土壤环境监测技术的应用现状及发展

殷海龙

（山西省环境监测中心站，山西 太原 030027）

引 言

近年来，随着经济社会的不断发展，资源与生态环境面临着越来越大的压力，土壤污染趋势在逐步加重。土壤是人类生态环境的重要组成部分，是经济社会可持续发展的物质基础，是人类赖以生存的主要自然资源之一。土壤环境污染状况关系到我国经济社会的发展、食品安全和人体健康，因此，国家要大力加强土壤环境污染调查、评价与监测工作，全面了解目前我国土壤生态环境状况，为土壤污染预防及治理提供科学依据，深入推进“土十条”的各项工作。

1 我国土壤环境监测技术的应用现状

土壤环境监测是生态环境管理的基础和技术支持，随着我国在相关土壤环境监测仪器设备方面资金、政策的不断投入，环境监测仪器的研发水平和生产能力已经取得了长足的进步。同时，随着土壤生态环境保护工作的不断开展，土壤监测技术的水平和手段的多元化本领得到了进一步提升，为我国开展土壤生态环境保护与治理、改善生态环境奠定了良好的基础。

1.1 “3S”技术的应用

“3S”技术由遥感技术（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）三种独立技术有机组合集成。“3S”技术的集成应用，已经成为环境信息获取、全球环境演变研究、环境污染防治与生态修复研究的重要技术与方法。将“3S”技术应用于土壤环境监测领域，有助于快速、高效对我国广大地区土壤环境状况实施调查，并指导监测点位的设置和样品的采集工作，为建立全国性的土壤监测信息系统提供支撑，实现我国土壤环境监测系统化的管理。

1.2 生物科学技术的应用

近年来，生物科学技术得到了快速的发展，在各行各业应用较为广泛，在环境科学研究领域中的运用，生物技术发挥着不可替代的重要作用。主要运用的技术包括：生物大分子标记物检测技术、PCR技术、生物芯片技术、宏基因组技术等，这些技术在土壤污染实施生物修复、土壤侵蚀、土壤微生物多样性监测等方面起着主导的作用，因此，生物科学技术在土壤监测中的应用对于土壤污染的预防和治理意义重大。

1.3 水平定向钻进技术的应用

水平定向钻进技术在土壤环境监测中的应用主要是采用水平定向钻进技术施工水平井用于土壤环境的治理和监测，主要包括土壤环境调查取样、土壤环境随钻检测、土壤环境解污治理等。国外在上世纪九十年代就开始研发采用导向／水平定向钻进技术进行土壤水平取样、定向水平井随钻环境检测、水平井土壤环境监测、水平井土壤气相抽取法、生物通风法和空气注射法等土壤环境治理技术。水平定向钻进技术具有监测和治理效率高、效果好、成本低的优点。

1.4 化学、物理学的应用

近年来，随着高分子有机化学、分析化学、物理材料学、光学等科学的快速发展，相关科学技术在土壤环境监测中得到较为广泛的运用，如激光熔蚀法、氢化物发生法、偏振能量色散x射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、离子色谱法等方法被普遍应用在土壤样品的元素分析监测方面，尤其在土壤中痕量元素的测定及分析方面起着主导作用［1］。气相色谱质谱联用和液相色谱质谱联用的方法技术广泛应用在土壤有机物的监测分析中。

1.5 信息技术的应用

随着工业技术的发展和计算机技术的普遍应用，促进了信息技术的飞速发展，信息技术的应用已经渗透在各行各业中，其中，在土壤环境监测中应用较为广泛的是无线传感器网络技术。无线传感网络是通过自组织的方式构成的网络，是一种无人值守、大规模的分布系统。在土壤环境监测点位上布置相关参数的传感器，传感器的节点以无线通信方式组成网络，当传感器节点完成数据的采集后，通过传感器网络将数据发送到网络中，由特定的汇聚节点接收，汇总数据呈现出来［2］。通过该技术能够将监测数据传送到数据处理中心，相关人员可以访问数据中心，进行数据的调用和审核，从而达到对土壤参数的在线监控和实时记录［3］。

2 我国土壤环境监测技术的发展趋势

近年来，随着我国社会经济和工业技术的发展，国家加强了研究发展监测技术的投入程度，土壤环境监测技术也获得了很大的发展，各级监测部门的土壤监测能力普遍得到了较大的提升，满足了目前新形势下土壤环境管理的需求，凸显出了新的发展趋势。

2.1 加强对有机污染物的监测

随着社会工业化经济的快速发展，带来了严重的土壤环境污染问题，在众多的污染物中，有机污染物的污染危害尤为巨大，局部地区土壤中有机物的污染程度已相当严重。通常涉及到的有机物包括苯系物、卤代烃、多环芳烃、有机氯农药、硝基苯类、苯胺类、酚类、石油烃类、多氯联苯类以及其他持久性有机污染物等等，这些有机污染物会在一定的外界条件影响下，在不同的环境介质如大气、水、沉积物和土壤中迁移、转化和积累，并且能够沿食物链传播，直接威胁到生物和人体的健康。因此，有机污染物的监测已成为当前我国环境监测工作面临的一项重大挑战，近几年连续颁布施行了多项土壤中有机物测定的行业标准，为系统的、全面的开展土壤环境中有机污染物的监测工作提供了强有力的技术支持。

2.2 逐步提高监测分析精度

许多有毒有害物质浓度虽然很低但对人体的危害极大，需要具备痕量分析技术才能掌握其污染现状从而达到控制和治理的目的。

在土壤环境中，重金属、有机物等许多有毒有害的物质，虽然其浓度很低，却会对人畜造成巨大的伤害，甚至直接威胁人的生命和财产安全。尽管痕量分析技术应用方面已经取得了一定的进展，色谱质谱联用、污染物净化富集等痕量分析技术在土壤环境监测应用已经很普遍，随着土壤环境污染的日益复杂，各种污染因子的潜在威胁越来越大，急需进一步发展和使用痕量和超痕量的分析技术，提高监测的精确度，全面的掌握受污染的现状，以便积极采取，预防和控制污染。

2.3 广泛应用现场快速分析技术

在土壤环境监测工作中，常常需要对一些污染事故的现场和环境土壤进行实时、快速监测，涉及到污染物排放源、现场污染情况及土壤环境状况的监测等，这就要求能够及时的分析出某些污染物的含量和类别。结合土壤监测实际情况的需求，连续自动化和现场快速分析技术在监测中得到广泛应用。同时，随着制造技术的不断提升，监测分析仪器逐渐趋于小型化和复合化，使得监测仪器不仅功能提升，且更易于操作。便携式的重金属分析仪、便携式气相色谱质谱仪、流动注射分析仪器等已经被普遍应用在土壤监测中。在今后的环境监测技术的研究工作，需注重加强发展和使用现场分析技术，以便能够更加有效的对土壤环境进行监测。

2.4 构建土壤环境监测网络，建立自动监测系统

现代信息技术应用于土壤环境监测工作中，有效的提升了监测的效率和改善了监测的效果。土壤数据能够实现实时监测和传输，及时反馈土壤的动态变化，这对了解研究土壤实时状况及变化趋势具有重要的意义。同时，促进了土壤自动环境监测系统的建立和土壤环境监测网络形成，推进构建全国土壤环境监测网络和建设土壤环境的自动监测系统的目标任务的完成。

3 结语

土壤环境监测是环境监测的重要组成部分，是土壤环境管理以及生态环境保护的基础。目前我国土壤环境监测技术取得了很大的发展，为《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》（GB 36600－2018）和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618－2018）颁布实施提供了重要的技术支撑，但是也存在一些不足，如监测方法技术标准更新滞后、专业土壤环境监测人员短缺、土壤环境监测技术设备有待加强、和国外先进监测技术还存在一定差距。今后在发展土壤环境监测技术方面，要注重不断提高自主创新能力，强化新型技术的运用，完善土壤环境监测相关方法标准与设备体系，加快专业生态监测队伍建设，建立完善的土壤环境监测网络，全面提升我国土壤环境监测能力，逐步推进土壤环境监测工作的发展。