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关键词:矿区生态环境,环境监测,实践,案例
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)19-0138-02
一、引言
《环境监测》是环境科学、给排水科学与工程等专业必修的一门理论与实践并重的专业主干课程,对培养环境方向专业监测人才具有十分重要地位[1]。其中环境监测教学改革主要集中在精品课程建设、课堂教学内容优化、产学研结合、网络教学等。当然高质量的课堂教学对学生获得系统的环境监测专业技能具有重大意义。然而随着环境污染的进一步加剧,国民环保意识的提高,以及社会对环境监测实践性人才的不断需求,加强环境监测实践教学改革,逐渐成为课程改革的主要方向。但是环境监测课程实践教学却存在诸多问题,以笔者在湖南科技大学多年的教学经验发现:(1)环境监测实验课时很少,大多是讲授实验步骤,实验仪器设备有限,学生得不到实际的锻炼;(2)生成实习也主要以参观为主,综合性和设计性实验少,完全无法激发学生的兴趣;(3)学生对环境监测的认识局限在实验室测试,对整个监测流程没有概念。环境监测主要目的是对有关项目就行定期、长时间的监测,以确定环境质量及污染源状况,评价控制措施,促进环保事业的发展。
二、矿区生态环境质量评价应用于环境监测实践教学可行性分析
随着工业的发展,矿区环境受到涉矿企业和环保部门极大重视。以湖南省锡矿山为例,这是全球最大的锑成矿区,素有“世界锑都”之美称[2]。矿物组合主要为石英-辉锑矿和方解石-辉锑矿,并且还伴生有汞、铅、砷、金等金属矿床[3]。至今锑矿的开采和冶炼已有一个多世纪,带动了当地经济发展,但是同时也导致矿区生态环境质量严重恶化,目前土壤鲜有种植,河水、地下水已禁止饮用,大部分矿区居民已经搬离[4]。从而对整个矿区生态环境质量进行全面系统的评价成为了污染控制、环境管理的关键。可见锑矿区生态环境质量评价是一个与环境监测课程非常相关的实践项目,这也是本科生很感兴趣的话题,他们年轻富有激情对环保事业十分热衷,这将极大地带动他们对环境监测的积极性。
三、矿区生态环境质量评价在环境监测实践教学中的运用
1.水质监测。目前矿山废水仅经过简单的沉淀处理或者不经处理直接排放,河流以及地下水受到重金属污染,居民用水困难。通过对整个矿区进行实地调查以及对选矿冶炼工艺的了解,发现污染源主要为矿坑水、选矿废水、冶炼废水。选择某采矿点的矿坑水、冶炼废水、选矿废水和邻近河流为监测对象,锑、砷、汞、硫酸盐、磷酸盐等作为主要监测项目。学生3~4人为一组,对这四个采样点进行采样。其中河流的取样严格按照地表水监测断面和采样点的要求从上游到下游逐渐布设对照断面、控制断面和消减断面。采样工具为250 mL聚乙烯瓶,采样前用10%硝酸浸泡过24 h,并用去离子水清洗干净。使用美国哈希HQ30d便携式测定仪现场测定pH、溶解氧、电导率并记录水温。将水样装满瓶后,加少量的硝酸,调pH为1~2,防止重金属离子水解沉淀,密封,送回实验室,放入冰箱4℃保存。在这里强调学生做好采样记录,因为冷水江市锡矿山距湘潭市湖南科技大学有一定的距离,在水样的运输过程中,标签纸可能会磨损丢失。其次教导学生根据监测项目有针对性的选择采样工具、保存方法。总之,样品的采集是整个环境监测的重点,如有偏差,后面的测试数据没有任何意义。
按照水和废水监测分析方法[5],对水体中重金属与阴离子进行测定。其中高浓度的金属采用火焰原子吸收分光光度计(AA-7002A北京三雄)测定总量,而低浓度的锑、汞、砷则采用原子荧光光谱仪(AFS-9700北京海光),采用离子色谱仪(ICS-900美国戴安)测定水样中的硫酸盐等。测试环节要学生掌握仪器的原理,构造,测试条件,懂得检测限对仪器的选择要求,而且要他们掌握仪器的开机、使用、维护等基本常识。整个过程包括溶液的配置等全部由本科生亲自操作,每个监测项目要求测定三次,求平均值,并有计量单位。采用地表水环境质量标准和污水综合排放标准对水质进行评价。
2.土壤中重金属的分析。选取地势较低的田间土壤,根据梅花形布点法进行取样,土壤采集深度在0~20cm左右,尽量保持土壤的完整性,不破坏其物理结构。将在一个采样单元内采集的土样混合均匀制成混合样,采取“四方法”弃取,装袋。同样采取距离矿区较远的土壤作为对照样品。土壤样品经室温下自然风干后,剔除植物残根、岩石碎块等,用木棒研磨后通过2 mm孔径尼龙网筛,待用。土壤样品的消解:准确称取过筛后的土壤样品0.1g至于三角烧杯,添加10mL HNO3-HCl溶液,在电热板上消解溶样(温度≤150℃)至溶液体积大约为0.5mL,冷却至室温,将消解液转移到25mL试管加水定容,然后对溶液中锑、砷、汞、铅浓度进行测定,测定方法如前所述。为了保证分析方法的可靠性,同时消解对照样品,并采用了国家标准物质黄色红壤-土壤样品GBW07406)对消解及元素分析过程进行质量控制。参照对照区土样及土壤环境质量标准,评价矿区土壤重金属污染状况。
3.固体废弃物监测。在整个矿区存有大量的堆放区和尾矿坝,这些废渣成分复杂,含有多种有害成分。它们不仅侵占大量农田,更严重的是废弃物一般未经处理堆放于地表,常年受到雨水的淋溶,加上堆放区的防渗滤措施不完善,造成重金属等有害物质的释放,且随雨水径流进入周围土壤、水体。因此以锑矿堆放区为研究对象,考查固体废物浸出毒性具有重大意义。首先对堆放区的尾矿砂、冶炼渣、选矿废石进行分别采样。由于堆放区面积比较大,地形较平坦、各类废弃物堆有很多,所以选用棋盘式采样方法,布设15个采样点,对每个采样点的废弃物堆分别进行取样装袋。湿样在室温下自然干燥,破碎、过5mm孔径筛,缩分,1.5kg备用。浸出毒性实验采用规定的方法浸出水溶液,即分别称取过筛后的尾矿砂、冶炼渣、选矿废石100g(干基)放置于2L广口聚乙烯瓶中,并加入1L的去离子水。查阅当地气象资料可知,冷水江锡矿山属于酸雨地区。故在实验过程中,淋溶液的配置应符合当地气候环境条件,调节溶液初始pH为6.0,将瓶子放入恒温水浴振荡器上,振荡频率为100次/min,室温下振荡8h,静置16h。浸出液通过0.45μm的滤膜过滤。我国规定的浸出毒性分析项目有:汞、镉、砷、铬、铅、铜、锌、镍、锑、硫化物、硝基苯等。根据锑矿废弃物性质,本项目主要测锑、汞、砷、铅、硫化物的浓度,同时分析溶液pH、颜色变化等。
4.废气监测。矿山废气主要成分有二氧化硫、氟化物及固体悬浮物等,这里以降量尘的测定作为实践内容。该地区大气降尘量具有明显的季节性。基于春冬季节干旱少雨、植被覆盖率低造成扬尘较多,此次采样时间为2月15日至3月16日,为期30天。采取功能区布点法布设10个采样点,每个采样点高度为6~8m,位置视野开阔。采样工具为内径15cm、高30cm的集尘缸,缸内置有100mL的水溶液。收集时首先拣出枯枝、小虫等异物,并用水冲洗将缸内溶液和尘土全部转入烧杯中,加热蒸发浓缩至15mL后,再全部转移到已恒重的坩埚中,电热板加热蒸发后,放到烘箱(110℃)中恒重,计算降尘量。然而根据降尘量并不能完全反映颗粒物的毒性,其化学组成则是重要的判断指标。因此采用X射线光谱仪与扫描电镜仪分析颗粒的形貌和元素成分,并参比远离锑矿的对照区降尘量及化学组成,查看锑矿的开采冶炼对空气颗粒的元素组成是否产生了影响。
四、问题及取得效果
锡矿山锑矿的开采冶炼给当地带来极大的负面影响,湖南科技大学很多学生来自湘西,他们深有感触,而将矿山生态环境质量评价带入环境监测这门课程,使他们学以致用,同时对整套环境监测的流程熟练掌握,学会自己制作监测方案。水体、固废、大气监测这些教学重点难点都成功的添加到这一实践项目中。此外,环境监测是很严肃的工作,要求同学们实事求是,绝不能修改数据。
五、结论与展望
通过对锑矿区生态环境质量的评价,使学生增长了知识面,理论结合到实际。他们对环境监测的认识有很大的改进,不局限在课堂和实验室中,动手能力会得到极大的提高。矿区环境污染如此严重,如何改良选矿工艺以及治理污水,废物再利用等话题得到了广泛的探讨,激发了他们的科研兴趣。在今后的教学中,我们还会不断增加其他项目来锻炼学生的实践能力。
参考文献:
[1]奚旦立,孙裕生.环境监测[M].第四版.北京:高等教育出版社,2010.
[2]伍钢柱.锑都话锑[J].化学教学,1995,(3):25-26.
[3]彭建堂,胡瑞忠.湘中锡矿山超大型锑矿床的碳、氧同位素体系[J].地质论评,2001,47(1):34-41.
关键词:农村环境质量;污染;监测;治理;方案
中图分类号:X32 文献标识码:A
我国是一个农业大国,由于农村对资源盲目的开发与对环境污染的无视,农村环境污染问题已成为制约我国经济发展的瓶颈,也成为我国食品安全隐患的主要来源。因此我国急需探索一条科学的、合理的、符合我国国情的治理农村环境污染的道路。
1 制定符合我国国情的农村环境监测制度及技术方法标准
监测数据是改善环境质量的科学依据,但是我国目前还没有建立针对农村环境质量的监测技术及方法,虽然我国目前对此也做过试探性研究,但是国家没有制定统一的技术方法,建议为了使监测数据更具有可比性及科学性,专门成立农村环境监测机构,固定监测人员,合理布置采样点位及采样方法,制定统一的监测技术方法,建立农村环境质量数据库,研究农村环境污染的现状及规律,为更全面具体的了解我国农村环境污染现状及制定改善方案提供科学依据。
2合理规划农村布局及加强农村环境质量监测
农村作为我国的粮食储备库,其环境质量关系着全国人民的饮食安全,因此建议对我国农村在进行普查,并统一监测标准及评价机制,根据普查、生态环境状况指数及监测结果,对其环境质量进行分级,并将我国农村分为传统作业型农村、现代机械作业型农村、养殖型农村、工业生产型农村。其中传统作业型农村主要是使用绿色肥料、基本上不使用农药,其水质、土壤、空气及生态环境保护良好的农村,这是我国应该大力保护及提倡发展的农村;现代机械作业型农村是使用化肥、农药及机械作业的农村地区,这些地区是我国粮食的主产区,也是环境污染较为严重的地区,为了提高粮食质量与产量,建议对农药化肥制定合理的使用标准,统一生产作业,定期对该地区的土壤、水质、空气及生态环境状况进行监测调查,以此为科学依据,进一步改善其环境质量;养殖型农村主要从事家禽、家畜养殖为主,提供肉类及蛋类的主要产地,也是对农村水环境污染贡献较大的地方,由于家禽及家畜的排泄物可作为农作物的肥料,建议养殖型农村与现代机械作业型农村能够穿插布置,以便于农作物秸秆及养殖排泄物的综合利用。工业生产型农村主要是指以工业生产为主的农村,随着城市的扩大,工业有向农村扩展的趋势,占用大量的耕地及对农村环境产生不可逆转的污染,特别是有毒、有害、 “三致”物质、易于在生物体内累积的有毒物质对农村环境产生巨大的影响,建议严格控制工业向农村的扩展,对于现有的对耕地很近的工业的污染物排放严格管理,确保达标排放,加大对该农村区域的工业及环境质量的监测频次,防止农村环境质量的进一步恶化。
3 加大投资力度,建立规范化的农村环境管理机制
农村环境质量的改善工作任重而道远,是一项关系民生的重要任务。建议专门成立农村环境管理机构,加大对硬件的投资及人才的配置,专门负责农村环境的管理、监测、污染现状及其规律研究、环境的修复方案等等,为政府部门及时了解农村的现状及制定农村环境保护方案提供科学依据。
4 因地制宜制定农村环境生态恢复方案
我国幅员辽阔,各地的地域差异很大,农村环境也存在很大的差别,特别是生态环境方面。目前,我国面临着严重的农村生态问题,特别是西部草原的退化引发的一系列生态问题、林地无节制砍伐导致的水土流失问题、农药化肥的使用引起的土壤质量急剧下降及盐碱程度加剧、农副产品的安全等等生态问题,都是制约我国农村经济发展的重要问题,因此农村的生态保护问题已经刻不容缓,急需得到政府部门的重视。
生态问题是个历史积累的结果,因此生态的改善工作也不是一朝一夕能够完成的。我们国家在改善农村环境、恢复生态方面投入了很多的人力物力,取得了一定的效果,但是农村的环境安全问题及生态问题仍然影响着当地居民的生产、生活,甚至有些居民喝不上清洁的水、呼吸上清洁的空气、吃不上安全的食物。
本文建议各级政府部门重视农村环境的生态恢复,在农村环境监测的基础上,对农村的环境污染状况及其规律进行研究,进而因地制宜的制定生态恢复计划及方案,最大限度的恢复生态环境。
5 加强农村基础设施建设,改善农民的居住环境
农村的基础设施建设已经远远落后于农村的发展,所以国家提倡新农村建设,一方面居民集中有利于基础服务设施的建设,另一方面有利于农村垃圾的收集及清运。但是与各方面发展都很成熟的城市相比,农村的基础设施建设基本上是处于起步状态,特别是农村的生活垃圾随意排放而引起白色污染,农作物秸秆得不到有效处理致使每年收割季节因秸秆焚烧引起严重的大气污染事件,居民及家禽排泄物直接排放引起的地表水及地下水的严重污染问题等。根据城市发展的成功经验,提高居民保护环境的意识,建立起生活垃圾的集中收集、清运及处理系统,集中建设污水处理管网及中水回用系统,采取有效的措施来处理农作物秸秆及排泄物,尽量变废为宝,将其资源化、无害化。
结语
解决农村环境污染问题任重道远,首先应制定针对农村环境质量统一的、科学的、合理可行的、符合我国国情的监测技术方案,建立起农村环境质量污染数据库,探索其污染现状及其发展规律,为污染质量工作提供科学依据;本着资源循环利用原则,合理规划农村布局,建立有利于资源循环使用的农村生态园区,保护未被污染的、生态良好的农村区域,限制污染较为严重的农村的发展,逐渐淘汰在农村地区建高能耗、高污染、有毒性的工业项目,并加强对这些区域定期监测,随时掌握环境质量的变化方向;加强及规范农村环境的管理机制,加大资金及人力的投资,确保农村环境改善有序进行;因地制宜的制定农村地区的生态环境恢复方案,为改善农村环境奠定坚实基础;通过新农村建设,采取合理有效措施加强农村的基础设施建设,提高当地居民的环境保护意识,逐渐改善农民的居住环境。
参考文献
[1]魏晋,李娟,冉瑞平.等.中国农村环境污染研究综述[J].生态环境学报,2010,19(9).
关键词:生态学、生态监测、环境监测、地理信息系统
Abstract: this paper discusses the state environmental monitoring of the basic concepts and principles, task, and the ecological environment, ecological monitoring index of technology and methods are introduced, with China's in ecological environment monitoring research work put forward the idea of work.
Keywords: ecology and ecological monitoring, environment monitoring, geographic information system
中图分类号: X83 文献标识码: A 文章编号:
一、前言
随着人们对环境问题及其规律认识的不断深化,环境问题不再局限于排放污染物引起的健康问题,而且包括自然环境的保护、生态平衡和可持续发展的资源问题。人们开始认识到,为了保护生态环境,必须对环境生态的演化趋势、特点及存在的问题建立一套行之有效的动态监测与控制体系,这就是生态环境监测。生态环境监测是环境监测发展的必然趋势。
二、国内生态监测现状
近年来,我国提出的“地球动态观测信息网络”、“我国代表类型区生态状况和变迁规律的大尺度时空观测研究以及发展趋势预测”,“中国资源生态环境预警研究”等方案及计划,均侧重生态监测的内容。在此基础上,中科院的“我国生态系统研究站网”研究计划(CERN)已经实施,生态定位站进行了大量的生态研究工作,成果已引起世界各国的关注。新疆、内蒙、洞庭湖、舟山等生态站的建立,为生态监测提供了广大的应用前景。国内在生态监测指标及生态质量评价指标体系方面也做了一些工作。中山大学与华南环科所在海南岛生态质量评价指标体系研究中,提出生物量、多样性、稳定性和清洁度四原则和20个指标参数,并将每个参数按生态学特征及影响划分为5个等级。吉林环科所对东北自然保护区生态指标体系研究中,将生态指标体系划分为三个层次五个指标。从国内已有工作来看,许多现代化的技术和手段,还没有在生态监测中发挥作用。
三、生态监测的重要性
生态监测是采用生态学的各种方法和手段,从不同尺度上对各类生态系统结构和功能的时空格局的度量,主要通过监测生态系统条件、条件变化、对环境压力的反映及其趋势而获得。生态监测,又称生态环境监测。在监测对象上,生态监测既不同于城市环境质量监测,也不同于工业污染源监测。从环境监测发展历程来看,目前所指的生态监测主要侧重于宏观的、大区域的生态破坏问题,它具有反映人类活动对我们所处的生态环境的全貌、有机综合影响的优点。
四、宏观意义上的生态监测
监测对象的地域等级至少应在区域生态范围之内,最大可扩展到全球。宏观生态监测以原有的自然本底图和专业数据为基础,采用遥感技术和生态图技术,建立地理信息系统(GIS)。其次也采取区域生态调查和生态统计的手段。
五、微观上的生态监测
监测对象的地域等级最大可包括由几个生态系统组成的景观生态区,最小也应代表单一的生态类型。微观生态监测以大量的生态监测站为工作基础,以物理、化学或生物学的方法对生态系统各个组分提取属性信息。根据监测的具体内容,微观生态监测又可分为干扰性生态监测、污染性生态监测和治理性生态监测以及环境质量现状评价生态监测。宏观生态监测必须以微观生态监测为基础,微观生态监测又必须以宏观生态监测为主导,二者相互独立,又相辅相成,一个完整的生态监测应包括宏观和微观监测两种尺度所形成的生态监测网。 六、生态监测的特点与任务
(一)、生态监测的任务
加强对生态系统现状以及因人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测;对破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复过程的监测;通过监测数据的集积,研究上述各种生态问题的变化规律及发展趋势,建立数学模型,为预测预报和影响评价打下基础;支持国际上一些重要的生态研究及监测计划,如GEMS(全球环境监测系统),MAB(人与生物圈)等,加入国际生态监测网络。
(二)、生态监测的特点
生态监测的特点综合性主要是三个方面:一是:生态监测是一门涉及多学科的交叉领域,涉及到农、林、牧、副、渔、工等各个生产行业。二是:长期性,自然界中生态过程的变化十分缓慢,而且生态系统具有自我调控功能,短期监测往往不能说明问题。长期监测可能导致一些重要的和意想不到的发现。 三是:复杂性,生态系统本身是一个庞大的复杂的动态系统,生态监测中要区分自然因素(如洪水、干旱和水灾)和人为干扰(污染物质的排放、资源的开发利用等)这两种因素的作用有时十分困难,加之人类目前对生态过程的认识是逐步积累和深入的,这就使得生态监测不可能是一项简单的工作。
七、生态监测体系与优先监测项目
生态监测指标的选择首先要考虑生态类型及系统的完整性,一般说来,陆地生态站(农田生态系统、森林生态系统和草原生态系统等)指标体系分为气象、水文、土壤、植物、动物和微生物六个要素:水文生态站(淡水生态系统和海洋生态系统)指标体系分为:水文、气象、水质、底质、浮游植物、浮游动物、游泳动物、底栖生物和微生物八个要素。除上述自然指标外,指标体系的选择要根据生态站各自的特点,生态系统类型及生态干扰方式同时兼顾以下三方面,即人为指标、一般监测指标和应急监测指标。态指标是生态系统中受外来环境压力下,能满足生态系统中层次生物正常生活和循环的各种物理、化学和生物状况的指标;压力指标是关于自然力和人为因素影响生态系统发生变化的指标。应当看到,复杂的生态环境决定了生态监测指标体系的多样性、可变性,生态监测内容涉及面之广,远远超过了环境质量监测和工业污染源监测。目前的生态监测指标体系对监测部门显得太多,监测方法不规范,微观和宏观生态监测尚未有机结合,特别是一些指标和方法路线应当有一个统一的规划。
八、结语
生态监测是复杂的系统工程,对环境监测工作者提出了很高的要求。环境监测的最终结果是对环境质量进行评价从而提出污染治理方案。生态监测将为环境管理和决策部门服务,提出生态环境规划、生态设计方案,目的是建立天地人和的生态环境。随着经济的发展,人口、资源、环境问题的日益严峻,单纯从理化、生物指标监测来了解环境质量已不能满足要求,生态监测是环境监测发展的必然趋势。
参考文献:
[1]庞永师.建设工程监理[M].广东科技出版社,2004.
[2]尹常庆.对环境监测工作定位的探讨[J].中国环境监测,1998.
关键词:酸雨;pH
榆林市位于陕西省最北部,目前是我国最大的煤炭基地和煤化工产业基地。本文对榆林市酸雨的实际情况进行分析,可以为酸雨污染的治理、改善本地区的生态环境质量提供科学的理论依据。
1 “十一五”期间环境质量变化趋势
1.1 市区环境空气质量状况
“十一五”期间,榆林市区环境空气质量实现了自动监测。2007年市区四个空气自动监测站点开始正常运行。
市区环境空气中二氧化硫日均值为0.001-0.470 mg/m3,日均值超标率为5.21%。超标日集中出现在采暖期。年均值范围为0.032-0.052 mg/m3,低于环境空气二级标准。
市区环境空气中二氧化氮日均值为0.001-0.104 mg/m3之间变化,年均值范围为0.025-0.036 mg/m3,达到环境空气二级标准。
市区环境空气中可吸入颗粒物日均值为0.009-1.213 mg/m3,日均值超标率为16.3%。超标日主要出现在沙尘天气频发的春季。年均值范围为0.095-0.128 mg/m3。
1.2 主要河流水环境质量状况
“十一五”期间,窟野河、无定河、榆溪河三条河流均以四类水为主。三条河均出现高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氨氮、石油类等超出地表水三类标准的现象。
窟野河监控河段水质以四类水为主,水质受到轻度污染。四个监控断面无1-3类水质,入境断面是课题为略微里水质,下游三个控制断面均为四类水。
榆溪河监控河段水质以四类水质为主,水质受到轻度污染。三个监控断面红石峡断面为二类水质,三岔湾和刘官寨断面为四类水质。
无定河监控河段水质以四类水质为主,水质受到轻度污染。二个监控断面均为四类水质。
1.3市区集中式饮用水环境
“十一五”期间,市区红石峡地表水源达到《地表水环境质量标准》三类标准要求,普惠泉、榆阳泉地下水源达到达到《地下水质量标准》三类标准要求,水源和水量达标率均为100%。
2 “十一五”期间主要环境质量问题
2.1环境监测工作横向、纵向发展不足
各级环境监测站机构建制参差不齐,人员严重不足,制约了环境监测工作的发展。榆林市辖区环境监测横向发展不足,今后应优先开展已取得计量认证的县级站所在城市的环境质量监测工作。
环境质量监测纵向发展不足,监测类别和项目需进一步扩展,目前辐射、生态监测仍属空白;空气和水质监测项目需进一步增加。
2.2 市区环境空气质量问题
巩固市区“双创”的环境空气治理成果,继续保持市区环境空气逐年转好的趋势。关注氮氧化物浓度变化,控制车辆为期排放。
2.3 主要河流环境质量问题
河流中石油类浓度居高不下,五日生化需氧量明显升高有恶化趋势。
我国的环境管理和环境治理问题已经成为社会迫切需要解决的重点问题。作为继互联网之后的又一次信息技术革命,物联网在环保领域也有着重要的应用价值。在生态文明和建设“美丽中国”的道路指引下,“环境监测信息化”已经从概念阐释进入到政策落实阶段。目前环保物联网已经成为推动中国环境管理升级、解决经济发展与环境保护的矛盾、培育和发展战略性新型环保产业的重要手段。此外,环保物联网对促进我国环保领域公共事业管理的改革也具有重要且深远的意义。
物联网技术应用提高环境监测水平
中国社会正步入一个特殊的环保敏感期,由环境问题引发的也不断增多,这些问题处理不好,就会影响经济发展、社会和谐。
我国的环境问题已经处于集中爆发的时期。其中尤以大气污染和水污染最为典型。数据显示,2013年全国平均雾霾天数达29.9天,雾霾发生频率之高、波及面之广、污染程度之严重前所未有。同时,中国的水污染状况也不乐观。中国地质科学院完成的《华北平原地下水污染调查评价》显示,华北平原浅层地下水综合质量整体较差,未受污染的地下水仅占采样点的55.87%,遭受不同程度污染的地下水高达44.13%。
建设美丽中国顺应人民群众追求美好生活的期待,也是中华民族永续发展的客观要求。要想提高环境质量,首要的工作就是控制污染源头。要控制污染源头,则首先要对污染排放量进行监测。
在这个时候,物联网在环境监测上的优势就显现出来了。
物联网环境监测主要通过运用各种物联网技术,对影响环境质量因素代表值进行实时在线测定,确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势,预警和管控环境质量的物联网行业应用。那么其监测范围如何呢?
据悉,物联网环境监测应用主要分为生态环境监测和污染监测,其中生态环境监测可细分生态环境监测、水质监测、大气监测、噪声监测、降水监测、土壤监测、电磁辐射监测、排污监控、森林植被防护等;污染监测则可细分为废气污染源监测、废水污染源监测以及固体废物在线监管等。
以大气监测为例,通过把在线监测仪器、有毒或有害气体传感器布置在污染源、人群密集或敏感地区。当某监测点大气发生异常变化时,传感器通过传感节点将数据上传至传感网,最后交给应用层程序进行处理,应用层程序会根据事先制定的事故应急预案执行处理。对于污染单位排放超标,物联网可通知环保执法单位、污染单位对污染事故进行处理。
而水质监测系统则包括饮用水监测和水污染监测。饮用水监测在水源安装传感器、摄像头等设备,将水质的PH、SO2、铝、铁、锰、铜等指标值实时上传到水质监测中心,实现对饮用水的监测和报警。水污染监测是在污水排放单位安装污水自动分析仪器和摄像头,对污水的CODcr、BOD5、TOC、NH3-N、流量等指标实施实时监控,并将污染信息发送到排污单位、监测中心,对污染事故做出及时有效的处理,防止重大污染事故的出现。
物联网应用到环境监测,不仅为环境管理、污染治理、防灾减灾等提供可靠信息支持,还具有支持科学研究、环境量化考评、安全保障等服务和智能化信息管理、处理机制;并且监测目标范畴也由单纯的环境信息和污染指标扩展到环境、气候、物及人的活动。目前,物联网的相关技术已经应用到了污染源监控、环境在线监控和环境卫星遥感等方面,极大地提高了我国环境监测手段。
环保物联网三套系统分工合作
环境保护的范围涉及到人类经济活动和社会行为的各个领域,由于环境系统本身就是一个复杂、庞大的整体,所以对其进行保护不仅包含对环境要素的认识和理解,更包含着对资源和社会经济活动的综合管理能力。
总体来看,我国环保物联网的体系结构组织可以分为三大块:即对整体环境质量的监测、对污染源的监测以及对突发事件的处理,按照这样的逻辑,环保物联网的监测任务分别指向了重点监测地区、企业和应急事件,也就形成了覆盖不同领域的三套系统,即环境质量综合监测管理系统、企业污染源综合监控系统和环境突发事故应急处理系统。
那么,这三套系统之间是如何分工合作的呢?
首先来看环境质量综合监测管理系统。该系统主要用污染源自动监测设备来感知和识别环保监控数据信息。主要应用范围既包括环境敏感区域,如环境质量监测点、环境功能区、水源保护区、自然生态保护区等,也包括城市污水处理厂、城市垃圾处理厂等环保企业。
目前,我国已经在北京市南部郊区、天津市和河北省石家庄、唐山、邢台、邯郸以及山东省德州、济南及河南省豫北平原等地区推进建设地下水重金属和有机物污染物联网监测体系,目的就是“到2015年底,初步建立华北平原地下水质量和污染源监测网,基本掌握地下水污染状况;加快华北平原地下水重点污染源和重点区域地下水污染防治。”(环境保护部、国土资源部联合印发的《华北平原地下水污染防治工作方案》)
除了水环境质量监测体系之外,我国还在多个地区部署建设了对环境质量水、气、声、沙尘等监测数据的统一监管体系。比如易发生沙尘暴天气的内蒙古就在全区建设了20个沙尘暴自动监测站,以监测空气中总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物最大小时浓度。中国环境监测总站在新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、河北和北京等地区建立了沙尘暴监视网。通过监测总悬浮颗粒物、PM10、湿度、温度、气压、风向、风速等来综合反应我国的沙尘暴发生规律。
另外一套系统是针对污染源的企业污染源综合监控系统。
环保行业系统复杂,需要监控的点数量比较多,位置也比较分散。传统的企业污染源监控主要靠放置检验检测装置收集数据,由于监管不定期,所以在实际操作上弊病明显。而企业污染源综合监控系统则是无人值守自动运行的,该系统以图像监控为主、数据监控为辅,结合多种报警功能,可针对所辖区域重点企业(如印染厂、造纸厂、水泥厂、火电厂、垃圾填埋厂等)废气、废水的排污情况、环境安全参数监测(温度、压力、气体浓度、液位等)、环境污染参数监测(CO、有机物浓度等)进行实时监控,实时、直接地了解和掌握各个污染源现场的情况,及时对发生的事件做出反应,操作上简单方便,对预防重大事故发生起到重要的预防作用。比如建设的污染企业综合监控管理系统实现了对全区399家企业的838个点位的自动监控,219家企业的262个点位的视频监控。
第三套系统则是环境突发事故应急处理系统。
随着中国工业化、城镇化的加速推进和自然资源开发强度的不断增加,我国也进入了突发环境事件的多发期。比如我国环境污染事件、生物物种安全事件、辐射事件、海上石油勘探开发溢油事件、海上船舶、港口污染等环境突发事故逐年增多。如何应对突发环境事件,建立和完善突发环境事件的防范机制,已成为各级政府和的热点问题之一。
环境突发事故应急处理系统则在具体应用层面上显示出其价值。环境突发事故应急处理系统利用物联网、“云计算”、以及卫星支持的3S等信息技术手段有效地支持环境应急工作开展。
比如以“中国环境一号”A、B卫星为代表的光学卫星拥有热红外相机、超光谱成像仪等多种遥感探测设备,具有中高空间分辨率(相机空间分辨率达到米)、较高时间分辨率和高光谱分辨率,环境一号卫星在沙尘暴检测、区域生态环境动态变化检测、地震、泥石流等环境风险排查方面发挥了重要作用。
一旦发生险情,突发事故应急处理系统结合距离事发地最近的环境质量自动监测站数据,根据系统内置的多种污染源扩散模型算法,模拟事故发生时污染物扩散趋势,用以支持环境监测点部署及应急指挥的业务需求。这样就可以落实突发环境事件应急预案,提高处理突发环境事件的快速反应能力。
环保物联网建设热潮涌现
环境污染问题是关系到一个国家和民族前途和命运的问题。无论是西方还是东方,绿色环保理念越来越深入人心。环保物联网作为推动环境信息资源高效、精准的传递,支持污染源监控、环境质量监测监督执法及管理决策等环保业务的综合系统,正在赢得世界广泛的认可。
目前,环保物联网在世界已经有了很多应用案例,例如美国开发的用于实时监测城市环境污染数据的“CITY SENSE”监测系统,用于监测大鸭岛海鸟栖息情况的生态监测系统、澳大利亚用于监测蟾蜍分布情况的生态监测系统等。此外,瑞士巴塞尔大学、苏黎世大学与苏黎世联邦理工学院联合启动的“PERMA SENSE” 项目,目的在于应用物联网对阿尔卑斯山地质和环境状况进行大范围深层次长期监控。
香港科技大学和中国海洋大学联合开展无线传感网络平台Ocean Sense,用于海洋环境监测。该平台设置20个监测节点,用于采集和分析处理温度、光强、信号强度等海洋环境参数。清华大学、香港科技大学、西安交通大学、浙江农林大学等高校联合开展的“绿野千传(Green Orbs)”森林生态物联网,则部署了1000多节点,主要用于监测森林的温度、电压、光照等生态指标。
科研只有最终服务于社会,才会真正实现它的价值。虽然以上的应用案例目前大多属于科研应用,但正是这些科研应用项目带动了环保物联网在污染防治、生态保护等领域落地项目的实施。
近两年来,随着环保物联网技术的发展,成都、无锡、山东等先后被确立为国家环保物联网示范省、市,并且已经有了许多环保物联网技术的应用案例。
例如江苏省打造了基于物联网技术的“1831”生态环境监控系统,实现了对全省饮用水水源地、水环境、空气环境、辐射环境等各种环境监控要素的“全生命周期”监管;建设了基于物联网理念的环保监控平台,在全国首创实现了对污染源自动监控、环境质量监控及环境风险监控的统一集成整合,全面提升了全区的环境监管能力。此外,还有我国在无锡部署的太湖水环境监测示范工程,山西省的污染源自动监控管理系统,正在建设中的南水北调中线工程水源地及沿线水质监测预警关键技术研究与示范工程,以及计划实施的湖南“智慧湘潭”工程等。
按照《国家环境监管能力建设“十二五”规划》,环保物联网建设内容包括环境质量、污染源、危废转移、环境监管物联网四类,通过物联网、云计算和大数据分析等技术的结合,助推环境管理能力的提升。随着环保物联网技术的不断成熟和应用规模的不断扩大,一个集监测、监控和监管三位一体的全国智慧环保物联网应用体系初步形成。
环保物联网已成为现阶段巩固污染减排成果的有效手段。2014年7月,国家环境保护部公告称,同意建设国家环境保护物联网技术研究应用(无锡)工程技术中心。该中心将通过应用物联网海量集成技术、细化污染源监控系统全方位架构、强化数字环境管理,带来环境管理模式的重大转变。这对探索中国特色环保监控管理新道路、确保污染减排取得实效具有十分重要的意义和应用价值。
环保物联网的体系结构需要重新梳理
环境问题从来都不是孤立的问题。环境事故的发生,涉及到社会管理、环境规划、技术支持、司法立法等众多领域。同样,环境保护工作也需要环境监督、环境监测、环境决策、环境规划、环境立法、环境评价等工作的协同配合。
目前,我国的环保物联网建设已经基本实现了环境监督、环境监测这两个功能,对促进污染源的监管和建立新的管理模式起到了积极作用。但如果要实现环保物联网的第三个功能,即环境服务功能,我国依然面临很多挑战。
因为如果以“服务理念”为出发点,环保物联网就需要承载更多的功能。比如通过对各类环境数据的有效整合和集约共享,进行环境变化趋势预测、环境承载能力分析,来辅助政府进行环境管理决策;通过实时监测企业污染排放和生产工况,辅助企业进行生产工艺优化、节能减排决策;通过环保物联网和其他领域物联网关联,辅助交通运输、城市管理、风险防范等其他领域的管理和服务等。
1•1土壤污染
通过对连云港市部分农田86个表层土壤样品分析表明:土壤理化性状变差,农药残留量上升,近郊部分土壤存在不同程度重金属污染,远郊特别是中西部地区农业环境质量较好。
1•2水污染
近年来,连云港市水源由于受上游及区域农业污染,水质逐年下降,主要污染指标包括溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、部分石油、总磷等,部分地区地下水氮污染严重。据1999年8月对连云港市部分农田地下4~7m深水质监测表明,NO2--N监测超标率为87%。地下水中NO2--N含量随施肥量的增加而增加,呈极显著的正相关。
1•3大气污染
据近10年大气监测结果统计,连云港市小麦主产区大气氮氧化物、总悬浮物分别由1989年的0•030mg/m3、0•183mg/m3上升到1999年的0•063mg/m3、0•391mg/m3,部分农田大气污染物含量呈上升趋势。
2农业面源污染主因
2•1认识因素
农业生产重视增加农业物质投入,忽视增加农业物质投入对农业生态环境的潜在危害,缺乏农业环境保护及农业面源污染防治意识。
2•2管理因素
一、农业环保政策和监督监察机制不健全是造成农业环保工作落后的重要因素;二、农业环保机构不健全,缺少化验设备及专项经费,制约了工作的正常开展;三、农业面源污染防治涉及面广,部门及上下级间协同管理不力也是制约农业面源污染防治的原因之一。
2•3技术因素
目前连云港农业效益比较低,部分农村科学技术普及程度不高,导致农业环保高新技术普及率较低,农业面源污染治理技术薄弱,大部分农区仍处于继续污染而无治理的状况。
2•4生产因素
造成连云港市农业生态环境恶化的主要污染物包括化肥、农药、农膜、工业“三废”、人畜禽粪尿、农业废弃物(如秸秆、草皮等)及灌溉用水等,以上物质的不合理利用是造成农业面源污染的主要因素。另外,农业生产结构不合理、资源过度开发、人为破坏也是造成农业生态环境质量下降的原因之一。
3农业面源污染防治对策
3•1指导思想
以保护农业生态环境为宗旨,以加强农业生态环境监测与管理为基础,以合理增加农业投入为突破口,以推广平衡配套施肥、病虫草害综合防治、节水灌溉和作物群体质量栽培等农业科学技术为依托,结合生态农业建设,促进农业可持续发展。
3•2实施目标
为促进农业面源污染防治工作的顺利开展,在农业生产中应逐步达到“三转变”、“四提高”、实现“五化”。———促进农业生产模式“三转变”耕地利用与保护从传统粗放型向现代集约型转变;化肥、农药、灌溉水等农业投入物质从经验低效型向精准高效型转变;农业环保技术指导及信息处理由模糊滞后型向数控超前型转变。———实现农业面源污染治理“四提高”到2010年连云港市耕地在每公顷施用有机肥37•5t的基础上,化肥利用率提高到45%左右;低毒高效农药及生物农药施用量提高到80%;可降解农膜使用量达到100%。———逐步实现农业环保工作“五化”农业生态环境及农产品质量监测网络化;作物平衡配套施肥科学化;病虫草害预测预报综合防治化;农业环保技术服务产业化;综合管理与行政执法规范化。
3•3实施措施
3•3•1建立农业生态环境管理体系
首先,建立健全农业生态环境管理法律法规体系,完善农业环保执法监督监察机制。加强市、县(区)、乡(镇)三级农业环保机构队伍建设,安排专项经费,配备监测设备,加强业务培训,提高农业环保监测监督和执法的综合能力。其次,利用计算机技术建立农业生态环境管理决策系统,重点建立农业生态环境质量控制技术模拟和数据库,制定农业生态环境保护管理办法及防治农业面源污染实施方案。再次,加强对现有面源污染治理与管理。坚持农业生产与污染治理协同发展的原则,采取经济、行政、法律等手段,教育和引导农民改进落后的农业生产模式,加大对农业面源污染的治理与管理力度。最后,加强对污染源的监管工作。在治理面源污染的同时,对各类污染源依法强制管理,严禁未经农业及环保部门批准同意的废弃物进入农田。
3•3•2合理调整农业结构、建立现代农业结构体系
以保护农业生态环境为前提,大力发展生态农业。充分考虑区域地理环境、工矿企业区、居民生活区、土壤类型、水系分布、大气状况及作物布局,因地制宜调整农业结构,合理开发利用农业资源及农村可再生资源,建立良性循环的“食物链”生态农业模式,推广应用农作物生态栽培管理系统、耕地质量预测预警及调控决策系统,构建现代生态农业结构体系。
3•3•3科学施肥,防治肥料污染
加强土肥监测网络体系建设,掌握土壤肥力状况及作物吸肥规律,制定合理施肥模式。开展作物平衡配套施肥,提高肥料利用率根据历年土壤质量、肥料运筹试验及作物吸肥规律,在施用有机肥的基础上,调整不合理的施肥结构,建立平衡配套施肥模式:氮、磷、钾施用比例由1∶0•2∶0•5调整为1∶0•3∶0•4,氮肥用量由330kg/hm2降到270kg/hm2,增加磷、钾肥用量,同时配施中微量元素肥料(Si、Zn、B等),有机肥与无机肥搭配施用比例达到4∶6~6∶4,优质有机肥每公顷施用37•5t以上。试验证明,此施肥法可使养分释放缓急相适、延长供应时间,减少养分流失,肥料利用率可从33%提高到45%以上。研制开发施用有机-无机复合肥及生物肥料,推广应用控释或缓释化肥,采取深施或混施、以水带氮,分次施肥及平衡施肥等方法,避免化学肥料施用过量对农业生态环境的污染。推广秸秆还田,改善农田生态环境增施有机肥,实行秸秆还田、改善土壤物理性状、提高土壤肥力及作物产量。据1995年以来连云港市对湖黑土的试验结果表明,每公顷年还草4•5t,土壤总孔隙度增加2•6%,容重降低10%,田间持水量提高7•2%,增强了土壤保水保肥能力,土壤有机质提高0•16%,麦稻分别比对照增产18•1%及10•9%。秸秆还田方式:堆肥腐熟还田;采取留高茬、机械化切碎翻转灭茬及田间覆草等方式直接还田;发展食用菌,实行废料还田;发展草食畜禽养殖,实行过腹还田。
3•3•4实行病虫草害统防统治,减少农药用量
建立农作物病虫草害信息预警系统以及防治决策服务系统,加强预测预报,建立健全病虫草害预测预报网络;实行防治“四统一”,即统一防治策略、统一防治时间、统一组织购药,统一用药配方;严禁使用高毒高残留农药,大力推广应用生物农药及低毒低残留农药,合理轮作,利用天敌及物理防治达到防止农药污染的目的。
3•3•5改进耕作制度,节约灌溉用水
加强灌溉水管理,保证灌溉水质量;引进推广抗旱抗病新品种,推广滴灌、渗灌等节水灌溉栽培技术,建立有利于生态保护的耕作制度。工程节水方面,一是要修筑永久渠道,减少渠道渗漏,二是要做到内外沟相通,达到旱能灌、涝能排、渍能降的目的;技术节水方面,对需水较多的作物(如水稻)实行旱育秧(可节水90%以上),推广控制土水势的间隙灌溉技术。控制灌溉回水量,降低污染物迁移速率,控制污染面。
3•3•6开发无公害农产品
发展无公害农产品(食品),首先必须解决农业面源污染问题,在无公害农产品(食品)生产过程中,严格按照《无公害农产品(食品)江苏省地方标准》进行管理,合理运筹药、肥、水技术,严格控制水体、大气、土壤污染,通过推广“基地+农户+公司”三位一体模式,实施产加销一条龙、贸工农一体化的产业化经营思路。开发无公害农产品(食品),既可提高农产品(食品)质量档次,又可改善农业生态环境、防治农业面源污染,开发无公害农产品(食品)生产。
3•3•7防治工业“三废”
加大工业“三废”及城镇生活垃圾治理,严禁有害废弃物进入农田。据1999年连云港环保排污申报登记,全市1169家工业企业中230个污染源被列入省、市、县(区)限期治理名单(其中水污染源94个,气污染源132个,固体废物污染源4个)。截止2000年6月30日已有228个完成治理验收,通过治理全市可削减烟尘1027•5t/a、工业粉尘2703t/a、二氧化硫1•2万t/a、化学耗氧量2•99万t/a,对减轻农业面源污染起到了重要作用。
随着互联网技术的发展,环保监测技术取得了飞速发展,信息化技术被广泛应用,使得环境监测工作的质量和效率有了较大的提升。环境监测部门通过现代化的信息技术将采集到的数据进行综合分析,及时高效的解决了各种问题。
关键词:
环境监测;信息化建设;研究
前言
我国环保系统目前已形成多级隶属于政府环保主管部门的环境监测站2223个,全国其他行业和部门建立的环境监测机构约有2634个,从业人员达到57万人。在这些现有的监测站中,具备各环境要素监测能力的环境监测站有:980个站从事空气质量监测,1078个站从事地面水监测,1131个站从事环境噪声监测,63个站从事海洋监测,111个站从事地下水监测,16个站从事生态监测,185个站从事酸雨监测,32个站从事放射性监测。现代环境管理对环境质量、监测工作模式的质量以及规模化程度等的要求更高。同时,由于形成的监测工作模式是跨区域协作的,技术人员通过信息技术解放了环境监测的生产力。在新形势下,对环境监测生产关系制度的完善是我国环境监测领域的重要工作。
1.大数据时代对环境监测
信息化的要求大数据时代要求应用大数据方式针对我国环境保护管理和治理中面临的突出问题找出解决方案,为环境保护决策提供科学支撑。
(1)信息技术推动环境监测信息化启动新模式
随着现代化信息技术的发展,在信息化建设过程中融入了另外一种声音,即思维方式的转变。信息技术的发展是一个持续的过程,不是一蹴而就的。思维方式的转变则源自人类的高级智慧,甚至是瞬时的灵感。新思维的出现在数据应用模式上带来了很多变革。如云计算以服务的形式将“计算能力”这种肉眼看不见的资源转化为互联网上流通的“商品”,被电池续航能力所限制和从其束缚中摆脱出来的手机应用走向智能化之后,互联网的触角可以在任何时刻延伸到任何地方。
(2)全面深化改革需要建立生态环境网络大数据系统
《生态文明体制改革总体方案》中,环境治理体系以及生态文明绩效评价考核制度等的建立均需要生态环境监测信息化的大数据作为支撑。依靠科技创新与技术进步,提高环境质量的综合分析能力,集成卫星遥感等多源环境监测数据,在全国生态环境监测数据联网和共享的基础上开展环境质量的大数据分析,形成立体、自动、智能的生态环境网络大数据系统。
(3)生态环保新理念要求提高监测数据质量
环境监测信息化必须保证监测数据的准确性和完整性,必须弄清楚环境质量现状及其变化趋势,确定污染源排放现状及潜在的环境污染风险,要能够真实地反映出环境保护工作的成效,能为政府决策和环境管理工作提供技术服务和数据支持。
2.环境监测信息化建设中出现的问题
(1)各监测项目的不同需求导致系统缺陷
环监工作的信息化建设是庞大、冗杂又需要系统化操作的工程。环监部门需要充分了解所负责的各个工程的信息化建设情况。但是,目前我国环监部门对信息化系统的了解是不全面的,大多数监测部门只负责自身部门的信息化建设,导致整个监测系统的数据无法得到整合与处理,而是要通过数据交换实施综合处理,这大大增加了人力物力的浪费,还会使整个监测部门的信息化系统结构紊乱、维稳性能差。
(2)部门间的有效联系十分匮乏
环监信息化建设是各环保部门进行合作的基础,良好的信息化建设能够提高工作交接的效率。不同部门的监测工作有交叉,所以需要这些部门相互协调,妥善处理工作衔接问题,然而多数监测站的设备是按照各自部门的需求进行设置的,并且常常是自动或半自动工作,所以各部门间的设备差异化明显。且各部门仅仅针对自身系统的需要进行配置,无法建立有效的资源共享机制,而这终将造成环监质量的下降。
(3)信息化建设期限较长
环监信息化建设程序多、过程复杂、周期长,并且监测站对项目的建设和开发一般需要委托给专业公司,而合适的专业公司只能通过“招投标”的方式寻找,这给信息化建设带来极大的不便。另外,在建设过程中,由于涉及到的相关部门的利益不同,常常会出现一些难以沟通和解决的问题,例如建设过程中信息传递有误,使项目建设时间延迟,或是多次更改项目要求,这些都会阻碍环保部门与建设单位在信息化建设上达成统一意见,并会产生无法预料的恶劣影响。
(4)信息管理系统使用不当,效果较差
国际环监部门常常采用LIMS系统,故它作为我国环监信息化建设最主要的借鉴对象被引入国内。但我国环境监测信息化建设存在的问题并未因此得到有效解决。原因之一是国内环保部门对LIMS系统的认识不够深入、不够充分,而是肤浅的;留于表面的,因此多数时候对LIMS系统的使用是不科学的。没有充分的认识、合理的了解就无法进行高效科学的利用,资源的浪费也在所难免。另一个原因是15地理信息系统实际使用不当导致利用效率低下。地理信息系统就是人们常说的GIS系统,已经被大量应用于环监系统中,但是我国的环监部门仅仅把它当做了演示工具,并未深入研究GIS系统的核心技术和科技内涵,这种对GIS系统的机械运用严重影响了它的使用效果。
3.关于环监信息化建设的建议
前文剖析了我国环监部门的基础工作和环监信息化建设过程中存在的问题,针对以上问题,笔者将提出一些科学合理的对策并进行分析,以便于环监部门更高效地进行环境监测站信息化建设。促进环境监测站信息化建设,核心是改进工作方式,使检测工作迈向规模化、专业化。而帮助环监部门在繁重的环境监测工作中,迅速提升工作效率,计算机信息技术的应用是不可或缺的,计算机技术的应用会为环监部门带来极大便利。利用计算机可以进行自动连续采样,并以之逐步替代人工采样;大型仪器自动分析逐步替代常规手工分析;采集仪器使用时,工作人员无需现场值守,只需远程监控即可;数据填报的载体由网络系统的电子报表代替大量人工计算填报的纸质报表,填报过程甚至是自动导入或填报的;大量常规例行报告可以由计算机自动生成;计算机程序还能够过自动识别并删除简单的数据逻辑错误。传统的空间概念被计算机技术和网络的应用打破了,环境监测的工作效率得到极大提高。这就要求环监部门的各机构、人员组织需要与之积极配合,工作方式也应当做出转变,从而适应生产力的不断提高。同时,加强区域内外环境监测的分工与合作,深入研究如何整合跨行政区域的监测部门以及检测力量的优化配置,使环境监测迈向规模化、专业化。以下是笔者提出的四条具体对策。
(1)科学定位,统筹兼顾
在对环境监测信息系统的规划和设计过程中,一方面要考虑环监部门现有业务的需求,另一方面要分类整理以往的业务,对环监部门长远的业务需求变化进行充分合理的考虑;既要以自身部门的发展需求为基础进行设计,又要满足上级机关和同级部门的要求;既要考虑本单位本部门的运作情况,又要顾全监测工作在宏观层面的整体要求;监测人员首先要精通监测技术,其次要对信息化等相关领域的技术有所了解。
(2)实施标准化信息管理
借助十八届五中全会决定对省以下环境监测机构实行垂直管理之际,在全国范围内建立独立的监测信息化系统。目前,由于地方政府的干预,监测部门受到多方面的制约,因而监测管理体系不是很完善。所以,可以对国家、省、市重点污染源由国家监测部门监测结果直报省、国家环保部门,而不受当地政府的干预。详细来讲,就是要对环监部门的监测工作提出更高的标准,最简单的例子就是环监部门应当及时整理收集到的所有数据,梳理准确的数据规则和编码体系,再对历年环境监测数据进行收集整理,建立监测数据的新标准,并确定通用的数据管理体系。检测人员依据业务信息化管理的检测过程,通过完善的标准信息化系统对监控数据的质量、内容进行控制,从而高效地完成每项监测业务并取得更好的业务效果。另外运用监测数据和排污费征收以及将来实行的排污税费改革建立相互联系的税费系统也是一个很好的举措。
(3)加强各个部门之间的有效沟通
对全国地级市以上的大气环境监测系统进行独立运营直报信息机制。这样就有利于在环境监测工作中,管理者需要重视各部门间的有效沟通,这是非常重要的,有效沟通可以促进信息化建设的准里进行。首先,自上而下的决策型管理方式是环监工作的特点,这要求环监部门的领导要以合理的工作方案为基础,但是在实际工作中,基层监测技术人员的需求极其容易被忽略,因此监测规划方案的实施常常引起冲突,阻碍信息化建设的顺利进行。另外,各岗位的工作人员要加强沟通和学习,深入、认真地做好调研,详实、仔细地完善每一个细节。
(4)注意环监信息化建设的细节问题
在环监信息管理体系中,数据报表可以通过计算机直接生成,大大提高监测工作的效率。同时注重对质控管理水平的加强和提升,可以使环境监测工作更具规范性。再者,要更多地考虑数据安全问题,加强数据安全可以对数据进行授权。此外,监测人员的常规作业中,环境监测涉及到很多领域范围,且频率较高,会产生大量庞杂的数据信息,工作人员应适当利用计算机技术对数据进行信息化处理,进而促使大数据方法与环境监测的融合。生态环境是与人类生产生活密不可分的资源例如水、空气、土壤、动植物等的总称。生态环境的各个要素对环境监测都有重要影响,这在概念上与大数据是相通的。另外,由上一级政府部门对下一级生态环境现状及重点污染情况进行信息公开;用生态环境监测结果与国家对中西部地区生态环境保护转移资金联动起来;对所有建设项目环境影约评价结果按管辖权向社会公开等举措也是环境监测信息化建设过程中应该考虑的。
4.结语
综上所述,监测部门可以利用信息化技术展开环境监测工作,同时使监测工作能够更加高效地完成,并取得更好的环境监测结果。文章首先分析了基层环境监测站存在的问题,然后提出了基层环境监测站信息化建设的对策。希望通过本文的研究对信息化环境监测水平的提高有所帮助。
参考文献:
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[2]牛航宇,陈善荣,徐琳等.关于对环境监测人才队伍建设的几点思考[J].中国环境监测,2015(3):14-18.
[关键词]水电工程 验收调查 实施方案 要点
中图分类号:X508 文献标识码:X 文章编号:1009914X(2013)34050401
某水电工程位于某江干流上,电站装机容量1350MW,水库总库容9.4亿m3,工程任务以发电为主。
该工程自1993年开始前期准备,1997年经国家批准正式开工,同年11月顺利实现了大江截流,于2001年下闸蓄水,同年第一台机组投产发电,2003年6台机组全部建成发电。
1.调查方法
根据工程不同时期的环境影响方式、程度和范围,根据调查的目的和内容,确定环境调查的方法包括:历史文献和资料的收集整理;现场踏勘和环境质量监测;遥感影像的判读和解译。
2.调查范围
结合工程区域环境特点、环境影响的范围及因子、环保设施的分布等,拟定调查范围为:
(1)水环境调查范围:包括水库库区及坝址下游共计全长93.25km的河道。
(2)生态环境和水土保持调查范围:主要为水库库区及库周地区、坝区及坝下游地区、施工区(施工场地、弃渣场、砂石料场、施工营地及施工道路等)、水土流失治理工程、绿化工程等实施区域。
(3)地质灾害调查范围:滑坡区和库区有潜在灾害的地区。
(4)施工期环境影响调查范围:工程施工区、弃渣场、施工生活区及施工道路等,合计面积323.61hm2。
(5)移民安置调查范围:移民安置区。
3.验收标准
验收标准原则上采用工程环境影响评价采用的标准,已经修订的标准,在验收中采用新标准进行校核。如水环境质量标准,工程的环境影响评价采用的评价标准为国家1983年颁布的《地面水环境质量标准》(GB3838-83)第二级水质标准,该标准于1983年首次,之后分别于1988年、1999年和2002年分别进行了三次修订。《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)为第三次修订以后颁布的,自2002年6月1日起实施,《地面水环境标准》(GB 3838-83)和《地表水环境标准》(GHZB-1999)同时废止。验收调查以《地面水环境质量标准》(GB3838-83)中的第二级水质标准为验收标准,同时采用《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中的Ⅲ类水质标准进行校核。
4.环境敏感目标
工程竣工环境保护验收调查范围内没有需特殊保护地区、生态敏感与脆弱区等环境敏感目标。
5.调点
环境调查的重点是:环境影响评价制度执行情况;环境影响评价文件及环境影响审批文件中提出的主要环境影响;工程施工期环境保护和水土保持措施的实施及效果;工程运行期环保设施运行情况和生态环境保护及恢复措施实施及效果;工程施工期和试运营期实际存在的环境问题以及公众反映强烈的环境问题;工程环境保护投资情况。
6.环境影响评价主要内容
该工程的勘测设计和开工建设时期,正处于我国的环境保护事业刚刚起步并在逐步发展的时期,许多环保法规正处于酝酿之中或刚刚颁布实施不久,建设项目的环境保护工作也处在探索阶段。评价单位对工程进行了分析,认为工程项目对环境的影响主要涉及水质水温、生物生态、水沙情势、环境卫生、水库泥沙、文物景观、人群健康、环境地质、库周社会经济与移民、施工期环境影响等多个方面,并针对上述各方面的环境质量现状及工程对其的主要影响进行了现场调查与评价,编制了工程环境影响报告书。环境影响评价的主要结论为:
(1)工程建成后可提供大量的清洁能源,满足地方发展工农业用电需要,对环境和经济产生巨大的促进作用,为当地经济结构的调整与优化带来契机;
(2)水库为季调节水库,对澜沧江干流洪水削峰作用小,入库水量和下泄水量受上游水库调节的影响,但对区间洪水有较好的调节能力,建库后对水质影响不大,有益于水库水质的改善;
(3)水库蓄水后,库区热量平衡条件改变,对局地气候将产生一定的影响,局地气候的优化,有利于生态环境的改善;
(4)水库水温结构为典型的混合型,下泄水对下游生活用水以及水生生态环境基本没有影响,由于下游无灌溉要求,因而对农作物也没有影响;
(5)水库蓄水后,水生生态系统的演变也不会造成物种的灭绝;水库河段无内河和海洋间的洄游性鱼类,无需设置过鱼设施;
(6)水库蓄水后,对库区土壤、植被、陆生动物影响甚微,无物种灭绝的可能;
(7)水库蓄水后,由于库岸较陡,消落深度大,无大面积浅水区,不利于蚊虫孳生,只要做好库底清理、消毒防疫工作,预计不会引起疟病等与水体有关的疾病流行;
(8)水库不存在渗漏、浸没问题,库岸稳定性较好,无影响工程安全大滑坡体或不稳定岩体;
(9)水库蓄水后,将淹没库区两个新石器时代遗址,计划在蓄水前进行发掘处理;
(10)水库蓄水将淹没一定的土地、房屋,将产生移民,移民安置将破坏生态环境,产生水土流失;
(11)在工程施工期废气、粉尘和噪声等将产生短期影响,可采取措施予以改善。
环境影响评价提出的主要环保措施:
(1)工程施工期间,应妥善处置生活垃圾,并管理好水源;经常对施工区和生活区道路洒水以防止产生大量飘尘,并安装相应的防尘设备;应设立足够的医疗保健站,以防止疾病的传播;
(2)对因水库淹没需要清理发掘的两个新石器时代遗址等,以及需补偿的淹没损失及移民安置费,两项费用均在水库费用中列支;
(3)库周区土地尽量做到宜林则林、宜农则农,合理利用土地资源,改变目前在陡坡地带种植作物的状况;
(4)加强库周区医疗保健工作,对一些易于产生传播源的地方,应彻底清除;
(5)加强环境监测工作,包括水质监测,施工期环境监测(大气、噪声及流行病预防等),以预防突发性的环境灾害发生;
(6)工程施工期间所排的生活污水需经处理后排入下游河道;
(7)工程施工结束后,施工区及生活区需进行植被恢复与绿化,面积为350亩。
7.竣工验收环境影响调查内容
根据水电工程的特点和影响方式及对工程初步调查结果的分析,环境影响调查拟设置以下专题:
(1)环境保护措施落实情况调查;
(2)工程生态环境影响调查与分析;
(3)水环境影响调查与分析;
(4)固体废物环境影响调查与分析;
(5)大气环境和声环境影响调查与分析;
(6)社会环境影响调查;
(7)环境管理状况调查及监测计划落实情况调查;
(8)公众意见调查。
作者简介
周景舒(1992.4――),女,河海大学水文水资源学院,水文与水资源工程。
关键词:环境监测技术;发展现状;发展方向
[ Abstract ]In this paper, we mainly analyze the development status and future trends of the environmental monitoring technology in China, with the author’s practical work experience,.
[ Key words ] environmental monitoring technology; development status; development direction
中图分类号:X83文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)02-
我国在大力发展并应用“3s”技术以来,环境监测工作也将逐步走上高自动、高智能和高网络一体化的道路。对于今后我国环境监测工作的再展望,也将把眼光放在由劳动密集型向技术密集型方向发展方面,极力综合其他领域的技术,提高发展的步伐。
1 我国环境监测技术应用发展的问题及整治措施
首先必须强调环境监测对于我国环境保护的重要性。环境监测是环境影响评价工作的重要内容之一,并始终贯穿于环境影响评价的整个过程。
环境监测工作首先是环境评价单位委托有关监测部门对项目拟建地进行环境本底监测,在本底监测指标通过合格后再具体针对项目建设环境进行详细的环境影响评价分析和预测,制定专门的实时监测计划。在项目建成后的三个月试运行期内,务必组织进行针对项目竣工验收的监测工作,保证在环境影响评价工作中所规定的环境监测措施中落实得到,并且三个月试运行期满以后可进一步的做好回顾性评价工作。一系列地环境监测准备工作和实施过程充分表现出环境监测对于项目整个建设过程的贯彻力度。
贯彻环境监测工作的目的主要是根据国家制定的环境质量标准对项目建设环境质量指标做出评价,有利于现场问题处理;根据项目拟建地的污染特点、环境条件以及污染发展趋势等情况,作为实现现场环境监控的依据;积累环境监测工作实施过程中的本地数据资料,建立有关环境评价的数据库,为研究环境监测技术和以后的环境质量预测预报工作提供科学地经验依据;为我国利用自然资源制定节能减排措施提供可靠地数据理论基础等。
环境监测计划工作主要是包括两方面内容,其一是保证项目对拟建地周围环境污染状况制定合理地具有可行性地环境监测计划,其二是针对项目建设过程中污染物的排放控制做好环境保护监控计划。其实施环境监控管理的机构主要由施工企业负责。
目前,我国环境监测工作主要是通过应用一些比较先进的技术来展开实施工作的。但是,由于我国生产制造各种环境监测仪器的企业多为中小型企业,仪器产品的质量基本上是处于中、抵挡水准,对于我国环境监测工作的发展是远远不能满足的。监测仪器主要体现出来的问题如下:仪器生产技术水平不高,重复生产状况严重,厂家生产规模效益不稳定;产品质量保证不足,性能差,使用寿命期限短,容易出现故障;国家投资研发的产品支持力不足,不能在适应环境监测市场需求方面得到广泛的提高等。
在环境监测工作展开实施过程中不可避免的会出现一些阻碍其技术发展的问题。由于环境监测工作是围绕以仪器和人共同配合为核心展开的,自然也是避免不了周围环境对监测的影响,以及人为的因素搀和在一起,致使环境监测频率低下、监测点位不全等状况时有发生,从而导致获得环境质量数据不能准确反映环境的实际状况,没有可参考的代表价值。同时还存在时间问题和经济问题,环境评价单位考虑到这两方面的问题会有意的对一些监测工作进行压缩或直接省略掉,没有可以按照规定规范进行监测操作的时间和经济条件,例如在对固体废弃物或土壤土质进行监测分析的工程中,经常采用机器烘干的做法取代在自然条件下磨碎风干的标准做法就是处于这种被限制条件下而不得已为之。另外,在很多关于生态环境监测方面的工作由于监测方法和技术等方面的不足,导致相关工作处于一种空白状态或者说是没有实际运用的价值,环境监测、环境评价只是徒有虚名的走过场、走形式,从而影响到环境评价报告的质量。
针对以上诸多问题,笔者归纳总结经验提出几点个人意见,以促进环境监测发展。
1.1加大培养教育力度,提高我国环境评价单位和监测单位在实施环境影响评价分析工作中对环境保护监测控制的认识深度。从个人思想上认识环境监测工作对于我国环境保护工作的重要性,尤其是在环境监测工作中对于本底监测要给予足够的重视,加强本底监测工作旨在为拟建项目提供可靠精确的数据依据,保证环境保护在审批环节上的严格把关。
1.2 健全和完善项目环境评价分析的评审责任规章制度体系,要求评审工作有相关专业技术人员参与评审监测环境质量的内容。
1.3 施工企业组织建立起环境影响评价关于时间、经济和难度三方面的相互制约的机制。环境影响评价时间因素是作为其评审阶段比较重要的条件之一,严禁急功近利,赶进度,压缩和忽略自认为不重要的工作内容。应根据环境监测计划时间进度和经济预算稳扎实打地进行工作,以达到充分发挥环境监测工作在环境影响评价体系中的重要作用。
1.4 可考虑在项目环境监测工作中引进“3s”等先进的新技术,充分发挥高科技给我们带来的便利,准确地对环境监测点进行测定并利用其高精度测定特点对采集环境监测数据等方面进行应用。
2 关于我国环境监测技术应用发展的展望
关于我国环境监测技术应用的发展之路在于目前高速发展的高科技,其未来发展的趋势必定是朝着高自动化、高智能化和高网络化为主的监测技术方向发展。
以往我国的相关环境监测技术运用主要是以人工采用和实验室分析为主,作业效率和精准度不高一直都是难以被解决的问题。就当前我国环境污染情况的严峻形势看,环境监测工作急需通过应用更为先进的技术,以改善项目环境监测工作的质量问题。在这样的背景下,“3s”技术的推广应用可谓应运而生。
当前我国应用“3s”技术进行环境监测工作主要实现了其与传统的地面监测相组合实施监测的工作模式,传统的环境监测工作手段可以解决局部环境监测的问题,而综合大范围、整体的项目环境监测必须依赖“3s”技术。这样一来,既可以从空间宏观方面监测生态环境状况,又从地面微观方面审视生态环境质量,形成互补。共同组成的环境监测系统逐步在趋于网络设计一体化,其发展空间非常富足且前途光明无限。
“3S”技术是遥感技术(Remote sensing,RS)、地理信息系统(Geography informationsystems,GIS)和全球定位系统(Global positioning systems,GPS)的统称,是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合,多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
近年来,“3s”技术的应用不再仅仅局限于某一个领域,其推广应用越来越被得到认可。在环境监测领域,“3s”技术逐步建立一个更加健全和完善的环境动态监测体系,提高对定量分析的精准度和表述能力,最终为我国乃至全球开启一个技术大创新的新纪元、新天地。
3 结语
环境监测是环境保护工作的基础,环境监测工作主要是围绕环境保护宗旨的起点展开的。目前对于环境监测技术的应用,依据我国环境保护法进行污染控制治理和防止环境治理下降,以保障社会经济与环境保护双方面的可持续发展。同时,作为一种具有重要现实意义的技术手段,其发展现状与前景都应得到重视。
参考文献:
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