2等項(xiàng)目的自動(dòng)監(jiān)測(cè)。

2.水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。歐洲、美國(guó)、日本、澳大利亞等均有專業(yè)廠商生產(chǎn)水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器。比較成熟的儀器包括水溫、pH酸堿度、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、氧化還原電位、流速和水位、COD、高錳酸鉀指數(shù)、TOC、氨氮、總磷、總氮等。目前測(cè)定BOD的生物膜法已實(shí)現(xiàn)快速化，也可開展自動(dòng)在線監(jiān)測(cè)。大腸菌群的自動(dòng)監(jiān)測(cè)方法有生物發(fā)光、化學(xué)發(fā)光法，它與實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)法完全不同。

3.噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器。目前，我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門的噪聲監(jiān)測(cè)儀器大部分都采用具有單片機(jī)處理功能的積分統(tǒng)計(jì)聲級(jí)計(jì)，它屬于一種便攜式儀器。這些聲級(jí)計(jì)靈敏度隨氣壓、溫濕度而變化，從而影響測(cè)量精度，需要經(jīng)常校準(zhǔn)。

（四）應(yīng)急監(jiān)測(cè)儀器裝備

1.國(guó)外環(huán)境應(yīng)急監(jiān)測(cè)。發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的應(yīng)急監(jiān)測(cè)儀器體積小、重量輕、分析速度快、操作簡(jiǎn)便、種類繁多。有些儀器的性能指標(biāo)接近或達(dá)到實(shí)驗(yàn)室儀器的水平，而能源和溶劑的消耗卻大大減少。國(guó)外環(huán)境常規(guī)污染物，如CO、NO、COD等的便攜式儀器早已成熟。便攜式氣相色譜（GC）作為現(xiàn)場(chǎng)分析儀器也已使用多年。最近又出現(xiàn)了聲表面波檢測(cè)器（SAW），又稱“電子鼻”，它與快速色譜技術(shù)聯(lián)用，可以快速采集和分析氣體樣品，其樣品前處理設(shè)施也逐漸趨于小型化，并用于野外分析。

2.我國(guó)應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)。國(guó)內(nèi)主要使用實(shí)驗(yàn)室儀器和進(jìn)口檢測(cè)管進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè)，常規(guī)污染物的便攜式儀器種類不足。進(jìn)口檢測(cè)管雖然可以快速測(cè)定環(huán)境污染物，并且造價(jià)不高、操作安全，但是所能測(cè)定的污染物種類有限。進(jìn)口檢測(cè)管通常僅限于一些常規(guī)分析項(xiàng)目，如SO2、NH3、CO、NO、NO2等，重點(diǎn)在定性，而且它的定量精度通常不太理想。

（五）環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的實(shí)現(xiàn)

1.政府和企業(yè)要重視和加大研發(fā)環(huán)境監(jiān)測(cè)需要的儀器的力度。環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)亟待提高，將它列為國(guó)家科研的重點(diǎn)，有利于國(guó)家給予有力的政策支撐，共同推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器開發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。而且還要使監(jiān)測(cè)儀器的研究和生產(chǎn)有力結(jié)合，采取政策優(yōu)惠鼓勵(lì)企業(yè)、學(xué)校和研究機(jī)構(gòu)全方位地進(jìn)行技術(shù)合作和交流，促進(jìn)技術(shù)成果的形成。

2.對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行干預(yù)和調(diào)控。提高監(jiān)測(cè)儀器生產(chǎn)技術(shù)，加大投資，改變重復(fù)生產(chǎn)現(xiàn)象，刺激市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，優(yōu)化組合生產(chǎn)企業(yè)，逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化和集成化生產(chǎn)，擴(kuò)大高質(zhì)量和高檔次產(chǎn)品的范疇，以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)發(fā)展需要。

3.全面推廣高技術(shù)的應(yīng)用。要想提高環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，提升儀器行業(yè)技能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就必須利用高技術(shù)。在現(xiàn)有的技術(shù)水平上，引入國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，借鑒先進(jìn)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)我國(guó)監(jiān)測(cè)儀器的應(yīng)用和技術(shù)能力，提高儀器價(jià)格，給企業(yè)足夠的利潤(rùn)空間刺激企業(yè)的再生產(chǎn)能力，使之具有合資生產(chǎn)能力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

4.加強(qiáng)管理，建立健全市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制。進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器行業(yè)的監(jiān)督和管理，完善環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)機(jī)制，規(guī)范企業(yè)資質(zhì)的認(rèn)證，將市場(chǎng)混亂造成的影響降到最低。科學(xué)地規(guī)劃環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器行業(yè)的發(fā)展和決策，明確方向，凝聚大量的高技術(shù)水平和高權(quán)威性的組織，對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的研發(fā)進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量監(jiān)測(cè)。

四、結(jié)語(yǔ)

聯(lián)系我國(guó)環(huán)保工作的開展實(shí)際，普遍認(rèn)為操作方便，穩(wěn)定性和智能性強(qiáng)，價(jià)廉且維修成本低，可以在惡劣環(huán)境中使用，并具有較強(qiáng)抗干擾力的高精度的儀器設(shè)備能夠適應(yīng)我國(guó)國(guó)情。因此，未來(lái)我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器行業(yè)的主要發(fā)展趨勢(shì)為以人工采樣、實(shí)驗(yàn)分析展開工作，以自動(dòng)化和網(wǎng)絡(luò)智能化為主進(jìn)行監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向；逐步向技術(shù)型轉(zhuǎn)變，監(jiān)測(cè)領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大；改變以往單一的地面監(jiān)測(cè)，與遙感環(huán)境監(jiān)測(cè)緊密結(jié)合發(fā)展；監(jiān)測(cè)儀器和設(shè)備將融入物理、化學(xué)、電子、光學(xué)和生物學(xué)等技術(shù)，趨于高質(zhì)量、多功能、集成化、自動(dòng)化和系統(tǒng)化的發(fā)展方向。

（作者單位為包頭鋁業(yè)有限公司）

[作者簡(jiǎn)介：李艷偉（1977—），男，工程師，主要從事鋁及鋁合金加工裝備的管理及技術(shù)研發(fā)工作。]

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