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[摘 要]现在社会的发展,保护土壤环境,特别是保护耕地数量和质量,已经成为我国推进生态文明建设和维护国家生态安全的重要内容。要做好污染的治理,就必须结合环境监测技术,为治理工作提供科学依据。本文对当前土壤环境监测技术的应用情况进行了分析,并就其发展趋势进行研究和预测。
[关键词]标准化土壤环境监测;技术;应用现状;发展趋势
中图分类号:TP471 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)36-0282-02
1标准化土壤环境监测的重要性
土壤由矿物质、有机质、水分、空气和微生物组成,是发育于地球陆地表面,具有肥力能生长植物的疏松多孔结构表层,一般是由岩石风化而成,是陆地生态系统的一个基本要素。
土壤和水、大气一样,是维持人类生存与发展的必要条件,是社会经济发展最基本的物质基础。土壤环境状况关系着人们的身体健康,关系着自然生态安全。做好土壤环境监测以及了解土壤具体的污染情况,对存在于土壤中的污染物质进行监测,从而为土壤污染的预防和治理提供科学依据。
工业化进程的加快引发了一系列的环境危机事件,环境污染问题受到了越来越多的关注,对于环境监测和环境保护提出了更严格的要求。环境监测的主要流程包括现场勘查、监测布点、样品采集、样品处理与保存、分析测试以及综合评价等。其中,现场勘查十分关键,需要调查的内容也是多种多样,包括污染源、性能、浓度以及排放规律、地质水文等,采样点的位置选择同样关键,需要具有典型性,同时也不能忽略普遍性。对于采集的样本,必须做好保存工作,送到专业的实验室进行分析化验。然后对数据信息进行整理,参照相关标准进一步分析评定,最后得到完整的监测报告。
2标准化土壤环境监测技术的应用实践
2.1化学技术
近几年,伴随着科学技术的飞速发展,分析化学、高分子化学、物理学等在土壤环境监测中得到了广泛的应用。常见的技术方法包括电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、氢化物发生法(HG)、偏振能量色散X射线荧光光谱法以及激光熔蚀法(LA)等,这些方法在土壤样品的分析测试,尤其是痕量元素测定方面发挥着重要的作用。
2.2“3S”技术
“3S”技术包括了GPS技术、GIS技术以及RS技术,通过这三种技术的融合,利用成像光谱数据结合地面实测数据,实现信息的采集、处理和应用,建立土壤质量信息技术模型,从而对土壤质量进行定量评价。“3S”技术被广泛应用于土壤的环境监测如土壤污染、土壤荒漠化以及土壤侵蚀等分析。“3S”技术的应用可以实现对于某个区域内土壤状况的调查和采样,从而掌握土壤环境状况,结合采集到的信息,可以建立完善的全国土壤管理信息系统。
2.3生物技术
生物技术的飞速发展使其在环境科学领域中得到了越来越多的应用。而在土壤环境监测中,生物技术发挥着其他技术难以替代的重要作用。除了利用富集污染物的植物分布与生长状况结合体内污染物含量分析来判断污染现状外,生物技术包括生物大分子标记物检测技术、生物芯片技术、变性梯度凝胶电泳技术、WesternBlot以及PCR等高分子技术的结合,使土壤环境监测更全面。生物技术在土壤环境监测中的应用,主要体现在土壤侵蚀、土壤微生物多样性监测、土壤污染生物修复等,对于土壤污染的预防和治理意义重大。
2.4信息技术
信息技术伴随着计算机技术的发展而发展,在许多领域和行业中有着广泛的应用,土壤环境监测自然不例外。目前在土壤环境监测中,无线传感器网络的应用比较广泛。无线传感器网络(WSN)是在环境中布置的传感器节点以无线通信方式组成网络,传感器节点完成数据的采集,并且通过传感器网络将数据发送到网络中,最终由特定的汇聚节点接收,并且通过自组织的方式构成网络,是一种无人值守、大规模。运用该技术,可以应用于偏远地区及环境恶劣的土壤监测之中,将信息采集终端监测到的数据信息传输到数据处理中心,工作人员通过对数据处理站的访问,可以调取相应的数据,从而实现对土壤各项参数(温度、湿度)的在线监测和实时控制。
2.5水平定向钻进技术
在土壤环境监测中,水平定向钻进技术的主要作用,是通过水平井的施工,实现土壤数据的高效采集,为土壤环境的检测和治理提供科学依据。与其他技术相比,水平定向钻进技术在实际应用中,可以取得较好的效果,同时成本低廉,监测效率高,优势非常显著。
3标准化土壤环境检测技术的发展趋势
在科学技术飞速发展的带动下,我国的土壤环境监测技术呈现出了前所未有的发展,取得的成果相当显著,为环境管理和环境保护提供必要的技术支持。就目前来看,我国在土壤环境监测技术的发展趋势主要体现在几个方面:
3.1现场快速分析技术
在土壤环境监测中,紧急危机事件发生时需要对污染事故现场进行快速采样和分析,方便及时掌握污染源、污染物类型以及污染程度并及时采取措施防止污染扩散。而想要对污染物进行快速准确的分析,得到污染物的相关数据,在这种情况下,就需要对现场快速分析技术进行应用和深入研究,以确保可以在污染现场,进行污染事故的快速监测,得到污染的具体数据,从而为污染的处理提供科学的参考依据。此时,需要应急监测方案与现场快速分析技术的结合。因此,现场快速分析技术的发展,对未来紧急污染事件的快速处理有极大的促进作用。
3.2监测有机污染物
工业化进程的持续加快,带动了社会经济的跨越式发展,同时也带来了严重的环境污染问题,其中,有机物污染对土壤环境的危害十分巨大。一些有机物分解周期长,可以在自然环境中长期存在,也可以在农作物体内不断积累,经食物链传播,给人们的健康带来巨大的威胁。针对这个问题,必须切实做好土壤有机污染物的监测和分析,為污染预防和治理提供完善的数据支撑。土壤有机污染的分析技术已经逐步成熟,但在有机物分析中提取、浓缩过程中如何减少损失、提高回收率使分析更为精准仍是研究的一个重要方向。 3.3构建自动监测系统
现代信息技术的应用,很大程度上提升了土壤环境监测的效率和效果。而从土壤环境监测技术的应用实践分析,在未来一段时间内,构建完善的土壤环境自动监测系统,必然会成为土壤环境监测的一个主要目标。通过这种的方式,可以更加快速、更加全面的实现对全国范围内土壤环境的自动化监测。土壤数据的实时监测,及时了解土壤的动态变化,对研究土壤变化趋势和处理紧急污染事件具有重要意义。
3.4提升痕量监测分析精度
重金属元素对于土壤的污染和危害最为巨大,虽然其浓度较低,但是无法在自然环境下分解和转化,一旦过量堆积,将会给人体和畜禽的健康造成严重影响。研究改进微波消解技术,提高土壤消解的效率,进一步完善土壤消解的程序。大力发展ICP-MS法等痕量或则超痕量分析技术,提升分析的精度和准度,从而为土壤环境污染的治理提供可靠依据。
3.5完善土壤评价制度
土壤污染的判定比较复杂。国内对土壤判定的标准并不全面,并未随着国内土壤监测现状的变化以及社会的发展不断更新。健全土壤污染防治相关标准和技术规范迫在眉睫。土壤的污染状况判定需根据土壤的用途制定不同的标准,而用于农业生产的土壤应使用最严格的标准。污染物质含量与植物生长发育之间的因果关系十分复杂,有时污染物的含量大大超过土壤背景值,并未影响植物的正常生长;有的植物生长已受影响,但植物内未见污染物积累。所以,对于土壤是否受到污染,既要考虑将土壤中污染物的测定值与土壤本地值作比较,看土壤中元素或化合物的含量有无异常现象;还要考虑植物中污染物的含量,看它与土壤中污染植物含量之间的关系;同时还要观察植物生长发育是否受到抑制,有无生态变异以及人食用后对健康有无危害,只有综合考虑才能全面评价环境土壤的污染情况。
4结语
总而言之,在科学技术飞速发展的带动下,土壤环境监测技术的整体水平不断提高,技术也在不断更新。相应的评价体系需进一步完善,并建立环境监测与预测信息公开、环境监测数据共享等机制,为土壤环境保护的顺利实施奠定了坚实的基础。相关部门应该重视起来,加大资金投入,对土壤环境监测工作进行规范,推动可持续发展。
参考文献
[1]黄昌勇.土壤学[M].中国农业出版社.2000:2,3.
[2]谢寅凯.我国土壤环境监测技术的现状及发展趋势[J].资源节约与环保,2014,(3):80.
[3]李双.我国土壤环境监测技术的应用现状及发展趋势[J].山东工业技术,2016,(15):263.
[4]巩玉玲,冯永军.中外土壤环境监测技術应用与发展状况[J].安徽农业科学,2014,42(19):6230.
[关键词]标准化土壤环境监测;技术;应用现状;发展趋势
中图分类号:TP471 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)36-0282-02
1标准化土壤环境监测的重要性
土壤由矿物质、有机质、水分、空气和微生物组成,是发育于地球陆地表面,具有肥力能生长植物的疏松多孔结构表层,一般是由岩石风化而成,是陆地生态系统的一个基本要素。
土壤和水、大气一样,是维持人类生存与发展的必要条件,是社会经济发展最基本的物质基础。土壤环境状况关系着人们的身体健康,关系着自然生态安全。做好土壤环境监测以及了解土壤具体的污染情况,对存在于土壤中的污染物质进行监测,从而为土壤污染的预防和治理提供科学依据。
工业化进程的加快引发了一系列的环境危机事件,环境污染问题受到了越来越多的关注,对于环境监测和环境保护提出了更严格的要求。环境监测的主要流程包括现场勘查、监测布点、样品采集、样品处理与保存、分析测试以及综合评价等。其中,现场勘查十分关键,需要调查的内容也是多种多样,包括污染源、性能、浓度以及排放规律、地质水文等,采样点的位置选择同样关键,需要具有典型性,同时也不能忽略普遍性。对于采集的样本,必须做好保存工作,送到专业的实验室进行分析化验。然后对数据信息进行整理,参照相关标准进一步分析评定,最后得到完整的监测报告。
2标准化土壤环境监测技术的应用实践
2.1化学技术
近几年,伴随着科学技术的飞速发展,分析化学、高分子化学、物理学等在土壤环境监测中得到了广泛的应用。常见的技术方法包括电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、氢化物发生法(HG)、偏振能量色散X射线荧光光谱法以及激光熔蚀法(LA)等,这些方法在土壤样品的分析测试,尤其是痕量元素测定方面发挥着重要的作用。
2.2“3S”技术
“3S”技术包括了GPS技术、GIS技术以及RS技术,通过这三种技术的融合,利用成像光谱数据结合地面实测数据,实现信息的采集、处理和应用,建立土壤质量信息技术模型,从而对土壤质量进行定量评价。“3S”技术被广泛应用于土壤的环境监测如土壤污染、土壤荒漠化以及土壤侵蚀等分析。“3S”技术的应用可以实现对于某个区域内土壤状况的调查和采样,从而掌握土壤环境状况,结合采集到的信息,可以建立完善的全国土壤管理信息系统。
2.3生物技术
生物技术的飞速发展使其在环境科学领域中得到了越来越多的应用。而在土壤环境监测中,生物技术发挥着其他技术难以替代的重要作用。除了利用富集污染物的植物分布与生长状况结合体内污染物含量分析来判断污染现状外,生物技术包括生物大分子标记物检测技术、生物芯片技术、变性梯度凝胶电泳技术、WesternBlot以及PCR等高分子技术的结合,使土壤环境监测更全面。生物技术在土壤环境监测中的应用,主要体现在土壤侵蚀、土壤微生物多样性监测、土壤污染生物修复等,对于土壤污染的预防和治理意义重大。
2.4信息技术
信息技术伴随着计算机技术的发展而发展,在许多领域和行业中有着广泛的应用,土壤环境监测自然不例外。目前在土壤环境监测中,无线传感器网络的应用比较广泛。无线传感器网络(WSN)是在环境中布置的传感器节点以无线通信方式组成网络,传感器节点完成数据的采集,并且通过传感器网络将数据发送到网络中,最终由特定的汇聚节点接收,并且通过自组织的方式构成网络,是一种无人值守、大规模。运用该技术,可以应用于偏远地区及环境恶劣的土壤监测之中,将信息采集终端监测到的数据信息传输到数据处理中心,工作人员通过对数据处理站的访问,可以调取相应的数据,从而实现对土壤各项参数(温度、湿度)的在线监测和实时控制。
2.5水平定向钻进技术
在土壤环境监测中,水平定向钻进技术的主要作用,是通过水平井的施工,实现土壤数据的高效采集,为土壤环境的检测和治理提供科学依据。与其他技术相比,水平定向钻进技术在实际应用中,可以取得较好的效果,同时成本低廉,监测效率高,优势非常显著。
3标准化土壤环境检测技术的发展趋势
在科学技术飞速发展的带动下,我国的土壤环境监测技术呈现出了前所未有的发展,取得的成果相当显著,为环境管理和环境保护提供必要的技术支持。就目前来看,我国在土壤环境监测技术的发展趋势主要体现在几个方面:
3.1现场快速分析技术
在土壤环境监测中,紧急危机事件发生时需要对污染事故现场进行快速采样和分析,方便及时掌握污染源、污染物类型以及污染程度并及时采取措施防止污染扩散。而想要对污染物进行快速准确的分析,得到污染物的相关数据,在这种情况下,就需要对现场快速分析技术进行应用和深入研究,以确保可以在污染现场,进行污染事故的快速监测,得到污染的具体数据,从而为污染的处理提供科学的参考依据。此时,需要应急监测方案与现场快速分析技术的结合。因此,现场快速分析技术的发展,对未来紧急污染事件的快速处理有极大的促进作用。
3.2监测有机污染物
工业化进程的持续加快,带动了社会经济的跨越式发展,同时也带来了严重的环境污染问题,其中,有机物污染对土壤环境的危害十分巨大。一些有机物分解周期长,可以在自然环境中长期存在,也可以在农作物体内不断积累,经食物链传播,给人们的健康带来巨大的威胁。针对这个问题,必须切实做好土壤有机污染物的监测和分析,為污染预防和治理提供完善的数据支撑。土壤有机污染的分析技术已经逐步成熟,但在有机物分析中提取、浓缩过程中如何减少损失、提高回收率使分析更为精准仍是研究的一个重要方向。 3.3构建自动监测系统
现代信息技术的应用,很大程度上提升了土壤环境监测的效率和效果。而从土壤环境监测技术的应用实践分析,在未来一段时间内,构建完善的土壤环境自动监测系统,必然会成为土壤环境监测的一个主要目标。通过这种的方式,可以更加快速、更加全面的实现对全国范围内土壤环境的自动化监测。土壤数据的实时监测,及时了解土壤的动态变化,对研究土壤变化趋势和处理紧急污染事件具有重要意义。
3.4提升痕量监测分析精度
重金属元素对于土壤的污染和危害最为巨大,虽然其浓度较低,但是无法在自然环境下分解和转化,一旦过量堆积,将会给人体和畜禽的健康造成严重影响。研究改进微波消解技术,提高土壤消解的效率,进一步完善土壤消解的程序。大力发展ICP-MS法等痕量或则超痕量分析技术,提升分析的精度和准度,从而为土壤环境污染的治理提供可靠依据。
3.5完善土壤评价制度
土壤污染的判定比较复杂。国内对土壤判定的标准并不全面,并未随着国内土壤监测现状的变化以及社会的发展不断更新。健全土壤污染防治相关标准和技术规范迫在眉睫。土壤的污染状况判定需根据土壤的用途制定不同的标准,而用于农业生产的土壤应使用最严格的标准。污染物质含量与植物生长发育之间的因果关系十分复杂,有时污染物的含量大大超过土壤背景值,并未影响植物的正常生长;有的植物生长已受影响,但植物内未见污染物积累。所以,对于土壤是否受到污染,既要考虑将土壤中污染物的测定值与土壤本地值作比较,看土壤中元素或化合物的含量有无异常现象;还要考虑植物中污染物的含量,看它与土壤中污染植物含量之间的关系;同时还要观察植物生长发育是否受到抑制,有无生态变异以及人食用后对健康有无危害,只有综合考虑才能全面评价环境土壤的污染情况。
4结语
总而言之,在科学技术飞速发展的带动下,土壤环境监测技术的整体水平不断提高,技术也在不断更新。相应的评价体系需进一步完善,并建立环境监测与预测信息公开、环境监测数据共享等机制,为土壤环境保护的顺利实施奠定了坚实的基础。相关部门应该重视起来,加大资金投入,对土壤环境监测工作进行规范,推动可持续发展。
参考文献
[1]黄昌勇.土壤学[M].中国农业出版社.2000:2,3.
[2]谢寅凯.我国土壤环境监测技术的现状及发展趋势[J].资源节约与环保,2014,(3):80.
[3]李双.我国土壤环境监测技术的应用现状及发展趋势[J].山东工业技术,2016,(15):263.
[4]巩玉玲,冯永军.中外土壤环境监测技術应用与发展状况[J].安徽农业科学,2014,42(19):6230.