-.z環境監測技術的應用現狀及開展趨勢摘要：在環境問題日益嚴峻和環境保護工作不斷深入的今天，環境監測技術成為了影響環保工作開展的重要因素。利用現代環境監測技術對污染物進展準確、及時的監測和分析，對實現環境污染的預防和控制具有重要的現實意義。本文通過對現有研究結果的分析，總結了環境監測技術的應用現狀，3S技術、生物技術、信息技術、物理化學科學技術在水、大氣、土壤等環境介質的污染物監測中應用廣泛。同時，本文對環境監測技術的未來開展趨勢進展了探討，將向著以有機污染物作為監測的主要目標、監控介質*圍擴大、監測分析精度痕量化、分析技術快速化、實驗室管理系統應用廣泛化的方向開展。關鍵詞：環境監測；環境保護；技術；污染ApplicationStatusandDevelopmentTrendsofEnvironmentalMonitoringTechnologyAbstract：Today,environmentalproblemsareincreasinglyseriousandenvironmentalprotectionworkisdeepening,andenvironmentalmonitoringtechnologyhasbeeanimportantfactoraffectingtheenvironmentalworktocarryout.Usingmodernenvironmentalmonitoringtechnologytomonitorandanalyzethepollutantsaccuratelyandtimelyhasimportantpracticalsignificancetopreventandcontroltheenvironmentalpollution.Byanalyzingtheresultsofe*istingstudies,thispapersummarizestheapplicationstatusoftheenvironmentalmonitoringtechnology.3Stechnology,biotechnology,informationtechnology,physicalandchemicalscienceandtechnologyarewidelyusedinthemonitoringofcontaminantsinwater,air,soilandotherenvironmentalmedia.Atthesametime,thispaperdiscussesthedevelopmenttrendsofenvironmentalmonitoringtechnology,itwillbetowardtoregardtheorganicpollutantsasthemainmonitoringtargets,e*pandthescopeofmonitoringmedia,analyzetoachievemarkquantization,analyzefast,andusethelaboratorymanagementsystemwidelyinthedirectionofdevelopment.Keywords：Environmentalmonitoring；Environmentalprotection；Technology；Pollution引言近年來，隨著經濟的快速開展，環境問題日益嚴峻，環境問題和人民生產生活息息相關，保護環境刻不容緩。環境監測不僅是加強環境監視與管理的重要手段，也是保護環境的前提和根底。隨著環境問題的不斷凸顯，政府及社會各界不斷地提高環境保護意識，從而對環境監測技術提出了更高的要求。因此，分析總結當前環境監測技術的應用現狀并在此根底上探討其未來的開展趨勢是十分必要的，具有很強的現實意義和重大的戰略意義。本文簡要介紹了環境監測的內涵、作用及開展歷史，總結分析了環境監測技術的應用現狀并對其開展趨勢進展了探討，為今后環境監測工作的開展提供了更多的分析資料，促進環境監測技術的開發與完善，對實現人類的可持續開展具有重要的意義。環境監測概述環境監測的內涵及作用環境監測(EnvironmentalMonitoring)是環境科學和環境工程的重要組成局部，是在環境分析的根底上開展起來的一門學科。它是指運用各種分析、測試手段，對影響環境質量因素的代表值進展測定，確定環境質量(或污染程度)及其變化趨勢，從而為開展環境工作提供效勞的活動。環境監測的目的是運用現代科學方法，對人類賴以生存的環境質量進展定量描述，用監測數據來表示環境質量受損程度，準確、及時、全面地反映環境質量現狀及開展趨勢，為環境管理、污染源控制、環境規劃提供科學依據，進而保護人類正常生存與開展。具體有以下幾個方面[1]：對污染物及其濃度(強度)作時間和空間方面的追蹤，掌握污染物的來源、擴散、遷移、反響、轉化，了解污染物對環境質量的影響程度，并在此根底上對環境污染作出預測、預報和預防；了解和評價環境質量的過去、現在和將來，掌握其變化規律；收集環境背景數據、積累長期監測資料，為制訂和修訂各類環境標準、實施總量控制、目標管理提供依據；實施準確可靠的污染監測，為環境執法部門提供執法依據；在深入廣泛開展環境監測的同時，結合環境狀況的改變和監測理論及技術的開展，不斷改革和更新監測方法與手段，為實現環境保護和可持續開展提供可靠的技術保障。環境監測在人類防治環境污染，解決現存的或潛在的環境問題，改善生活環境和生態環境，協調人類和環境的關系，最終實現人類的可持續開展的活動中，起著舉足輕重的作用。環境監測的對象大致分為以下兩種：一種是自然環境，包括水源、大氣、土壤等；另一種是人文環境，包括固體廢棄物、環境生物、噪音、放射性物質等。環境監測通常包括背景調查、確定方案、優化布點、現場采樣、樣品運送、實驗分析、數據收集、分析綜合等過程。環境監測的開展歷史20世紀50年代，針對興旺國家不斷發生的化學毒物造成的嚴重環境污染事故，對環境樣品進展化學分析以確定其組成和含量的環境分析便成為這個階段環境監測的主要特征。自20世紀60年代末開場，環境監測逐漸引入物理的、生物的手段，這一時期的監測工作以對污染源的監視性監測為主要特征。自20世紀70年代中期以來，興旺國家把環境監測焦點從對污染源監控轉移到環境質量監控上來，使環境監測*圍開展到面源污染及區域性環境質量方面。20世紀80年代初，興旺國家相繼建立了自動連續監測系統和宏觀生態監測系統，并借助地理信息系統技術、遙感技術和全球衛星定位系統技術，連續觀察空氣、水體污染狀況變化及生態環境變化，預測預報未來環境質量，擴大了環境監測*圍，提高了監測數據的獲取、處理、傳輸、應用的能力，為環境監測動態監控區域環境質量乃至全球生態環境質量提供了強有力的技術保障，極大促進了環境監測的現代化開展，實現了監測的實時性、連續性和完整性。我國環境監測起步較晚，經過30多年的開展，現已開展到物理監測、生物監測、生態監測、遙感、衛星監測，從連續性監測逐步過渡到自動連續監測。監測*圍從一個斷面開展到一個城市、一個區域乃至全國。一個以環境分析為根底，以物理測定為主導，以生物監測、生態監測為補充的環境監測技術體系已初步形成[2]。環境監測技術的應用現狀3S技術、生物技術、信息技術、物理化學科學等現代化監測技術已被廣泛應用于大氣環境監測、水資源調查評價等監測工作。3S技術在環境監測中的應用3S技術是以遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)和全球定位系統(GPS)為根底，將這三種獨立技術與其他高新技術有機地構成一個整體而形成的一項新的綜合技術，它集信息的獲取、處理和應用于一身，凸顯信息獲取與處理的高速、實時與應用中的高精產度、可定量化等方面的優點[3]。3S技術在水資源管理中的應用當前國內外3S的技術在水資源的調查與評價上的應用是非常廣泛的。其主要應用在流域水文模擬、水資源評價、生態環境變遷分析、生態耗水變遷分析、監測水體沼澤、監測水體富營養化等等[4]。在水質遙感監測方面，近幾年來，對構成水的質量的一些要素進展定量監測的研究有了一定的進步，這些要素包括渾濁度、總懸移質泥沙含量、pH值、總含氮量等等。衛星遙感監測技術已經廣泛應用于海洋環境監測，并取得良好成效。一般陸地衛星的多光譜掃描儀是用于沿海懸浮泥沙含量和其擴散狀態的監測；用于工業排污與生活污水的監測。在1972—1977年間出現了3次大*圍海上溢油問題，采用海洋水色成像儀與沿岸帶水色掃描儀用于懸浮物濃度或者海域葉綠素的分析，實現全天24小時的海洋油污實時監測，具體監測溢油的分布*圍、油膜厚度、移動擴散狀況和溢油量等。3S技術在濕地研究中的應用(1)3S技術在濕地資源動態變化監測中的應用。運用多時相、多平臺的遙感動態變化監測技術及時獲取濕地的動態信息，通過地理信息系統技術的空間分析功能和數據管理功能對遙感技術獲取的濕地信息進展實時更新，可以獲得濕地的動態變化情況[5]。(2)3S技術在濕地制圖中的應用。迄今，中國、加拿大和愛沙尼亞等國已經出版了國家沼澤濕地圖。中國運用3S技術還編制了不同比例尺的濕地景觀生態圖[6]；完成了黃河三角洲1：5萬和1：10萬地圖的編制[7]等。3S技術在土壤環境監測中的應用過土壤波譜分析，應用高光譜遙感數據能較好地探測土壤表層或淺表層的性狀，并且結合相應的野外采樣測量或實地觀察建立起各種不同類型的分析模型，對土壤機械組成、酸堿度、水、養分含量、礦物質等參量、土肥狀況等實現定量觀測[8]。自2003年起，中國科學院在高光譜遙感技術的支持下對青藏高原地區2003—2021年表層土壤水分進展了成功反演[9]，從而為脆弱生態區土壤環境的監測奠定了根底。為了保護土壤，防止土壤侵蝕面積不斷擴大，美國農業部自然資源保護局運用3S技術開展全國土壤資源調查，并且進展小流域調查與制圖。在此根底上，美國國家土壤侵蝕研究實驗室建立了諸如土壤侵蝕方程、評價土壤侵蝕模型、水蝕預報模型、風蝕預報系統等[10]，從而為各種情況下土壤侵蝕預測和評價提供技術和方法支持。此外，在草地、森林等生態系統相關領域的環境監測中，3S技術都在發揮著重要的作用。生物技術在環境監測中的應用隨著生物技術的迅猛開展，以現代生物技術為代表的高新技術在環境科學中得到了越來越廣泛的應用。現代生物技術是以DNA重組技術的建立為標志的多學科穿插的新興綜合性技術體系，它以分子生物學、細胞生物學、微生物學、遺傳學等學科為支撐，與化學、化工、計算機、微電子和環境工程等學科嚴密結合和相互滲透，極大地豐富了各學科的內涵，推動了科學理論和應用技術的開展。現代生物技術正被利用或嫁接到環境監測領域，構成了現代生物監測技術。目前，在環境監測領域，應用比較廣泛的有生物大分子標記物檢測技術和PCR(多聚酶鏈式反響)技術，此外，當今研究和應用比較廣泛的生物技術還有單細胞凝膠電泳、生物傳感器、酶聯免疫技術等。生物大分子標記物檢測技術生物大分子標記物監測技術可以在分子水平闡述分子適應等生態問題的機制，具有預警性和廣泛實用性的特點，有助于更好地提醒生物與環境之間的相互作用機制，為污染環境的生物修復提供理論依據。主要的生物大分子標記物及其檢測技術有核酸分子損傷檢測技術、報告基因標記技術、DNA芯片技術、酶分子標記物檢測、金屬硫蛋白的檢測、抗氧化劑防御系統的檢測等。PCR技術多聚酶鏈式反響(簡稱PCR)技術是在體外合成特異性DNA片段的方法，其原理類似于生物體內DNA的復制。通過選擇生物的一段特異性基因進展體外擴增，再由凝膠電泳等DNA分析技術確定其種類及含量。近年來，依據PCR分析突變的相關技術進展很快，主要有[3]：寡核苷酸探針雜交；DNA直接測序；限制性內切酶圖譜；變性梯度凝膠電泳等。作為最現代的生物技術之一的PCR技術，具有快速、靈敏、準確、簡便、特異性強的特點，可以針對*種或*幾種致病微生物作出檢測判斷，因此在水環境微生物檢測中應用越來越廣泛。Tay等[11]利用特異性16SrDNA引物擴增兩種甲苯降解菌。熒光定量PCR結果顯示：自養黃色桿菌和分枝桿菌在甲苯污染地區的數量比非污染地區的高，這與先前調查結果一致。但自養黃色桿菌只在污染地區夏季有相對短暫的繁盛，而分枝桿菌超過5個月時數量仍很高，說明了分枝桿菌在甲苯降解方面比想象的更為重要[12]。Cummings等[13]通過熒光定量PCR技術監測了沿湖泊重金屬污染濃度梯度中復原鐵離子泥土桿菌家族的豐度與分布。結果說明其分布相對均勻，泥土桿菌家族的分布不受重金屬離子濃度的影響。何閃英等[14]為建立快速、準確鑒定和定量檢測赤潮生物的方法，以圓海鏈藻為例，以其中18SrDNA序列為尋找種特異性引物的靶區域，通過分析18SrDNA序列，設計出適合用于熒光定量PCR的引物與探針，并通過常規PCR驗證確定其特異性，進而以圓海鏈藻熒光定量PCR的引物和探針，建立了定量檢測圓海鏈藻的實時熒光定量PCR檢測方法。與傳統的顯微鏡計數方法比較，兩者所獲結果無顯著性差異，證明了本方法的可行性，從而為我國沿海水域赤潮問題的研究提供了良好的技術檢測途徑。變性梯度凝膠電泳(DGGE)技術在微生物群落多樣性和種群動態監測中得到廣泛使用[15]。趙興青[16]等從玄武湖、莫愁湖和太湖沉積物中直接提取微生物總DNA，然后通過DGGE技術指紋圖譜來分析湖泊表層沉積物中微生物群落構造的差異性，結合條帶回收、擴增、序列測定，從而了解不同湖泊和一樣湖泊不同位點的微生物群落構造的多樣性。其他生物技術單細胞凝膠電泳(SCGE)，即彗星試驗是一種通過檢測DNA鏈損傷來判別遺傳毒性的技術。環境中的遺傳毒物濃度一般很低，而彗星試驗檢測低濃度遺傳毒物具有高度靈敏性，所研究的細胞不需要處于有絲分裂期。同時，這種技術只需要少量細胞[17]。MirjanaPavlica等[18]用暴露在五氯苯酚(PCP)中的淡水蚌類血細胞進展彗星試驗，觀察血細胞中DNA損傷程度。在進展實驗室實驗和原位實驗后，發現高濃度的PCP(80g/L)會引起血細胞中DNA斷裂，說明用彗星試驗檢測DNA損傷能夠監測水體中的PCP污染。生物傳感器[19]是將生物學、化學和物理學融為一體的一種新裝置，可以根據生物的酶、亞細胞器以及細胞或組織對污染的反響，將其轉換為電信號，通過放大系統顯示，再用計算機系統處理檢測信號，實現自動化監測。目前，這種生物傳感器技術可以對水質的BOD進展快速監測。信息技術在環境監測中的應用隨著計算機、網絡等現代信息技術在各領域應用的不斷深入，信息技術已經被廣泛應用于環境監測中。無線傳感器網絡技術環境監測應用中無線傳感器網絡屬于層次型的異構網絡構造，最底層為部署在實際監測環境中的傳感器節點。向上層依次為傳輸網絡、基站，最終連接到網絡。通過該技術能夠將監測的數據傳送到數據處理中心，監護人員(或用戶)可以通過任意一臺連入網絡的終端訪問數據中心，或者向基站發出命令。許妍等[20]研究的基于無線傳感器網絡技術的農田灌溉系統可實現對農田土壤的濕度、溫度等參數的在線監測和實時控制，從而提高了農業生產效率。PLC技術可編程邏輯控制器(PLC)是集自動化技術、計算機技術和通信技術于一體的新一代工業控制裝置，在構造上對耐熱、防塵、防潮、抗震等都有準確考慮，在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施，非常適用于條件惡劣的戶外及工業現場[21]。此外，可以用于雨水的遠程監測，對于農業生產及防洪抗旱有著積極的意義，還可以對河水水位、流速、水質的測量實現遠程監視。物理化學科學在環境監測中的應用近年來，由于高分子化學、分析化學、物理科學等科學的不斷開展與完善，物理化學科學在環境監測中有了較為廣泛的應用。動態膜壓法監測技術動態膜壓法的理論根底是Gibss用熱力學的方法推導出的吸附公式，該方法不需要對水樣進展預處理，不同性質、不同濃度的有機成膜分子可以得到不同的動態膜壓圖譜，有效地將成膜分子的狀態、構造及分子間的相互作用等反響出來。并且不需要添加任何化學試劑，無二次污染，外界干擾因素小，測定速度快，靈敏度高。用此法可對受污染水體以及其他未知天然水系的微表層進展研究[22]。DOAS技術差分光學吸收光譜技術(DOAS)的工作原理是利用分子的窄帶吸收光譜來區分氣體的成分，通過其吸收譜的強度推導被測氣體的濃度，其理論根底是朗伯比爾定律。DOAS系統通過一系列優化的數據處理流程和環節，可以成功地監測大氣中多種氣體成分的濃度。此外，物理化學方法如電感耦合等離子體質譜(ICP—MS)法、激光熔蝕法(LA)、氫化物發生法(HG)、偏振能量色散*射線熒光光譜法等在土壤樣品分析，尤其是痕量元素的測定及分析中得到較廣泛的應用[23]。環境監測技術的開展趨勢環境監測技術經過幾十年的開展，在實踐中發揮著重要的作用。隨著社會的開展，環境監測技術也在進一步的開展，從目前環境監測技術的開展來看，未來的開展趨勢主要表現在以下幾方面。以有機污染物作為在線監測的主要目標通過對大量的研究數據和結果的分析可以了解到，目前有機污染物的污染十分嚴峻，而且這些有機污染物都有毒有害。因此，對有機污染物進展監測已經成了當前的一項重要任務。所以，今后需要適時的、全面的、系統的開展有機污染物的監測工作，及時有效地將環境中的有機污染物監測出來。擴展監控介質*圍，對有毒有害物質進展全面監控多環芳烴類、多氯聯苯類以及*些重金屬有毒污染物會在一定的外界條件影響下，在不同的環境介質如大氣、水、沉積物中遷移、轉化和積累，因此，需要對多種環境介質進展監控，實現對有毒有害物質的全面監測，保證人類安康和環境平安。運用痕量分析，提高監測分析精度環境中的許多有毒有害物質，盡管其濃度很低，但是會對人體造成巨大的傷害。因此，有必要開展和使用痕量和超痕量分析技術，進一步提高監測的精度，全面掌握受污染的狀況，以便采取有效措施，預防和控制污染物對人體和環境的危害。監測分析器小型化，現場快速分析技術得到普及在環境管理的實踐中，往往需要對一些污染事故的現場進展監測，包括污染物排放源和現場污染情況等，這就需要對污染進展定性和分析，及時分析出*種污染物的類別、構成或濃度，因此，有必要開展和使用現場快速分析技術，以便能夠更加有效的對現場污染進展監測，而監測儀器的小型化也為其提供了物質保障。實驗室管理系統將得到廣泛應用使用實驗室管理系統(LIMS)，能夠進一步提高實驗室的管理水平，提高實驗室采集數據和分析數據的自動化程度，減少人為因素的干預，進一步確保數據的原始性和準確性。從而到達降低本錢，規*數據分析的目的，促進數據分析工作的流程化。還可以加深管理人員對實驗室根本情況的認識和了解，及時發現不符合規定的管理行為，并積極采取措施加以改進，從而規*實驗流程，提高數據的可靠性，降低實驗室的運行本錢，提高工作效率。小結環境監測技術能夠為環境保護提供科學合理的依據，對防治環境污染，加強環境保護有著重要的現實意義。環境監測技術的開展不是一朝一夕的事情，需要一代人甚至幾代人的不斷努力。只有了解環境監測技術的現狀，堅持不懈地完善環境監測技術，才能保證環境監測的可靠性。在今后的工作實踐中，我們需要重視環境監測技術的運用，加大資金投入，進一步規*環境監測的各項工作，提升監測技術、更新監測設備、提高監測人員的綜合素質，建立健全完善的環境監測體系，推動環境監測工作的進一步開展，從而實現人類的可持續開展。參考文獻[1]楊婉平．探討環境監測技術的現狀及開展[J]．民營科技，2021(6)：26.[2]*麗.淺談環境監測技術的現狀和開展[J].環境科學導刊，2021，29(S1)：115—118.[3]烏云娜，冉春秋，高杰.環境監測技術的應用現狀及開展趨勢[J].生態經濟，2021(12)：89—91.[4]石媛，陳憲偉.環境監測技術的應用現狀及開展趨勢研究[J].科技與企業，2021(24)：62.[5]黃慧萍.遙感技術在**省濕地類型調查中的應用[J].國土資源遙感，1996，30(4)：9—15.[6]李蓬萊.1：100萬東北區沼澤圖編制的研究[J].地理科學，1984，4(4)：350—356.[7]翟俊輝，楊瑞馥.生物芯片、生物傳感器和生物信息學[J].生物技術通報，2002，13(3)：209—213.[8]周萍．高光譜土壤成分信息的量化反演[D]．：中國地質大學()，2006．[9]趙振亮．基于高光譜數據的鹽漬化土壤光譜特征研究及信息提取[D]．烏魯木齊：**大學，2021．[10]中國科學技術協會．土壤學學科開展報告[M]．：科學技術，2021.[11]TayST，HemondFH，KrumholzLR，etal.Populationdynamicsoftwotoluenedegradingbacterialspeciesinacontaminatedstream[J].MicrobialEcology，2001，41(2)：124—131.[12]趙曉祥，龐曉倩，莊惠生.熒光定量PCR技術在環境監測中的應用研究[J].環境科學與技術，2021，32(12)：125—128.[13]CummingsDE，SnoeyenbosWestOL，NewbyDT，etal.DiversityofGeobacteraceaespeciesinhabitingmetal-pollutedf