生態環境監測及環保技術探究

班惠昭

(山西省生態環境監測中心，山西 太原 030027)

引 言

在經濟建設與社會發展中，工業化發展速度的不斷加快導致工業生產廢棄物排放量增大，嚴重污染空氣與河流等。與此同時，農業成為經濟社會發展的重要部分，為增加糧食儲備和外匯儲備做出重大貢獻。然而隨著農業的長期發展，耕地面積越來越大，引發沙漠化問題，嚴重影響人們的生活與工作。所以當下生態環境破壞問題突出，既制約經濟與社會發展，又危害人們的身心健康。為了解決環境污染問題，必須加強生態環境監測，提高環保工作成效。

1 生態環境監測及環保技術的重要價值

生態環境監測是一項長期性工程，涉及范圍廣、內容多、綜合性強，表現出明顯的周期性特征[1]。生態系統的運行與發展就是整體性的循環過程，容易被外界環境干擾，影響自身平衡。例如資源的開發、污染物的干擾等，只有進行科學的、完善的、有效的周期性監測，明確生態系統發展規律，才能確保整個系統處于平衡狀態，解決生態環境問題，走可持續發展道路。而且環保工作的技術要求較高，在生態環境不斷惡化的過程中要利用先進技術加以處理，依托先進生態環境監測及環保技術進行監測，并處理監測結果，達到控制、優化生態環境的目的，促進環境可持續發展，奠定良好的經濟社會發展基礎，保護好綠水青山，造福子孫后代。

生態環境監測及環保技術對解決環境問題的價值主要體現在：一是降低企業運營成本，即企業利用環境技術創新積極開發各種可以節約原材料與能源的產品、服務，提高使用原材料與能源的效率，同時回收產品，實現再生產、再利用，減少對生態環境的污染。二是推動環境技術改革，積極引進綠色技術，發展無污染、高科技的新興產業，依托生態環境監測及環保技術改造能耗高、污染環境的傳統產業。三是構建有機農業、生態農業等農業可持續生產模式，讓農業經濟和農業生態環境實現和諧、健康、穩定的發展。四是推行物質與社會的生態化生產，使用綠色經濟發展模式，讓經濟增長、生態建設能夠相互促進。因此，必須加強對生態環境監測及環保技術的分析、應用，開發并推廣無廢少廢工藝、清潔技術、污染預防技術等，建立健全綠色環保生產系統，促成經濟社會和生態環境之間的協調發展。

2 生態環境監測及環保技術的要點

生態環境監測會產生大量數據和信息，包含水監測和地面監測、空氣監測以及地理信息等[2]。目前大部分地區都做到了生態環境監測全覆蓋，借助地面監測技術進行生態環境在線監測，實時把握區域內的生態環境的實際情況，并通過分析監測數據幫助環境保護的實施。其中的基本前提在于獲取生態環境監測數據，當下在監測生態環境、保護生態環境的過程中主要使用色譜、光譜和3S等技術手段。

2.1 色譜技術

色譜技術的常見方法有液相色譜分離、氣相色譜分離、毛細管電泳等，例如在監測水環境時使用氣相色譜技術方法，分離監測水中的有機物，如PHAs(多環芳烴類)。目前國家還建立通過高效液相色譜法測定環境空氣里的醛酮類化合物的標準。

2.2 光譜技術

光譜技術在監測水環境方面也發揮了重要作用，主要有紫外-可見吸收譜、原子發射光譜、原子吸收光譜、熒光光譜等技術方法，通過利用各種物質的獨特光譜進行物質的定性或定量測定。國家已經建立數十種利用光譜技術監測水中污染物的技術標準與規范，例如測定水中的鐵離子含量時使用鄰菲啰啉分光光度測定法，使用紫外分光法測定水里的硝酸鹽氮，利用甲醛肟分光光度法測定水里的錳等。

2.3 3S技術

3S技術是遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS)統稱為3S技術，在生態環境監測及環保領域得到廣泛應用[3]。

RS技術應用于生態環境監測時主要通過衛星實時遠距離監測，基于電磁波的改變判斷所監測空間的生態環境形成的動態信息，借此預判區域內的生態環境發展。在監測時使用RS技術的掃描功能、拍攝功能，可以采集監測區域內的各方面內容信息，包括植被生長情況、森林覆蓋面積、生態環境污染指數以及氣溫閉環等。例如在對山西省森林資源展開生態環境監測作業時，通過RS技術既能實時監測山西省森林覆蓋面積的增減情況，又能分析可能發生的生態環境變化，為開展環保工作提供可靠的參考。當森林中發生嚴重自然災害時，利用RS技術能夠在最短時間里報警，完成生態環境保護目的，節省監測生態環境的成本。

GIS技術應用于生態環境監測主要是為了收集、整理地理信息中形成的數據，通過計算機系統構建地理數據信息存儲平臺，實時監測、實時管理地理信息。在數據平臺的運行中不僅可以分析地理空間的生態環境問題，處理生態環境問題信息，還能實時動態化管理空間的生態環境動態信息。所以GIS技術是非常重要的生態環境監測技術，監測中心要充分掌握這一技術手段，在實踐應用中體現GIS監測地理信息的功能，確保地理信息監測滿足及時性、真實性的要求。

GPS技術應用于生態環境監測，可以憑借技術特征與優勢建立全球定位體系，實時監測生態環境，同時確保監測所得數據信息達到及時性、真實性的標準。在GPS技術的應用中，通過和衛星構建的全球定位系統，借助三維導航能力建立生態環境監測的全球化監控系統。GPS技術和RS技術相比可以及時收集生態環境的動態信息，在監測不同區域生態環境時全方位監測、管理生態環境。

3 生態環境監測及環保技術的信息化應用

在當今的網絡信息時代，夯實生態環境監測的網絡建設基礎，是不斷強化生態環境監測及環境技術應用的必然選擇[4]。環保信息化建設是現階段保護生態環境的基礎性工作之一，在環境管理轉型階段應將信息化視作重要手段，基于環保系統推進信息標準化，借助信息化技術手段更好地服務生態環境的監測與保護。山西省根據頂層設計、系統開發、網絡建設以及數據管理的一體化原則，積極推進生態環境監測及環保平臺建設，通過促進資源整合、深化技術應用提高生態環境信息利用率，構建生態環保云平臺、生態環境數據庫，針對監管污染源、監測生態環境質量、監控預警生態環境風險、應急處置生態環境事故等核心業務進行數據的集成、分析、挖掘，持續提升生態環境監測及環保的信息化水平。

3.1 加強平臺建設

按照山西省政府與環保部門提出的推進“互聯網+”行動、建設生態環境大數據等要求，生態環境監測中心主動承擔任務，根據生態環境數據資源促進虛擬數據的動態擴展和系統整合，建立共享資源、集中管理、動態管控的智慧系統，為監測生態環境、預報預警空氣質量、監控預警生態環境風險等提供支撐，保證最大限度發揮上述生態環境監測及環保技術的價值。

3.2 促進資源整合

遵循消除數據孤島、統一管理平臺、整合信息資源的基本原則，針對全省的生態環境保護數據和相關業務應用系統做出云化遷移部署，拓展吸納其他部門、科研院校以及企事業單位、互聯網中的生態環境保護數據，實現數據信息的上下聯動和互聯互通，匯聚水、大氣、土壤以及固體廢棄物、噪聲、自然生態等信息數據，挖掘數據應用價值，構建囊括監測生態環境、在線監控污染源、監控預警工業生產環境風險等方面的生態環境管理應用系統，支持對生態環境形勢的準確監測預判、生態環境監測信息的及時發布、生態環境污染治理與保護的有效開展等。尤其是建立工業生產有毒有害氣體監測預警體系，全天候在線監控工業企業、重金屬企業的有毒有害氣體及金屬污染因子，監控突發大氣環境污染事件，防范環境風險。

3.3 深化技術應用

除了常用的色譜、光譜和3S等技術手段，在生態環境監測及環保工作中要注意這些技術與先進大數據技術的融合應用，促進信息共享，推動生態環保政策的實施，發揮“互聯網+”環保技術的作用。所以相關部門需要進一步明確職責，尤其要明確主體責任，整合數據產生者、使用者，完成生態環境數據信息更新工作；依托監測所得數據信息開展環保工作，進行數據加密處理，安全、規范地使用數據；加強數據的儲備和更新，共享數據信息，同時長期保存數據信息，在環保工作中發揮積極作用。在預測生態環境的未來情景時還可以引入綜合模擬模型，通過智能技術的輔助收集數據、分析數據，提供更可靠的技術支撐，不斷優化生態環境管理[5]。

4 結語

當今時代，解決生態環境污染問題是重難點工作，只有采取科學有效的技術手段優化生態環境，才能實現可持續發展。從當下的環保工作來看，主要在于控制大氣污染和污染物排放等，還應在生態環境監測中保證所用技術和設備能夠滿足要求，提升環保工作的全面性、精準性，多角度落實生態環境監測及環保技術的推廣工作。另外，通過構建“互聯網+”環保技術體系，共享生態環境數據信息，提高環保工作的科技含量，保證順利開展環保工作，促進生態環境監測及環保的信息化、智能化，創建健康綠色的生態環境。今后要繼續加強對生態環境的監測，靈活使用環境監測及環保技術，不斷提高生態環境質量。