生態環境監測及環保技術發展分析

李嘉賓

（華云創信（廣東）生態環境科技有限公司，廣東 佛山 528000）

引言

近年來，全球生態環境的變化引起了人們的廣泛關注，生態環境問題已成為影響全球可持續發展的重要因素。在此背景下，生態環境監測與環保技術的發展對于實現人與自然和諧共生具有重要意義。生態環境監測可以為環境管理與決策提供科學依據，而環保技術則為污染治理與資源回收提供了有效手段。然而，當前在監測與技術應用中仍然存在諸多問題和挑戰。

1 生態環境監測的重要性

1.1 生態環境監測的概念及意義

1.1.1 生態環境監測的概念

生態環境監測是一個系統性的過程，旨在定期或連續地收集、分析和解釋生態系統及其組成部分的數據和信息，以評估生態系統的健康狀況和環境質量變化。這一過程不僅涵蓋自然生態系統，如森林、濕地和海洋，還包括人為活動所影響的生態環境，如農田、城市和工業區。

1.1.2 生態環境監測的重要性

生態環境監測可以對環境健康進行評估，通過監測，可以及時了解生態環境的健康狀況，從而采取必要的措施維護和恢復受損的生態系統。例如，通過水質監測，可以發現某些地區的水源遭受污染，進而及時采取凈化和保護措施。生態環境監測為預測和預警污染事件提供了關于環境變化的寶貴數據，使得科學家和決策者能夠預測未來可能出現的問題，并采取預防措施。例如，對大氣中二氧化碳濃度的長期監測有助于預測氣候變化的趨勢。生態環境監測可以對政策決策提供支持，環境監測數據為政府和相關部門提供了制定和修訂環境政策的依據，以準確、及時的數據為基礎的決策的實施，能夠獲得更佳的預期效果。

1.2 當前生態環境監測面臨的問題

在面對日益嚴峻的環境挑戰時，現有的生態環境監測體系存在一些問題和不足，影響了對環境變化的及時、準確把握和對策的制定。

1.2.1 監測技術落后

目前的生態環境問題日趨復雜化，例如微塑料污染、微生物污染、氣候變化等，對這些復雜問題的監測需要更先進、更敏感的技術支持。然而，一些地區仍然依賴于傳統的、有限的手段來進行監測，導致在數據采集、處理和解析中存在較大的偏差。例如，2021年劉如業等在《中國環境監測》發表研究，使用衛星數據補充支持監測站點，發現汕頭近海存在監測空白的鉬污染區，這表明單靠常規監測站點或監測技術還不夠全面[1]。

1.2.2 監測網絡不健全

環境監測的有效性很大程度上取決于監測網絡的覆蓋范圍和密度。遺憾的是，一些關鍵地區、生態系統或污染源仍然存在明顯的監測盲點。例如，某些偏遠地區由于地理、經濟等原因，其生態變化長時間得不到關注，直到問題惡化到不可逆的程度。根據中國環境狀況公報，2021年我國自動監測站點的密度僅為每平方公里0.03個，而歐盟為每平方公里0.4個。監測網絡較歐美發達國家存在一定差距。

1.2.3 監測質量參差不齊

盡管有些地方擁有先進的監測設備和技術，但由于人員培訓、設備維護、標準化操作等方面的問題，監測結果的質量仍然存在較大的不確定性。這意味著即使在同一監測網絡內，不同站點、不同人員所得的數據可能存在差異，給數據的綜合分析和解讀帶來困難。例如，對于大氣中的細顆粒物（PM2.5）進行監測，不同站點的校準、維護和操作方式可能導致數據的不一致，進而影響對污染狀況的準確評估。

2 環保技術發展現狀分析

2.1 主要環保技術發展概況

環保技術作為應對全球環境問題的關鍵途徑，近年來獲得了顯著的進展。這些技術大致分為三大領域，即大氣、水體和土壤的治理技術。

2.1.1 大氣污染治理技術

大氣污染是當前環境問題中的重要部分，特別是由于工業化和城市化加速導致的大氣污染。為應對此挑戰，近年來出現了多種先進的大氣污染控制技術。例如，低排放燃燒技術和靜電沉降器已經廣泛應用于工業生產中，有效降低了有害氣體和懸浮顆粒的排放。同時，光催化劑和納米技術在汽車尾氣處理中顯示出良好的效果，有助于減少氮氧化物和碳氫化合物的排放。國家重點研發計劃“藍天保衛戰”所支持的低氮燃燒技術，被證實可將氮氧化物排放減少50%以上，已在山東、江蘇等地的工業鍋爐中推廣應用。

2.1.2 水體治理技術

鑒于水污染對人類和生態系統的潛在威脅，水體治理技術得到了廣泛的研究和應用。生物處理技術，如利用微生物去除有機物和氮磷，已經被證明是有效的，并且具有經濟和環境雙重優勢。此外，先進的物理和化學處理技術，如納濾和反滲透，為去除重金屬和其他難降解的有機物提供了有效途徑。例如，遼寧省環保集團與大連理工大學聯合研發，創造性地以含鐵剩余污泥/芬頓鐵泥為基質，制備多氧化/還原基團生物炭，使厭氧水解酸化段有機物分解效率提高了10%～30%。該項技術成果獲得2020年國家技術發明二等獎。

2.1.3 土壤污染修復技術

土壤污染修復是環保領域的一個重要分支，尤其是在農業和工業發達地區。生物修復技術，如微生物和植物修復已成為主流，因為它們既經濟又環保。如天津城建大學環境與市政工程學院袁正通等人在土壤重金屬污染的微生物-植物聯合修復技術研究方面取得了進展[2]。對于那些持久性有機污染物和重金屬，化學穩定化和固化技術顯示出了強大的潛力。此外，電動修復技術也在某些場景中顯示出良好的效果，能夠有效移除土壤中的有害物質。

2.2 當前環保技術面臨的問題

環保技術作為現代社會應對環境挑戰的關鍵工具，在迅速發展的同時也存在著不少問題和挑戰。

2.2.1 技術創新乏力

盡管過去幾十年中，環保技術取得了長足進展，但當前的技術創新速度顯然不能滿足日益嚴峻的環境挑戰。一方面，研發資源分配不均，許多有潛力的領域得不到足夠關注。例如，微塑料污染處理和大氣微粒子凈化技術的研發尚處于初級階段，相對于其產生的影響，投入的研發資源卻遠遠不足。再如，氣候變化是當今最為突出的全球性問題，但低碳和清潔能源技術的進步與廣泛應用仍然受到種種限制，且創新的步伐緩慢。

2.2.2 技術應用推廣存在障礙

技術的應用與推廣同樣關鍵。但不少創新性的環保技術面臨廣泛應用的困境。市場認知度不足、高初始投資成本、缺乏相關政策激勵等因素都在一定程度上阻礙了技術的廣泛應用。以空氣凈化技術為例，雖然這項技術在實驗室環境中已經被證明是行之有效的，但其高昂的成本和對現有基礎設施的改造需求，使得它在很多地區難以得到廣泛應用。

2.2.3 技術支撐能力不足

技術的發展與應用并非孤立的，背后需要一個健全的支撐體系。當前，缺乏相關的人才培養、研發機構的配套設施和政策支持等因素，使得許多環保技術難以發揮其應有的效用。例如，針對復雜污染物的檢測與治理，需要跨學科、多領域的合作與研究，但很多地方由于缺乏跨學科團隊，導致研究的深度和廣度都受到限制。

3 加強生態環境監測與環保技術發展的對策

3.1 完善生態環境監測體系

隨著全球生態環境的變化，確保環境監測體系的完善與優化成為當下的迫切需求。一個完善的監測體系不僅可以提供準確、實時的環境數據，更可以作為指導環保決策、應對環境危機的有力工具。

3.1.1 提升監測技術水平

環境監測的準確性與時效性很大程度上依賴于所使用的技術手段。衛星遙感技術可以提供大范圍、高分辨率的地表數據，有效監測森林覆蓋、水體污染等環境變化。而物聯網技術則允許部署大量的傳感器，對特定環境因子進行實時、細致的監測。因此，要加大投入，引進和研發更精準、實用的監測傳感器，現有技術的檢測靈敏度和范圍仍需提高。要推廣遙感技術應用，組建多源異構衛星監測網絡。利用圖像數據彌補地面監測的盲區。要構建環境監測物聯網系統，通過布設傳感器網絡實現對指標的全天候、無盲區監測。要應用大數據分析模式，開發智能化分析系統，實現對海量監測數據的整合利用。

3.1.2 建立統一的監測標準

監測標準是環境監測體系的核心。不同的地區、國家可能有著各自的監測標準，這可能會導致數據的不一致性和解讀的困難。為了保證數據的可比性和解讀的準確性，建議制定一套統一、國際化的環境監測標準。這不僅可以確保各個國家和地區的數據能夠進行有效的對比和整合，還可以為跨區域、跨國的環保合作提供可靠的數據基礎。

3.1.3 加強監測網絡建設

單一的監測點或手段很難全面捕捉到環境的各種變化。為此，需要構建一個全面、細致的監測網絡，確保每一個關鍵的生態環境要素都得到有效的監測。例如，沿海地區可能需要加強對海洋酸化、塑料污染等問題的監測；而內陸地區，則需要重點關注空氣質量、土地退化等問題。總之，只有建立起一個全面、高效的監測網絡，才能確保生態環境的每一個變化都不會被忽視，從而為環保決策提供有力的支撐。

3.2 推動環保技術進步與應用

3.2.1 加大環保技術研發與創新力度

首先，政府應當成為環保技術研發的首要支持者。具體措施可以包括提高公共研發資金的撥款，為環境保護技術項目提供稅收優惠，以及為初創公司提供創業資金。要強化產學研合作，產學研合作模式是將產業界、學術界和研究機構結合在一起，以促進技術的快速研發和應用。這種合作可以提高技術研發的效率，縮短產品上市的時間，并確保技術更好地滿足市場需求。要有長遠的政策指導，政府需要為環保技術研發提供長期和一致的政策指導，為企業和研究機構提供穩定的發展環境。

3.2.2 鼓勵環保技術成果轉化應用

隨著全球環境問題的加劇，鼓勵環保技術成果的轉化與應用成為亟待解決的問題。要建立技術轉移機制，為確保知識產權的有效流轉和技術的商業化應用，政府、研究機構與高等教育機構之間應建立緊密的合作關系，同時制定明確的技術轉移政策。鼓勵財政和稅收激勵，政府應為環保技術的研發和應用提供稅收減免、補貼或低息貸款，創造一個有利于技術成果轉化的經濟環境。例如：德國太陽能技術推廣，德國政府早在2000年就通過《可再生能源法》開始鼓勵太陽能技術的研發和應用。此法規為德國的可再生能源開發提供了堅實的法律基礎，這一政策的實施獲得了很大的成功，截至2021年，德國太陽能裝機容量同比增長約10%，達到5.3 GW。目前，太陽能光伏發電量約占德國國內電力需求的10%。

3.2.3 培育環保技術服務業

培育環保技術服務業可以為我國經濟、技術、生態等多個領域帶來顯著好處。環保技術服務業的壯大，可以有效地推動經濟向綠色、低碳方向轉型[3]。例如，新能源汽車產業的興起，不僅減少了對傳統化石燃料的依賴，更為國內市場創造了數以萬計的就業機會。環保技術服務業，憑借其對環境的獨特要求，常常催生出前沿的技術創新。空氣質量監測技術，一度是此領域的技術瓶頸，現如今已經能夠實時、精確地為公眾和政府提供數據，從而優化決策。

培育環保技術服務業需要系統的策略和持續的努力，以確保其健康、持續、有效的發展。首先，需要政策扶持與激勵，制定友好政策，為環保技術服務業提供稅收優惠、財政補助和資金扶持。建立綠色信貸機制，鼓勵銀行和金融機構為環保項目提供低利率貸款。其次，加強研發投入，企業和政府應增加對新技術和方法的研發投入。鼓勵企業、學術界和研究機構合作，加速技術研發和推廣。最后，要與國際上的技術供應商建立合作關系，引進先進技術和管理經驗。

3.3 加強生態環境監測與環保技術結合

3.3.1 監測技術支撐環保決策要確保生態環境的健康和穩定，準確、實時的環境監測信息是不可或缺的。生態環境監測技術與環保決策結合，形成了環境保護的重要支撐。

環境監測技術可以為決策者提供真實、及時的數據，幫助他們更好地理解和評估現有的環境狀況[4]。例如，通過空氣質量監測，決策者可以知曉當前的PM2.5、臭氧、二氧化氮等污染物濃度，從而更有針對性地制定減排策略。但僅僅依賴原始的監測數據是不夠的，還需結合先進的數據分析技術，從中挖掘更深層次的信息。此外，環保技術在監測數據的采集、處理和分析中也起到了關鍵作用。

3.3.2 環保技術提升監測效果

環保技術的進步與創新，為生態環境監測提供了強有力的技術支撐。新型傳感器、遠程傳輸技術及高效數據處理手段，都在不斷地提升監測的精確性、實時性與普及率。一方面，傳感器技術的革新使得我們能夠更為精確地捕捉到各種環境指標。例如，納米級的傳感器不僅具有更高的靈敏度，還能夠在更小的空間和更低的能耗下工作，這為移動和遙感監測提供了新的可能性。此外，多功能傳感器的應用，能夠實現在同一設備上同時監測多項參數，從而提高了監測的效率。再者，遠程傳輸技術如衛星通信和5G網絡，保證了數據的實時傳輸，即使在偏遠或難以到達的區域也能確保數據的流通。這種技術確保了環境決策者能夠及時獲取到關鍵信息，對緊急狀況做出響應。

3.3.3 建立技術與監測的融合機制

為了確保環保技術與生態環境監測的完美結合，有必要構建一個融合機制，確保各方面的資源、信息和專業知識都能被充分利用。首先要建立一個跨部門協調機制。這需要環保、科技、工業、財政等相關部門的緊密合作，確保監測技術的研發、應用和資金支持都能夠得到保障。要推動企業、科研機構和政府之間的合作。企業通常具有技術開發和產品應用的經驗，而科研機構則擁有前沿的研究能力，政府則能為其提供策略方向和政策支持。通過三方合作，可以更快地將技術創新轉化為實際的應用。

4 結語

生態環境監測與環保技術是應對全球環境問題的兩大支柱。目前，雖然在監測和技術發展上都取得了一定的進展，但仍存在明顯的短板和不足。為了更好地應對環境挑戰，需要進一步加強生態環境監測與環保技術的結合，推動技術創新和應用，完善監測網絡和標準。只有這樣，才能確保生態環境的持續健康，為人類創造一個宜居的生活環境。