1.环境监测的基本概念与范畴界定
环境监测是指通过间断或连续地测定环境中污染物的浓度,观察、分析其变化及对环境影响的过程。其核心任务在于准确获取环境质量数据,科学评价环境状况,为环境管理、污染治理和生态保护提供决策依据。随着监测技术的不断发展,现代环境监测已从单一的污染源监测扩展到涵盖自然生态与人工建成环境的综合监测体系。

从监测对象的角度而言,环境监测主要涵盖两大领域:自然生态环境要素和人工建成环境要素。自然生态环境要素包括大气、水体、土壤、生物等自然介质;人工建成环境要素则指人类活动构建的各类设施与环境,如城市建筑、交通网络、工业区等。这两大领域相互关联、相互影响,共同构成了环境监测的完整对象体系。
监测对象的确定需遵循科学性、代表性和可操作性的原则。选择监测对象时需要考虑其对环境质量的指示性、对人体健康和生态系统的影响程度、以及在空间和时间上的分布特征。随着监测技术的进步,监测对象的范围正在不断扩大,监测指标也在不断细化,反映了对环境问题认识的深化和监测能力的提升。
2.自然生态环境监测对象
2.1大气环境监测
大气环境监测的对象主要包括环境空气和各种废气排放源。环境空气质量监测关注常规污染物如PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、臭氧和一氧化碳的浓度水平。近年来,随着污染特征的變化,挥发性有机物(VOCs)、非甲烷总烃等新型污染物的监测日益受到重视。
固定污染源废气监测涉及各类工业窑炉、锅炉等排放设施,监测指标包括颗粒物、烟气参数、气态污染物等。移动污染源监测则主要针对机动车、船舶等交通工具的尾气排放。此外,恶臭污染监测作为特殊的大气监测内容,其对象是那些对人类嗅觉产生刺激的气态物质。
大气环境监测具有明显的时空变化特征,需要建立包括自动监测、手动监测和遥感监测在内的多元化监测网络,以全面掌握大气污染状况。
2.2水环境监测
水环境监测对象涵盖地表水、地下水、饮用水源、废水和各种水域生态系统。地表水监测包括河流、湖泊、水库等水体,监测指标既有常规的五参数(水温、pH、溶解氧、电导率、浊度),也包括高锰酸盐指数、氨氮、总磷、总氮等综合指标。
地下水监测重点关注水位、水质变化趋势,监测指标包括重金属、有机污染物、常规离子等。废水监测主要针对工业废水和生活污水的排放,监测其在进入环境前的污染物种类和浓度。值得一提的是,随着微量污染物的环境效应日益凸显,氟喹诺酮类抗生素、丙烯酰胺等新兴污染物的监测已纳入水环境监测体系。
水生生物监测作为水环境监测的重要组成部分,通过观察藻类、底栖动物、鱼类等水生生物的状况,间接评价水环境质量,为水生态系统健康评估提供重要依据。
2.3土壤环境监测
土壤环境监测的对象主要包括农田土壤、建设用地土壤和未利用地土壤。监测指标涵盖重金属含量、有机污染物浓度、土壤理化性质等。土壤监测不仅关注污染物总量,还重视其有效性和迁移转化规律,以评估土壤污染的环境风险。
土壤环境监测需要考虑土壤类型、土地利用方式、成土母质等因素的空间变异,采用网格布点、随机布点等多种方式结合,以保证监测结果的代表性。同时,土壤与大气、水体的交互作用也是土壤环境监测需要特别关注的内容。
3.人工建成环境监测对象
3.1建筑施工环境监测
建筑施工过程中的环境监测对象包括施工扬尘、施工噪声、建筑废弃物、施工排水等。其中,施工噪声自动监测技术要求对测量仪器、安装要求、监测项目等均有明确规定。施工扬尘监测主要关注TSP、PM10等颗粒物的浓度水平,以及其时空分布特征。
近年来,随着城市建设的快速发展,建筑施工环境监测日益受到重视。建筑施工噪声自动监测技术规范要求监测系统能够连续、自动地记录噪声数据,并对施工阶段的噪声特征进行识别和评价。这种监测不仅为了保护周边居民的生活环境,也为施工企业的环境管理提供了技术支撑。
3.2建筑物使用阶段环境监测
建筑物投入使用后的环境监测对象包括室内空气质量、建筑结构安全、能耗水平等。室内空气质量监测主要关注甲醛、苯系物、氨气、氡气等污染物的浓度水平,评价其对人体健康的影响。根据室内环境空气质量监测技术规范,监测点的布设需考虑建筑结构、通风条件、污染源分布等因素。
建筑结构健康监测是近年发展起来的新型监测领域,其对象包括建筑物的裂缝、沉降、倾斜、材料老化等。通过建筑结构健康监测系统,可以实时掌握建筑结构的动态变化,及时发现安全隐患,防止"小病拖成大病"的情况发生。
3.3城市基础设施环境监测
城市基础设施的环境监测对象包括道路桥梁、给排水管网、电力设施等。其中,桥梁结构健康监测关注桥梁的振动特性、应变分布、位移变化等;管网监测主要针对管道的泄漏、腐蚀、堵塞等问题;电力设施监测则着重于电磁环境、噪音水平等指标。
这些监测内容与传统意义上的环境监测有所区别,但它们对于城市环境的质量和安全具有重要意义,是现代环境监测体系不可或缺的组成部分。
4.生态环境质量综合监测对象
4.1生态指数监测
生态环境质量综合监测采用一系列生态指数作为监测对象,通过遥感技术和地面监测相结合的方式,实现对区域生态状况的全面评价。这些指数包括表征植被状况的绿度指标、反映水分条件的湿度指标、表征热环境的热度指标和指示土地退化的干度指标。
绿度指标通常采用归一化植被指数(NDVI),利用植物叶面在红光波段的强吸收和近红外波段的强反射特性组合而成,是监测植被覆盖度和生物量的重要指标。湿度指标通过遥感缨帽变换获取的湿度分量来反映地表水体、植被和土壤的湿度状况。热度指标主要表现为地表温度,与植被生长、水资源蒸发等许多自然过程密切相关。干度指标则由裸土指数和建筑指数合成,反映地表的"干化"。
4.2生物多样性监测
生物多样性监测的对象包括物种多样性、生态系统多样性和遗传多样性三个层次。物种多样性监测主要通过记录特定区域内物种的种类、数量、分布等特征来实现;生态系统多样性监测则关注不同生态系统的结构、功能和相互关系;遗传多样性监测主要针对重要物种的基因多样性保护。
生物多样性监测不仅关注现状,还注重变化趋势,通过长期监测掌握生物多样性受威胁的程度和原因,为生物多样性保护提供科学依据。
5.环境监测对象的发展趋势与挑战
5.1监测对象的扩展与细化
随着环境问题的复杂化和监测技术的进步,环境监测的对象正在不断扩展和细化。一方面,新型污染物如药品和个人护理品、全氟化合物等不断被纳入监测范围;另一方面,传统监测对象的监测指标也在不断丰富,监测精度要求不断提高。
现代化生态环境监测体系建设要求监测对象覆盖全部环境要素,形成天空地海一体化的监测网络。这一网络将能够更加全面、系统地掌握环境质量状况,为环境管理提供更加精细化的支撑。
5.2监测技术的智能化发展
环境监测正经历着数智化转型,人工智能、区块链、物联网等新技术在环境监测中得到广泛应用。智能化监测不仅提高了监测效率,也拓展了监测对象的范围,使得过去难以监测的环境要素和过程成为可能。
智慧监测的推进使得环境监测从单一要素监测向多要素综合监测发展,从静态监测向动态监测转变,从现象监测向过程监测深入,极大地丰富了环境监测的内涵和外延。
5.3监测数据的综合应用
随着监测对象的多样化和监测数据的海量化,如何有效整合和利用这些数据成为当前环境监测面临的重要挑战。现代化监测体系要求建立数据采集、传输、处理、分析的全链条智能化流程,实现监测数据的高效能应用。
环境监测数据的应用正在从单一的环境质量评价向多维度的环境管理支撑扩展,包括污染物来源解析、环境风险预警、治理效果评估等多个方面。这种综合应用对环境监测数据的质量提出了更高要求,需要建立覆盖全部监测活动的全过程质量管理体系。
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