环境监测技术在生态环境保护中的运用

引言

在全球经济快速发展的进程中，生态环境面临着前所未有的挑战。工业化、城市化的加速推进，导致大气污染、水污染、土壤污染等环境问题日益严重，对人类的生存和发展构成了巨大威胁。在这样的背景下，加强生态环境保护已成为全球共识。环境监测技术作为生态环境保护的重要手段，能够及时、准确地获取环境信息，为环境管理和决策提供科学依据，对于有效防控环境污染、保护生态系统平衡具有不可或缺的作用。

一、环境监测的概念与目的

1.1 环境监测的概念

环境监测是指通过对影响环境质量因素的代表值进行测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势的活动。它运用现代科学技术手段，对环境中的各种污染物、生态系统要素等进行长期、连续、系统的监测和分析。环境监测涉及多个学科领域，包括化学、物理学、生物学、环境科学等，通过综合运用各种学科的知识和技术，实现对环境状况的全面了解。环境监测不仅仅是简单的数据采集，还包括对数据的整理、分析、解释以及基于这些数据的环境质量评价和预测。

1.2 环境监测的目的

环境监测的首要目的是为生态环境保护决策提供科学依据。准确、及时的监测数据能够帮助环保部门了解环境质量现状和变化趋势，判断环境问题的严重程度，从而制定出针对性强、切实可行的环境保护政策和措施。环境监测还用于评估环境质量状况，通过与国家或地方的环境质量标准进行对比，判断环境是否受到污染以及污染的程度，为公众提供环境质量信息，保障公众的知情权。在污染事故应急处理中，环境监测能够快速提供污染现场的污染物种类、浓度、扩散范围等信息，为应急救援决策提供支持，有效降低污染事故的危害。

二、主要环境监测技术分类

2.1 物理监测技术

物理监测技术是利用物理原理对环境要素进行监测的方法。在大气监测中，常用的物理监测技术有光学监测技术，如激光雷达技术。激光雷达通过向大气发射激光束，并接收大气中粒子散射回来的激光信号，根据信号的特征来反演大气中颗粒物的浓度、粒径分布以及垂直分布等信息。其具有监测范围广、精度高、能够实时获取三维空间信息等优点，在研究大气污染的传输和扩散规律方面发挥着重要作用。在噪声监测中，利用声级计等设备，根据声学原理对环境噪声进行测量。声级计能够测量不同频率声音的声压级，通过对测量数据的分析，可以评估环境噪声对人体健康和生活环境的影响程度。

2.2 化学监测技术

化学监测技术是基于化学反应原理对环境中的污染物进行定性和定量分析的方法。在水质监测中，化学需氧量（COD）的测定常采用重铬酸钾法，通过在强酸性条件下，用重铬酸钾氧化水样中的还原性物质，根据消耗的重铬酸钾量来计算水样的 COD 值，从而反映水体中有机物的含量。在大气监测中，对二氧化硫的监测可采用分光光度法，利用二氧化硫与特定试剂反应生成有色物质，通过测量该有色物质对特定波长光的吸收程度，来定量测定二氧化硫的浓度。化学监测技术具有灵敏度高、选择性好等优点，能够准确测定环境中各种污染物的含量，是环境监测中应用最为广泛的技术之一。但该技术通常需要采集样品并进行实验室分析，操作相对复杂，分析周期较长。

2.3 生物监测技术

生物监测技术是利用生物个体、种群或群落对环境污染或变化所产生的反应，来监测和评价环境质量状况的方法。当水体受到污染时，敏感的浮游生物种类可能减少，而耐污种类可能增加，通过分析这些变化能够直观地了解水体污染程度和生态系统的健康状况。在土壤污染监测中，利用土壤微生物的活性、土壤动物的种类和数量等指标来评估土壤质量。

2.4 遥感监测技术

遥感监测是指利用卫星、飞机等平台上的传感器远距离获取地物的电磁波信息，从而遥感监测环境的方法。在大气监测中，遥感卫星可以获取全球的大气臭氧浓度分布、气溶胶光学厚度等信息，在对卫星遥感图像分析的基础上可以直接直观地掌握大气污染的空间分布范围及变化趋势，对于研究全球性的大气环境问题如臭氧空洞问题、全球气候变化问题有重要的意义。在土地利用和生态系统监测中，遥感技术可以快速获取大面积的土地覆盖类型、植被覆盖度等信息，在对多时相遥感数据对比的基础上可以检测土地利用变化及生态系统动态演变。

三、环境监测技术在生态环境保护中的具体应用

3.1 常规大气污染物监测技术及应用

常规大气污染物监测，即在大气环境中监测的污染气体种类是日常生活中所排放的大部分气体种类，大多集中在 SOx、NOx 等主要污染物上。此类传感器应用较广，利用传感器电极的氧化还原反应所产生的电流信号的变化与污染物质浓度的相应关系来判断污染物质的浓度，如化学传感器。该类传感器的优点是响应时间短，灵敏度高，体积小，可进行实时在线监测。一般城市空气质量监测站，均安装几种电化学传感器组成多参数空气质量监测仪，对空气中的多种常规污染物进行24h 不间断监测。监测数据经无线传输技术上传至环境监测中心，为环保部门及时掌握城市空气质量现状提供数据信息；分光光度法是常规大气污染物监测的重要手段之一。如采用盐酸副玫瑰苯胺分光光度法来检测二氧化硫，主要是由于二氧化硫能与四氯汞钾溶液反应形成稳定的络合物，而后与盐酸副玫瑰苯胺进行反应产生紫红色络合物，测量紫红色络合物在相应波长下的吸光度大小，由标准曲线确定其含量。这种方法具有操作简便、成本较低、准确度较高等优势，故该方法常在大气污染物监测实验室使用。

3.2 在水环境监测中的应用

遥感+生物+常规监测手段。水环境监测领域中通过不同监测技术手段协同配合达到水质安全与生态系统健康的监测，水质常规监测，实时在线方法有电极法在线监测pH、溶解氧，例如在污水处理厂出水中应用 pH 电极可实时了解水体的酸碱性变化；分光光度法准确测定 COD、氨氮等，例如纳氏试剂分光光度法测定法的显色反应指示氨氮的准确含量。生态监测技术，生物监测法通过底栖动物、浮游生物的群落变化反应水生态系统的健康，如某河中底栖动物耐污种增多、多样指数降低，则说明生态系统已遭受损害；遥感技术，卫星和无人机获取光谱信息迅速探测湖泊蓝藻水华的发生位置和范围。

结语

环境监测技术是生态环境保护的重要支撑，通过对各类环境要素的精准监测，为环保决策提供科学依据，有效推动污染防控与生态修复。但当前仍面临技术瓶颈、数据整合不足等挑战。随着技术创新与多学科融合，环境监测将向智能化、精准化、一体化发展，为实现生态环境可持续发展提供更强助力。

参考文献

[1]张梁,姚琦,刘佳,等.遥感技术在生态环境监测与保护中的应用[J].清洗世界,2024,40(12):109-111.

[2]李帅.生态环境监测技术在职业卫生技术服务中的应用研究[J].生态与资源,2024,(12):81-83.