生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)涵、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及其應(yīng)用分析

1、    生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的內(nèi)涵、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及其應(yīng)用分析    韓影王柳囈【摘 要】近年來，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，為人們的生活帶來了巨大的變化，但同時(shí)也對生態(tài)環(huán)境也造成了很大的影響。生態(tài)系統(tǒng)平衡失調(diào)、溫室效應(yīng)、汽車尾氣、臭氧空洞等一系列問題證明我們的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)遭到嚴(yán)重的破壞。所以，我們應(yīng)當(dāng)重視環(huán)境，對環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)。環(huán)境監(jiān)測可以針對環(huán)境的各種問題進(jìn)行分析，作出詳細(xì)的分析報(bào)告和監(jiān)測結(jié)果，研究環(huán)境變化的趨勢和規(guī)律，使生態(tài)環(huán)境得到更好的保護(hù)。文章就環(huán)境監(jiān)測在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)研究，希望能為環(huán)境監(jiān)測部門提供一定的參考資料?！娟P(guān)鍵詞】環(huán)境監(jiān)

2、測；生態(tài)環(huán)境；數(shù)據(jù)處理；質(zhì)量控制；應(yīng)用分析環(huán)境監(jiān)測是一種現(xiàn)代化監(jiān)測方法，運(yùn)用物理和化學(xué)等科技手段對環(huán)境中存在的污染物進(jìn)行連續(xù)或間斷的分析和監(jiān)測，并根據(jù)分析和監(jiān)測結(jié)果對所監(jiān)測生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評估。正確的監(jiān)測結(jié)果能準(zhǔn)確分析出造成環(huán)境污染的原因，并及時(shí)、準(zhǔn)確的反映現(xiàn)場生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和動(dòng)態(tài)趨勢，為制定生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，提供科學(xué)的資料和理論依據(jù)，從而使生態(tài)環(huán)境得到更好的保護(hù)。1.生態(tài)環(huán)境相關(guān)概念及生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域下環(huán)境監(jiān)測的基本內(nèi)容1.1生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的概念生態(tài)系統(tǒng)通常指地球表面非生物和生物之間的相互依賴的生存關(guān)系，其中環(huán)境的質(zhì)量是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中最主要的部分。依據(jù)生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)，對生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律、

3、人為作用造成的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能變化、組成部分和各組分之間的相互關(guān)系進(jìn)行生態(tài)學(xué)研究，可以對生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行綜合性評價(jià)。運(yùn)用生態(tài)學(xué)的研究方法，在多種角度和尺度下研究生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能度量，是生態(tài)監(jiān)測的主要內(nèi)容。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的對象與城市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)測的對象不同，與工業(yè)污染源監(jiān)測的對象也不同，它著重的部分是大區(qū)域、宏觀性的生態(tài)環(huán)境問題。1.2生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域下環(huán)境監(jiān)測的基本內(nèi)容我國雖然疆土遼闊，環(huán)境資源豐富，但很多地方的生態(tài)環(huán)境還沒有得到完好的開發(fā)和保護(hù)，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)處于非常不穩(wěn)定、脆弱的狀態(tài)。我們在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)對環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)和監(jiān)測，保證生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的安全。生態(tài)環(huán)境監(jiān)

4、測的分析監(jiān)測主要包括生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)自身?xiàng)l件、條件變化以及對外界壓力的反映和趨勢。監(jiān)測手段可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)環(huán)境存在的問題和潛在的威脅，防止環(huán)境惡化的同時(shí)消除可能發(fā)生的環(huán)境隱患。2.生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)狀及應(yīng)用意義同生態(tài)環(huán)境惡化和破壞監(jiān)測技術(shù)相比，生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測的技術(shù)仍處于發(fā)展階段。目前，我國生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的依據(jù)為生態(tài)環(huán)境的發(fā)展過程，其監(jiān)測的范圍不大，隨著科技的發(fā)展，生態(tài)監(jiān)測范圍也會(huì)越來越廣，由微觀變?yōu)楹暧^。3s 技術(shù)的出現(xiàn)展現(xiàn)了其準(zhǔn)確、快速和宏觀的技術(shù)特點(diǎn)，它可以對生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行遙感監(jiān)測和調(diào)查，完整的做出環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)環(huán)境監(jiān)測的評估方案。gis 技術(shù)系統(tǒng)能對各種生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境威脅預(yù)測、預(yù)

5、報(bào)，從而有效的防止環(huán)境的惡化。方法操作性強(qiáng)、技術(shù)路線統(tǒng)一、規(guī)劃要求準(zhǔn)確、指標(biāo)體系完整是環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展趨勢，通過水土保持、產(chǎn)量預(yù)測、災(zāi)害預(yù)報(bào)和資源調(diào)查等總結(jié)環(huán)境監(jiān)測的經(jīng)驗(yàn)，為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測工作的全面開展打好基礎(chǔ)。環(huán)境問題會(huì)造成生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的破壞，也會(huì)對人類的生存和發(fā)展造成很大的威脅和傷害，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是人與自然和諧發(fā)展、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧發(fā)展的前提。保護(hù)環(huán)境要先從環(huán)境監(jiān)測做起。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測利用現(xiàn)代技術(shù)對環(huán)境中的污染因子進(jìn)行綜合性監(jiān)測，分析污染原因和污染現(xiàn)狀，將環(huán)境的質(zhì)量和發(fā)展形勢展現(xiàn)出來，有利于更好的保護(hù)環(huán)境和利用環(huán)境。3.“五性”因素對監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量影響分析3.1監(jiān)測數(shù)據(jù)代表性的影響監(jiān)測數(shù)據(jù)代表性是指

6、在具有代表性的時(shí)間、空間分布上，根據(jù)規(guī)定的要求及確定的目的獲得可反映典型環(huán)境特性的數(shù)據(jù)。任何污染物在環(huán)境中的分布都不可能是非常均勻的，如果監(jiān)測數(shù)據(jù)沒有代表性，就不能真實(shí)反映一定空間范圍內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量水平、規(guī)律及變化趨勢，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)果一是會(huì)誤導(dǎo)公眾，使社會(huì)、公眾對環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量不認(rèn)可，二是會(huì)誤導(dǎo)政府，給政府對環(huán)境的管理決策帶來偏差。造成環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)代表性差的原因是：監(jiān)測布點(diǎn)選點(diǎn)不當(dāng)，沒有代表性；其次是布點(diǎn)數(shù)量不夠，獲取的信息不完整。3.2監(jiān)測數(shù)據(jù)完整性的影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性就是按照預(yù)期計(jì)劃取得有系統(tǒng)性、連續(xù)性或周期性環(huán)境數(shù)據(jù)的特性。完整性表示數(shù)據(jù)的總量可以滿足預(yù)期要求的程度或數(shù)據(jù)收集足夠、全面。同

7、代表性類似，數(shù)據(jù)不完整的后果也不能真實(shí)、有效反映環(huán)境質(zhì)量水平，造成“以偏概全”的片面結(jié)論，招致公眾不滿、使環(huán)境管理部門不能作出正確決策。引起監(jiān)測數(shù)據(jù)不完整的原因有布點(diǎn)數(shù)量不足、采樣次數(shù)少以及檢測分析、數(shù)據(jù)處理不完整，如測試項(xiàng)目不全、漏測、輔助參數(shù)不完整等問題。3.3監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性即測量結(jié)果與客觀環(huán)境符合的程度。準(zhǔn)確性一般以監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度來表征，并采用分析方法或測量系統(tǒng)的絕對誤差或相對誤差來表示，反映了該方法或系統(tǒng)所存在的系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差的綜合指標(biāo)。評價(jià)準(zhǔn)確度可通過標(biāo)準(zhǔn)樣品分析、測定加標(biāo)回收率及不同分析方法的比對來確定。3.4監(jiān)測數(shù)據(jù)精密性的影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的精密性是指測量

8、值與真實(shí)值之間平行性、重復(fù)性與再現(xiàn)性。精密性以監(jiān)測數(shù)據(jù)的精密度表征，主要反映分析方法或測量系統(tǒng)隨機(jī)誤差的大小。精密度一般用極差、平均偏差、相對平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對標(biāo)準(zhǔn)偏差等表示。精密性反映了分析結(jié)果的穩(wěn)定性，精密度越低，隨機(jī)誤差越大，檢測數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性越差。精密性與準(zhǔn)確性有著密切關(guān)系，精密度好才可能準(zhǔn)確度好，精密度差不能判別數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。3.5監(jiān)測數(shù)據(jù)可比性的影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的可比性表示在環(huán)境條件、監(jiān)測方法和表達(dá)方式等可比條件下所獲得數(shù)據(jù)結(jié)果一致的程度。可比性既可以在不同實(shí)驗(yàn)室之間對同一樣品的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行比較，也可以對同一實(shí)驗(yàn)室分析相同樣品的分析結(jié)果進(jìn)行對比，還要求在時(shí)間、空間上可比，并實(shí)現(xiàn)國際

9、間、行業(yè)間的數(shù)據(jù)可比。監(jiān)測數(shù)據(jù)的可比性是評判監(jiān)測質(zhì)量的重要標(biāo)志，如果沒有可比性，那么監(jiān)測質(zhì)量的高低、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度都無從談起，更罔論地區(qū)之間、行業(yè)之間、國際之間的交流與合作了。4.監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量控制措施4.1耗散結(jié)構(gòu)理論概述耗散結(jié)構(gòu)理論是比利時(shí)人普里高津（ilya prigogine）所創(chuàng)立的理論，旨在解決開放系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的有序問題，該理論一經(jīng)推出即在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響。該理論認(rèn)為一個(gè)開放系統(tǒng)，通過不斷地與外界交換物質(zhì)、能量和信息，當(dāng)外界作用于系統(tǒng)的條件達(dá)到一定閾值時(shí)，通過漲落系統(tǒng)發(fā)生突變（非平衡相變），系統(tǒng)就可由原來的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N時(shí)間、空間或功能上有序的新的狀態(tài)。4.

10、2傳統(tǒng)質(zhì)控模式的缺陷傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測質(zhì)控系統(tǒng)是封閉的靜態(tài)控制模式：監(jiān)測站長質(zhì)量負(fù)責(zé)人質(zhì)量控制員項(xiàng)目監(jiān)測組長監(jiān)測分析員。該系統(tǒng)雖然分工明確且簡單有效，但監(jiān)測數(shù)據(jù)的控制主要依賴于質(zhì)量控制員，其他人基本上是履行簽字手續(xù)，很難對數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性進(jìn)行有效監(jiān)督，對數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差糾錯(cuò)也難做到，一些偽數(shù)據(jù)也不容易被發(fā)現(xiàn)和剔除，因而這種控制方式是不完善的，存在很大漏洞。4.3質(zhì)控系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化為了改變傳統(tǒng)質(zhì)控模式的不足，按照耗散結(jié)構(gòu)理論就應(yīng)打破封閉的系統(tǒng)模式，引入反饋、監(jiān)督和交流機(jī)制：一是接受外部監(jiān)督，允許社會(huì)對監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)疑和復(fù)檢。二是經(jīng)常性地與同級或上級環(huán)境監(jiān)測部門交流，進(jìn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)可比性的分析

11、，找出不足，及時(shí)改進(jìn)；通過交流更新知識及獲取環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)、新方法。三是強(qiáng)化平面控制，在系統(tǒng)內(nèi)部不斷制造非平衡狀態(tài)，通過非線性作用使系統(tǒng)產(chǎn)生漲落，促進(jìn)監(jiān)測人員互相交流和監(jiān)督，提高技術(shù)水平、減少或消除系統(tǒng)誤差，使監(jiān)測分析的準(zhǔn)確性和精密性得到持續(xù)改善。四是耗散結(jié)構(gòu)理論非常重視信息的暢通，系統(tǒng)應(yīng)按照信息加工原理，使進(jìn)入的信息經(jīng)過甄別，信息釋放的同時(shí)也向信息源反饋信息，促進(jìn)信息流得到良性循環(huán)。4.4加強(qiáng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的審核為保證監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)對數(shù)據(jù)的審核：一是完善三級審核機(jī)制，除了質(zhì)控審核外，重點(diǎn)加強(qiáng)項(xiàng)目分析組（室）和質(zhì)量負(fù)責(zé)人這兩級的審核。二是通過檢查樣品采集原始記錄審核數(shù)據(jù)代表性。三是進(jìn)行數(shù)據(jù)完整

12、性審核，重點(diǎn)在采樣是否符合規(guī)范、分析方法是否符合監(jiān)測目的、輔助參數(shù)是否完整。四是審核數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精密性，著重審核加標(biāo)回收樣、比例平行樣、密碼樣、密碼平行樣、校準(zhǔn)曲線、空白試驗(yàn)值、方法檢出限等。5.環(huán)境監(jiān)測相關(guān)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用分析環(huán)境破壞的速度不斷加快，使得生態(tài)環(huán)境監(jiān)測相關(guān)技術(shù)水平應(yīng)當(dāng)越來越高，監(jiān)測范圍越來越大。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測技術(shù)工作既復(fù)雜又系統(tǒng)，而且在監(jiān)測過程中極易受到外界因素的干擾，監(jiān)測周圍的多種因素都可以影響監(jiān)測的結(jié)果。傳統(tǒng)的監(jiān)測手段主要是通過手工操作儀器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果通過人工分析計(jì)算。現(xiàn)代化技術(shù)的融入，使環(huán)境監(jiān)測技術(shù)得到了很大的提升。5.1 rs技術(shù)應(yīng)用的分析衛(wèi)星是rs技術(shù)應(yīng)

13、用的核心內(nèi)容，利用衛(wèi)星對監(jiān)測范圍內(nèi)的電磁波信息進(jìn)行監(jiān)測，分析得到結(jié)果并對結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和反饋，電磁波的變化可以反映出環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀和環(huán)境發(fā)展趨勢。rs還可以對所監(jiān)測范圍內(nèi)的物體進(jìn)行高空掃描拍攝，具有信息采集速度快、采集準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，尤其是遙感物體。如果要對監(jiān)測范圍內(nèi)的空氣污染程度、植物生長狀況、氣溫閉環(huán)和森林覆蓋面積等進(jìn)行監(jiān)測，則可以利用rs 遙感技術(shù)，對所監(jiān)測范圍內(nèi)森林的覆蓋面積進(jìn)行監(jiān)測，利用衛(wèi)星拍攝判定森林面積是否減小、是否遭到破壞以及采取何種措施進(jìn)行預(yù)防和處理。根據(jù)所監(jiān)測森林上方空氣的溫度來判定該地區(qū)森林是否會(huì)發(fā)生自然災(zāi)害以及自然災(zāi)害的類型，并針對突發(fā)情況作出最佳的補(bǔ)救措施和方案，保護(hù)生

14、態(tài)環(huán)境不受到破壞。5.2 gps技術(shù)應(yīng)用的分析生態(tài)環(huán)境監(jiān)測gps技術(shù)是一種監(jiān)測環(huán)境新型技術(shù)，的它的特點(diǎn)為實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航、監(jiān)測精度高、遙感技術(shù)可以分析出數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)，并構(gòu)建圖形圖像數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中用圖形圖像表示傳感器和平臺的觀測與位置。在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域范圍內(nèi)，gps技術(shù)不同ps技術(shù)，它可以對被監(jiān)測物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測，監(jiān)測其所處的環(huán)境和狀態(tài)。比如，利用gps技術(shù)可以對城市中所有汽車的數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)此信息判斷城市中汽車尾氣排放量的多少。合理運(yùn)用gps技術(shù)應(yīng)用不僅可以對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，而且還可以利用監(jiān)測結(jié)果做出科學(xué)的判斷和判定，進(jìn)而有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境。5.3 gis技術(shù)應(yīng)用的

15、分析gis技術(shù)擁有計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)，是當(dāng)前地理信息數(shù)據(jù)庫中規(guī)模最大的系統(tǒng)，它包含了存儲(chǔ)管理、分析應(yīng)用、空間信息輸入和結(jié)果輸出。gis技術(shù)應(yīng)用不僅具有數(shù)據(jù)庫功能，還具有輔助決策功能和空間分析功能，可以準(zhǔn)確、快速的進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測和空間分析等宏觀決策管理。根據(jù)監(jiān)測環(huán)境的地理信息，gis技術(shù)能準(zhǔn)確分析被監(jiān)測區(qū)域的地理特征，從而可以對生態(tài)發(fā)展和地理資源進(jìn)行合理的規(guī)劃和管理以及自然災(zāi)害預(yù)警和預(yù)測等。gis技術(shù)能更準(zhǔn)確、更真實(shí)的進(jìn)行生態(tài)環(huán)境監(jiān)測。6.結(jié)束語環(huán)境監(jiān)測技術(shù)應(yīng)當(dāng)覆蓋整個(gè)生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域、貫穿整個(gè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評價(jià)，一方面準(zhǔn)確、及時(shí)的反映出環(huán)境質(zhì)量狀況、污染狀況和發(fā)展形勢，另一方面為環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理和污染治理提供科