持久性有机污染物在中国的环境监测现状

2023-12-13 06:52蔡桢余耀君吴俣
农业灾害研究 2023年9期
关键词:环境监测大气土壤

蔡桢 余耀君 吴俣

摘要 持久性有机污染物(POPs)是一类长期存在于环境中的有机化合物,包括农药、工业化学品和其他有机物质,具有毒性和生物累积性。为了保护环境和人类健康,需要对POPs进行监测和管理。基于此,介绍了环境监测方法,分析了持久性有机污染物在我国的环境监测现状,并提出了应对持久性有机污染物的监测策略。

关键词 持久性有机污染物;环境监测;土壤;大气

中图分类号:X830 文献标识码:B 文章編号:2095–3305(2023)09–0-03

在社会经济发展的进程中,大量工业化、城镇化和农业生产活动导致环境污染日益严重。其中,持久性有机污染物是一类具有高毒性、难分解、易积累的有机化合物,对环境和生物的危害性极大[1]。然而,由于持久性有机污染物的监测工作存在技术难度大、监测范围广等问题,导致我国的持久性有机污染物环境监测工作相对滞后。因此,积极推进持久性有机污染物的环境监测研究,对推动中国持久性有机污染物环境监测工作的开展具有重要的现实意义。

1 环境监测方法论述

1.1 简易监测方法

简易监测方法是指使用相对简单、便捷、低成本的仪器和方法对环境中某种物质进行监测的方法。简易监测方法广泛应用于各种环境监测领域,如空气、水、土壤、噪声等[2]。简易监测方法主要包括比色法、检测器法等。

第一,比色法是一种通过比较样品液体的颜色,以获得物质浓度信息的方法,这种方法在水质监测领域得到广泛应用。比色法的原理是将样品液体与某种试剂发生反应,使其产生明显的颜色变化,然后根据颜色深浅的不同判断样品液体中污染物的含量。比色法适用于测量有机物、无机物、重金属和微量元素等。

第二,检测器法是利用现代化的检测仪器对污染物进行定量分析的方法,这种方法在空气、水、土壤、噪声等领域得到了广泛应用。检测器法的原理是利用各种化学、物理、电学、光学等现代科学技术手段,对污染物进行快速、准确、灵敏的检测。检测器法有许多不同的应用,如气相色谱仪、液相色谱仪、质谱仪、红外光谱仪等。

1.2 自动监测方法

自动监测方法是指利用自动化技术对环境中的某些指标进行连续、实时、自动化监测的方法,这种方法能够提供高分辨率、高时空分辨率、高精度的监测数据,还能够减少人工干预和误差,提高监测效率,保证准确性[3]。

大气污染连续监测系统是一种基于现代化技术的自动监测方法,主要用于测量空气中的各种污染物浓度。该系统通常由气象站、污染源采样点、监测仪器等部分组成,能够对大气污染源、污染物种类、污染物浓度等进行全方位、连续、自动化监测。通过该系统可以获取准确、及时、详细的空气质量信息,为保护环境、保障健康提供重要的数据支持。

水体污染连续监测系统是一种用于水体污染监测的自动化监测方法,主要包括监测仪器、数据传输设备和数据处理系统等。该系统能够对水体中的各种物质和参数进行自动化、实时、连续监测,如水质、水量、流速、水温、溶解氧、pH值、电导率、氨氮、总磷、总氮等。通过该系统可以获取准确、实时的水体监测数据,为保障水质安全和环境保护提供重要依据。

1.3 遥感监测方法

遥感监测方法是利用遥感技术获取环境信息,并进行分析和处理的方法。遥感技术通过探测和分析地表的光谱信息、热辐射信息和雷达信息等,可以获取地表的特征和变化信息。遥感监测方法主要包括相关光谱法、红外遥感法等[4]。

第一,相关光谱法主要利用光谱信息对环境进行监测,利用卫星、飞机、无人机等平台上的遥感传感器获取地表的光谱信息。通过分析光谱曲线,可以反演出地表的物质成分、植被生长情况、土地利用状况等信息。通过相关光谱法,可以快速、高效地获取大范围的地表信息,并为环境监测和管理提供科学依据。

第二,红外遥感法是一种利用地物辐射能谱中红外波段信息进行监测的方法。该方法通过测量地物表面的热辐射能谱,分析热辐射强度的变化,以反演地表温度、地表覆盖、水资源等信息。红外遥感法主要适用于水文气象、地表温度等方面的监测和研究,具有快速、高效、非接触式等特点。

2 我国环境监测的现状

2.1 土壤环境监测的现状

首先,监测网络覆盖不足。虽然我国建立了国家、省、市三级土壤环境监测网络,但在农村地区和西部地区,监测点数量和覆盖率仍然不足,监测数据的全面性和代表性有待提高。

其次,监测技术和管理能力不高。部分土壤环境监测机构技术和管理能力较弱,监测数据的质量存在不确定性。有些监测站点存在监测设备老旧、维护不及时等问题,导致监测数据的准确性和可靠性不高。

最后,监测数据分析和应用仍有待加强。虽然我国建立了一套完整的土壤环境监测数据管理和发布体系,但在数据分析和应用方面还存在问题,如缺乏对监测数据的深入分析和挖掘,无法全面评估土壤环境质量和生态环境状况[5]。

2.2 大气环境监测的现状

首先,大气环境监测网络的布局和监测站点的选址存在局限性,覆盖范围不够全面、精细,监测数据的空间分辨率有待提高。

其次,我国大气环境监测的数据质量和准确性不高,存在着数据漏报、误报和不合格等问题,影响了监测数据的科学性和可信度。

最后,大气污染物的种类和排放来源复杂多样,目前大气环境监测技术和手段难以适应新形势下的监测需求和挑战,需要不断予以更新和改进。

2.3 水环境监测的现状

首先,水环境监测网络覆盖面和精细度需要进一步提高,水体质量和污染状况的监测仍存在盲区和不足。

其次,水环境监测数据的可比性和可信度需要提高,目前存在数据不准确、不完整等问题,影响了水环境质量评估和水资源管理。

最后,水环境污染物的种类和来源复杂多样,监测技术和手段还有待创新和完善,以更加准确地评估水环境质量和污染状况,为水资源管理和环境保护提供更为科学的依据。

3 应对持久性有机污染物的监测策略

3.1 加大宣传力度

持久性有机污染物对环境和人体健康造成的危害极大,相关部门必须加强宣传,提高公众对持久性有机污染物的认知度和警惕性。

首先,通过多种渠道宣传持久性有机污染物的危害和防范措施,包括利用媒体、互联网、社交媒体等宣传手段,向公众传递有关持久性有机污染物的知识和信息。政府和相关部门应积极开展科普活动和宣传教育,提高公眾对持久性有机污染物的了解和认知度[6]。

其次,制定并实施有针对性的宣传计划。宣传计划应根据不同群体和区域的需求和特点,制定相应的宣传策略和手段,针对性地开展宣传工作。例如:在城市区域可以通过广告牌、地铁站、公交车等媒介开展宣传活动,而在农村地区可以通过宣传车、村级广播电台等方式开展宣传工作。

最后,加强与学校和社区的合作,将持久性有机污染物的宣传教育融入教育和社区服务。相关部门可以通过开展环保知识讲座、组织环保志愿活动、开展环保科普活动等方式,向学生、家长和社区居民宣传持久性有机污染物的相关知识,增强公众环保意识和责任感。

3.2 优化监测技术

随着科技的不断创新、优化,越来越多的新型监测技术不断涌现,包括传感器技术、生物传感技术、光谱技术、气质联用技术等,这些技术都可以为持久性有机污染物监测提供更为准确、高效、低成本的解决方案。其中,传感器技术是目前最受关注的监测技术之一,通过使用特定的传感器元件,实时、连续监测目标物,并通过与数据库等软件系统的连接实现数据采集和处理,能够有效地提高监测效率和准确度。生物传感技术则是通过利用特定生物体系对目标物的识别、检测和定量分析,实现对持久性有机污染物的快速、准确监测。光谱技术和气质联用技术等先进技术也可以为持久性有机污染物的监测提供更为精确的数据支持。因此,优化监测技术是提高持久性有机污染物监测效率和精度的关键,相关部门需要不断推广和应用新型监测技术,建立先进的监测系统和技术标准,为持久性有机污染物的环境监测提供更为科学、高效和可靠的技术支持。

3.3 完善法规与环保制度

3.3.1 制定相关法规和标准 在加强持久性有机污染物监测和治理方面,制定相关法规和标准可以明确监管要求和标准,为相关部门提供依据和指导,推动持久性有机污染物监测和治理工作的不断深入。针对持久性有机污染物的特性和环境行为,相关部门需要制定严格的排放标准、环境质量标准和监测规范,明确持久性有机污染物的监测对象、方法、频率等要求,保证监测数据的准确性和可比性。同时,相关部门还需要完善有关法规和标准的执行和监管机制,加强执法和监督,保证监管效果和治理效果[7]。

3.3.2 强化环境监管 通过加强环境执法监管,可以促使企业依法合规,加大对违法排放行为的打击力度,保障环境和公众的健康权益。在加强环境监管方面,相关部门需要加强对持久性有机污染物重点污染企业的监管和管理,建立健全的监管机制和管理制度,确保企业的生产和经营活动不会对环境和公众造成严重的影响。同时,相关部门还需要完善环境责任追究制度,使污染企业承担相应的环境责任,对违法行为严格追究责任。此外,相关部门还需要加强环境执法队伍建设,提高执法人员的专业能力和执法水平,加大执法力度和监督力度,确保环境执法的公正、公平和有效。

3.4 建立环境监测体系

3.4.1 建立监测站点网络 持久性有机污染物具有分布广泛、残留时间长和累积性强等特点,因此需要在全国范围内建立合理的监测站点网络,覆盖城市和农村、沿海和内陆等不同地区和不同类型的污染源,以全面掌握持久性有机污染物的分布、排放和迁移规律,为制定科学的污染防治措施提供可靠的数据支持。

在建立监测站点网络方面,相关部门应当根据持久性有机污染物的特性和环境行为,确定监测站点的布局和数量,以确保监测数据的全面、准确和可靠。同时,相关部门还需要加强监测设备的更新和维护,提高监测仪器的精度和灵敏度,保证监测数据的准确性和可靠性。

3.4.2 建立数据管理平台 建立数据管理平台是保证持久性有机污染物监测数据准确性、完整性和及时性的关键环节。该平台可以实现监测数据的实时采集、存储、管理和分析,提高数据的利用效率,为科学制定污染防治措施提供数据支持。

数据管理平台应具备高效、安全、可靠、易用等特点。平台的架构和功能应该根据实际需求进行设计。平台架构方面需要考虑数据的采集、传输、存储、处理和分析等环节,保证数据的安全、完整和可靠。平台功能方面需要提供数据查询、统计、分析和可视化等功能,使用户能够快速、方便地获取所需数据。

3.4.3 加强对监测数据的处理和分析

在监测数据的处理方面,应根据持久性有机污染物的特性和环境行为,建立合理的数据预处理方法,包括数据清洗、校正和修正等步骤,以提高数据的准确性和可靠性。在监测数据的分析方面,应采用适当的统计分析方法和地理信息系统(GIS)等技术,分析监测数据的空间分布和变化趋势,制作空间分布图和污染源分析图,以便更好地掌握持久性有机污染物的污染特征和空间分布规律。

3.5 生物标志物监测

生物标志物监测是用于了解持久性有机污染物(POPs)在生物体内的积累情况,对于人类健康和生态系统风险评估至关重要。这种监测方法基于POPs在生物体内的浓度,可为科学家、政策制定者和公众提供关键的信息。

首先,生物标志物监测为了解人类体内的POPs水平提供了一种直接而准确的方式。通过收集血样、尿样和组织样本,科学家可以测量POPs的浓度,并建立与人体健康相关的数据,有助于确定POPs对人体的潜在风险。例如:监测人体血液中的多氯联苯(PCBs)和多溴联苯醚(PBDEs)等POPs的浓度可以帮助评估其对内分泌系统和免疫系统的影响,以及其是否与癌症、神经系统疾病等疾病有关。

其次,生物标志物监测还有助于了解食物链中POPs的传递和富集过程。通过分析野生动植物组织样本中的POPs浓度,科学家可以追踪POPs在生态系统中的流动,并评估不同物种之间的生物富集效应,有助于确定哪些物种可能受到POPs的威胁,以及如何采取措施保护脆弱的生态系统。

再次,生物标志物监测也为监测和管理野生动植物种群的健康提供了关键信息。通过监测野生动物的血样或组织样本中的POPs浓度,可以评估其受到的环境暴露程度,有助于野生动植物保护和管理[8]。例如:监测极地熊组织样本中的多氯联苯(PCBs)浓度有助于评估它们的生殖健康和迁徙行为。

最后,生物标志物监测提供了一种补充环境样品监测的方法,不仅体现在其能够揭示POPs进入食物链后的生物放大效应,还在于其提供了一个更加全面的视角,帮助人们深入了解POPs在生态系统中的行为和效应。通过这种方法,能够更加清晰地洞察到POPs与生物体内的相互作用,以及这些相互作用如何在生态链条中传递和积累,为更精确地制定POPs的监管和管理策略提供有力支持。同时,生物标志物监测在应对持久性有机污染物的监测和管理中具有不可替代的价值,有助于加强对生态系统中不同物種的关注,从而更好地保护脆弱的生态平衡。

4 结束语

持久性有机污染物的环境监测是环境保护的重要内容,也是实现可持续发展的必要条件。相关人员应不断加强监测工作,完善监测体系和技术,提高监测数据的质量和应用价值,从而为建设美丽中国、实现可持续发展作出积极贡献。

参考文献

[1] 栾兰.国内持久性有机污染物环境监测现状[J].化学工程与装备,2022,51(10): 60,305-306.

[2] 蔡新华,杨海林.持久性有机污染物的环境监测现状[J].皮革制作与环保科技,2022,3(10):95-96,111.

[3] 许锋.持久性有机污染物监测现状分析[J].造纸装备及材料,2021,50(11):125-127.

[4] 叶萌.空气和土壤中持久性有机污染物监测分析[J].化工管理,2021,36(12):134-135.

[5] 韩凤春.持久性有机污染物在中国的环境监测现状[J].清洗世界,2022,38(6):75 -77.

[6] 修海霞.持久性有机污染物在中国的环境监测现状研究[J].长江技术经济, 2022,6(S1):47-49.

[7] 宋玥琢,郭晓雨.有机污染物在中国的环境监测现状[J].皮革制作与环保科技,2021,2(6):57-58.

[8] 李跃科.持久性有机污染物在中国的环境监测现状[J].皮革制作与环保科技, 2022,3(2):68-70.

Current Status of Environmental Monitoring of Persistent Organic Pollutants in China

Cai Zhen et al(Ecological and Environmental Monitoring Center of Huzhou, Zhejiang Province, Huzhou, Zhejiang 313000)

Abstract Persistent organic pollutants (POPs) are a type of organic compounds that exist in the environment for a long time, including pesticides, industrial chemicals, and other organic substances, with toxicity and bioaccumulation. In order to protect the environment and human health, it is necessary to monitor and manage POPs. Based on this, environmental monitoring methods were introduced, the current status of environmental monitoring of persistent organic pollutants in China was analyzed, and monitoring strategies to address persistent organic pollutants were proposed.

Key words Persistent organic pollutants; Environmental monitoring; Soil; Atmosphere

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