探討土壤和地下水環(huán)境監(jiān)測中存在的問題與對策

高新紅

（河南省商丘生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，河南 商丘 476000）

地下水和土壤污染是環(huán)境污染的兩個重要類型，也是近幾年來國家重點關注的領域。在可持續(xù)發(fā)展理念下，人們在關注經濟社會發(fā)展的同時，對社會的生態(tài)效益提出了較高的要求。在此背景下，開展環(huán)境監(jiān)測和治理成為一項重要任務。但是從環(huán)境監(jiān)測工作開展情況來看，地下水和土壤監(jiān)測中尚存較多的問題，有必要創(chuàng)新環(huán)境監(jiān)測方法，提升地下水和土壤監(jiān)測的整體效果。

1.地下水和土壤的污染類型及危害

1.1 污染類型

地下水、土壤的污染源具有多元性的特征，但是從污染源具體物質的物化屬性來看，可將地下水、土壤污染分為有機物污染和無機物污染兩種類型。通常在有機物污染中，除酚類、多環(huán)芳烴、有機農藥類外，常見的污染物還包括揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物、石油烴類等物質。無機物污染不僅包含過量金屬、其他毒性污染物，而且涉及放射性物質，其中包含汞、鎘、鉻等重金屬，同時當鎂、鐵、銅、鋅等金屬物質含量較高時，也會形成過量金屬離子污染。此外地下水和土壤中毒性污染物物質還包含了等硝酸鹽、亞硝酸鹽、氰化物等陰離子污染物。這些污染物會直接或間接的破壞地下水和土壤環(huán)境，并對周圍的居民產生危害，影響了生態(tài)環(huán)境的整體質量。

1.2 主要危害

結合環(huán)境監(jiān)測結果可知，地下水和土壤的污染源具有較大差異，兩者因污染所表現出來的危害性也有一定區(qū)別。當地下水發(fā)生污染時，水中的三氮含量會發(fā)生變化，當地下水補給到河湖中時，會對水生生物的生存造成較大威脅。其次地下水開采仍然是我國水資源利用的重要方式，當人們直接開采、飲用地下水時，發(fā)生污染的地下水會給人們的身體健康產生較大的危害。譬如當孩童飲用發(fā)生污染的地下水時，容易引起硝酸鹽急性中毒，另外誤飲用重金屬超標的地下水，還有可能發(fā)生致癌的風險。此外地下水發(fā)生污染后，水體的硬度會升高，而當工業(yè)生產中使用這些水資源后，容易造成過濾管線結垢、鍋爐爆炸等問題，增加了工業(yè)生產的安全隱患和整體成本。土壤污染類型多樣，且污染的危害主要表現在兩個層面，一是污染會較為直接地影響農業(yè)生產，并對其他工業(yè)產業(yè)的發(fā)展造成影響。二是在生物鏈作用下，土壤中的污染元素、有毒有害物質會通過生物轉移的方式進入人體體內，嚴重損害人體的健康與安全。

2.環(huán)境監(jiān)測中地下水和土壤監(jiān)測的重要性

可持續(xù)發(fā)展理念下，人們在關注社會經濟發(fā)展的基礎上，對于社會環(huán)境的保護質量提出了更高的期許，這就要求要更加高度重視環(huán)境監(jiān)測工作。一方面，地下水和土壤是環(huán)境監(jiān)測的兩個基本要素，在“土十條”中，我國已經明確指出要深化地下水、土壤污染的風險治理，在具體技術落實中，要求規(guī)范開展地下水、土壤污染監(jiān)測工作，結合環(huán)境監(jiān)測和治理的目標分析地下水、土壤污染成因，并進行應對處理。可見開展地下水和土壤監(jiān)測是新時期環(huán)境監(jiān)測和污染治理的內在要求。另一方面，在傳統(tǒng)發(fā)展模式下，地下水和土壤的污染問題較為嚴重，同時由于缺乏對這兩個要素的監(jiān)測和治理管理，對社會生態(tài)環(huán)境造成了較大的破壞，并且一些地下水和土壤污染問題直接或間接地威脅到了人類的身體健康和生命安全。新時期，通過地下水和土壤監(jiān)測工作開展，能及時地掌握環(huán)境污染狀況，并針對性地設計環(huán)境保護方案和措施，實現這些問題的有效處理。此外，可持續(xù)發(fā)展理念下，我國高度重視生態(tài)環(huán)境的保護和污染治理工作，開展地下水和土壤監(jiān)測能從源頭上保證環(huán)境污染治理的科學性、合理性和有效性，進而促進社會經濟、生態(tài)的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。

3.基于環(huán)境監(jiān)測的地下水和土壤監(jiān)測問題

3.1 缺少完善的標準規(guī)范

針對地下水和土壤監(jiān)測工作，相關部門應出臺較為完善的法律法規(guī)和技術標準，以此來增強地下水、土壤監(jiān)測工作的指導性和約束性。一方面，我國在環(huán)境監(jiān)測的相關規(guī)程中從宏觀層面對地下水和土壤監(jiān)測工作進行了說明，但是這些規(guī)程多是一些指導性的要求，未能考慮到地下水和土壤污染的區(qū)域性特征和差異性特征，最終降低了法律規(guī)程在具體監(jiān)測要素中的約束和規(guī)范控制作用。另一方面，在可持續(xù)發(fā)展理念下，我國在地下水、土壤監(jiān)測目標、指標和方法等層面均實現了較大突破，但是在這些監(jiān)測內容管理中，具體法律法規(guī)和標準體系的建設存在一定的滯后性，這使得法律法規(guī)在地下水、土壤監(jiān)測管理中的適用性較低，因此要應重視環(huán)境監(jiān)測法律規(guī)范和標準的細化和更新，以此更好地服務地下水和土壤監(jiān)測工作。

3.2 環(huán)境監(jiān)測工作資金不足

目前，用于地下水和土壤監(jiān)測的資金主要依靠地方政府的財政支出，但是受地方經濟發(fā)展水平低、政府財政布局側重點不同等多種因素的影響，目前用于地下水和土壤監(jiān)測的資金相對較少，難以支撐生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測工作的需要，影響了地下水和土壤的監(jiān)測質量，所以有必要在政府牽頭作用下，引導市場企業(yè)參與到地下水和土壤監(jiān)測工作當中，并通過一定的優(yōu)惠政策吸引市場資金流向環(huán)境監(jiān)測工作，以此來滿足新時期環(huán)境監(jiān)測工作的需要。

3.3 環(huán)境監(jiān)測網絡尚不完善

環(huán)境監(jiān)測網絡不完善是阻礙地下水和土壤監(jiān)測工作開展的主要問題，同時也是影響地下水和土壤監(jiān)測質量的重要原因。其一，在地下水和土壤監(jiān)測中，應先重視監(jiān)測范圍的系統(tǒng)控制，目前針對這些要素的監(jiān)測主要集中在污染區(qū)監(jiān)測層面，即地下水和土壤監(jiān)測的范圍相對較小，本質上是一種局部監(jiān)測，這使得環(huán)境工作人員對于全國范圍內的環(huán)境監(jiān)測缺乏了解，降低了環(huán)境監(jiān)測的整體性和全面性。其二，監(jiān)測站設計是地下水、土壤監(jiān)測工作開展的重要環(huán)節(jié)，科學合理地設計監(jiān)測站，能充分保證地下水、土壤監(jiān)測的效率性、準確性。但是受地區(qū)經濟、具體污染狀況等因素的影響，地下水、土壤監(jiān)測項目中的監(jiān)測站設置尚不夠合理。僅以地下水監(jiān)測站布置為例，我國地下水監(jiān)測中明顯存在北方監(jiān)測站密度高、南方監(jiān)測站密度低的問題。其三，現階段的地下水監(jiān)測和土壤監(jiān)測中還存在監(jiān)測項目單一的問題，這是因為部分單位在環(huán)境監(jiān)測工作開展中未能充分考慮到本地區(qū)環(huán)境監(jiān)測、治理工作實際情況，降低了環(huán)境監(jiān)測的整體效益。值得注意的是，受監(jiān)測項目單一，監(jiān)測指標不完善等因素的影響，一些地下水和土壤污染問題的成因分析不夠清晰，這在一定程度上對后期的污染治理和環(huán)境保護工作開展造成阻礙。

3.4 環(huán)境監(jiān)測工作缺乏智力技術支撐

地下水和土壤等環(huán)境監(jiān)測工作的專業(yè)性較強，這對于環(huán)境監(jiān)測人員的專業(yè)程度和技術應用水平提出了較高的要求。現階段，地下水和土壤等環(huán)境監(jiān)測工作中存在高精尖人才不足的問題，尤其是在一些環(huán)境惡劣、待遇較差的中小城市和偏遠鄉(xiāng)村地區(qū)，地下水和土壤監(jiān)測明顯存在專業(yè)技術人才不足的問題，直接放緩了地下水、土壤監(jiān)測的效率和質量。另外，地下水和土壤監(jiān)測中還存在技術創(chuàng)新不足，新技術推廣難度大等問題。這些問題的形成主要與環(huán)境監(jiān)測資金不足有關，同時其還與工作人員創(chuàng)新意識不足等有關。新時期，在著力解決環(huán)境監(jiān)測資金問題后，還應積極開展地下水和土壤監(jiān)測技術創(chuàng)新工作，依托現代信息技術構建動態(tài)化的環(huán)境監(jiān)測網絡，實現地下水、土壤等要素的高效率、高精度監(jiān)測，滿足新時期的環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境保護工作的開展。

4.環(huán)境監(jiān)測中地下水和土壤監(jiān)測問題的應對措施

4.1 構建完善的環(huán)境監(jiān)測標準體系

環(huán)境監(jiān)測工作本身具有較強的專業(yè)性、綜合性和復雜性，在監(jiān)測工作初期，應重視環(huán)境監(jiān)測標準體系的建設。首先主管部門應充分認識到標準體系在環(huán)境監(jiān)測工作中的積極作用，在考慮國家環(huán)境保護指導性戰(zhàn)略方針的引導下，結合本地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測實際情況，建設省、市監(jiān)測體系，并做好對應體系下地下水、土壤監(jiān)測標準的補充和完善。其次在地下水和土壤監(jiān)測標準體系建設中，各地區(qū)的環(huán)境監(jiān)管部門應系統(tǒng)考慮本地區(qū)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測目標和工作要求，然后從監(jiān)測準備工作、監(jiān)測過程、監(jiān)測技術、監(jiān)測結果核對等層面出發(fā)，編制系統(tǒng)全面的標準內容，實現環(huán)境監(jiān)測工作的有效約束。最后在具體的環(huán)境監(jiān)測標準中，應明確地下水、土壤監(jiān)測的相關標準，規(guī)定相關部門的責任和義務，確保各項工作單位嚴格履行職責，提升地下水和土壤監(jiān)測的整體質量。

4.2 做好地下水和土壤監(jiān)測的資金保證

在全新的環(huán)境監(jiān)測工作模式下，地下水監(jiān)測和土壤監(jiān)測的范圍不斷擴大，在此過程中，從監(jiān)測框架建設到監(jiān)測網絡布局和具體環(huán)境監(jiān)測工作開展均需要大量的資金作為支撐。對此從三個層面出發(fā)，給予地下水和土壤監(jiān)測工作充足的資金保證。一方面，考慮到地下水監(jiān)測和土壤監(jiān)測在環(huán)境監(jiān)測治理工作中的重要價值，所以政府部門應做好財政支出的合理設計，協(xié)調政府部門在各個領域的財政支出比例，逐步擴大用于地下水和土壤監(jiān)測的資金，以此來滿足地區(qū)環(huán)境監(jiān)測工作的基本需要。另一方面，地下水和土壤監(jiān)測是一個持續(xù)性的工作，在具體的監(jiān)測活動中，要實現資金的有效利用，還應積極開展環(huán)境監(jiān)測工作的資金預算、執(zhí)行和監(jiān)管工作，真正地將資金用于地下水和土壤監(jiān)測的工作實際中。另外，相關部門還應注重市場資金的有效引入，即在科學設計環(huán)境監(jiān)測行業(yè)門檻的基礎上，引導市場企業(yè)參與到地下水和土壤環(huán)境監(jiān)測工作當中，以此來形成政府財政支出+市場資金的環(huán)境監(jiān)測資金補充體系，充分滿足本地區(qū)地下水和土壤監(jiān)測需要。

4.3 重視地下水和土壤監(jiān)測網絡的建設

開展地下水、土壤監(jiān)測工作還應注重環(huán)境監(jiān)測網絡的系統(tǒng)建設。其一，考慮到局部監(jiān)測模式下我國地下水和土壤監(jiān)測的范圍相對較小，主要監(jiān)測范圍集中在污染區(qū)的問題，還應逐層次地擴大環(huán)境監(jiān)測的范圍，尤其是在地下水、土壤監(jiān)測中，應注重已污染單一區(qū)域向多個區(qū)域發(fā)展，在縱向、橫向方面擴大監(jiān)測范圍，充分保證地下水和土壤監(jiān)測的全面性。其二，開展地下水和土壤監(jiān)測網絡建設時，還應重視監(jiān)測站的系統(tǒng)設計，除考慮監(jiān)測站分布的密度、監(jiān)測準確性外，還應對監(jiān)測站的安全性進行控制，要求所設計的監(jiān)測站既能滿足地下水、土壤監(jiān)測工作需要，同時能最大限度地保證環(huán)境監(jiān)測工作人員的安全性。其三，為解決地下水、土壤監(jiān)測項目單一，監(jiān)測內容不全面的問題，新時期的地下水、土壤監(jiān)測還應以生態(tài)系統(tǒng)為重點，從動態(tài)性、全面性兩個角度全面強化。同時在具體的監(jiān)測活動中，既要制定統(tǒng)一的地下水、土壤環(huán)境監(jiān)測標準，同時又要考慮本地區(qū)的實際，設置多元化的監(jiān)測指標，然后以先進的環(huán)境監(jiān)測手段為技術支撐，嚴格控制使具有良好操作效果的技術規(guī)范得以不斷健全和統(tǒng)一。其四，為充分保證地下水和土壤監(jiān)測網絡建設的科學性，提升地下水和土壤監(jiān)測效果，在一些尚未發(fā)生污染的地區(qū)，還應重視環(huán)境監(jiān)測預警系統(tǒng)的建設。在該系統(tǒng)的支撐下，應科學設計區(qū)域地下水和土壤監(jiān)測流程，對區(qū)域環(huán)境施行實時動態(tài)監(jiān)控（見圖1），并且在具體的監(jiān)控操作中，要求環(huán)境監(jiān)測預警系統(tǒng)要符合區(qū)域實際，且通過該監(jiān)測系統(tǒng)能準確發(fā)現本地區(qū)發(fā)展中的環(huán)境問題，及時做好調整，做好地下水資源和土壤的有效保護。其五，在全新的地下水和土壤監(jiān)測網絡下，工作人員在環(huán)境監(jiān)測中還應做好現場采樣的系統(tǒng)管理。即在地下水和土壤監(jiān)測中，要求所有的監(jiān)測結果均有對應的樣本作為支撐，同時樣本從采集到運輸、存儲、分析階段均符合相應的技術規(guī)范，這樣才能在保證樣品代表性、準確性的基礎上，保證地下水和土壤監(jiān)測結果的準確性，更好的指導好服務環(huán)境治理保護工作。

圖1 區(qū)域環(huán)境監(jiān)測流程

4.4 做好環(huán)境監(jiān)測智力和技術保證

要進一步提升地下水、土壤監(jiān)測的效率和質量，在具體工作開展中，還應做好環(huán)境監(jiān)測智力和技術保證。一方面，在環(huán)境監(jiān)測工作中，主管部門應選擇高精尖人才參與到地下水和土壤監(jiān)測工作當中，建設專業(yè)化的動態(tài)監(jiān)測隊伍，在具體的工作中，監(jiān)測人員能動態(tài)監(jiān)測工作中存在的問題，并及時進行處理，保證一切監(jiān)測工作到位。另一方面，環(huán)境監(jiān)測主管部門在解決地下水、土壤監(jiān)測資金問題后，還應加大在環(huán)境監(jiān)測技術創(chuàng)新層面的投入，如深化信息化技術和監(jiān)測設備在地下水、土壤監(jiān)測中的應用，建立起科學完善的國家型環(huán)境監(jiān)測技術體系，同時應利用現代信息技術對監(jiān)測的結構進行處理。如在水資源監(jiān)測中，當掌握監(jiān)測數據具體特征情況后，監(jiān)測人員可記住信息技術構建水文水資源監(jiān)測數據分布式存儲模型，并采用模糊聚類方法對冗余數據進行處理，這樣可獲得一定的濾波函數，依據該濾波函數，可提升高整編后數據的優(yōu)化分布能力。濾波函數Xp（u）表達如下：

式中，監(jiān)測數據聚類中心特征序列通過Sc（t）表示，而ej2πf0t 代表有限數據集，此外f0、T 分別代表數據特征分布頻率和時間帶寬。這樣能提高地下水和土壤環(huán)境監(jiān)測的代表性和準確性，更好地服務環(huán)境保護工作，推動社會穩(wěn)步發(fā)展。

結語

地下水和土壤是環(huán)境監(jiān)測的重要內容，同時也是環(huán)境保護和污染治理的重點所在。可持續(xù)發(fā)展理念下，環(huán)境工作者只有深刻認識到地下水和土壤污染的類型和危害性，了解開展地下水和土壤監(jiān)測的重要價值，然后結合本地區(qū)環(huán)境工作實際，系統(tǒng)化地分析地下水和土壤監(jiān)測工作中的問題，并從多個層面創(chuàng)新這兩個關鍵內容的監(jiān)測方法和措施，這樣才能有效提升環(huán)境監(jiān)測的效率和質量，更為精準地指導污染治理和環(huán)境保護工作，繼而促進社會經濟與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調可持續(xù)發(fā)展。