土壤环境监测技术的现状及发展趋势分析

发表时间:2021/5/28   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:赵俊峰 覃桂梅 黄先雨
[导读] 摘要:在以往粗放式发展模式下导致生态环境逐渐恶化,特色社会主义新时代强调绿色发展、生态环保,土壤环境逐渐成为监测及保护的重点。
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        摘要:在以往粗放式发展模式下导致生态环境逐渐恶化,特色社会主义新时代强调绿色发展、生态环保,土壤环境逐渐成为监测及保护的重点。基于此,本文首先阐述了现阶段常见的三种土壤环境监测技术应用现状,并结合现代化发展趋势提出土壤环境监测技术未来发展趋势,旨在为土壤环境保护工作提供一定借鉴。
        关键词:土壤环境;监测技术;3s技术
        引言
        土壤污染不仅阻碍经济发展脚步,更可影响人们身心健康。相较于其他污染而言,土壤污染治理难度较大,无法在短时间内完成降解,随着可持续发展理念的逐渐深化,土壤污染成为环境治理重点,运用土壤环境监测技术可实时了解土壤环境形势,并为土壤污染治理提供数据支持,推动环境友好型社会的建设。
        一、土壤环境监测技术应用现状
        (一)3s技术应用
        3s技术主要包括遥感技术、全球定位技术、地理信息系统,三者相互融合后形成全新技术,3s技术在土壤环境监测工作中发挥着重要作用,可获取不同区域土壤信息及污染情况,最大化保障监测结果有效性,且可对数据进行处理分析[1]。土壤监测人员首先需完成土壤采样,并对采样过程加以控制,为监测数据精准奠定基础;其次,针对监测过程中所发现的污染问题及时分析,并给出初步解决措施;最后,由专业人员对数据进行分析及总结,根据污染情况及扩散趋势提出更为有效的治理策略。
        (二)生物技术应用
        生物监测技术主要包括PCR技术、大分子标记技术、生物芯片技术等,可对土壤某种物质进行标记跟踪,了解土壤实际情况,监测成本较高,但效果更为优异,因此在实际应用中,多与传统技术相融合,由水平定向钻井技术等传统技术初步了解土壤情况,根据实际情况选用生物技术,消除生物技术原有高成本缺陷。
        (三)信息技术应用
        在信息化时代,信息技术已初步实现各行各业的全方位渗透,在土壤环境监测中,信息技术同样发挥着重要作用,可借助无线传感器技术实现土壤监测数据的有效传输,突破时间与空间桎梏,第一时间将土壤监测信息传输至数据中心,在信息技术辅助下完成了土壤环境监测工作的协调性、灵活性建设,且可同时完成土壤监测及控制工作,提高土壤环境监测效率。当前土壤环境监测信息系统已逐步完善,并可对监测结果进行精准分析,图1为土壤环境监测系统分析流程,首先将地理信息空间面的采样点数据进行叠加与提取,从数据库中获取专项数据并展开模型分析,而数据分析结果则可更新至系统空间面,提取分析后可得到土壤监测表格或专题图,最终结果将以直观性表格或专题图展现[2]。
       
        图 1 土壤环境监测系统分析流程
        二、土壤环境监测技术发展趋势探析
        (一)降低人为参与
        在现有监控网络设备结构中形成了以传统机械为主、光学部件为辅的组成结构,使土壤环境监测网络安全性、稳定性受限,需由专业人员定期维护与操控土壤环境监测设备,不仅造成土壤环境监测人员工作量增加,更可提升监测成本,同时若未及时操控与维护,甚至可对土壤环境监测过程造成阻碍,产生监测结果不精确问题,由此可见,受到监测模式制约,导致土壤监测效果不稳定,不利于后续土壤污染治理工作。为规避以上问题,结构单位组合理念被提出,借助标准单元构件满足土壤环境监测需求,因此在未来土壤环境监测技术发展中,结构单位组合将被广泛应用,而土壤环境监测技术将具备智能化、自主化特点,降低土壤环境监测过程中的人为参与程度,消除人为误差,保障土壤环境监测结果精准度。为进一步促进土壤环境监测技术智能化进程,还可引入便携式监控网络设备,例如:可将参数水质检测器与土壤环境监测技术融合,极大提升水质土壤环境监测质量,从农药残留、BLE水质综合毒性等角度全面了解土壤污染情况。
        (二)环境智能监控
        随着科技的发展,当前部分区域已逐步实现土壤环境智能化监测,尤其在山区地形监测、水质土壤监测中,土壤监测人员工作难度较大,可借助智能化土壤监测系统完成污染监控,发挥出智能化技术优势,提高土壤环境监测技术适应性。在现有土壤环境监测技术应用中,水质土壤监测、山区地形土壤监测受到信号及特殊地形限制,导致土壤环境监测技术无法保持长时间监控,因此可逐步搭建土壤环境监控网络,构建智能化监控体系。例如:借助信息技术中无线传感相关技术,对特殊地形环境展开智能化监测,消除土壤监测盲点,实现土壤监测的全范围覆盖,减轻土壤监测人员负担,提高土壤污染监控力度,为土壤污染治理工作奠定基础。
        (三)加强污染预防
        土壤污染在我国环境治理中占据重要地位,土壤环境监测技术为未来发展中可实现现场数据分析及污染预防,起到提前预防、及时应急的作用。据现阶段土壤污染情况来看,有机物污染严重损害着土壤环境,且具有愈演愈烈的趋势,近年来我国经济发展迅速,有机物污染逐渐突显,因此土壤环境监测应加大对有机物污染物的预防工作,针对有机物污染情况的区域加急治理,从土壤根源解决环境问题,防止有机物污染元素从植物根系进入食物链。为更好地依据土壤环境监测技术完成污染预防及应急处理,可于土壤环境监测工作中引入大数据技术,对监测数据及时分析、及时总结,将土壤监测数据最大化利用,形成数据有效性反馈,为土壤全方位监测及污染预防提供依据。
        (四)增强监测精准度
        土壤环境监测精准度决定着监测结果的有效性,在未来发展中,监测精准度的提升是必然的。在当前土壤环境监测中,重金属污染监测效果不佳,导致土壤中重金属污染逐渐扩散,严重影响当地生态,甚至借助迁移作用为人们身体健康造成不利影响,随着监测技术的抓紧完善,土壤环境监测相关仪器可实现土壤重金属的针对性监测,全方位保障土壤环境监测效率及质量,为土壤污染治理提供精准化数据依据。此外为保障土壤环境监测质量,还应将现场数据分析技术应用到土壤环境监测中,如光离子化检测器、X射线荧光光谱分析等技术,可将其与土壤环境监测技术融合,于监测现场完成土壤重金属与挥发性污染物的即时检测,对采样测量作业环节进行优化。在未来土壤环境监测技术发展中,现场数据分析相关技术将得到广泛应用,快速识别土壤污染区域及界限、污染程度及扩散,便于土壤监测人员选取代表性采样点位,提高土壤环境监测精准度,缩短监测时间。
        结束语
        综上所述,现阶段土壤环境监测技术逐渐成熟,3s技术、生物技术、信息技术已广泛应用于土壤监测工作中,在未来发展中,土壤环境监测技术将逐步降低人为参与程度,实现土壤监测自动化,并在先进技术应用下完成智能监控,加强土壤污染预防工作,同时不断提高监测精准度,更好地进行污染治理工作。
        参考文献:
        [1]陈志,王志.土壤环境监测技术综述[J].资源节约与环保,2020(08):58.
        [2]张云,王浩舟,杨小姝.有色金属矿山土壤环境现状监测工作内容分析[J].建材发展导向,2019,17(16):32-36.
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