我国土壤环境监测技术的现状及发展趋势探讨
摘要
关键词
土壤环境;检测技术;应用现状;发展趋势
正文
在各行业生产规模扩大和生产力提升前提下,生态环境压力逐渐增加,出现恶劣土壤环境,影响土壤的健康,同时土壤也含有一些有害物质,给人类的健康带来一定威胁,也给日常生产造成诸多不利影响,阻碍社会的和谐与稳步发展。因此,环境监测部门必须总揽全局,带着前瞻性思维对土壤环境监测技术做到全面应用,同时加大研究力度,确保将土壤环境监测技术应用优势充分发挥,以此来实现环境污染程度降低,为生态平衡的维护带来足够技术支持,可见对土壤环境监测技术现状及发展趋势的探讨十分必要,具有一定现实意义。
一、土壤环境监测内涵及作用
(一)土壤环境监测内涵
土壤环境监测是以土壤污染危害的有效防治为目的,借助不同技术完成土壤污染程度与各时期发展趋势测定,从而对土壤实际环境质量进行全面了解的重要措施,涵盖监测准备、采样和分析测试等多个环节。在土壤环境监测工作开展过程中,必须对监测技术进行合理选择,做好监测对象的明确,对水文地理与污染源进行精准判别,通过有效方式改善有问题的土壤环境,从而将土壤环境进一步提高。在土壤环境监测工作中所使用的技术,即土壤环境监测技术,是一种新型综合型技术,由电子、网络、监视与计算机等多种技术相互融合而成,可以完成土壤全方位监测,为环境保护工作开展指明正确方向。
(二)土壤环境监测作用
土壤环境监测工作的全面开展可以为环境执行提供可靠与真实的数据,也有利于提升质量评估整体水平。现阶段,我国工业生产规模发生较大变化,工业生产效率也在不断提升,部分生产过程会产生不同的污染物,部分污染物会渗入土壤,农作物在受到污染的土壤中生长,一旦被人类长期食用,势必会给生命健康带来威胁。为此,土壤环境监测工作可以通过样品采集与现场调查等各项工作,对土壤环境进行合理监测,通过监测布点获得完整数据,同时根据数据分析结果对环境变化趋势做到实时把握,为环境保护工作方案的调整提供一定支持。与此同时,土壤环境监测工作人员会借助反复多次测量,完成生物活性物质和多种无机物的监测,了解铝、汞等物质对环境的各种影响,借助土壤环境监测了解土壤环境具体情况,从而制定针对性的土壤治理措施,实现土壤环境全面改善。
二、土壤环境污染的主要特点
(一)积累性
环境污染类型相对较多,不仅包括水资源污染,还有大气与土壤污染,其中大气与水体等污染具有瞬时特点,可以通过相应技术实现空气与水体的净化,而土壤污染具有一定的特殊性,其污染往往不可逆,因为土壤自身结构特殊,同时受到其他多种影响的共同作用,使得污染物随时间的延长不断累积,时间越长污染越严重,凸显出积累性特点,如果任其发展,势必会给周围环境带来更多不利影响。
(二)滞后性
土壤污染初期并无明显特征,需要在长期积累下才能出现显著特征,同时也具有极强污染性,易给环境与人们的健康带来不同程度损害,所以滞后性是土壤污染的又一特征,必须通过土壤环境监测技术的应用,了解土壤是否存在污染情况,尽早发现土壤污染,从而尽快对污染情况进行有效治理,避免因污染程度加剧而给环境带来不可逆的严重影响。
(三)高难度
由于土壤污染具有极强复杂性,必须投入足够的时间,使用各种先进技术,获得土壤环境具体数据,因此土壤环境监测成本持续增加。若监测显示土壤已受到污染,此时土壤内部已发生较大变化,特别是内部结构与之前有明显不同,同时当中的有害物质已达到一定量,需要通过科学处理方式将有害物质进行逐步分解,但该过程往往会耗费较长时间,部分有害物质也可能无法被成功分解,必须采用特殊方式完成相应的处理,彰显出管理难度大的特点。
三、我国土壤环境监测技术应用现状
(一)生物技术
生物技术是土壤环境监测技术中的新兴技术,可以借助细胞来完成土壤环境的监测,也可以使用一些微生物对土壤实际情况进行了解与监测,其应用效果较好,能够根据细胞变化与微生物的生长速度获得最为真实的数据,借助信息系统完成数据的传输、分析与整合,帮助工作人员对土壤不同阶段的实际情况做到全面了解,从而完成土壤当前质量的精准判断。现阶段,生物技术的应用时间相对较短,但其中的芯片植入技术的应用较为简便,同时聚合酶链式反应技术能够实现DNA的成功复制,再借助PCR技术放大处理生物DNA,使得该技术的应用呈现出广泛性,其使用频率也逐年提升。
(二)3S技术
在科学技术快速更新下,先进技术开始走入融合发展,使得3S技术在土壤环境监测中得以合理应用,为环境保护工作的有序与高效开展带来足够支持。3S技术即RS、GIS、GPS三种技术的总称,是新时期下土壤环境监测较常使用的技术,能够将监测工作的实效性全面提升。在具体应用过程中,监测人员借助3S技术获得可靠数据并加以整合,对土壤环境变化情况进行深入分析,找到存在的潜在问题,同时监测人员可以对不同区域范围内的土壤情况做到实时掌握,也能获得不同时段的监测数据,让现存问题的分析具有精准性,辅助监测人员完成后续工作方案调整,为环境保护工作开展指明准确的方向。
(三)信息技术
现阶段土壤环境监测技术和信息技术已成功结合,为土壤环境监测水平进一步提升带来有力推动。首先,大数据技术可以辅助技术人员快速完成土壤信息与重要数据的收集与存储,对各项数据加以分析,用数据驱动土壤环境监测的改革与创新,为土壤环境保护方案的制定、优化与实施带来有力辅助。其次,土壤环境监测工作人员会对无线传感器技术及精密设备进行灵活运用,加强无线传感器测试,确保获得土壤环境监测实时数据,同时借助无线通信直接对收集到的数据进行精准分类与深入分析,依托信息网络完成土壤具体信息的安全与快速传递,帮助监测人员获得土壤各项参数,从而有利于土壤性能的合理改善。最后,信息技术已成为土壤环境监测工作不可缺少的技术支持,也让数据信息呈现出数字化与可视化,其应用途径较多,满足监测信息动态化管理需要,同时适用于不同区域,也不易受地质环境影响,打破时间与空间带来的监测限制,让监测工作在各种环境中得以顺利完成。
(四)水平钻进技术
水平定向钻进技术具有极强的数据监测能力,适用于监测难度小的区域,还可以与生物技术进行联合使用,完成土壤环境深度监测,满足土壤环境高效治理的需要,同时技术支出成本相对较少,能够将土壤环境分析流程进行科学简化,使得水平定向钻进技术整体应用效果增强。针对复杂土壤成分的监测,可以采用水平定向钻进技术,通过横向钻凿方式获得相应数据。目前,水平定向钻进技术利用率相对较高,对土壤环境监测工作质量与效率的提升有深远影响,可以将多重障碍做到有效清除,为管控模式全面改善提供一定帮助,所以环境监测部门对该技术的应用较为重视。
四、我国土壤环境监测技术发展趋势
(一)监测技术多元化
在土壤环境监测工作开展过程中,传统监测技术的应用步骤相对繁琐,特别操作步骤较多且方式落后,影响监测整体准确度。为此,相关技术部门对人性化与安全化监测技术的研究力度不断加大,探索更为高效与简便的监测方法。现阶段,采样技术使用的是由多个技术组成的3S技术,样品处理技术为旋转蒸发、超声波提取、吹扫捕集和衍生化等多样化的技术,还会使用到具有不同功能的高精密分析仪器,例如,等离子发射广谱、原子吸收、气相与液相色谱等仪器,因此新时期下的监测技术开始走入多元化发展。
(二)监测系统自动化
土壤环境监测工作的开展需要借助技术的力量来完成不同难度的监测工作,同时也需要土壤环境质量监控系统的支持,确保对土壤各时期基本情况进行全面了解,一方面要根据土壤变化情况制定可行与合理的处理对策,另一方面要通过有效途径将土壤环境监测工作整体质量进一步提高。那么未来的土壤环境监测工作应采用自动化的网络监测系统来完成各种难度的监测任务并做好复杂数据分析,所以土壤环境监测技术推动监测系统走入自动化发展。当前,我国已建立起多个自动监控体系,例如,针对大气污染的监测需要,建立空气自动监测系统;针对水资源监测需要,使用的是水资源自动监测系统;针对海洋污染,选择自动海岸监控系统,对各种类型的污染进行有效控制与防范。因此,土壤环境监测系统的自动化水平会不断提升,同时网络监控体系也将更加完善。
(三)痕量检测高精度
由于土壤污染具有一定的滞后性,所以其内部结构往往存在一定量的有害物质,同时这部分有害物质挥发难度相对较大,会带来持续性的环境危害。正常来讲,土壤环境易受诸多因素影响,而且当中出现的有害物质具有多样性且含量不同,高精度的监测技术可以获得含量低的有害物质的相关数据,还需要使用高精度分析,才能对数据潜在价值做到挖掘。痕量分析技术能够满足组分含量极小的样品检测需要,目前常用的是原子吸收光谱、分光光度法等多种有效方式。在未来的应用过程中,土壤环境监测更重视检测进度,所以会灵活运用痕量分析法,特别是对检测精度有要求时,将选择超痕量分析法,也可以根据分析精度需要选择ICP-MS分析法。由于ICP-MS分析法具有极高的检测灵敏度,需要搭配使用高端设备,才能将检测优势充分发挥,因此未来的土壤环境监测技术不仅会朝着高精度发展,对高端设备也有一定需求,保证完成绝大部分元素的同时测定,精准测量出分析物所具有的实际浓度含量,使得痕量检测的精度不断提高。
(四)监测分析明确化
为保证土壤环境监测更加精准,必须对具体监测对象进行科学明确,保证监测活动开展具有方向性与针对性,将土壤环境监测质量与效率同步提升,让监测成果与相关标准相符合,从而为土壤环境资源的科学配置作出贡献。在新时期下,各行业生产力得到全面提升,经济发展获得理想成绩,同时环境污染问题的解决难度越来越大,其中土壤污染物种类增加,一定要优先做好有机污染物处理。在对这一类型污染物进行处理时工作人员必须从细节入手,对有机污染物传播的具体特征进行分析,找到相应遏制方法,将这类污染物给人们身体健康带来的威胁有效减少。在监测技术不断发展下,环境监测部门要对技术应用标准做到持续关注,使得应用标准可以与土壤环境监测相结合,对有机污染物出现源头做到明确,依托技术优势完成针对性改善,可见未来的土壤环境监测会越来越重视有机污染物的监测与处理。
(五)监测管理智能化
近几年,各行业均积极引入新型技术,全面实现行业的转型,因此土壤环境监测工作也开始对先进技术进行合理引入,为监测工作带来帮助,以此来实现实时监测与自动监测。为尽快实现土壤污染率的全面降低,相关部门应带着前瞻性思维对监测管理机制进行大胆创新,考虑使用自动化采集技术将监测效率进一步提高,同时基于自动化技术,引入智能化技术,借助人工智能实现解决措施的自动制定,为监测工作与环境保护工作的开展提供科学建议,助力土壤环境保护工作的高效开展。在未来,环境监测部门将着力于智能化自动监测管理系统的构建,让监测管理在技术支持下走入智能化。
结束语:
在新时期下,土壤环境监测工作的有序与高效开展已成为社会生态文明建设脚步不断加快的关键所在,必须对先进环境监测技术加以利用,将土壤环境监测水平全面提升,从而对土壤污染情况进行针对性与高效性的控制,确保土壤环境治理效果得以持续增强,有利于实现土壤环境与社会生产生活的和谐发展。在未来,土壤环境监测技术将朝着智能化、自动化与多元化等新的方向发展,一定要对技术发展成果进行灵活转化,通过技术辅助为土壤环境监测工作水平提升带来有力推动,将可持续绿色发展理念做到真正落实。
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