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这些年来,在环境监测使用中收获明显的就是国内信息技术,重要展现在:(1)现在环保局下设的每个环境监测都开采了响应的信息技术(像遥感技术、地理信息技术、数据库技术等)引导下的营业体系,开始建设了国家、省、市3级环境信息统治系统,而且都得到更厉害配置的是软、硬件装备,为环境监测奠基了优越的办事环境;(2)将几种信息技术赞成与信息办事供应给政府部门与社会大众,实行了数据同享,推进了业务调换与疏导;(3)工作效果在进步信息技术的使用下将愈来愈普遍的提升,环境监测都运用到了自动化连接取样、大型仪器主动解析、远程监控、电子报表等信息技术,增进了环保政务与业务工作的发展;(4)环境监测信息技巧方面的英才的培育。国家供应政策规范,造就了一支专科特意的信息英才队列,保证了环境信息化的良好轮回进展;(5)国内在环境监测信息化建立予以轨制上的帮助。《环境信息化“九五”规划与2010年远景目标》、《环境信息管理办法(暂行)》、《国家环保总局应用软件开发项目管理暂行办法》、《环境信息标准化手册》、《环境信息公开办法(试行)》等环境信息文献是国家环保总局信息中央连续宣布的,不但为环境监测信息化建立供应优越的政治环境,也响应出政府的环境计划与管制环境工作的实力。
2发展趋向
国内环境管制技术维持系统的主要构成部分就是环境管制工作,以国家环境守护“十五”决策与2010年前景指标为根据的就是它进展的思绪与重要使命,以环境管制需求、面向环境监测当代化的需求与面向环境监测的实际需要为能源,以讲清环境质地近况与改变趋向、讲清中心污染源重要污染物释放总量与讲清环境质地改变的因素为指标,兼顾策划,体系布置,凸起要点,逐渐实施,统统提高环境监测科研事务的当代化水准与研究保证实力。尽管国内环境监测当前和发达国家保存差异,可是我们对于将来的进展理当有信念。为了保证人们呼吸新鲜空气、喝洁净水、安心享用食品,工农业生产与生活污染的防范事务国内正在全力增强,安然解决风险废物,保证空气、水源、海洋、放射性、电磁辐射等的环境安全。对于将来,就是要有完美的环境监测质地保障与质地掌控技术系统。我们正在由传统的化学解析向仪器解析进展的是环境监测技术;由手工操纵向持续自动化前进;由微量解析(0、01%~1%)向痕量(<0、01%)、超痕量进展;由污染物因素解析进展到化学形态解析;仪器也渐渐的走向共同运用与电子计算机化。这些有关科学技术的进展让国内的环境检测技术连续的冲破革新,这样可以加倍有用的运用到国内的环境监测事务中。
环境监测的主要目的是通过环境监测工作为专业的环境保护部门提供准确、及时、全面的环境质量反馈数值,为环境管理、污染源控制、环境规划等工作提供有效的科学依据。
(二)环境监测的过程。
环境监测的过程主要包括:接受任务、现场考察、收集资源资料、检测计划进行设计、合理布点、采集样品、运输样品、预处理样品、分析测试、数据处理、综合评估等。
二、环境监测的分类
环境监测的分类有多种鉴定标准,根据目前比较常用的方式,我们分为以下几类:
(一)按目的性分类。
按照目的性分类,环境检测主要分类特定目的性检测、研究性检测、检测性检测三种。目的性检测主要是根据相关部门的要求来执行,研究性检测往往属于环保科研方面的应用范围,检测性检测针对的主要是一些特定环境下的检测工作。
(二)按照检测对象来分类。
按照检测对象来分类,主要分为震动和噪声检测、固体废弃的物品检测、水质、土质、空气、热、光等检测。通过细化的检测对象来确定本次检测的目的,根据这些检测对象反应出来的数据来鉴定环境的状况。根据时代的发展,随着一些新物种的出现,环境监测的对象种类也越来越丰富。
(三)按照检测的场所来分类。
按照检测的场所来分类,主要按照检测区域面积大小来划分,可以分为厂区、单位、部门等的检测,这种环境监测主要用来监督企业单位的环保工作,以此来颁发排污许可证和征收对应的排污费。也可以对较大的户外场地和环境进行检测,比如海洋、城市水体、大气、个别景区等,这种环境检测工作综合考虑的是整个地球的环境变化因素,比如近期比较热门的北极冰融化的现象等。
三、环境检测对环境治理的促进作用
环境监测是一项细致繁琐的检验过程,通过环境检测可以尽快得知环境变化的趋势,依靠专业的数据来治理被污染的环境,从而达到人与自然的和谐发展。环境监测对于环境治理工作具有重要的作用,主要体现在:
(一)严格环境管理的制定标准。
环境监测工作的各种检测都以人类生态居住为标准,各项环境检测都是为了人类身体的健康打基础,通过严格的环境检测工作可以督促各种环保部门,在实现一定时期内的环境保护目标中可以更积极主动的依靠真实的数据分析来制定环保工作的标准,进而制定一些更有效、更实际的环保制度和规定,减少以往盲目操作的误区,将环境保护工作落实到实处。
(二)环境检测工作可以控制污染源的排放。
通过各项环境监测工作,相关的环保部门会得到一个真实的环境变化数据,通过这些数据分析掌握近期本地区污染物排放的总量,进而明确这些排放物是否超过国家规定的标准,是否已经对环境造成污染,从而可以根据事实来限定一些企业单位的日常排污量,并且对一些已经造成环境污染的企业单位给予相应的惩罚措施。同时还可以根据这些排污量的分析,对一些需要审批的企事业单位进行核定,发放排污许可证。
(三)环境检测工作在排污统计和排污费征收中的作用。
环保部门给予发放排污许可证的单位,在领取允许生产命令的同时,也开始每天的排污工作,因此这些部门每天的排污量需要一个专业的统计工作。环境监测可以根据详细的仪器检测和实地检测得出这些企事业单位每天固定的排污总量,这样环保部门就可以有明确的收取排污费的执行标准,根据不同时期排污量的变化收取相对应的费用,便于环保工作的展开。
(四)环境检测辅助环境监督管理工作的进行。
定期的环境检测工作,主要内容就是对本地区的企业单位的污染物排放情况作进一步的跟踪统计和分析,实行当地环境保护的监督作用,可以督促这些企业单位时刻遵守国家环境保护工作的法规和法律条文,杜绝恶性污染环境的行为发生,减少环境污染给地球造成的损害。同时环境检测还可以反映出一个地区一段时间内的环境状况,是否属于被污染的状态,还是属于自然和谐的环境状态,这些信息提供可以为当地的居民生活提供借鉴,便于居民采取适当的自我保护手段。
(五)环境检测在纠纷仲裁中的作用。
环境检测工作可以就地取样,通过环境监测数据分析得出准确的信息,为仲裁机构提供最终裁决的依据,同时环保部门也可以根据环境检测的结果来实行及时补救的环保工作,并且对这些造成环境污染的企业进行相对应的经济处罚。
(六)环境检测对科学研究的作用。
作为环境检测也不例外,做好相对应的高科技环保方面的环境检测工作,对于环保工作的革新以及环保新产品的研发都具有一定的促进作用,只有与时俱进的掌握最先进的环境检测仪器和内容,才能将科技转化为劳动力,对于推动当代社会经济的发展,减轻环境资源的破坏都具有重大的意义。
2土壤污染进行监测
土壤受到污染时所产生的影响都是间接的。通过在土壤被污染之后,土壤农作物、地下水以及人体会受到土壤污染的间接影响,通过对农作物的变化进行监测,进而判断出土壤的污染情况。针对植物进行生物监测在土壤受到污染之后,会对种植在土壤之上的植物带来相应的影响。植物会反应出类似于叶片受损、呼吸作用加强、生长的速度迟缓以及植物中的某些成分发生改变等等。针对动物进行生物监测在此项技术中最常用的监测方法是利用蚯蚓对土壤污染进行监测。因蚯蚓可对污染土壤中的农药和镉发生变化。是一种对监测土壤中镉元素的最有效手段。微生物的监测方法微生物监测法主要是利用土壤中有关微生物的群落的有关变化进而反应出土壤受到污染的状况。人类的粪便和尿液是土壤污染中的主要污染来源。通过对被污染土壤中异养菌的计数和分离处理之后,从而对受检测土壤中的微生物群落所形成的相应群落中数量和结构上的变化,进而判断出土壤受到污染的程度。污染毒性监测毒性监测指的是在自然界中的生物在受到污染之后,其生理机能和相应的遗传物质会发生相应的改变从而反映出环境污染的程度。
3微生物检测技术在我国的发展前景
生物检测技术主要是利用相关生物对污染物所作出的反应来对评判出环境质量的好坏以及被污染的程度。环境所产生的效应从总体上看是以人作为核心的主体生物系统。正因为如此,生物监测对环境的评判标准具有一定的指示性,但另一方面,生物监测技术因其具有的复杂性又使生物监测技术面临各种问题。
作为与环境保护相融合的生态系统模式,主要就是突出在环境保护中,对各个影响因素进行相应的代表值的测定,通过现代化技术的融入,在整个监测中采用计算机信息软件等功能,更好地为环境质量的好坏提供全方位的技术控制。在监测的过程中,通过采用现场督察、资料的收集以及监测设计计划、布点设计、样品监测等方式,形成对数据分析处理、综合指标的评定等综合运用,结合在生态环境监测主管单位的整体监管中,形成自然因素、人为因素的环境保护模式,形成科学有效的监管办法。
1.2整体功能的发挥
在生态环境监测系统中,主要是通过技术运用的手段,围绕在经济社会发展中的各个要素,在污染要素、生态环境破坏等方面形成技术性的控制,这样可以更加突出在整个监测中的技术模块,为实现可持续发展提供良好的支持。其中,通过对空气质量、废水排量等有效的数据控制,能为环保监察的执法提供科学的依据,全面加强生态环境保护的整体运用。
2生态环境监测中存在的问题
2.1业务水平不强
在环境检监测的处理过程中,由于专业队伍人才的缺乏,不能全面适应整个监测的需求,有的监测机构即使配备了相关的人员,但是在专业技能上还是不能与整个监测技术相吻合,对于监测中空气质量、地下水以及废水等指标的测量,不能形成整体的管理水平,因此不能适应整个监测业务的整体功能。
2.2过分强调经济效益
受到传统思想的影响,在生态环境的监测中,由于空气质量的下降、水污染的严重加剧,空气质量的全面降低,在追求经济发展的过程中,全面强调对整个经济的发展步伐,在电子产品、化工药物、能源开发等过程中,采用的是粗放式的开采模式,因此,没有技术开发的模式,也不能实现产业结构的优化与调整,在经济发展的过程中产生了很大的生态问题,不能形成可持续发展的整体运行态势。
2.3生态破坏的严重性较大
在环境破坏中,对于生态环境的影响是一个关键性的因素。尤其是在整个经济大背景下,环境污染的形成不是一时的,主要的过程是经历日积月累的。生活环境中各种空气要素遭到破坏,不能形成一种健康的生态方式。在环境监测的系统模式中,也不能进行全方位的优化,从而不利于环保部门对于环境的整体控制,在技术上不能全面创新,这些都不利于环境生态监测技术的整体升级和在具体运用中的作用发挥。
3生态环境监测技术的运用方式
3.1遥感与GIS一体化集成技术
遥感图像类似于栅格数据。在GIS,遥感和地理信息系统数据级轻松实现一体化。GIS软件在图像处理方面比较弱,而遥感软件在数据管理及空间分析方面非常欠缺。遥感图像分析功能可以被用来作为一个核心组件和GIS的集成,我们必须首先解决数据在两个平台之间的互操作性问题。遥感影像获取成本相对较高,且需要占用较大的存储空间,如果为每一用户都单独配备相应的影像将需要花费较大的代价。而遥感影像的使用特点是多个用户经常在同一幅影像上进行相应操作,也就是以共享方式使用影像。因此基于WebServices的共享方式能集中利用服务器的软、硬件资源,方便终端用户的使用。其次是平台一体化。如果在菜单中的遥感图像处理的结果可以被直接发送到GIS软件,没有中间的保存、打开,类似于GIS的分析软件,该软件直接进入远程同步显示或另一个软件集成软件的常用功能,虽然在两个不同的软件平台下工作,但效果类似。
3.2数据库内容和组织
数据层由空间数据库和属性数据库两部分组成。其中,空间数据库包括评价区域基础地理数据和遥感数据;属性数据库包括国家生态环境质量评价技术规范,相关术语的解释,土地利用分类系统地类代码、含义以及一二级地类匹配关系,各个评价指标权重及计算方法,社会经济统计数据和环境质量数据等。同时,将空间数据和属性数据通过统一的ID关联。关系模型实际上是一种简单的二维表格,适用于具有简单属性(属性不可分),且属性个数固定的对象,但不能直接表示属性个数不定的空间数据,如一条线上具有不同的空间点。
3.3突出环境保护监测网络化建设
对于生态环境监测的每一个科学指标,尤其是在监测网络系统的构建中,最主要的是实现整个系统管理的规范化,在严谨的设计过程中,有针对性地形成技术融合模式,才能更好地实现网络化建设的优越性。在科学优化的基础上建立并完善全国环境监测网、生态环境监测网,根据分级管理原则和环境管理的需要,建立并完善国家、省、市级环境监测网络管理及运行机制,制定章程和规范,统一协调,合理分工,相互配合。监测站承担大量基础性、常规性的环境质量、污染源监测工作,监测总站和省站不承担或很少承担具体监测任务,重在监测科研,进行监测技术路线、监测标准规范体系、分析方法体系、环境质量综合分析评价技术体系、质量控制技术体系的深入研究。
2生态监测经费十分缺乏
生态监测经费十分缺乏也在一定程度上制约着生态监测法在环境监测中的应用。多年来,由于未将生态监测项目纳入发展计划,生态监测缺乏经费保障。由于缺乏与之配套的经费支持,后续的常规监测项目往往逼迫终止,生态监测的数据链逼迫中断,非常不利于环境监测工作的开展。生态监测技术有待加强生态监测技术有待加强使得生态监测法在环境监测中的应用陷入困境。目前,野外生态监测环境以森林和山地环境为主体,交通不便、通信不畅、气候恶劣、技术装备落后,已成为开展生态监测工作制约因素,加之基层一线监测人员偏少,培训不足,也困扰着环境监测中生态监测法的应用。因此,探索生态监测法在环境监测中应用的策略势在必行。
3优化生态监测法在环境监测中应用的策略
为进一步提高生态监测法在环境检测中的应用水平,在了解生态监测法在环境监测中的应用及其存在的问题的基础上,优化生态监测法在环境监测中应用的策略,可以从以下几个方面入手,下文将逐一进行分析。
3.1合理规范生态监测规划
合理规范生态监测规划是优化生态监测法在环境检测中应用的关键。在环境监测中应用生态监测法,应意识到生态监测规划的重要性,在生态监测项目实施之前,就应合理规范生态监测规划,明确优先监测的指标体系,使生态监测在环境监测中的应用有章可循。
3.2加大生态监测经费投入
加大生态监测经费投入是优化生态监测法在环境监测中应用的重要环节。对环境监测中生态监测法的应用而言,应加大生态监测经费的投入,发挥生态监测工作的经费保障作用,将生态监测项目纳入发展计划之中,做好配套的经费投入工作,进而促进生态监测法在环境监测中的应用。
3.3逐步提高生态监测技术
逐步提高生态监测技术对优化生态监测法在环境监测中的应用也至关重要。在环境监测中应用生态监测法,逐步提高生态监测技术,应从技术装备和智力支持两个方面优化生态监测的应用,如积极引进先进的生态监测设备、定期或不定期地开展对生态监测工作人员的培训工作,提高环境监测中生态监测法应用的专业知识和技能水平,可以起到完善生态监测技术的作用,逐步提高生态监测技术。
0引言
监测监控系统是融计算机技术、通信技术、控制技术和电子技术为一体的综合自动化产品,当将其作为一种安全预防技术设施应用到工业生产和社会生活中时,就称其为安全监测监控系统。在我国的工业安全事故中,煤炭工业的安全事故较为频发且性质严重,尤其以生产矿井瓦斯爆炸事故最为突出。为此,国家有关安全生产监督管理部门专门制定了“先抽后采,监测监控,以风定产”的十二字指导方针,由此可见,煤矿安全环境监测监控系统在煤矿安全生产中的重要地位。
1煤矿安全环境监测监控系统组成
根据所述及概念,监测监控系统的功能一是“测”,即检测各种环境安全参数、设备工况参数、过程控制参数等;二是“控”,即根据检测参数去控制安全装置、报警装置、生产设备、执行机构等。若系统仅用于生产过程的监测,当安全参数达到极限值时产生显示及声、光报警等输出,此类系统一般称为监测系统;除监测外还参与一些简单的开关量控制,如断电、闭锁等,此类系统一般称为监测监控系统。
煤矿安全生产监测控系统层次上一般是分为两级或三级管理的计算机集散系统,一般包含测控分站级和中心站级。每个测控分站负责某几路传感器信号的采集和某个执行机构的控制,实现了采集、控制分散;中心站负责数据的处理、储存、传输,实现了管理的集中。中心站与分站和计算机网络之间的通信、传感器到测控分站的数据传输、测控分站到执行或控制装置信号的传输,是通过传输信道实现的。
监测系统一般由地面中心站,井下工作站,传输系统三部分组成。地面中心站一般有传输接口装置和若干台计算机,电源,数据处理及系统运行软件,存贮、打印、显示等装置组成。为了计算机稳定工作,一般还配备了机房恒温调节,不间断电源等辅助设施。
井下分站和传感器构成井下工作站。井下分站的作用是,一方面对传感器送来的信号进行处理,使其转换成便于传输的信号送到地面中心站;另一方面,将地面中心站发来的指令或从传感器送来应由分站处理的有关信号经处理后送至指定执行部件,以完成预定的处理任务,如报警、断电、控制局扇开启等;并向传感器提供电源。
传输系统是用来将井下信息传输至地面和将地面中心站监控指令传输至井下分站的信息媒介。信道,信息传输的通道,监测系统大多采用专用通讯电缆作为信道。
传感器与分站之间一般采用直接传输方式。我国国家标准规定传感器的输出信号应满足以下几种信号:模拟量信号有三种,频率输出(5~15HZ);电流输出为0~5mA;电压输出为0~100mV;开关量信号输出一般有±0.1mA、±5mA和200~1000HZ等。
2煤矿安全环境监测监控系统技术指标
根据安全监测监控系统的组成,其主要技术指标,主要是以组成系统的各个子系统的技术指标为特征。
2.1测控分站容量:是输入、输出量的个数及类型。例如,模入8,开入4个接点信号、4个电流形式信号等;开出4个TTL电平、4个继电器触点输出等。
接配传感器:是指所接配传感器的种类、型号、测量范围、输出信号形式、供电电压、精度等。
检测精度:是反映分站性能优劣的主要指标之一,一般用满量程的相对误差来表示。数值越小,则检测精度越高。
另外,还有分辨率、转换时间、传输距离等指标。
2.2中心站主机型号及配置:CPU型号,内存容量,硬盘容量,软驱数量、规格,配置外设的种类、型号、数量等,另外,还有备用主机的情况。
容量:即系统可带分站的数量,例如,井下100个分站,地面10个分站。
传输速率:数字传输的波特率,例如,600bit/s,1200bit/s。波特率越高,传输效率越高。
另外,还有传输距离、可靠性等指标。
2.3系统信息管理软件开放性好:组态软件数据库提供了开放数据访问接口,可以实现数据库的二次开发。
安全性良好:所有的设计方案都充分考虑了系统的安全性,使用采集系统对监控系统的影响达到最小。
数据容量大:采用虚拟内存管理技术,理论上数据存储是无限制的(受硬盘空间和内存大小的影响)。
另外,还有响应速度、运行是否稳定、扩展性是否强、兼容性好等衡量指标。
2.4防爆及防爆标志根据国家标准的规定,爆炸危险环境用电设备分为2类。有瓦斯爆炸危险的矿井使用的电气设备为I类,除瓦斯矿井以外的爆炸危险场所使用的电气设备为II类。II类电气设备又分为A、B、C三级,这是根据使用场所的爆炸性混合物最大试验安全间隙或最小点燃电流来分的。II类电气设备还按最高表面温度的不同,分为T1-T6共6组。防爆型设备在外壳上的总标志为:“Ex”。
防爆型电气设备按防爆结构的不同,可以分为以下几种类型:增安型、隔爆型、本质安全型、通风充气型、充油型、无火花型、特殊型等等。
3煤矿安全环境监测监控系统的种类
监测系统按工作侧重点分为环境监测系统和工况监测系统两大类。每种系统又可能包含若干子系统。如环境监测系统可能配备瓦斯突出预报子系统、顶板监测子系统;工况监测系统可能配有综采监控、胶带监控等各类子系统。
环境监测系统一般侧重于监测采掘工作面、机电硐室、采区主要进回风道等自然环境的参数,其主要功能为监测低浓度沼气(4%以下)、高浓度沼气(4%~100%)、一氧化碳、二氧化碳、氧气、温度、风量、风速、负压、矿压、地下水、通风设施、煤尘、烟雾等参数,除实时显示检测数据外,还应按《煤矿安全规程》的要求及各矿井实际情况,在一定地点及工作场所设置报警(灯光、音响)和执行装置,以便防止和预报灾害。
工况监测系统一般侧重于监测机电设备,其主要监测参数有采区产量、井下煤仓煤位、采煤机机组位置、运输机械、提升机械监控、设备故障监测及效率监测等等。但生产工况监测信息并非全部要传输到集中监控系统之中。
一些大的监控系统通常包括环境监测与工况监测两大功能,适应性更为广泛。
4煤矿安全环境监测监控系统的结构
煤矿安全生产监控系统的系统结构分为集中式和分布式。
4.1集中式集中式控制是一种中心计算机直接控制被控对象的系统。其特点是信息采集、分析处理、信道管理,控制功能均由地面中心站计算机完成。数据传输量大、负担繁重,中心站计算机是系统关键性节点,当中心站和传输通道发生故障时,将导致整个系统的瘫痪。:
集中式控制系统大多为星型结构,其特点是结构简单,将多个节点连接到一个中心节点即可;增加、扩展节点十分方便。中心节点是整个系统的“瓶颈”,该系统的可靠性很大程度上取决于中心节点。
2环境管理的规范化监管
2.1环境监测管理体系的健全环境监测管理应以标准化和规范化的文件形式,管理各技术岗位人员专业化素质及实验室条件。对岗位职责和行为进行规范化管理,监测管理须进行相应的监督机制和考核机制,特别是监测人员持证上岗考核制度。监测管理部门应利用充分的有利条件,联络两地区监测人员进行技术交流,相互学习互搓技术,以整体提高监测人员的技术水平。选拔专业对口的人员融入到监测队伍中,提高整体监测管理的水平,完善环境监测管理的规范化和体系化。环境监测管理从搜集资料、现场勘察、制定监测方案、样品采集、运输条件、保存方法、实验室分析、数据处理、报告编制和结果报出等环节需制定完善的质量管理措施,对各方面进行严格的审核,提高环境监测管理水平,为环境管理部门提供第一手数据信息。
2.2做好环保宣传和监管工作为进一步强化舆论监督、社会监督、公众监督,提高全民环保意识,严厉打击违法排污企业,促进企业遵守环保法律法规,对违法企业设立曝光台,需要引导公众关注环保,鼓励公众参与环保行动,设立环保监督员,这是打击环境违法行为的重要举措之一。拓宽执法范围,创新执法手段,提高执法效率和监管水平,设立环境远程视频监视系统、污染源在线监测系统、环境空气自动监测系统、“12369”自动投诉系统及地理信息系统化,对于环境信息网络功能需要不断升级,以形成支撑环保管理的信息网络平台。
2.3环境管理存在的主要问题经济建设快速发展,但环保设施建设基础却相对薄弱,跟不上环保发展的需要。监测人员严重不足,成为监测事业发展的瓶颈。工作经费缺口较大,制约环境监测正常工作开展。工资待遇差别明显,影响了监测队伍的稳定性。人员素质不高,不能满足新形势下监测业务拓展的需要[3]。
3环境监测和环境管理的几点建议
1)引进高素质人才,提高专业技术能力。拓宽进人渠道,解决人员严重不足的问题。环境监测人员是环境管理的关键,培养一批高素质环境监测技术人才和环境管理人才,是环保部门的首要责任。由于科学技术和监测方法、标准化的发展变化,很多新知识、新技能需要重新学习,需要有计划、有步骤、有重点地对监测人员进行培训。环境监测管理尤其需要一批懂技术、会管理、专业性强的复合型人才。但如果人员配备不合理,监测效率和监测水平则难以保障。
2)加强现场环境监测全过程管理。影响现场监测工作的因素很多。采样容器的选择、采样点位布设、采样过程是否按照规范执行、样品运输条件及样品保存方法,会严重影响数据的准确性。需要对现场监测过程进行质量控制,发现问题及时纠正,不断完善和提高现场的监督监管,最大限度减少现场监测对分析数据的准确度。
3)添置先进仪器和技术创新,提高监测能力。监测在环境保护中发挥至关重要的作用。有计划地配置先进的精密仪器,快速准确的分析方法和测试技术,可以节省时间、提高工作效率,保障了实验室分析的准确度和时效性,有利于新项目的开展和科技研发工作。不断的技术创新、提高监测人员整体素质、增加监测项目、定期进行人员培训、合理分配技术结构也是增强监测技术和科研能力的重要途径。
4)开展减排监测考核,推动监测整体工作。对于环境监督考核,国务院曾明确要建设科学、完善和统一的节能减排统计、监测及考核体系,加强减排体系建设的考核办法,严格审查监测数据、监测质量及自动监控和实验室监测能力,确保监测结果准确性和权威性,提高环境监测水平,促进环境监测事业的发展[4]。环境监测工作质量直接影响环境管理的质量,乃至影响环保决策的正确与否。
5)建立标准化的监测队伍,形成网络化体系。建立标准化的监测能力,必须制定相应的法律法规、国家标准、地方标准、行业标准和技术规范。在环境监测全过程保证监测数据和信息具有代表性、准确性、精密性、可比性和完整性。数据信息为管理决策提供有效、科学和准确的依据。在监测技术考核过程中,形成网络化管理,自动化采集样品,数据处理、统计分析、传输建档、监测技术的互联网化,使环境管理能力得到快速提高。建立一整套环境监测的标准化程序,实施、验收及考核为一体的法规和技术长效监督机制,技术能力与管理水平的提升,可提高环境监测和管理的综合能力。
6)有效应对突发事件,建立监测预警体系。应急措施管理是环境监测工作顺利完成的重要保障[5]。制定《处置突发环境事件应急预案》,是适应新时期环境监测能力建设的需要。加快建设先进的环境监测预警体系,掌握环境监测能力和规范化的监督体制,提高监测数据的准确性和权威性,形成社会监督与监管的统一。应急和专项环境监测仪器的配置,环境监测标准化机构设置、监测经费、监测用房、仪器配置和技术人员的合理配置,对人、财、物的合理利用,是监测能力建设的有力保障,使环境监测得以科学有序的发展。
二、环境监测数据管理系统
1、环境监测模块
该模块的功能在于通过时间触发器连续或间断地对某地区环境条件下的污染物性质变化进行判断,同时对污染物浓度发展情况、趋势进行预测,通过预测分析污染物的变化趋势及其可能性,判定环境问题、污染问题发生的结果。环境监测通常是按照检测目的划分的,其中包括两部分,即监视性监测、特定监测。在系统设计过程中,应当参照监测目的对相关模块进行划分,并在此基础上确定监视性监测、特定监测子系统。环境监测数据管理系统,围绕着空气质量、水质质量以及废弃物和噪声进行常规性的监测,从而实现数据管理、预测和统计分析,重点数据绘制环境质量图过程中显示出来,从而使其更加的直观。其具体的功能结构设计如下图所示。
2、排污申报与环境污染源管理模块
环保法及相关法规规定的排污单位,一定要履行申报义务,排污申报是污染管理系统的一个非常重要的功能。对于该模块而言,其包含如下功能:数据汇总,即对污染源数据进行及时的汇总,采取相关信息资料。数据查询:根据排污单位、污染源对其进行查询;数据管理,即排污申请填写,对污染源信息资料进行维护;数据分析,即针对性的对重点企业、污染源进行分析。在数据查询功能设计过程中,查询危险源以及排污企业,并且基于GIS技术的应用在地图上对排污企业的具置显示出来;按单位名称和污染源名称对其进行查询,并且按地区对污染源进行查询。数据分析功能设计为:分析污染事故缓冲区,对重点污染源进行分析,并且用图表将其显示出来;污染物历年数据分析;地区污染物以及污染企业分析等。排污申报及污染源管理系统如下图所示。
3、环境在线监控模块
监控的主要内容是污染源排放在线监控烟尘、污水(主要是COD、流量、TOC以及总磷和pH值等),同时还包括污染源噪声。首先,系统登陆。客户端管理软件提供具体的授权访问模式,以确保该系统管理的安全可靠性。授权用户利用账号、密码登录该数据管理系统,并且用户权限由管理员进行分配。比如,管理员可以进行建库、控制、监测以及其他高级功能;一般用户则只能使用基本的系统功能,比如在线监测和基本的图表报表打印等。系统登录过程中,先输入用户名、登录密码,然后验证身份,进入该系统主界面。其次,系统界面。客户端管理界面为XP风格界面,客户端管理软件所有功能均可通过在界面右侧选择任务栏目实现,任务栏为可展开/收缩的风格控件,功能栏目为类Web风格的超级链接。界面中部为GIS地理信息系统,GIS的主要功能通过GIS工具栏实现。界面右侧还有若干窗口显示即时消息、系统报警以及快速查看数据等功能。数据输入:把各类污染物的监测数据都存储起来,构建成一个数据库,这样可以方便数据统计,也为技术人员的分析提供了数据基础。通过先进的计算机技术,把这些数据都统一管理,然后按照监测地点、监测类型、监测时间等信息,分类处理这些数据,方便用户选择,使他们可以快速的掌握到想要了解的信息。此外,必须注意数据的存储工作,多做一些备份,以免数据丢失,影响环境监测工作不能正常的进行。数据修改:录入环境监测数据以后,管理人员要认真仔细的核对数据,要及时的修改和更正以及删除无效的数据,确保数据的准确性[4]。数据修改有条件修改、当前记录修改和替换修改的功能,这些功能的设置,可以方便管理人员快速、高效的进行修改工作,也能提高数据的准确性。数据备份:由于环境监测数据众多,而且是环境监测分析工作的基础,一旦丢失,就会给环境检测部门带来很大的损失,所以管理人员在管理数据的时候必须注意数据的备份工作,把数据存储在不同的工具下,预防电脑崩溃使数据丢失。确保数据的安全性,保证环境监测工作的顺利进行。数据查询。数据查询可以帮助用户很快的找到他们需要的数据,使他们更好的进行环境监测工作。在查询数据的过程中,用户可以设置条件,然后数据库中相关的数据就会自动出现,这样可以减少查询时间,提高查询的效率,而且还能保证数据的准确性。数据输出:数据输出一般采用打印输出、屏幕输出[5]以及文件输出三种输出方法。打印输出,顾名思义就是把数据报表通过打印机打印出来;屏幕输出则是把数据制作成图形和图表的形式显示在电脑屏幕上,供用户查看,然后根据这些信息来分析环境状况;文件输出就是把环境监测数据、分析结果通过不同的文件格式存储在磁盘上,可供用户下载查看。数据统计:数据库中的数据一般只是环境监测的原始数据,可供用户进行查看、统计分析,然后更好的进行环境保护工作。数据统计分为常规统计和选择统计两种。常规统计是按照报表的要求进行的,要计算监测点以及区域的年、月、日均值等,然后保存。选择统计则是按照用户的定义条件进行的,灵活性较大。数据分析:数据分析是把数据转化为图形或者图表的形式来展示数据信息,可以使用户更加直观、清晰的掌握环境的质量和变化情况,方便环境监测部门快速、高效的处理环境问题,更好的服务环境保护工作。
4、环境监测部门的职能
建立环境监测数据管理系统是为了更好的管理环境监测的数据,为了使环境监测部门管理人员可以准确、快捷的掌握环境质量信息,因此必须要符合环境监测部门的工作要求,提高工作人员的管理水平,满足环境信息化的需求,做好环保工作。环境监测主要是监测污染源以及常规的监测,做好了这两种工作才能保证我国环境污染状况不再加剧。常规监测是一项衔接性很强的工作,需要经过一系列的过程:现场采样,样品登记,分析实验等等,最后通过审核签字才能生成分析报表。在进行常规监测工作的时候,一定要有序进行[3],这样才能保证分析报表的准确性。污染源监测也是一项非常繁琐的工作,进行污染源监测工作时首先要委托登记,其次分配任务,然后按照现场采样、样品登记等的顺序进行监测工作。现阶段我国已经控制了污染源的排放量,只有减少污染源的排放,我国的环境质量才能得到彻底的改善。
由于我国现行的农村环境治理体系的发展远远滞后于农村现代化进程,因此,在农村环境问题的管理能力上表现出力量薄弱、实用性不强和缺少相应的政策等特点。主要存在以下几个方面的问题:一是由于农村环境污染治理资金的匮乏,导致农村环境污染治理的基础设施建设严重滞后,难以建立良性运营的市场机制。二是由于农村普遍没有开展环境质量监测工作,一些污染事故也无人处理。农民在日常生产和生活中遇到环境污染问题也无处咨询。三是由于农村环境管理涉及到多个职能部门,因此在开展农村环境监测工作时,往往出现要么大家都去管,要么大家都不管的状况,影响监测工作的开展。四是在农村环境监测工作中缺少统一的相关评价标准和评价方法,对农村环境监测工作的开展造成了一定的影响。
2农村环境监测力量薄弱虽然
目前政府机构中农村环境保护的的地位越来越重要,但是县级环境监测站往往存在人员编制不足、技术力量薄弱等问题。我国的县级环境监测站一般建立于上个世纪八十年代,又有当时经济发展与环境保护的矛盾并不突出,因此,县级环境监测站的人员编制一般核定在5~10人。随着我国经济的快速发展,环境污染问题越来越严重,人员短缺问题日益凸显。目前,县级环境监测站技术拔尖人才极度匮乏,人才结构不合理,专业技术人员比例低的状况还会在一个较长的时期内存在,从而导致农村环境监测的整体水平难以提高,正常业务难以完成,新业务也难以开展。
3农村环境监测没有形成常态化
目前,农村环境监测工作仍存在很多缺陷,比如监测指标模糊,检测内容不明确,监测频率不规律等,这些缺陷使得农村环境监测工作离常态化目标还有很长的一段距离。在农村环境监测过程中,很多环境问题并没有得到重视,监测工作常常被忽视。重点监测和常规监测相结合仍处于初级阶段,主动监测和被动监测相结合相对较弱,农村环境监测处于不规范的状态。如果没有农民的监测诉求,或者项目建设没有特殊的要求,监测部门一般不会实施主动监测,然而,农村经济社会发展对环境监测工作提出了新的要求,监测工作必须从被动转向主动。
二完善农村环境监测的对策
1健全农村环境监测管理体系
目前很多地方农村的环境监管工作基本处于无人管理的真空状况,因此,要逐步建立和完善覆盖农村的环境监管体系,努力形成“层级职责清晰、面上责任落实、运转制度保障、防治公众参与”的农村环境工作的新局面,使农村环境保护工作常态化、规范化和制度化。完善农村环境监测的各项工作制度的建设,建立符合农村实际的环境监测标准和技术规定,创建农村环境质量监测的科学评价模式,保障农村环境监测的质量,促进农村环境监测水平的提高。
2加强环境监测人才队伍建设
农村环境监测的有效开展,离不开环境监测技术人员的努力,因此,必须强化农村环境监测队伍建设。一是适当增加人员编制。县级环境监测站应根据实际业务工作的需要,按照“因需设岗,按岗设编”的原则,确定合理的人才结构,满足工作需求。二是积极探索适合农村环境监测的人才培养机制。利用各种形式培养高素质的环境监测技术人员,可以请行业内的专家到现场指导和传授经验,对主要业务人员和技术骨干进行轮岗培训,提高环境检测人员的综合业务素质,促进农村环境监测队伍的可持续化发展。
3全面开展农村环境监测工作
要对农村环境状况全面了解和掌握,遵循优选点位、强调代表性和随机布点、突出重点的原则。一是重点监测与常规监测相结合,对于关系到农民群众生产生活和经济社会发展的关键环节,要重点监测。二是主动监测与被动监测相结合,对于农民群众强烈要求的问题,要主动监测,监测信息,确保环境问题得到有效监控。三是联合监测与独立监测相结合,应加大监测力度,拓宽监测层面,实现资源共享。四是职能部门监测与群众监督相结合,职能部门应在农村环境监测中发挥核心作用,同时也需要农民群众的密切配合,这是监测工作的理想状态。
环境监测是参照国家环境质量标准,对一地区的污染分布情况进行综合分析和监督管理,收集本底数据,评价环境质量,其监测程序为:实地调研优化布点收集数据统计分析综合评价提出方案评审确认上报材料,整个监测过程应以环保体系技术规范及相关规定为指导,保证最终获取数据的真实性以及提交报告的科学性和可操作性。环境监测的对象是环境样品,目前主要采用仪器分析法和化学分析法来检测样品中污染物的成分及结构,前者以理化方法为基础,对环境样品进行定量和定性分析,如采用气相色谱法对有机物进行测定;后者主要包括重量法和容量法,如采用容量分析法对水中酸碱度进行测定。
1.2环境监测的特点和分类
就环境监测的对象而言,主要包括气体、固体废物、土壤、生物等客体,采用一切可以表征环境质量的理化方法来对其进行监测和综合分析,以此来准确阐述样品数据的内涵,同时为进一步揭示环境质量的演变规律,需要对有代表性的监测点位、对象及其相关项进行长期监测,由此可见,环境监测具有综合性、连续性和追踪性等特点。环境监测的介质对象较为广泛,可以按照监测目的、专业部门、区域等对其进行分类,为突出环境监测的系统性,通常会将监测内容分为常规监测、应急监测和科研监测三种类型,其中常规监测是指对指定项目进行长时间的追踪监测,并对污染状况及质量控制措施的效果进行分析和评价,服务于环境质量监督管理工作;应急监测和科研监测均有其特定的目的,前者是对污染事故进行仲裁监测、咨询服务以及考核验证,后者服务于更高层次的科学研究,反过来能够指导环境监测工作的持续开展。
2环境监测技术及其发展趋势
2.1环境监测技术的发展现状
环境监测技术可分为采样技术、测试技术和数据处理技术,综合应用这三种技术对大气环境、水环境、土壤环境、生物、固体废弃物、放射性物质、噪声等进行监测和分析,其中采样技术是对各种环境物质进行采样,对样品物质成分进行分析,期间需对环境状况进行一段时间的实时监控,为环境质量测试提供有效的样本数据;测试技术是环境监测技术的核心组成部分,其任务是测试环境样本,对污染物质成分和特性进行鉴定和分析,确保数据结果的准确性;数据处理技术是环境监测的最后环节,其任务是对监测数据进行总结,确保数据的准确性,为监测结果的最终确定奠定基础。近年来,随着国家对环境保护的日益重视,环境监测技术的应用越来越普遍,同时新监测技术也获得了较快的发展,电感耦合等离子体发射光谱已经得以广泛推广,由于环境监测越来越重视监测技术的自动化以及分析方法的标准化,ICP-MS、GC-MS、GC-AAS等联合仪的应用和大范围监测网络的研究成为了新的发展方向。
2.2环境监测技术的发展趋势
环境监测技术的发展具体表现为六个方面的转变:一是人工采样、理化分析和数据统计等常规分析方法开始朝着以网络化、自动化、智能化为表现特征的环境监测方向发展;二是环境监测的技术密集型特点表现得更为突出;三是地面监测与遥感监测的全方位环境监测成为新的发展方向,环境监测的范围得到极大扩展,监测的实时性和准确性也得到提高;四是依托科技创新的监测仪器正朝着多功能、高质量、集成化、智能化的方向发展,仪器性能的综合性也表现得越来越突出,开始朝着物理、化学、生物、光学等技术综合应用的尖端领域发展。以生物监测技术为例,这是一种将动植物在污染环境中的各种反映信息作为环境质量评估依据的监测方法,通过观察生物在污染环境中的表现症状和生理生化反应以及对生物体内污染物含量的测定来对污染状况进行定量和定性分析。
3环境监测质量控制措施探析
环境监测质量控制包括采样的质量控制、样品运送和保存的质量控制、实验室分析的质量控制、数据处理的质量控制,这是一个系统的过程,任一环节出现问题都会影响到监测结果的准确性,因此,采取行之有效的质量控制措施尤为必要。
3.1环境监测过程的质量控制
在环境监测过程中,首先要加强环境样本取样和管理的质量控制,为环境监测质量控制创造良好的条件。根据我国环境污染的整体状况来看,工业废物和农业污染物的不合理排放是造成环境问题的主要原因,在采样过程中,应以国家制定的环境指标为基础,结合环境污染状况,科学布置监测点,合理安排采样频次和时间,正确应用采样技术及相关仪器,充分考虑到采样相关注意事项,如采样器摆放位置是否合乎要求、采样管安装是否正确、吸附剂是否有效等,样品采集完成后应立即送达实验室,期间要加强对样品保存和运送环节的质量控制,确保送至实验室的样品不被污染,保持原有的稳定性。
3.2实验室监测的质量控制
对于小型监测而言,实验室质量控制集中体现在内部管理上,内部质量控制是测定系统中的重要组成部分,是分析人员自我控制的过程,监测质量体现在监测全过程各环节的质量控制中,而每一个参与人员的工作质量将会对监测结果产生直接或间接的影响,因此,内部控制的关键在于提高分析人员的整体素质。对于大型监测而言,除了要做好内部质量控制外,实验室质量控制还涉及到多个实验室之间的质量控制,由于不同实验室选用的分析方法及技术手段存在一定的差异性,为保证测定结果的一致性,应提供统一侧样品,采用空白平行等方法加以确证。
3.3环境监测质量控制体系的确立
环境监测质量控制依托于相应的管理体系,并需要借助具体的技术文件和质量管理手段加以完善,在监测过程中,首先要对监测环境和条件进行分析,建立严格的质量控制体系,对监测人员的职责进行明确定位,确保监测工作的规范化和有序开展;其次是依据现行的技术规范对管理内容进行严格审查,对各项监测制度进行强化,解决监测质量控制不平衡的问题,形成全面、科学、系统的环境监测质量控制体系。
新兴的物联网技术基于互联网技术的基础上演变而成,是互联网技术的一项拓展性应用。传统的互联网技术实现了人人和人机之间的信息传递和交流,而物联网则在此基础上拓宽了用户终端范围,利用网络技术的电子设备将物品和物品之间实行了有效连结,建立了更为广泛的信息传输和交流渠道。
1.2主要层次划分
在实际信息传输过程中,物联网功能的实现要经过三个层次,首先是传感器对外部信号的接收,即信息的感知层结构,这个层次是物联网的核心系统。其次,信息接收后要通过传输系统实现信息在网络中的传输,即网络层结构,最后,对于信息的处理要通过网络应用层来实现,一般是指终电子端接收设备。
2我国物联网环境监测体系的发展进程
我国将物联网技术应用于环境监测领域最早是始于上世纪末,目前已由最初的几个试点城市扩展到遍布全国各个省份,我国政府在物联网环境监测行业投入了大量的资金,并提供了政策和技术支持,在重点污染区域都设立的联网监控系统,实现了环境监测的自动化。环境监测部门可以通过物联网反馈的环境污染信息,对环境污染状况做出科学的判断,并及时建立预警机制,能够有效的防范环境污染规模的扩散。物联网技术在我国环境监测领域的应用技术水平正日渐成熟,已经能够涉及到诸如水质,气体等多方面环境因素的监测范围。
2.1物联网环境监测技术的处理层次
2.1.1感知层。
物联网对于环境数据信息的收集要通过感知层作为媒介才得以发挥其功效。感知层可以形象的比喻成网络的表层接收器官,主要是指一些有型的数据收集设备,如传感器,摄像头等,这些设备对在监控区域内的环境监测对象和物体所表现出来的各项数据加以有效选择,识别和收集,保证监控目标信息录入的完整性和精确性。
2.1.2网络层。
信息在经过有效的过滤和收集后,将会有网络层接收并加以传输。网络层相当于物联网的中枢神经系统,主要是指一些信息管理和处理中心,大量的环境数据信息通过网络层实现在网络中的传输,并能够被及时有效的分析和处理。在此过程中,多种新型的传输技术被应用与此,使信息处理的进程和效率大幅提高。
2.1.3应用层。
物联网对环境监测的效果要最终通过应用层转化为能够被人类感知的实体目标。应用层主要包括一些数据输出终端设备,如各种应用平台以及各大计算机门户系统等。该层次可以对传输中的各项环境数据存在的问题进行管理,分析和决策,对原有的环保系统加以整合和改进,提出更为有效的环境污染应对方案,并建立完善的环境预警机制。网络层系统的应用能够有效改进环境监测工作中存在的问题,并做出科学合理的补救措施。
2.2物联网技术在实际环境监测中的应用实例
不论从环境监测信息的接收和输出系统还是信息的处理过程,物联网都突破了传统环境监测作业的局限性,给环境监测行业带来了深入的变革。物联网技术可以实现环境数据的全面监测和分析,并根据需要科学的布置监测点的位置,同时,能够保持监测的连续性,防止数据在监测过程中中断造成对数据整体性的破坏,而数据信息收集的准确性是互联网技术应用于环境监测领域的又一大优势。
2.2.1水质监测。
某市饮用水保护范围,包括4大饮用水水源,即青草沙、陈行水库、崇明东风西沙、黄浦江上游。对上述4大饮用水水源保护区实行分级管理,并对其水质进行实时监测,建立水质监测信息系统。在原有的监测站附近部署几十个传感器,监测该水域的浑浊度、总悬移质泥沙含量、pH等参数,并将数据汇聚至水质监测站的水质监测系统。网络层采用无线与有线融合的手段,将感知层感知的数据传输到应用层,应用层根据传感器相关信息综合分析监测数据。感知层、网络层、应用层共同组成的水资源监测体系,实现了对水源地水质及水污染的监测。
2.2.2大气监测。
大气环境监测包括空气在线质量监测、大气污染物监测和大气降尘监测。空气在线质量监测是针对人流相对集中的敏感区,在现有空气质量自动监测站点的基础上,按照网格化布点的要求增加自动监测点的部署,提高对该监测区域的实时监测,确保该区域的空气质量;大气污染物监测是在重要敏感区对易燃易爆、有毒有害气体进行监测,在部署的监测点一旦发现异常,系统将进入应急指挥程序;大气降尘监测是将全市降尘监测方式由人工改成使用传感器自动收集数据。
3物联网技术应用中存在的问题
3.1环境传感器功能单一环境监测的感知层包括环境传感器、在线监测仪器、传感器网络等,是制约物联网在该领域应用的主要因素。
目前,各种环境传感器功能比较单一,可以监测的污染物种类有限,可靠性也不高。环境监测的网络层主要依靠现有通信系统实现,而现有的信息通信中大量成熟先进的技术应用不充分,且对下一代网络、云计算等技术参与程度不高。
3.2缺乏统一的技术标准物联网标准体系相对较复杂,且涉及很多标准。
标准化是发展物联网首要解决的问题,是大规模部署和扩展的重要技术,如果没有大规模的部署就谈不上物联网。
3.3技术人员结构不合理从事环境监测技术的人员结构不合理,急需进行重组和优化。
对于环境监测技术这个需要根据实际情况解决问题的工作性质,要求从业人员必须具备较高的技术水平,并有较好的实际操作能力。而从人员机构分析,高学历人才如大学教授和工程师,所占比例还是相对较少,而从事该行业的人员还是普通工人居多,文化水平一般不高,这在一定程度上制约了环境监测技术的发展。