環境保護中環境監測的意義與作用分析

李璐嬋

（遼寧三慧科技有限公司，遼寧 營口 115000）

環境保護的核心內容是預防和治理環境污染，因而要借助長期的環境監測動態化地獲取環境數據，借此來掌握環境污染現狀、污染分布以及污染物的類型和濃度數據，進而在其基礎上制定出科學的污染治理措施。與此同時，環境監測在污染預防方面也發揮著重要的作用，積極利用環境監測技術可有效促進環境保護。

1 環境監測的內容及分類

1.1 水和污水的監測

動植物的生存離不開水，而水一旦受到污染，人的生存環境將會受其牽連，難免會產生一系列的負面影響。受污染的水有可能流入人類利用的水源，糧食生長過程中會吸收污染水中的有害物質，進而將其沉積在植物體內，經過循環作用進入人體。環境監測中水和污水的監測是極其重要的工作。地表水（河流、湖泊、人工蓄水設施）、地下水以及工業和生活污水是水質監測的重點內容。造成水體污染的原因通常包括化學、物理以及生物因素。以化學污染為例，工業生產活動中排放的污水通常含有大量的酸、堿、無機鹽等，如果不對工業污水實施處理，直接排放到地表水系中，將會產生大范圍的水體污染。圖1展示了水質監測的主要對象[1]。

圖1 水質監測的對象

1.2 大氣和廢氣監測

空氣是人們賴以生存的重要環境條件，工業生產廢氣、汽車尾氣、沙塵、化工生產氣體泄露等都是空氣污染的常見因素。以霧霾為例，其中的主要污染成分是NO2、SO2、PM2.5、PM10等，PM10和PM2.5均為空氣中的懸浮顆粒物，人體通過呼吸道吸入PM2.5，將其沉積在肺部，由此可能造成不可逆的損傷[2]。通常空氣污染對人體造成的損傷是慢性的，短期內雖然不會形成明顯的不良反應，但長時間的積累將會產生一定的危害。環境監測中的空氣監測是重點內容之一，關于空氣污染，目前已經形成穩定的指標體系，除了上述四種污染物，還包括臭氧和CO等。

1.3 土壤污染監測

污染的水體、固體垃圾、農藥的使用、核物質泄露等都可能成為污染土壤的原因，土壤為植物生長提供養分，尤其是糧食作物。土壤中的常見污染物包括重金屬（鉛、汞、銅等）、無機物、有機物以及難以降解的固體垃圾等。事實上土壤污染在國內已經成為一個重大的環境問題，影響著中國的糧食品質，工業生產的高速發展導致土壤污染問題突出[3]。

1.4 噪聲監測

在城市地區，控制噪聲是環境保護的工作內容之一。工業生產活動、建筑施工、機動車輛等產生的噪聲會影響到城市居民的工作和生活，如果不加以控制，環境噪聲將嚴重干擾到人類的正常活動。因此，城市環境監測中將噪聲污染作為重要的內容，并且采取了一系列措施控制城市地區的環境噪聲，如夜間禁止施工，城市中的部分路段禁止汽車鳴笛等。

1.5 固體廢物監測

探討環境污染問題，固體廢物是不可忽視的因素，根據統計數據，我國每年產生的固體廢物總量可達到100億噸。城市中的社區、商業綜合體建筑、醫院以及其他各種類型的機構每天都會產生大量的固體垃圾，如果處理不及時，將會產生垃圾圍城的現象，不僅損害了城市的面貌，還會干擾到城市居民的正常生活。在鄉村地區，國家推行了新農村建設，重點解決的問題之一就是鄉村的固體廢物清理問題。固體廢物不同于其他污染物，如果不能及時清理，此類垃圾會占據大量的公共生活空間，產生惡臭，影響環境的整潔程度[4]。因此，固體廢物監測是環境監測的重要組成部分。

1.6 電磁輻射監測

人類進入電力信息化時代之后，生活環境中的電力輸送設備以及通信基站等會在環境中形成一定程度的電磁場，進而造成一定程度的電磁輻射作用。這種物理作用對人體也會產生危害，當然，是否能造成危害取決于電磁輻射的強度。在通信基站和電力設施的建造中對離地距離和建筑物距離等提出了明確的要求，只要和人類活動區域保持足夠的距離，這些電磁輻射作用也不會危及人體健康和安全。但城市環境相對較為復雜，人對電力和通信的需求非常旺盛，企業科研、生產中也高度依賴各種電磁設備，對城市中的電磁輻射污染開展監測已成為必要的環境保護工作內容[5]。

2 環境監測在環境保護中作用

2.1 掌握環境宏觀和微觀數據，為環境保護提供可靠的數據支撐

環境保護是一項系統性的工作，涉及土壤、水體、空氣、噪聲以及輻射等各種因素。并且很多環境污染源是相互關聯的，污水排放不僅會污染干凈的水體，同時也會影響到土壤和空氣。要開展環境保護工作，首先要明確某一地區的環境數據，掌握整體情況和局部情況。環境保護工作還具備長期性、動態性的特點。所謂長期性指的是良好的環境需要長期的維持和保護，一旦失去保護性措施，原本的優質環境就可能惡化。所謂動態性指的是當前的優質環境受到污染因素的作用會變成受污染的環境[6]。因此，長期穩定的環境監測能夠為環境保護工作提供實時的環境數據，讓環境保護工作者能夠準確掌握當前最新、最準確的環境情況，這些數據應該涵蓋宏觀和微觀兩個層面。

2.2 有助于明確環境污染治理的重點

治理污染的水體、土壤以及空氣等是環境保護工作的核心內容之一，社會在發展進步的過程中必然要開采和使用各種資源、產生污水和廢氣、形成固體垃圾。在物理學原理中，物質始終是守恒的，排放到環境中的污染物最終只會滯留在環境中，如果不加以治理，污染范圍還會進一步擴大。治理環境污染要做到有的放矢，不同的污染類型要采用不同的治理方式和技術。例如，土壤中的有機污染物和重金屬污染物就要采用不同的治理方式。因此，環境監測工作為環境污染治理提供了精確的數據，一方面借助環境監測活動掌握土壤中污染物的類型、含量、分布特點等情況。另一方面可在這些基礎數據的支撐下制定出科學、有效的環境污染處理方案。在環境治理的過程中還要通過定期的采樣觀測污染物的含量或者濃度，借此來判斷環境污染治理的實際效果[7]。

2.3 有助于制定環境污染防治對策

對于環境污染問題，除了治理已經受到污染的環境要素，更加關鍵的是預防新的環境污染和避免受污染地區的進一步惡化。環境污染預防的主要思路是控制和消除污染源，通常情況下自然環境中不會產生大規模的污染性物質，除了地質原因之外。目前絕大部分環境污染問題都是由人類活動所引起的，如礦產資源開采、化石燃料的大規模使用、生產廢水排放等。因此，環境監測活動能夠及時掌握污染源的類型、分布位置，對于預防環境污染而言，只要能夠有效控制這些污染源頭，就能取得良好的效果。顯然，城市地區的工業園區、火力發電廠、醫院以及社區等都是污染監控的重點對象。在工業領域，凡是可產生污水的單位通常都要設計配套的污水處理裝置，城市中產生的生活污水和工業廢水經過污水管網進入專業的污水處理廠，實現水污染治理和循環利用。環境監測工作可有效監測各類污染源是否存在違規排放的問題，這些是預防人類活動污染環境的關鍵環節[8]。

2.4 有助于環境污染追責和法律法規制定

現代化的國家向來都非常重視環境保護工作，人們早已認識到破壞環境必然要付出慘痛的代價，通過立法的方式制定出保護環境的專門性法律，這一制度措施提高了環境保護工作的地位，以國家的強制力來約束企事業單位和個人的行為。無論是環境保護的法律，還是環境保護的各種規范，在制定具體的條文時都要參考各種類型的環境參數。而環境監測是環保部門獲取相關環境參數的主要途徑。另外，針對環境污染而制定的法律法規都要依靠國家強制力來確保其執行效果，任何違反環境法律法規的企業和個人都要承擔相應的責任，開展環境監測工作有利于發現違法違規行為，并且追究相關違法單位和個人的法律職責[9]。違規排放污水、廢氣以及違規傾倒固體垃圾的行為是打擊重點。

3 環境監測的基本流程

3.1 設置環境監測點

無論是水體質量監測，還是土壤質量監測，抑或是空氣質量監測，最基礎的工作是合理地設置采樣點。因為在監測范圍之內，環境污染的分布情況各有差異，在靠近污染源的位置污染物濃度最大，而其他位置的污染物濃度相對較低，在特定的監測范圍內布設多個監測點，采集相關數據，然后再通過專業的計算方法處理相關數據，這樣即可獲取更加客觀的評估效果。至于環境監測點的設置方法，不同的監測內容具有不同的技術要求。例如，在大氣環境監測工作中可采用幾何圖形布點法、功能區布點法等。其中功能區布點法的基本思路是按照城市區域的功能劃分，如工業區、居民區、文化旅游區、環境綠化區等，分別設置不同密度的空氣質量監測采樣裝置，不同功能區排放的污染性氣體濃度有所差異，城市居民區汽車尾氣排放濃度較高，而城市工業區是工業廢氣的集中排放區域，這兩個功能區的監測點應該適當提高密度，城市綠化區主要為景觀帶、濕地或者人工湖，幾乎不存在空氣污染源，因而要適當降低環境監測點的密度[10]。

3.2 采用科學的方法處理環境監測樣本

環境監測人員在采集到樣本之后，要使用先進的儀器設備對污染物的成分、濃度、含量等開展檢測，每一個監測樣本得出一組數據，最終再整體匯總這些數據，形成統一的結果。檢測方法對結果的精確性與可靠性產生著深遠的影響，環境保護單位應該和國際主流檢測方法接軌，或者運用國內的標準檢測方法。例如，在空氣PM2.5檢測中，目前主流的方法是微量振蕩天平法、β射線吸收法以及重量法等。環境監測的效果與這些具體的檢測方法密切相關。

3.3 編制環境監測報告

環境監測部門在數據處理結束之后，要根據環境監測的具體目標，開展數據分析，然后編制出專業的環境監測報告。國家對環境污染的嚴重程度提出了明確的技術規范，根據監測內容的區別，明確指標體系，得出具體的結論，在處理和分析數據的過程中要做到客觀性。環境監測報告具有極高的科研價值，即使作為一種歷史數據，也應該完整地保存下來。環境監測部門可利用網絡大數據平臺將這些監測報告長期保存下來，以便參考和查詢。

4 環境保護中的環境監測技術應用分析

4.1 構建環境污染預警系統

環境污染的最佳治理時機是污染的初期階段，一旦發現污染源，如果能在第一時間將其控制住，并逐步消除，那么污染源對環境的危害將被控制在最低水平。因此，建立有效的環境污染預警系統對實現這一目標可產生顯著的促進作用。環境污染預警自然離不開對環境污染源頭的監控，無論是大氣污染，還是水污染，專業的環境監測儀器和設備都能在較短的時間內發現污染的跡象，然后可通過采樣、化驗的方式確定污染物的具體類型。并且環境監測還是一種長效的活動，當前可將環境監測裝置和信息化系統結合在一起，前者負責采集環境污染數據，后者將具體的環境數據結果記錄并顯示出來，環境保護人員利用這些預警系統可在第一時間內確定污染發生的位置，然后前往現場開展實地調研活動。城市中的工業企業、污水排放系統是環境監測的重點，尤其是河流附近，大量的污水暗管都是設置在河流沿岸。在構建預警系統時應該做到突出重點，將有可能產生污染的單位作為重點監測的對象，關注其周圍的空氣、水體以及土壤情況。

4.2 構建信息化環境監測網絡系統

環境監測工作應該積極利用網絡系統形成信息化的監測功能，并且環境監測的范圍通常覆蓋面積較大，基于互聯網的監測系統能夠為環境保護單位提供信息化、可視化的監測平臺，結合當前的大數據技術和數據挖掘技術，精確化地分析環境監測的數據。環境監測數據進入網絡系統平臺之后，由特定的算法對這些數據做出分析，然后直接生成相應的報告，環境保護單位的工作人員直接利用這些報告評估當前的環境質量，由于網絡系統平臺可匯集大范圍的數據，因而可有效地區分出哪些地區是重點保護的對象，哪些地區具有優先級。

4.3 采用先進的環境監測設備及傳感器

環境監測工作對設備、儀器、傳感器等具有高度的依賴性，并且針對相同的監測內容，環境監測技術也在不斷進步，而設備和傳感器等是各種新技術的載臺。因此，環境保護部門應該盡可能采用更加先進的環境監測設備及傳感器，無論是微觀層面的環境監測，還是宏觀層面的環境監測，先進的設備和技術都將顯著提升監測的質量和效果。例如，在“碳達峰”、“碳中和”的背景之下，大氣中CO2的動態監測成為一項常態化的任務，但CO2監測的范圍非常大，傳統的人工采樣監測方式難以適應這種情況。我國于2022年4月發射了新型的大氣環境監測衛星，其中搭載了全球首顆CO2激光探測雷達，同時還在設備上集成了細顆粒物立體探測、地表環境污染物探測、氣態污染物探測等功能，形成了一顆功能強大的綜合性環境監測衛星。該衛星可用于解決大范圍環境監測難以實施的技術難題。

國內外的環境監測設備、儀器和儀表都在不斷地進行技術迭代，通常新設備在監測精度、操作的便捷性、數據的可靠性等方面都具備更大優勢。可見，采用新型的環境監測技術、裝備、傳感器等可顯著促進環境保護，為環境科研人員創造更為有利的環境監測條件。

5 結語

環境保護工作基本上可分為兩個部分，其一是預防環境污染，其二是治理當前已經受到污染的環境要素。在這兩個方面的工作中，環境監測都發揮著不可替代的作用。環境監測可提供當前最新的環境質量數據，環境保護部門正是利用這些數據來完成環境污染預防和污染治理。