环境监测标准大数据化的研究

天津市滨海新区生态环境监测中心 杨博然

环境监测主要是通过GIS技术对环境进行监测和网络设计，通过对收集到的信息进行储存和显示，对所监测的地区进行详细的分析和研究[1]。环境监测作为目前技术性相对较强的行业，有着较大的发展潜力。因此，在进行环境治理工作时，需深入探究环境监测的内在价值。并且，随着信息时代的到来，可以通过互联网和大数据技术将环境监测标准大数据化。

一、大数据简述

大数据最开始是由商业咨询公司麦肯锡提出的[2]。应用传统的数据处理软件不能够有效处理较大或较为复杂的数据，不能通过数据管理和软件进行分析和数据处理，但大数据技术的应用，可以有效操控TB、PE、EB级别以上的数据。大数据技术主要包括信息的收集、存储、选择、传输、分析、共享、可视化等。随着社会经济的不断发展、科学技术的不断进步，大数据技术已逐渐成熟，在各种领域充分发挥自身的应用价值。在信息时代的背景下，大数据技术应用更为广泛，在各种企业和政府部门都通过大数据技术建设数据中心、数据仓库、云储存中心，从而为人们的生活、工作带来便利。

二、环境监测的重要意义

（一）执法监督的有利依据

环境监测可以通过各种有效手段，对环境进行客观分析、及时了解，从而为相关管理部门提供有力的数据支持，使环境治理部门按照监测的结果开展下一步治理工作。在环境监测工作中，将监测数据和环境管理相关标准规范和规定以及国家法律法规进行结合，可以直接判定环境是否存在空气、土壤、水质等污染情况，并且可以检查污染地区的污染物含量是否超过规定标准，对相关管理部门实行相应的处罚、警告，以此为人们的生活、工作、生产提供有利帮助和科学指导。

（二）社会服务的有利途径

环境监测工作根据所在地区制定的相关规定以及环境监测技术标准，利用先进的设备和技术对监测地区的环境质量实施监测，在长期的监测过程中，将监测到的数据进行分析和评定，得出最后的监测结果，治理部门依据监测结果进行针对性治理，从而为社会服务提供有利途径。例如，针对目前部分地区所出现的空气污染问题，如由中颗粒物、硫酸、硝酸等物质形成的雾霾现象[3]。在环境监测工作中，可以对雾霾实施监测，从而为广大群众提供雾霾的污染物监测数据，让居民对雾霾有所了解，并指导人们在生活、工作中如何防范雾霾，减少雾霾对人们身体的危害，如当出现雾霾天气时，需要采取佩戴口罩等有效防护措施，为社会提供便利服务。

（三）环境治理的坚实基础

在环境监测管理过程中，可以将自然和谐发展共生以及可持续发展等理念融入实际的环境监测工作中，制定科学、合理、有效的环境监测管理体系，从而可以有效解决水污染、空气污染、土壤污染等环境问题，为管理部门工作提供有力保障，保证管理部门工作人员可以及时发现污染源，并针对性解决环境污染现象，为环境治理打下坚实基础。与此同时，采用科学的环境监测技术，可以分析环境治理工作中的重难点，并根据治理难度确定治理方法，从而更好地对环境实施管控。

三、环境监测标准

在环境监测过程中，首先要做的是明确环境监测的具体标准和分类，按照相关制度和规范对环境质量进行分析、评定，只有明确环境监测标准，才能结合环境的具体情况进行调整、完善，从而确保环境监测工作的科学性、合理性、系统性。并且，需要严格遵守法律法规，根据相关要求确定环境质量标准的阈值和临界值，将其数据录入到大数据库中，若再次遇到相同的环境问题，可以根据环境质量标准数据进行合理考量，为实际环境治理提供参考变量[4]。

（一）环境监测标准分类

（1）环境评价标准

环境评价标准是由行政部门和立法部门制定的，是各类环境应用系统的重要基础，也是环境监测研究的重点。对自然环境中的各项指标制定评价标准，主要为空气、水文、土壤等评价标准，如《油品运输大气污染物排放标准（GB20951-2020）》。在工业部门或者企业生产过程中，产生的工业废料也需进行强制性规定，如《电子工业水污染物排放标准（GB39731-2020）》。在评价标准中，通常会有规范污染物项目、排放限制、排放监控位置、区分环境污染源是废水，还是大气污染物或企业工业废料污染物。制定评价标准时，也需要明确污染物的具体项目、监测方式、各界别的排放限制和单位等。

（2）环境监测方法

环境监测方法是由具有相关资质的部门从实际的环境监测工作中总结出科学、合理的监测方法，并在学术界和业界达成共识，共同确定为统一的环境监测方法，如《土壤环境监测技术规范（HJ/T166-2004）》。监测方法主要是对所要监测的项目进行全流程、精细化、具体化的规定。如环境监测方法规定了某个因子分析过程中应用的仪器、前处理、分析过程、数据处理等[5]。因此，所有环境监测人员需要严格按照制定出的环境监测方法进行监测，并随着科学技术发展的不断进步，结合环境状况的实际情况，对环境监测进行适当的调整和改善，使环境监测方法跟上时代发展的脚步，被更为科学、合理、有效的技术方法所取代。

（3）环境技术导则

环境技术导则是对环境监测方法和应用的仪器提出了相关技术要求。如《环境影响评价技术导则 地表 水 环 境（HJ2.3-2018）》《 环境影响评价技术导则 地下水环境（HJ610-2016）》。在研究环境监测标准大数据的过程中，需要根据环境监测标准对数据进行分类，利用科学方法，按照法律相关规定，以操作规范为基础将环境监测到的数据进行记录和存档，并应用到环境监测大数据系统当中。

（二）构建环境监测评价体系

大数据监测评价是大数据的重要部分，在实行环境监测标准大数据化的过程中，需要在科学、有效的前提下，构建环境监测评价体系，从而保障评价的全面性、系统性、科学性、可靠性。在构建环境监测评价体系时，需要对所在地区的空气环境、水文环境、土壤环境进行多方面评价，并对其细化分类，利于大数据系统的分类管理和数据处理、调用。并且要对评价方法、流程进行详细分类和记录，分析相关评价标准和评价对象类别，录入各类分析方法和评价标准的有关资质认定有效期，若出现过期情况时，需要对过期的分析方法和评价标准资质进行延长申请，或者淘汰旧技术，采用更新的分析方法和评价标准。另外，在制定数据框架时，需要将相关监测人员、监测日期、样品编号记录在内，保证事后可以进行复核、追溯，找出相关信息记录。

（三）环境监测因子划分

在进行环境评价时，需要监测环境现状因子，生活污水监测因子主要为氨氮、甲苯、磷酸盐、菌群等；地表水监测因子主要为pH、COD、BOD、SS、氰化物等；空气监测因子主要为CO2、NO2、PM10、TSO、甲苯等[4]。只有全面的监测因子才能进行大数据分析。因此，需要将环境监测因子进行精细划分，避免由于因子划分错误导致计算结果出现差异。如水中的甲苯、大气中的甲苯、土壤中的甲苯虽都为甲苯，但监测方法不同。所以，需要对因子的实验项目、应用范围、计量单位、排放量等进行细化，保证环境监测标准合理化、科学化。

四、构建大数据化环境监测体系

为了应对生态环境污染，江苏省建立了生态环境监测平台，以改善城市生态环境，减少生态污染等事故的发生。镇江市建立的生态环境监测平台主要利用大数据化系统，对环境空气质量、地表水水质、饮用水源地水质、环境噪声、辐射环境、污染敏感因子进行自动监测，建立了环境监测系统。在环境监察方面，建立了重点污染源企业废水在线监控系统、重点污染源企业废气在线监控系统、污水处理厂监控系统以及危险废物处置在线监控系统。此外，建立机动车尾气排放环保监测系统，由环保局进行监管。其中，多数监控系统有第三方单位实施监管，充分掌握环境污染情况，充分发挥环境监测作用。2010年起，镇江市环保局对东部地区进行环境监测，查清污染源及污染情况，对相关污染企业进行处罚，对东部地区实施自动监测系统，从而提高了空气质量，环境监测系统应用效果显著。为此，需要全面构建大数据化监测体系，将监测数据录入大数据系统中，才能有效分析环境整体数据以及分析模型变量框架，从而为后续的环境监测工作提供有利参考[6]。

（一）大数据录入管理规范化

在进行环境监测标准大数据化的过程中，需要实现大数据录入管理规范化，明确具体的工作内容、工作流程、工作注意事项，确保环境监测大数据信息不会出现差错，导致录入不完整、信息不准确的情况[7]。同时，需要建立有效的监测标准大数据录入系统，保障数据录入人员可以更加清晰明了、快速高效地完成大数据信息录入工作，避免出现事后补录、私自篡改等现象，为数据的准确性和安全性提供有力保障。在建立规范化大数据录入管理体系时，要保证科学、准确地记录、处理、管理，从而有助于资料的流转、查阅和汇总，为后续大数据平台系统建设提供坚实基础。

（二）构建标准化原始数据收集终端

在如今互联网相对成熟的背景下，在进行环境监测的过程中，可以利用物联网和人工智能技术对大数据信息进行处理，在环境监测设备终端部署物联网组建，从而实现数据实时采集和记录，避免在人工记录时出现二次记录或记录错误的情况[8]。将前段采集和后算处理相结合，实行一体化工作模式，提高数据处理、采集、记录的工作效率。

（三）构建科学的大数据处理系统

在建立大数据化环境监测体系的过程中，往往会受到资金不足、物力不足、人员工作能力不足的影响。因此，需要将自建服务器与外包服务器进行结合，从而有效开展大数据处理工作。引进专业的技术人员和服务器，更加有效地提高大数据处理效率和处理质量，降低数据处理错误造成的经济损失[9]。对于安全性、敏感性较高的数据，可以只储存在自建服务器当中，而其他数据可以交给外包服务器进行处理。总而言之，通过自建服务器和外包服务器将大数据进行有效处理，保证数据处理质量和效率的同时，降低数据处理成本。

（四）挖掘大数据潜在价值，提高环境监测水平

在建设环境监测大数据平台时，需要进一步挖掘大数据的潜在价值，从而提高环境监测智能化水平，通过大数据的内在价值，采用更加专业的处理技术，对监测到的数据进行优化处理，对所在地区的生态环境情况进行宏观监控和管理，进而为后续的环境治理工作提供便利条件。另外，通过智能技术，建立智能化环境预警系统，当环境出现异常状况时，可以通过大数据对其进行监控和分析，也能够及时打击和处理污染环境的违法犯罪行为[10]。

五、结束语

环境监测是目前环境保护、治理工作中的重要环节。将大数据技术与环境监测工作完美结合，通过对环境监测标准分类，构建大数据化环境监测体系、评价体系，规范大数据录入管理，构建标准化原始数据收集终端，构建科学大数据处理系统以及挖掘大数据潜在价值，从而提高环境监测水平，为环境治理工作提供有力保障。