我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

李丹，代沁蕓

（重慶市涪陵區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，重慶 408000）

前言

環(huán)境監(jiān)測可以幫助我們?nèi)妗⒓皶r、準(zhǔn)確地掌握環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀和污染源排污狀況，是環(huán)保事業(yè)的基礎(chǔ)性工作和有力支撐，為環(huán)境管理、環(huán)保執(zhí)法與決策提供基本依據(jù)，以達(dá)到保護生態(tài)環(huán)境的最終目的。改革開放以來，我國經(jīng)濟社會快速發(fā)展，隨之而來產(chǎn)生的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)峻，嚴(yán)重威脅到了人類健康和社會的可持續(xù)發(fā)展。近年來，政府和社會各界對環(huán)保問題高度重視，對于新時期的環(huán)境監(jiān)測工作也提出了更高的要求。在這樣的背景下，分析我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀、研究其發(fā)展趨勢具有積極的現(xiàn)實價值[1]。

1 我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

因為受到國情和經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r的制約和影響，我國的環(huán)境監(jiān)測工作開展得較晚，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展雖然領(lǐng)先于一般發(fā)展中國家，卻落后于西方發(fā)達(dá)國家。幾十年來，我國的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和能力不斷加強，監(jiān)測手段和設(shè)備持續(xù)完善和改進，監(jiān)測范圍從某個斷面逐漸擴展到整個城市乃至整個國家；初步形成了具有中國特色的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范、環(huán)境監(jiān)測分析方法、環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，并逐步向國際標(biāo)準(zhǔn)化軌道靠攏；環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)初步建立起來，并涵蓋了水、氣、固體廢棄物、土壤和噪聲等多個領(lǐng)域，緊扣環(huán)境管理和社會公眾的需求，實現(xiàn)了監(jiān)測信息公開，在增強公眾環(huán)保意識的同時也極大地提高了我國環(huán)境監(jiān)測的水平和形象[2]。進入21世紀(jì)以來，隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，已初步實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測與現(xiàn)代信息技術(shù)的有效結(jié)合，較好地促進了我國環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建立和自動在線環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展。近年來，為實現(xiàn)對突發(fā)性環(huán)境污染事件的快速應(yīng)急監(jiān)測，便攜式儀器的現(xiàn)場快速檢測技術(shù)取得了一定的研究和應(yīng)用成果[3]。

盡管我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)過多年的發(fā)展，取得了一定成果，但與建設(shè)生態(tài)文明美麗中國和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，以及國際先進環(huán)境監(jiān)測技術(shù)水平相比，仍有相當(dāng)大的差距。由于環(huán)境監(jiān)測經(jīng)費投入不足，資源配置不夠合理，監(jiān)測管理水平整體較低，監(jiān)測機構(gòu)人員組成結(jié)構(gòu)不夠合理，環(huán)境監(jiān)測人才稀缺，監(jiān)測人員的工作素質(zhì)和實際操作能力也不夠高等客觀原因，我國的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)總體監(jiān)測能力不強，能監(jiān)測的項目不全面，尤其是對一些有毒有害污染物，缺少有效準(zhǔn)確的監(jiān)測方法，監(jiān)測的精度也不高；監(jiān)測介質(zhì)覆蓋面較窄；監(jiān)測技術(shù)較落后，監(jiān)測設(shè)備不夠先進；國內(nèi)研發(fā)制造高端環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的企業(yè)相對少，缺乏競爭力，生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)規(guī)模都不能和發(fā)達(dá)國家相比[4]，大部分性能較好的大型精密儀器、自動在線監(jiān)測系統(tǒng)、便攜式現(xiàn)場快速測定儀仍然只能依靠進口，這些都嚴(yán)重阻礙了我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的進步和發(fā)展。

2 我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢

2.1 在監(jiān)測項目上，加強對有毒有害污染物的監(jiān)測研究

近年來，很多研究結(jié)果表明，我國某些地區(qū)的有毒有害物質(zhì)（如揮發(fā)性和半揮發(fā)性有機污染物、烯烴類、醛酮類、臭氧等）的污染非常嚴(yán)重，已成為這些區(qū)域主要的環(huán)境問題。為此，有毒有害污染物的監(jiān)測工作已成為我國環(huán)境監(jiān)測工作面臨的重大挑戰(zhàn)之一，適時、全面、系統(tǒng)、科學(xué)地開展對有毒有害污染物的監(jiān)測研究已刻不容緩，加強對有毒有害污染物的監(jiān)測與排查力度，對于確保環(huán)境指標(biāo)良好、預(yù)防環(huán)境污染和提升環(huán)境總體質(zhì)量具有積極而重要的現(xiàn)實意義。

2.2 在監(jiān)測精度上，將趨向痕量、超痕量級分析的方向發(fā)展

從環(huán)境污染問題的實際情況來看，許多有毒有害物質(zhì)（如多氯二苯并二英、多氯二苯并呋喃、三丁基錫、雙酚A、烷基苯酚、亞硝胺、烷基汞類等）濃度雖然很低，也許其污染僅是局部的，但對人類生存和健康的危害極大，必須花很大代價和相當(dāng)長的時間去解決和處理[5]。這類低濃度特征的有毒有害污染物，如果采用常規(guī)的監(jiān)測方法和技術(shù)，很難將其準(zhǔn)確的監(jiān)測出來，因此，必須發(fā)展痕量和超痕量級的分析技術(shù)來提高對這類低濃度有毒有害污染物的分析靈敏度，以便全面而精確地掌握其污染現(xiàn)狀。

2.3 從監(jiān)測介質(zhì)上，將對整個體系的水、氣、生物體、土壤和沉積物做全面監(jiān)測

從目前環(huán)境調(diào)查的普遍性而言，對水、大氣介質(zhì)中污染物的監(jiān)測研究開展得較多，而對生物體、土壤和沉積物中污染物的監(jiān)測研究較少。基于多種有毒有害污染物（如多環(huán)芳烴類、酞酸酯類、多氯聯(lián)苯類、重金屬等）在環(huán)境介質(zhì)中能積累、遷移和轉(zhuǎn)化的事實，不能僅局限在只對水質(zhì)和大氣加以監(jiān)測和保護，還要充分考慮到土壤、沉積物、生物等介質(zhì)的綜合作用，這樣才能更好地幫助人類了解某些疾病與受污染的各種環(huán)境介質(zhì)的相關(guān)性，并為最終達(dá)到保護人類健康提供科學(xué)可靠的依據(jù)。所以，為了更好地保障生態(tài)環(huán)境安全，積極開展對整個體系的水、氣、生物體、土壤和沉積物中有毒有害污染物的全面監(jiān)測，必然會成為今后環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展趨勢。

2.4 監(jiān)測技術(shù)多元化發(fā)展，監(jiān)測設(shè)備更加先進

由于傳統(tǒng)樣品的前處理分析方法操作步驟較繁瑣耗時，準(zhǔn)確度不夠高，靈敏度低，加之對分析人員的身體健康的毒害也較大，各種先進的更為人性化的監(jiān)測技術(shù)和方法已被研發(fā)出來并廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，如紅外線遙感、全球衛(wèi)星定位、地理信息技術(shù)等采樣輔助手段；超聲波提取、微波、衍生化、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)、超臨界萃取、固相萃取、快速溶劑萃取、吹掃捕集、頂空、熱解析等高科技樣品前處理技術(shù)；氣相色譜、液相色譜、熒光光譜儀、原子吸收、原子發(fā)射、等離子發(fā)射光譜等大型高精密分析儀器[6]。此外，為了提高分析的靈敏度和準(zhǔn)確度，各種大型精密儀器的聯(lián)用技術(shù)也已經(jīng)成為研究的重點，如氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用、等離子發(fā)射光譜-質(zhì)譜聯(lián)用等技術(shù)。監(jiān)測技術(shù)和方法的持續(xù)優(yōu)化，監(jiān)測設(shè)備功能的不斷完善和改進，始終都是環(huán)境監(jiān)測技術(shù)需要積極致力的方向。

2.5 加強對在線連續(xù)自動化監(jiān)測系統(tǒng)的研究和開發(fā)

無論環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測還是污染源排放監(jiān)測，目前多是采用現(xiàn)場手工采樣，然后將樣品帶回實驗室進行分析測定，這種傳統(tǒng)的監(jiān)測方式依然會保留。但是，環(huán)境中和污染源排放的污染物濃度隨氣象條件和工況條件隨時都在改變，傳統(tǒng)的分析方式監(jiān)測頻率低、時間代表性差，不能有效反映污染物的實時變化，因此發(fā)展了在線連續(xù)自動化監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對環(huán)境質(zhì)量和企業(yè)污染物濃度和流量的實時監(jiān)測，并計算出污染物的排放總量。目前發(fā)展較成熟的自動在線監(jiān)測系統(tǒng)有：環(huán)境水質(zhì)的COD、氨氮、總氮、總磷、溶解氧、pH值、電導(dǎo)、色度、濁度等項目，污水的流量、COD、氨氮等項目，環(huán)境空氣質(zhì)量的SO2、NOx、CO、O3、PM10、PM2.5等項目，固定污染源煙氣的流量、煙塵、SO2、NOx等項目。為適應(yīng)新時期環(huán)保管理工作的需要，要不斷擴展并完善自動在線監(jiān)測系統(tǒng)能測定的污染物項目，并加強系統(tǒng)的各種抗干擾性能研究，提高系統(tǒng)的監(jiān)測質(zhì)量，確保提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)有效、準(zhǔn)確、可靠。

2.6 重視突發(fā)污染事件的應(yīng)急監(jiān)測，加強現(xiàn)場快速監(jiān)測分析技術(shù)的研究

環(huán)境管理承擔(dān)著對各種環(huán)境污染事件應(yīng)急監(jiān)測的職責(zé)，針對突發(fā)環(huán)境污染事故，要做好事前預(yù)防、事中快速響應(yīng)和事后風(fēng)險評估的工作。各種突發(fā)環(huán)境污染事件會給環(huán)境造成更加嚴(yán)重的影響，因此要做好相應(yīng)的預(yù)警監(jiān)測研究。對于突發(fā)性環(huán)境污染事故的應(yīng)急監(jiān)測，傳統(tǒng)耗時的采樣再到實驗室內(nèi)步驟繁瑣的監(jiān)測分析，已經(jīng)很難滿足環(huán)境管理對于應(yīng)急監(jiān)測數(shù)據(jù)即時、快速、準(zhǔn)確的高要求，所以現(xiàn)在開發(fā)出許多專用的便攜式快速檢測儀，如便攜式SO2、NOx、Cl2、H2S、CO、VOCs檢測儀和測定有機污染物分析的便攜式氣相色譜儀。在今后的監(jiān)測工作中，應(yīng)該加大對便攜式現(xiàn)場快速分析儀器的研發(fā)力度，并不斷改進此類分析技術(shù)的靈敏度、精密度和準(zhǔn)確度。

2.7 構(gòu)建完善、安全、穩(wěn)定的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)

環(huán)境監(jiān)測工作遍布全國，按照傳統(tǒng)的傳輸報告模式來完成監(jiān)測任務(wù)，并不能實現(xiàn)快速、有效。通過構(gòu)建完善的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，可以直接上傳到相關(guān)地方的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中，以共享原則來發(fā)布，直接得到國家監(jiān)測中心的指揮，這樣就可以讓監(jiān)測工作得到更好更高效地管理。完善的環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括環(huán)境各要素的監(jiān)測業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)（主要應(yīng)包括環(huán)境空氣、地表水、地下水、噪聲、生物體、固體廢物、土壤和沉積物、污染源、近岸海域、生態(tài)等環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)）、監(jiān)測管理網(wǎng)絡(luò)（分為國家、省、市、縣四級管理網(wǎng)絡(luò)）、監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)（應(yīng)包括數(shù)據(jù)報告、信息傳輸和在線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）。在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)上，要加強技術(shù)與設(shè)備的綜合應(yīng)用，并不斷提升匹配程度，促使整個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的安全性、穩(wěn)定性得到更好的加強和鞏固。

3 結(jié)語

當(dāng)前，我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)取得較快的發(fā)展和進步，能夠滿足環(huán)保工作的基本需求。但由于發(fā)展起步較晚，我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)依然存在較多的不足。隨著社會的進步，人們生活水平的不斷提升，對環(huán)境監(jiān)測的要求也在不斷提高，未來的環(huán)境監(jiān)測工作應(yīng)該針對存在的問題，不斷完善和持續(xù)優(yōu)化監(jiān)測技術(shù)，以保證環(huán)境監(jiān)測工作的有效開展，更好地為保護人類生態(tài)環(huán)境的偉大事業(yè)服務(wù)。