土壤環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展及應用

土壤環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展及應用2.武漢譜尼科技有限公司，湖北省武漢市，430000摘要：近年來，隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，資源和生態(tài)環(huán)境面臨著越來越大的壓力，土壤污染的趨勢也在逐漸加劇。土壤是人類生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質基礎，是人類賴以生存的主要自然資源之一。土壤環(huán)境污染狀況關系到我國經(jīng)濟社會發(fā)展、食品安全和人類健康。因此，國家應大力加強土壤環(huán)境污染調查、評價和監(jiān)測，全面了解我國土壤生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，為土壤污染防治提供科學依據(jù)，進一步推進“土十條”工作。關鍵詞：土壤環(huán)境；監(jiān)測技術；發(fā)展；應用1環(huán)境監(jiān)測的內涵環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境執(zhí)法的重要依據(jù)，也是評價環(huán)境質量的重要手段。20世紀初，由于放射性物質的巨大危害以及對人體和周圍環(huán)境的巨大影響，人們開始對核材料進行監(jiān)測。隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，環(huán)境污染事件也越來越多。環(huán)境監(jiān)測的意義十分重要。已發(fā)展成為環(huán)境污染監(jiān)測和環(huán)境質量監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測過程主要包括以下步驟：現(xiàn)場調查、監(jiān)測點位、樣品采集、樣品加工保存、分析測試、綜合評價等。首先，環(huán)境監(jiān)測應根據(jù)監(jiān)測目的進行現(xiàn)場調查。調查內容包括多方面，主要包括：污染源、表現(xiàn)、濃度和排放規(guī)律、水文、地理和氣象條件等數(shù)據(jù)。其次，設計采樣點的位置和數(shù)量，確定采樣時間和頻率，采集并保存樣品，送實驗室分析。最后，對試驗數(shù)據(jù)進行分析整理，并按照相關標準進行綜合評價，得出監(jiān)測報告。2危害土壤污染是對我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、人民身體安全和社會生態(tài)安全的嚴重威脅，主要表現(xiàn)在以下四個方面：一是農作物減產(chǎn)或污染。如果土壤受到重金屬污染，全國糧食年減產(chǎn)將超過1000萬噸，受重金屬污染影響的糧食將高達1200萬噸。二者相加，我國糧食經(jīng)濟損失將高達200億元。例如，江蘇某縣44%的耕地被重金屬污染，形成了670hm2的鎘稻田面積。二是農產(chǎn)品出口受到嚴重阻礙。隨著中國東部經(jīng)濟的快速發(fā)展，由于工業(yè)化速度的不斷提高，在開發(fā)區(qū)土壤中存在著60多種有機污染物，其中33.33%難降解有機化合物。嚴重影響了21世紀初我國農作物的出口。如2003年上半年，遼寧省玉米出口量同比下降56.5%，蔬菜出口量同比下降9.6%。農產(chǎn)品出口總量下降的原因是污染物超標。三是土地資源短缺。我國雖然土地面積居世界第三，但人口眾多，人均耕地資源相對不足。與世界標準水平相比，只有25%，甚至有些地區(qū)低于聯(lián)合國有關組織提出的最低保障線。但據(jù)檢測，我國重金屬污染耕地已達2000萬公頃，占全國耕地總量的1/6,導致我國原有稀缺耕地資源短缺，嚴重影響我國農作物生產(chǎn)。第四，土壤受到污染后，其污染不僅會通過農作物進入人體，還會受到風沙天氣的影響，從呼吸系統(tǒng)進入人體，嚴重影響人體健康。此外，土壤污染也會造成嚴重的地下水污染。3我國土壤環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展及應用我國土壤監(jiān)測工作始于20世紀70年代，經(jīng)過近半個世紀的發(fā)展，取得了巨大的技術進步。20世紀80年代，對我國土壤背景值資料進行了檢驗和研究。除了自主研究外，中國還引進了大量國外先進技術。通過自主改進和研發(fā)優(yōu)化，我國遙感技術和無線傳感器網(wǎng)絡技術發(fā)展迅速，為土壤環(huán)境監(jiān)測的準確性和效率提供了強有力的技術支撐，促進了土壤環(huán)境監(jiān)測與保護的高效發(fā)展。1979年，衛(wèi)星遙感技術開始應用于我國土壤環(huán)境監(jiān)測領域。目前，利用遙感技術對土壤物質組成進行定量監(jiān)測，土壤組成、特征及動態(tài)變化過程是土壤科學的重要研究方向。高光譜遙感技術為土壤環(huán)境的準確、快速監(jiān)測和土地質量評價提供了良好的技術支持，為科學施肥、農田規(guī)范化精細化管理、土壤資源勘查和土壤科學研究做出了重要貢獻。我國利用高光譜遙感技術支持土壤環(huán)境監(jiān)測的成功實例很多。中國科學院利用這項技術成功地反演了2003年至2010年青藏高原表層土壤水分，在生態(tài)脆弱區(qū)土壤監(jiān)測方面取得了突破性的成功。高分辨率成像光譜儀能夠清晰地描述地表物質的特性，從而可以利用遙感技術分析地表或大氣的化學成分。高光譜遙感技術的進步將促進土壤監(jiān)測的準確性，促進土壤環(huán)境管理的統(tǒng)一高效發(fā)展。這項技術在我國的研究和應用還處于起步階段，但近年來取得了重大突破。無限傳感器網(wǎng)絡技術在我國土壤監(jiān)測、軍事監(jiān)測等領域得到了廣泛的應用。目前，我國已初步建立了穩(wěn)定度低、環(huán)境差異大地區(qū)土壤溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。值得注意的是，我國已研制出一種微型無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點，具有穩(wěn)定性高、抗干擾能力強、能耗低等優(yōu)點，可應用于農田土壤環(huán)境的長期監(jiān)測。該技術在農田中的應用，將有助于促進農業(yè)科學化、精細化管理。通過精準施肥和澆水，對農田進行管理，實現(xiàn)農田土壤改良。同時，提高農作物產(chǎn)量和品質，為生態(tài)農業(yè)的發(fā)展奠定基礎。無限傳感器網(wǎng)絡技術的自動化和規(guī)?；攸c，有助于我們有效地監(jiān)測和保護邊遠艱苦地區(qū)的土壤環(huán)境。通過遙感基礎與3S技術的結合，有助于實現(xiàn)高密度、多維的土壤環(huán)境信息采集，并整合多學科分析和處理技術，從而實現(xiàn)采集，對土壤環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析和管理，可以實現(xiàn)統(tǒng)一管理，使我們能夠全面、及時地掌握甚至預測土壤環(huán)境狀況，提高環(huán)境監(jiān)理和環(huán)境保護的效率。除了遙感技術和無線傳感器網(wǎng)絡技術外，現(xiàn)代生物技術在土壤環(huán)境監(jiān)測領域的發(fā)展也相對較快。土壤環(huán)境可以通過生物傳感器和生物探針進行監(jiān)測和評價，生物技術可以通過基因工程控制土壤環(huán)境中的生物。此外，生物標志物、PCR、凝膠電泳和生物芯片技術在土壤成分檢測中也發(fā)揮著重要作用。此外，激光腐蝕技術、感應耦合技術等理化技術也廣泛應用于土壤化學物質的檢測，為土壤環(huán)境污染的檢測和治理提供了科學準確的檢測支持。此外，水平定向鉆進技術還有助于土壤環(huán)境監(jiān)測過程中障礙物的定向穿越，實現(xiàn)快速準確到達采樣點，提高土壤采樣監(jiān)測效率。4土壤環(huán)境監(jiān)測的問題與對策與發(fā)達國家相比，我國土壤環(huán)境監(jiān)測存在的問題主要集中在三個方面：監(jiān)測技術相對落后、環(huán)境監(jiān)測體系存在缺陷、缺乏高質量的環(huán)境監(jiān)測技術和管理人員。我國現(xiàn)代土壤環(huán)境監(jiān)測技術與發(fā)達國家還有一定差距，監(jiān)測設備的穩(wěn)定性和質量還有待提高，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理還有待提高。此外，土壤環(huán)境監(jiān)測評價體系不完善，土壤環(huán)境保護與監(jiān)測方案不明確，使得環(huán)境保護的實施力度不夠。此外，監(jiān)測污染物的種類不能完全覆蓋當前的污染排放。污染物種類和特征不清，將導致環(huán)境監(jiān)管不完善、不完善，不利于實現(xiàn)土壤生態(tài)綜合治理和保護。隨著社會的不斷發(fā)展，土壤環(huán)境變化的復雜性和特殊性越來越高。土壤環(huán)境監(jiān)測與管理需要高素質的人才支持。目前，相關人才的配置和培養(yǎng)不到位，部分人員的專業(yè)能力不能滿足土壤監(jiān)測崗位的要求。影響土壤環(huán)境的監(jiān)測和保護效率。為科學準確地監(jiān)測和管理土壤環(huán)境，應加大對土壤監(jiān)測技術研發(fā)的投入，引進先進技術，以先進技術創(chuàng)新，構建土壤環(huán)境監(jiān)測技術共享與交流平臺，完善環(huán)境污染物清單，建立全面系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測管理方案，加大環(huán)境監(jiān)測人才培養(yǎng)力度，加強科研資源和人才引進，加強國際交流與合作，為土壤環(huán)境科學管理提供強有力的技術、體制和人才支持。結束語現(xiàn)代信息技術在土壤環(huán)境監(jiān)測中的應用，有效地提高了監(jiān)測效率和監(jiān)測效果。土壤數(shù)據(jù)能夠實現(xiàn)實時監(jiān)測和傳輸，及時反饋土壤的動態(tài)變化，對了解土壤的實時狀態(tài)和變化趨勢具有重要意義。同時，促進了土壤環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)的建立和土壤環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的形成，促進了國家土壤環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡建設目標和土壤環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)建設的完成。參考文獻楊哲海，韓建峰,宮大鵬，等.高光譜遙感技術的發(fā)展與應用[J].海洋測繪,2003(6):55-