遙感監(jiān)測技術(shù)應用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)淺談我國環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)摘要：隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，環(huán)境問題已成為制約經(jīng)濟和社會發(fā)展的一個瓶頸。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學的一個重要分支，對于改善生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境起著重要作用。文章主要對新的幾種環(huán)境監(jiān)測技術(shù)作了簡要的介紹。關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)；生物監(jiān)測；生態(tài)遙感檢測；空氣環(huán)境監(jiān)測環(huán)境問題已經(jīng)成為全球及我國現(xiàn)代化建設的重要問題之一。在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時，我們要非常重視環(huán)境污染的防治和對生態(tài)環(huán)境的保護，要把環(huán)境保護納入國家、地方的發(fā)展之中。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學的一個重要分支，是

2、在環(huán)境分析的基礎上發(fā)展起來的一門學科。環(huán)境監(jiān)測是運用各種分析、測試手段，對影響環(huán)境質(zhì)量的代表值進行測定，取得反映環(huán)境質(zhì)量或環(huán)境污染程度的各項數(shù)據(jù)的過程。環(huán)境監(jiān)測的目的是運用監(jiān)測數(shù)據(jù)來表示環(huán)境質(zhì)量受損程度，進而來探討污染的起因和變化趨勢。因此，可以將環(huán)境監(jiān)測比喻為環(huán)境保護工作的“耳目”。環(huán)境監(jiān)測在人類防治環(huán)境污染，解決現(xiàn)存的或潛在的環(huán)境問題，改善生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，協(xié)調(diào)人類和環(huán)境的關(guān)系，最終實人類的可持續(xù)發(fā)展的活動中，起著舉足輕重的作用。一、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)概述環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學和環(huán)境工程的一個重要組成部分。環(huán)境監(jiān)測是以環(huán)境分析為基礎，研究環(huán)境質(zhì)量的變化和描述環(huán)境狀態(tài)與演化、科學預報環(huán)境質(zhì)量的發(fā)展趨

3、勢。環(huán)境監(jiān)測是運行現(xiàn)代科學方法，對人類賴以生存的環(huán)境質(zhì)量進行定量描述，同時盡可能靈敏并及時搜集環(huán)境質(zhì)量變化的信息和對人體健康有無異常影響的信息，在分析、評價這些資料的基礎上盡早地采取具體有效的行動，以保護人類正常生存與發(fā)展的一個體系。環(huán)境監(jiān)測的過程一般為：現(xiàn)場調(diào)查監(jiān)測計劃設計優(yōu)化布點樣品采集運送保存分析測試數(shù)據(jù)處理綜合評價等。（一）環(huán)境監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展受兩方面因素的影響：一是由于人類社會面臨的環(huán)境問題日益復雜和嚴重，對環(huán)境監(jiān)測不斷提出新的要求；二是隨著科學技術(shù)的進步，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)不斷得到迅速發(fā)展。這兩方面的因素導致環(huán)境監(jiān)測的概念不斷深化，監(jiān)測范圍不斷擴大。（二）環(huán)境監(jiān)測的目的環(huán)境

4、監(jiān)測的目的是準確、及時、全面地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃提供科學依據(jù)。具體有以下幾個方面：對污染物及其濃度（強度）作時間和空間方面的追蹤，掌握污染物的來源、擴散、遷移、反應、轉(zhuǎn)化，了解污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響程度，并在此基礎上，對環(huán)境污染作出預測、預報和預防；了解和評價環(huán)境質(zhì)量的過去、現(xiàn)在和將來，掌握其變化規(guī)律；收集環(huán)境背景數(shù)據(jù)、積累長期監(jiān)測資料，為制訂和修訂各類環(huán)境標準、實施總量控制、目標管理提供依據(jù)；實施準確可靠的污染監(jiān)測，為環(huán)境執(zhí)法部門提供執(zhí)法依據(jù)；在深入廣泛開展環(huán)境監(jiān)測的同時，結(jié)合環(huán)境狀況的改變和監(jiān)測理論及技術(shù)的發(fā)展，不斷改革和更新監(jiān)測方法與手段，為實現(xiàn)

5、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展提供可靠的技術(shù)保障。（三）環(huán)境監(jiān)測對象環(huán)境監(jiān)測按監(jiān)測介質(zhì)對象劃分，可分為大氣污染監(jiān)測、水質(zhì)污染監(jiān)測、土壤和固體廢棄物監(jiān)測、生物污染監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、噪聲振動污染監(jiān)測、放射性污染監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測、熱污染控制監(jiān)測等。二、環(huán)境監(jiān)測新技術(shù)(一) 生物檢測技術(shù)生物監(jiān)測技術(shù)是用生物評價技術(shù)和方法對環(huán)境中某一生物系統(tǒng)的質(zhì)量和狀況進行測定，它可以彌補理化監(jiān)測不足，配合物理化學監(jiān)測，或者成為綜合的環(huán)境監(jiān)測手段。多年來，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用和高效液相色譜已用于環(huán)境分析，能精確地檢測殘留的農(nóng)藥量。然而，它們需要昂貴的儀器設備，復雜的前處理，熟練的技術(shù)人員及較長的分析周期。因此，人們迫切希望一種簡單、

6、快速及價廉的檢測技術(shù)，能在野外或?qū)嶒炇覂?nèi)進行大批量的篩選試驗。酶免疫檢測(EIA)技術(shù)就此脫穎而出，尤其是在農(nóng)藥分析領域。為了使EIA技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中得到應用，美國的一些管理機構(gòu)相繼開發(fā)了許多化學品的檢測技術(shù)，并制定相應的規(guī)范程序。USEPA的主要目標是發(fā)展簡單、快速的檢測技術(shù)，包括野外和實驗室的EIA檢測。野外方法可用 于危險廢物處置能力的測定，能快速獲得污染程度的信息，迅速提出行動方案。USEPA主要將EIA集中用于食品和飼料中農(nóng)藥殘留量的檢測，同時開發(fā)天然毒素(如黃曲霉素)的檢測方法。USFSIS資助開發(fā)了擬除蟲菊酯、含氯殺蟲劑以及其它化合物的檢測技術(shù)。近年來，EIA試劑盒的商品化，為E

7、IA技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測領域的大量運用創(chuàng)造了條件。1.酶免疫檢測(EIA)技術(shù)概述酶免疫分析法與酶聯(lián)免疫吸附分析技術(shù)酶免疫分析法（EIA）是為了避免放射免疫分析技術(shù)（RIA）的危險性而在1971 年創(chuàng)立的一種新型免疫分析技術(shù)，其應用范圍很廣，特別是在臨床檢查上。20世紀80 年代，EIA 開始應用于農(nóng)藥殘留分析。該技術(shù)將酶促反應的高效率和免疫反應的高度專一性結(jié)合起來，可對各種微量有機物進行定量檢測，但靈敏度不及放射免疫分析法， 穩(wěn)定性則不及色譜儀器分析法。常用的EIA 技術(shù)主要有兩類：酶聯(lián)免疫吸附分析法(ELISA)和酶放大免疫技術(shù)(EMIT)。最典型、最常用的EIA 方法是酶聯(lián)免疫吸附分析技術(shù)(E

8、LISA),它也是目前最常用的農(nóng)殘分析法之一。在應用ELISA 法檢測農(nóng)殘時,多是采用商品化的試劑盒，既有專門檢測某一種農(nóng)藥的試劑盒(如:毒死蜱快速檢測試劑盒),也有針對一類農(nóng)藥的試劑盒(如:有機磷農(nóng)藥殘留試劑盒)。該分析方法靈敏度很高,速度也快,樣品的前處理更加簡單,特別適于快速分析大批樣品的農(nóng)殘情況。自20 世紀90 年代以來,農(nóng)藥殘留酶聯(lián)免疫吸附分析技術(shù)得到了全面迅速的發(fā)展,美國農(nóng)業(yè)化學家協(xié)會(AOAC)已將免疫分析與氣相色譜、液相色譜同列為農(nóng)藥殘留檢測的三大支柱技術(shù)。2.酶免疫檢測(EIA)技術(shù)檢測的原理 借助抗原和抗體在體外特異結(jié)合后出現(xiàn)的各種現(xiàn)象，對樣品中的抗原或抗體進行定性、定量

9、、定位的檢測。 1抗原與抗體的親和力抗原抗體的結(jié)合就像酶與底物的結(jié)合，激素與其受體的結(jié)合一樣不是化學的反應，而是非共價鍵的可逆的結(jié)合?？乖瓫Q定簇和抗體分子可變區(qū)互補構(gòu)型，造成兩分子間有較強的親和力?？臻g構(gòu)型互補程度不同，抗原和抗體分子之間結(jié)合力強弱也不同?；パa程度高，則親和力強。此外，反應溫度、酸堿度和離子濃度對抗原和抗體分子上各基因的解離性和電荷特性也有重要的影響，抗體與抗原決定簇之間的結(jié)合力大小可用親合力來表示。高親合力的抗體與抗原的結(jié)合力強，即使抗原濃度很低時也有較多的抗體結(jié)合抗原形成免疫復合物。 2抗原或抗體外檢測原理根據(jù)抗原抗體結(jié)合形成免疫復合物的性狀與活性特點，對標本中的抗原或抗體

10、進行定性、定位或定量的檢測。定性和定位檢測比較簡單，即用已知的抗體和待檢樣品混合，經(jīng)過一段時間，若有免疫復合物形成的現(xiàn)象發(fā)生，就說明待檢樣品中有相應的抗原存在。若無預期的現(xiàn)象發(fā)生，則說明樣品中無相應的抗原存在。同理也可用已知的抗原檢測樣品中是否有相應抗體。 對抗原或抗體進行定量檢測時，以反應中加入抗原和抗體的濃度與形成免疫復物的濃度呈函數(shù)關(guān)系。 （ 1）根據(jù)免疫復合物產(chǎn)生的多少來推算樣品中抗原（或抗體）的含量：在一定的反應條件下，加入的已知抗體（或抗原）的濃度一定，反應產(chǎn)生的免疫復合物多少與待檢樣品中含有相應抗原（或抗體）量成正比。也就是抗體濃度一定時，免疫復合物越多則樣品中的抗原量也越多?？?/p>

11、用實驗性標準曲線推算出樣品中抗原（或抗體）的含量。如免疫單向擴散試驗、免疫比濁試驗和酶聯(lián)免疫檢測等都屬于這類方法。 （ 2）抗原或抗體效價滴定的原理：當抗原抗體復合物形成多少不能反應抗原抗體反應強弱時，就不能以檢測反應強度來對抗原或抗體進行定量。在實際工作中，把濃度低的反應成分（抗原或抗體）的濃度固定，把濃度高的另一種反應成分作一系列稀釋。例如用人血清作抗原免疫3只家兔，比較3只家兔產(chǎn)生抗體的多少，即滴定3只兔血清抗體效價，可用雙向瓊脂擴散法來滴定，例如將抗體濃度固定，將抗原作不同的稀釋度，分別將抗原或抗體滴入瓊脂的相應小孔中，觀察免疫兔血清與不同稀釋度的抗原出現(xiàn)明顯沉淀淺的抗原稀釋度（如甲兔

12、的抗體效價為1/2000，而丙免的是1/8000則可比較出后者比前者產(chǎn)生抗體的效價要高）。也就是表示效價的稀釋度越高，樣品中所含待檢成分越多。因人血清（抗原）和抗體（免疫兔血清）相比，濃度高，故應稀釋抗原。（二）生態(tài)遙感監(jiān)測技術(shù)的開發(fā) 從各國生態(tài)監(jiān)測的發(fā)展狀況來看，不難發(fā)現(xiàn)生態(tài)監(jiān)測的總體趨勢是：遙感手段和地面監(jiān)測相結(jié)合，從宏觀和微觀角度來全面審視生態(tài)質(zhì)量狀況；網(wǎng)絡設計上趨于一體化，考慮全球生態(tài)質(zhì)量變化，重視加強國與國之間的合作；在生態(tài)質(zhì)量評價上逐步從生態(tài)質(zhì)量現(xiàn)狀評價轉(zhuǎn)為生態(tài)風險評價，對于生態(tài)質(zhì)量狀況提供早期預警；環(huán)境污染嚴重，加上森林砍代、沙漠化、水土流失嚴重，使生態(tài)環(huán)境不斷惡化。目前我國對生

13、態(tài)環(huán)境變化及監(jiān)測已得到高度重視。我國參加了國際間的地圈一生物圈計劃，并成了相應的中國全球變化委員會(掛靠中國科學院)，在全球變化研究中積極作出自己的貢獻。我國生態(tài)監(jiān)測方面考慮的主要內(nèi)容有：空氣環(huán)境監(jiān)測(CH：、CO，的觀測)，土地覆蓋的變化及對全球變化的影響(包括森林覆蓋的變化、湖泊面積的變化、沙漠化的發(fā)展、高山冰雪的進退等)，海洋環(huán)境的監(jiān)測(海面溫度、洋流、海平面變化等)，生態(tài)網(wǎng)絡系統(tǒng)(自然保護區(qū)的監(jiān)測)，人對環(huán)境的影響，危機帶(脆弱、不穩(wěn)定的過渡帶)監(jiān)測系統(tǒng)，西藏高原對全球變化的影響等等。遙感是監(jiān)測全球環(huán)境變化的最重要的技術(shù)手段。1.遙感技術(shù)應用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的原理及優(yōu)勢 “遙感”即為“遙

14、遠的感知”。遙感技術(shù)就是根據(jù)電磁輻射(發(fā)射、吸收、反射) 的理論, 應用各種光學、電子學和電子光學探測儀器對遠距離目標所輻射的電磁波信息進行接收記錄, 再經(jīng)過加工處理, 并最終成像, 從而對環(huán)境地物進行探測和識別的一種綜合技術(shù)。不同環(huán)境體由于組成它們的分子和原子數(shù)量和排列組合方式不同, 它們所特有的發(fā)射的電磁波性質(zhì)也不同, 它們反射外來電磁波的性質(zhì)也就不同。因此不同的環(huán)境體發(fā)射不同波段的電磁波, 不同的環(huán)境體對太陽和人工輻射有不同的吸收和反射及透射能力, 這些差別經(jīng)過“遙感”形成了不同的成像, 然后通過這些不同的遙感成像解譯就可區(qū)分不同的環(huán)境體, 這就是遙感技術(shù)可進行宏觀環(huán)境要素監(jiān)測的原理 1

15、6 。遙感技術(shù)應用于宏觀生態(tài)環(huán)境要素的監(jiān)測, 具有視野廣闊、獲取的信息量多、效率高、適應性強、可用于動態(tài)監(jiān)測等眾多優(yōu)點, 同時其技術(shù)方法成熟。盡快進行宏觀生態(tài)環(huán)境的遙感監(jiān)測, 對提高環(huán)境監(jiān)測工作的水平, 擴大環(huán)境監(jiān)測的影響力, 使環(huán)境監(jiān)測基礎工作與經(jīng)濟的發(fā)展、人們生活水平的提高、環(huán)境保護的要求相適應, 對最終控制我國生態(tài)環(huán)境狀況惡化的趨勢, 保護生態(tài)環(huán)境, 具有非常重要的現(xiàn)實意義。衛(wèi)星遙感技術(shù)可應用于空氣污染擴散規(guī)律研究、水體污染監(jiān)測、海洋污染監(jiān)測、城市環(huán)境生態(tài)與污染監(jiān)測、環(huán)境災害監(jiān)測，還可提供沙漠化進程、土地鹽漬化和水土流失的情況、生態(tài)環(huán)境惡化狀況以及工業(yè)廢水和生活污水對水體的污染、石油對海

16、洋的污染等基本狀況和發(fā)展程度的數(shù)據(jù)和資料，還可獲取生態(tài)環(huán)境變化的基本數(shù)據(jù)和圖像資料，以現(xiàn)代高新技術(shù)為手段，全面地、綜合地、系統(tǒng)地研究地球在生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的各個要素及其相互關(guān)系，建立全球尺度上的關(guān)系和變化規(guī)律，為可持續(xù)發(fā)展提供動態(tài)基礎數(shù)據(jù)和科學決策依據(jù)。 利用遙感技術(shù)開展環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境調(diào)查是一種快速、準確、經(jīng)濟、有效的方法。遙感技術(shù)的應用，把我們的視野提高到了一個新的境界，充分利用遙感技術(shù)的各種優(yōu)勢，進行科學研究和其他成果的轉(zhuǎn)化應用，是今后提高環(huán)境監(jiān)測工作水平的發(fā)展方向，也是完成環(huán)境監(jiān)測任務的有效途徑。隨著我國衛(wèi)星技術(shù)的進一步發(fā)展，我國的遙感應用領域也將進一步得到拓寬，遙感技術(shù)作為高新科技的先進性也將進一步得到體現(xiàn)，應用前景更加廣闊。 自遙感技術(shù)問世30多年來, 以應用為導向, 技術(shù)方法與手段日臻完善, 應用深度和廣度不斷拓展。遙感技術(shù)正在向“多尺度、多頻率、全天候、高精度、高效快速”的目標發(fā)展。大氣和水污染、酸雨、氣候變化、臭氧層耗竭等一系列環(huán)境問題不僅是我國也是全世界所面臨的嚴重問題。地球只有一個, 所以幾乎所有的環(huán)境問題都是全球性的, 都需要用全球的觀點來研究和解決。為此, 采用衛(wèi)星遙感這一面向全球的先進技術(shù), 是全球及我國環(huán)境科學研究的必要途徑, 它不僅可以為我們提供大面積、全天時、全天候的環(huán)境監(jiān)測手段, 更重要的是能夠為我們提供