曹雯婷
(阿壩州九寨溝生態(tài)環(huán)境局,四川 阿壩藏族羌族自治州 623400)
在當(dāng)前的時(shí)代背景下,傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和管理手段已經(jīng)無法滿足環(huán)境污染防治需求。環(huán)保大數(shù)據(jù)的應(yīng)用逐漸成為環(huán)境污染防治管理的重要工具,可以幫助監(jiān)測(cè)環(huán)境污染的來源、分布和影響,提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持,為決策者提供科學(xué)依據(jù)和參考。同時(shí),通過對(duì)大數(shù)據(jù)的分析和挖掘,可以揭示出環(huán)境污染的規(guī)律和趨勢(shì),為制定針對(duì)性的治理方案提供指導(dǎo),為可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供有力支持。
環(huán)保大數(shù)據(jù)可以通過傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等手段實(shí)時(shí)采集環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù),并將其傳輸?shù)皆破脚_(tái)進(jìn)行處理和分析,這種實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)方式大大提高了監(jiān)測(cè)效率。一方面,環(huán)保大數(shù)據(jù)通過傳感器網(wǎng)絡(luò)收集的數(shù)據(jù)可以覆蓋更廣泛的區(qū)域和更多的監(jiān)測(cè)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染狀況的全面監(jiān)測(cè)。例如,在城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)方面,傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)有限,無法全面了解整個(gè)城市的污染狀況。而通過安裝傳感器設(shè)備并利用環(huán)保大數(shù)據(jù)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)區(qū)域、街道甚至室內(nèi)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),提供更全面的數(shù)據(jù)支持。另一方面,環(huán)保大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性使得環(huán)境污染問題能夠及早發(fā)現(xiàn)和應(yīng)對(duì)。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法需要等待實(shí)驗(yàn)室分析結(jié)果,時(shí)間上存在延遲。而環(huán)保大數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)采集并處理傳感器數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)分析算法進(jìn)行污染事件的快速檢測(cè)和異常預(yù)警。一旦出現(xiàn)異常情況,相關(guān)部門可以及時(shí)采取措施,迅速響應(yīng)和處理,從而有效避免進(jìn)一步的環(huán)境污染[1]。
環(huán)境污染治理需要投入大量的人力、物力和財(cái)力資源,而這些資源的有限性使得資源的合理配置和利用尤為重要。通過環(huán)保大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的全面了解和精細(xì)化分配,提高環(huán)境治理的效能和效果。一方面,環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以通過分析海量數(shù)據(jù),識(shí)別出各類污染源的特征和分布規(guī)律,幫助監(jiān)管部門定位污染源、追蹤排放行為,并針對(duì)性地制定相應(yīng)的治理措施。例如,在水體污染治理中,通過監(jiān)測(cè)設(shè)備和環(huán)保大數(shù)據(jù)技術(shù),可以準(zhǔn)確追蹤到污染源的位置和時(shí)間,有針對(duì)性地進(jìn)行監(jiān)管和處罰,避免資源的浪費(fèi)和濫用。另一方面,環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以通過數(shù)據(jù)挖掘和模型建立,分析相關(guān)因素對(duì)環(huán)境污染的影響程度和關(guān)聯(lián)性,預(yù)測(cè)不同治理措施的效果,并進(jìn)行多種方案對(duì)比評(píng)估。基于這些分析結(jié)果,決策者可以合理配置資源,選擇最優(yōu)的治理策略,最大限度地提高治理效果。例如,在大氣污染治理中,通過環(huán)保大數(shù)據(jù)的分析,可以確定哪些區(qū)域、行業(yè)或源頭是主要的污染源,哪些治理措施具有較高的成本效益,有助于指導(dǎo)政府部門制定相應(yīng)的治理政策。
環(huán)境污染往往具有突發(fā)性和時(shí)空變化性,及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行預(yù)警對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境和公眾健康至關(guān)重要。利用環(huán)保大數(shù)據(jù)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境變化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè),提高環(huán)境預(yù)警的準(zhǔn)確性和效果。一方面,通過傳感器設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),可以實(shí)時(shí)采集大量的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù),如空氣質(zhì)量、水質(zhì)、噪聲等,并將其傳輸?shù)皆破脚_(tái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。當(dāng)環(huán)境數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)的閾值或與歷史數(shù)據(jù)相比出現(xiàn)異常變化時(shí),可自動(dòng)觸發(fā)預(yù)警機(jī)制,警示相關(guān)部門和公眾注意環(huán)境問題。另一方面,通過對(duì)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析,可以識(shí)別和評(píng)估與環(huán)境污染相關(guān)的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素,并預(yù)測(cè)未來可能出現(xiàn)的環(huán)境問題。基于這些數(shù)據(jù)和模型,可以及早預(yù)警可能發(fā)生的環(huán)境事件,從而有針對(duì)性地制定應(yīng)對(duì)策略,并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行干預(yù)和管理。例如,在水體污染預(yù)警中,通過監(jiān)測(cè)水質(zhì)參數(shù)、水流動(dòng)態(tài)等多維度數(shù)據(jù),并結(jié)合環(huán)境模型進(jìn)行分析,可以提前發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致水體污染的異常情況,及時(shí)采取控制措施,降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[2]。
環(huán)境污染監(jiān)測(cè)是了解和評(píng)估環(huán)境質(zhì)量、發(fā)現(xiàn)和掌握環(huán)境污染物排放情況的重要手段,而環(huán)保大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以顯著提高監(jiān)測(cè)的效率和準(zhǔn)確性,從而更好地支持環(huán)境污染防治工作。首先,在大氣污染監(jiān)測(cè)方面:通過大量的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣中的污染物含量和污染源排放情況。在環(huán)保大數(shù)據(jù)支持下,可以建立大氣污染物的傳輸模型,預(yù)測(cè)污染物的擴(kuò)散路徑和范圍。同時(shí),結(jié)合地理信息系統(tǒng)等技術(shù),可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和模型結(jié)果可視化展示,幫助政府和公眾更好地了解大氣污染狀況,并采取相應(yīng)的控制措施。其次,在水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)方面:通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體中的污染物濃度、水質(zhì)參數(shù)和流量等指標(biāo),可以提供準(zhǔn)確的水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果。環(huán)保大數(shù)據(jù)可以結(jié)合水文數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)等多種信息,進(jìn)行水體污染的時(shí)空分析,有助于及早發(fā)現(xiàn)潛在的污染源、追蹤污染物的傳輸路徑,為環(huán)境保護(hù)部門提供決策依據(jù)。此外,環(huán)保大數(shù)據(jù)還可以用于監(jiān)測(cè)海洋污染、地下水污染等特定水域的環(huán)境狀況。再次,在土壤污染監(jiān)測(cè)方面:通過收集和分析土壤中的重金屬、有機(jī)污染物等指標(biāo),可以評(píng)估土壤的污染程度。環(huán)保大數(shù)據(jù)可以結(jié)合地理信息、土壤類型、土地利用等數(shù)據(jù),建立土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型,預(yù)測(cè)不同區(qū)域的潛在污染風(fēng)險(xiǎn),有助于加強(qiáng)對(duì)污染土壤進(jìn)行分類管理和治理,保障土壤質(zhì)量和農(nóng)產(chǎn)品安全。最后,在生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)方面:通過監(jiān)測(cè)生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等指標(biāo),可以評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況和承載能力。環(huán)保大數(shù)據(jù)可以結(jié)合衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、生態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù),獲取大范圍、高精度的生態(tài)數(shù)據(jù),有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)退化和生物滅絕的風(fēng)險(xiǎn),為保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。
環(huán)保大數(shù)據(jù)在污染源追蹤中的應(yīng)用對(duì)于環(huán)境污染防治管理具有重要意義,通過收集、整合和分析大量的環(huán)境數(shù)據(jù),可以確定污染物的排放源位置以及傳播路徑,從而實(shí)現(xiàn)有效的污染源追蹤。首先,環(huán)保大數(shù)據(jù)可以通過對(duì)大量環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和挖掘,識(shí)別出主要污染源。這些數(shù)據(jù)包括大氣、水體、土壤等多個(gè)要素的指標(biāo),可以反映不同污染源的排放情況和影響范圍。通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái),將分散的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)整合起來,可以發(fā)現(xiàn)與環(huán)境污染相關(guān)的異常數(shù)據(jù)和模式。例如,可以通過分析空氣中某種污染物濃度的時(shí)空變化模式,找出可能的污染源所在地區(qū)。其次,環(huán)保大數(shù)據(jù)可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)等空間數(shù)據(jù)分析技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源的精確定位。通過將環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與地理位置數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián),可以將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在地圖上進(jìn)行展示和分析,相關(guān)部門可以直觀地了解污染源的空間分布情況,并確定其準(zhǔn)確的位置坐標(biāo)。例如,通過對(duì)污水排放口的空間分析,可以精確定位到具體的排放點(diǎn),從而有針對(duì)性地進(jìn)行監(jiān)管和處置。最后,環(huán)保大數(shù)據(jù)還可以結(jié)合其他相關(guān)數(shù)據(jù),如工商、衛(wèi)生等數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的交叉驗(yàn)證,提高污染源追蹤的準(zhǔn)確性和可信度。通過建立污染源數(shù)據(jù)庫,將不同數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合,可以更全面地了解污染源的背景信息。例如,可以通過匹配企業(yè)名稱和信用代碼,將環(huán)保和工商數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián),了解相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)情況和排放情況,以便進(jìn)行更準(zhǔn)確的污染源追蹤[3]。
環(huán)保大數(shù)據(jù)在環(huán)境污染防治管理中的預(yù)警預(yù)測(cè)應(yīng)用,可以通過對(duì)大量環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)的分析,提前發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)和趨勢(shì),以及預(yù)測(cè)未來可能出現(xiàn)的污染事件,可以加強(qiáng)對(duì)潛在污染源的監(jiān)管和控制,預(yù)防和減輕環(huán)境污染的發(fā)生和擴(kuò)散。首先,環(huán)保大數(shù)據(jù)可以通過對(duì)歷史環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和挖掘,研究環(huán)境污染的規(guī)律和影響因素,建立預(yù)測(cè)模型。通過對(duì)大氣、水體、土壤等多個(gè)要素的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析,可以發(fā)現(xiàn)不同污染事件之間的關(guān)聯(lián)性和趨勢(shì)性,并建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,在未來出現(xiàn)類似條件時(shí),可以根據(jù)模型預(yù)測(cè)污染事件的可能性和程度,提前做好準(zhǔn)備。其次,環(huán)保大數(shù)據(jù)可以結(jié)合氣象、地質(zhì)、人口等多種數(shù)據(jù)源,進(jìn)行交叉分析,識(shí)別污染事件的風(fēng)險(xiǎn)因素。同時(shí),通過將環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與其他相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合,可以發(fā)現(xiàn)不同因素之間的關(guān)系和影響。例如,可以通過分析大氣污染物濃度與氣象數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián),預(yù)測(cè)未來氣象條件下的污染擴(kuò)散情況;通過結(jié)合人口密度數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)特定地區(qū)由于人口增加而可能導(dǎo)致的環(huán)境壓力增加。在這種情況下,相關(guān)部門可以根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素預(yù)警,及時(shí)采取相應(yīng)的措施,避免或減輕污染事件的發(fā)生。最后,環(huán)保大數(shù)據(jù)還可以利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境污染的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。通過建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng),將環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)迅速傳輸至預(yù)警中心,并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析,一旦監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常或超過某一預(yù)設(shè)閾值,預(yù)警系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警,通知相關(guān)部門和人員做出及時(shí)反應(yīng)[4]。
通過收集、整合和分析大量的環(huán)境數(shù)據(jù),可以為政府和相關(guān)部門提供準(zhǔn)確、科學(xué)的決策依據(jù),幫助制定有效的環(huán)境保護(hù)政策和污染防治措施。首先,環(huán)保大數(shù)據(jù)可以提供全面的環(huán)境狀況評(píng)估。通過收集和分析大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、土壤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等多個(gè)環(huán)境指標(biāo),可以全面了解環(huán)境質(zhì)量狀況和污染源分布情況,有助于幫助相關(guān)部門單位對(duì)不同區(qū)域、不同類型污染的優(yōu)先處理,有針對(duì)性地制定環(huán)境保護(hù)政策和資源分配計(jì)劃。其次,環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警環(huán)境污染突發(fā)事件,為應(yīng)急響應(yīng)提供支持。通過與其他數(shù)據(jù)源的整合,可以快速掌握突發(fā)事件的范圍、影響和蔓延趨勢(shì),幫助決策者及時(shí)作出反應(yīng)和采取有效措施,減少突發(fā)事件對(duì)生態(tài)環(huán)境和公眾健康的損害。最后,環(huán)保大數(shù)據(jù)技術(shù)可以對(duì)環(huán)境治理措施的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)估,通過將環(huán)境指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)相結(jié)合,可以分析環(huán)境治理措施對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響和回報(bào),有助于決策者在環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)增長之間進(jìn)行權(quán)衡和選擇,推動(dòng)綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)[5]。
加強(qiáng)政策支持是推動(dòng)環(huán)保大數(shù)據(jù)在環(huán)境污染防治管理中應(yīng)用的關(guān)鍵策略。首先,應(yīng)制定明確的政策和法規(guī),鼓勵(lì)和支持環(huán)保大數(shù)據(jù)在環(huán)境污染防治管理中的應(yīng)用。這些政策可以包括激勵(lì)企業(yè)和機(jī)構(gòu)開展環(huán)保大數(shù)據(jù)研究與應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)措施,如稅收減免、貸款優(yōu)惠和科研資金支持等。同時(shí),還可以制定數(shù)據(jù)共享和隱私保護(hù)方面的政策,確保環(huán)保大數(shù)據(jù)的合法獲取和使用,同時(shí)保護(hù)個(gè)人隱私。其次,政府部門可以制定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),要求企業(yè)、機(jī)構(gòu)和監(jiān)管部門按照一定的格式和頻率報(bào)送環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù),建立起完整的數(shù)據(jù)采集體系,可以集中收集和管理這些數(shù)據(jù),進(jìn)行整合和分析,為環(huán)境污染防治提供決策支持和科學(xué)依據(jù)。
通過引入先進(jìn)的技術(shù)手段和工具,可以提高環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、分析和應(yīng)用效率,促進(jìn)環(huán)境污染治理的科學(xué)性和精細(xì)化。一方面,應(yīng)該投入足夠的資金和資源,建立專門的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)或機(jī)構(gòu),專注于環(huán)保大數(shù)據(jù)的研究和開發(fā),致力于研究先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集、處理和分析技術(shù),開發(fā)高效的環(huán)保大數(shù)據(jù)平臺(tái)和工具。還可以與科研院所、高校等合作,共享資源和技術(shù)成果,提升環(huán)保大數(shù)據(jù)的研發(fā)能力。另一方面,加強(qiáng)環(huán)境數(shù)據(jù)的安全管理和隱私保護(hù),確保環(huán)境大數(shù)據(jù)的合法、安全和可信。建立健全的數(shù)據(jù)安全管理制度,包括數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、備份等環(huán)節(jié)的安全控制;采用數(shù)據(jù)脫敏、加密等技術(shù)手段,保護(hù)敏感數(shù)據(jù)的隱私;加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù),防范外部攻擊和數(shù)據(jù)泄露等風(fēng)險(xiǎn)。只有保障數(shù)據(jù)的安全性和隱私性,才能提高各方對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)應(yīng)用的信任度和積極性[6]。
培養(yǎng)專業(yè)人才,提高其環(huán)境科學(xué)、數(shù)據(jù)分析和信息技術(shù)等方面的綜合能力,對(duì)于有效利用環(huán)境大數(shù)據(jù)解決環(huán)境問題至關(guān)重要。開展環(huán)境大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)和學(xué)習(xí)計(jì)劃,提升從業(yè)人員的專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平。可以組織理論學(xué)習(xí)班、工作坊、研討會(huì)等形式的培訓(xùn)活動(dòng),深入介紹環(huán)境大數(shù)據(jù)的基本概念、應(yīng)用案例和最新技術(shù)發(fā)展,培養(yǎng)人們對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)分析和處理的能力。同時(shí),建立與企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)和科研院所的合作機(jī)制,為從業(yè)人員提供參與環(huán)境大數(shù)據(jù)應(yīng)用的實(shí)踐項(xiàng)目,讓相關(guān)從業(yè)人員親身參與環(huán)境數(shù)據(jù)采集、分析和應(yīng)用,提高他們的實(shí)際操作能力和解決問題的能力。此外,注重培養(yǎng)人才的創(chuàng)新思維和問題解決能力,鼓勵(lì)他們關(guān)注現(xiàn)實(shí)需求并提出創(chuàng)新的解決方案。可以開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類活動(dòng),引導(dǎo)相關(guān)從業(yè)人員拓展思維邊界,培養(yǎng)其對(duì)環(huán)境問題的洞察力和創(chuàng)新意識(shí)。還要鼓勵(lì)人才積極參與科研項(xiàng)目和競(jìng)賽活動(dòng),提供創(chuàng)新平臺(tái)和資源支持,促進(jìn)他們?cè)诃h(huán)境大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)突破和成果轉(zhuǎn)化。
綜上所述,環(huán)保大數(shù)據(jù)在環(huán)境污染防治管理中的應(yīng)用具有重要意義,要進(jìn)一步加強(qiáng)政策、技術(shù)以及人才支持,在環(huán)境污染防治管理中將環(huán)保大數(shù)據(jù)的價(jià)值充分發(fā)揮出來,更加精確地監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和管控環(huán)境污染,為構(gòu)建清潔、美麗的環(huán)境提供有力支持。