土壤环境监测技术的发展及应用

张卓　周渊海

对于人类文明的生存与发展而言，土壤是最为重要的物质基础之一，这就使得土壤环境的整改与优化工程成为环境保护工作中的重点内容。而基于对土壤环境监测技术的运用，可以对土壤污染问题进行精准调查与把握，从而使相关部门可以采取针对性措施，实现对土壤环境问题的有效监测。

1 土壤环境监测技术的内涵

环境监测的重要目的是通过采取一定的措施，來对影响环境质量的因素进行监测，从而对环境的污染程度以及变化趋势进行确定。而环境监测的结果也是在展开环境执法以及质量评估工作时的重要参考依据。在近代工业的快速发展过程中，环境污染物在数量与种类上表现出了不同程度的增长，严重威胁人类的健康生活。这就使对污染物的排放量进行检查，并把握环境质量的变化趋势，对于保护环境有着十分有效的推动作用。而土壤环境监测的主要内容是对影响土壤环境因素的相关代表内容进行测定，最终来获取相应的环境变化趋势。而在进行土壤污染环境监测的过程中，一般优先监测的主要是汞、镉、铅、砷等无机污染物和有机氯农药、多环芳烃等生物活性物质，这类对于人群健康以及生态平衡有着严重影响的污染物[1]。而不同的土壤环境质量也需要采取不同手段来进行检查，以此来确保土壤污染控制防治的效果与综合质量。

2 现阶段我国土壤环境监测技术的发展状态

虽然我国的土壤监测技术发展相对较晚，但在不断的发展过程中，我国的土壤监测技术也得到了迅速的发展。在土壤环境监测自动化的大背景下，我国在对外国技术进行引进的同时，也在不断对自身的技术进行发展。而当前我国发展速度较快的土壤环境监测技术主要有遥感技术、无线红外传感器网络技术等内容，并且在对痕量元素进行分析的过程中，分析化学与物理化学等监测手段的运用也越来越广泛。以“3S”技术为例，其是通过地理信息系统、全球定位系统、遥感技术三项主要技术与其他新兴技术之间的配合应用来予以实现的，能够对土壤信息进行快速采样与分析，并使土壤的环境状况可以得到快速的掌握。

而基于无线传感技术，其所获得的监测数据也能够快速的传送到监测中心，使技术人员能够以此为依据，来实现对土壤环境温度、湿度等因素的在线控制。同时，在生物科技不断发展的背景下，生物技术在环境领域中的应用得到了深入的强化。此外，由于我国土壤环境监测技术的起步相对较晚，这使得我国的土壤环境监测技术在实际应用的过程中与发达国家相比仍然存在较为明显的差距。比如，土壤监测的过程中缺乏一套科学且完成的监测体系、大型仪器设备落后、部分监测设备依赖进口等问题。

3 土壤环境监测技术的应用分析

3.1 化学分析技术

通常土壤污染物可以划分为两个大的类别，一类是以重金属、盐类、放射性元素化合物以及含砷、硒、氟化合物等污染物为主的无机污染物。一类是以有机农药、酚类、氰化物、石油以及城市污水、污泥中的有害微生物为主的有机污染物[2]。而对无机元素进行分析的过程中，较为常见的化学分析法主要为原子吸收光谱、电感耦合等离子法、原子荧光、X射线荧光光谱法等技术。其中在原子吸收光谱法应用于土壤环境监测技术后，可以发现其在进行监测的过程中，具有准确度高、分析干扰少以及测定范围广等特点。而电感耦合等离子体法，虽然具有检出限制低、能够进行多元素同时测定，但在使用的过程中由于相关设备较为昂贵、操作与维护费用高等问题，使得其在具体应用的过程中，需要与其他检测方法一同进行联用，从而实现对检测效果的提升。

3.2 现场快速分析技术

在土壤监测的过程中现场快速分析主要用于对无机重金属元素的分析与检测，其中较为常见的主要有激光诱导击穿光谱法、免疫分析法、酶抑制法、生物传感器法等模式，其能够在进行大规模采样的过程中，把握好数据的时效性，以避免大规模采样、样品运输、人力物力消耗等问题，实现对监测成本的有效控制。同时，在进行土壤重金属检测的过程中，生物传感器是当前国内外重点研究的一个新热点，但由于其在使用的过程中会受到生物活性以及生产环境等因素的影响，因此其在国内的应用受到了一定的限制。而在对土壤中的有机污染物进行分析检测的过程中，激光诱导荧光光谱技术的应用，能实现对土壤中油类污染物、多环芳污染物与有机农药污染物的精准检测，并且在应用的过程中表现出了高灵敏度、高效率、操作便捷的特点。此外，我国相关技术专家设计并研制的表面等离子体共振传感自动检测系统，在现场快速分析的应用过程中，针对土壤有机污染物中的草甘膦进行检测时，也在实时检测的过程中，表现出了高灵敏度的特征。

3.3 生物技术

在现阶段我国在进行土壤环境质量以及土壤污染修复研究的过程中，所采用的生物技术主要为能够用于研究土壤微生物群落结构多样性变化，能够实现对土壤微生物与功能基因丰富程度以及土壤的物理与化学性质进行判断与测量的荧光定量PCR技术。而在生物技术中，生物修复技术的运用也同样普遍，其能够在完成对土壤监测后，采取相应的针对性措施，利用生物体内部的生物代谢反应或生物合成产物来实现对土壤污染物的有效去除，从而实现对被污染土壤的治理与修复。并且生物修复技术在实际应用中，具有操作费用低、修复效果好以及能够实现原位处理等方面的优点。

3.4 信息技术

随着网络通信技术的不断发展，土壤检查的过程中信息技术的应用也越来越普遍。而在现阶段中应用较为普遍的信息技术通常为3S 技术、Zig Bee无线传感技术、计算机软件技术、数据库技术等技术。从特点上来看，在将信息技术应用于土壤环境监测的过程中，各类信息技术均能够实现对土壤环境的动态监测。同时，在进行土壤质量数据监测管理的过程中，单一的使用某一项技术已经难以实现对相关土壤监测数据进行获取相关条件以及要求。为此，需要在进行土壤环境管理与监测系统的设计的过程中，建立起相应的信息查询与信息交互模块，从而在实际应用的过程中，能够在对目标数据进行快速提取、统计与分析的同时，实现地图可视化信息与数据性信息之间的完全交互，令相关管理与监测人员能够以此基于对管理系统的优化，更加便捷与精准的对地图上的各个采样点以及查询结果数据的联系进行把握，使整体监测工作的效率得到保障。而GIS技术的优化也同样可以实现对土壤环境监测效果的明显提升。例如，基于在GIS技术中对空间分析技术与可视化技术的结合，便能够利用土壤元素作为调查的对象，并基于对数据空间统计方法以及模糊综合评价法的运用，融入到农业地质环境监测过程中，实现对土壤化学特性的监控与分析。而Arc GIS 10.2 软件中所具备的Summriz功能也可以实现对土壤的养分进行监测，从而为地质环境优化与监管工作展开提供科学且合理的技术依据[3]。

4 结论

综上所述，土壤环境监测技术的应用，主要是为了服务于环境保护以及环境治理等方面。而在土壤环境技术应用的过程中，较为普遍几类技术分别为化学分析技术、现场快速分析技术、生物技术以及信息技术，而通过对相关技术的合理选用，便能够实现对土壤环境状态的有效监测。

参考文献：

[1]张艳.土壤环境监测技术的发展及应用[J].科技风，2020 （16）：153.

[2]罗晓艳.土壤环境监测技术的发展及应用[J].环境与发展， 2019，31（10）：151-152.

[3]杜保儆.土壤环境污染监测技术的应用发展现状[J].科技经济导刊，2019，27（14）：124+203.

作者简介：

张卓（1986- ），女，江苏省张家港市，汉族，大学本科，工程师。

周渊海（1985- ），男，江苏省张家港市，汉族，大学本科，工程师。