浅谈我国土壤环境监测技术的应用现状及发展趋势

刘新荣

（中科泰检测（江苏）有限公司，江苏 泰州 225700）

引言

由于我国工业产业规模不断壮大，对生态环境造成了严重的影响，破坏了土壤环境，而土壤中含有的有害物质无法快速分解或挥发，经过长期积累之后不仅会对人类的生活造成影响，还会伤害人们的身体健康，甚至威胁人们的生命安全。为此，环境保护管理部门需要对土壤环境监测技术进行不断的研发和应用，通过发挥其最大的效用来降低环境污染，维护生态平衡。

1 土壤环境监测的内涵

新时代，任何工作都秉持着可持续发展的理念在有序地开展，监测工作同样也需要在可持续发展理念的引导下有条不紊地进行。随着社会对环境质量的关注度越来越高，环境监测也受到了高度重视，为此需要加强环境监测力度，使其发挥出最大化的实际效用。土壤环境监测包括样品收集、监测布点、现场调查、样品分析测试等环节，在整个监测过程中首先要明确监测对象，其次确定监测方式，这样才能更加准确地判断水文地理和污染来源等信息，从而为后续工作的顺利实施奠定良好的基础[1]。

2 土壤环境污染的特点及其监测的作用

2.1 污染特点

环境污染包括大气污染、水资源污染、土壤污染等，在城市建设过程中最受关注，也最需要尽快解决的问题则是土壤污染问题。基于土壤具有的特殊性，一旦土壤受到污染则会造成极其严重的影响，产生无法逆转的后果，针对这一特殊情况，需要对土壤污染的特点进行了解和掌握，这样才有利于提前制定污染解决措施。土壤污染的特点主要体现在以下几方面：

第一，积累性。大气污染和水资源污染之所以没有土壤污染造成的危害严重，是因为这两项污染具有较强的流动性，是瞬时发生的，只有土壤污染是随着时间的推移慢慢积累而成的，对环境的影响极大。一般情况下，受土壤内部结构的特殊性以及其他因素的影响，土壤中污染物会不断累积，这说明土壤污染不具有独立性，如果土壤污染问题加剧，那么将会增加治理难度。

第二，滞后性。由于土壤污染具有一定的积累性，说明土壤在刚受到污染时并不会马上显现出来，而是积累到一定程度之后才会对环境造成损害，这表明土壤污染具有一定的滞后性，从而增加环境治理的难度，导致环境治理工作无法顺利实施。尽管水资源污染、大气污染、土壤污染都会对环境造成影响，可以通过对其进行分析找到污染源，降低污染危害，但是土壤污染会严重影响内部环境，很难进行有效治理。

第三，管理难度大。相对于大气污染和水资源污染，土壤污染具有一定的复杂性，需要花费更多的时间和精力去进行治理，无形之中也会产生很大的治理成本。相对来说，大气污染和水资源污染在治理的时候只要切断污染源就可以解决环境污染问题，但是如果发生土壤污染，就说明土壤内部积累了大量的有害物质，其内部结构已经发生了变化，而这些有害物质需要一定的时间才能完成分解，甚至有的不会被完全分解。例如工业生产排放的污水可以造成水资源污染，只要将此类工厂关闭就能解决水资源污染的问题，或者是通过安装污水处理设施的方式也可以解决水资源污染问题。由于土壤污染具有复杂性，其内部蕴含的有机物质和金属物质利用不当也会产生污染，有些地方会通过土壤冲洗和土壤转化的方法来降低土壤污染，但是这些方法成本较高且操作时间较长，治理效果不佳，不适合大范围应用。

2.2 土壤环境监测的作用

环境监测的实施需要环境执法和质量评估提供相应的支持。现代化工业生产规模不断壮大，环境中的污染物含量和类型都在不断变化，这些污染物也会逐渐渗透到土壤中，人们如果直接食用生长在污染土壤中的农作物，则有可能会对人们的生命健康造成危害[2]。基于此，环境管理部门一定要加强土壤环境监测，为环境保护工作有序开展提供重要的依据，同时在环境监测过程中，还应做好样品采集、监测布点、现场调查等相关工作。环境监测技术在20世纪初期就已经开始运用到环境监测工作中，针对土壤环境进行监测时，应反复多次测定，这样才能准确掌握环境变化趋势。在进行检测的时候，主要检测对象包括含有有机氯农药的生物活性物质以及含有铅、汞等无机物质的各种可以影响环境质量的污染物。采用各种土壤环境监测技术对土壤环境进行检测，可以有效控制土壤污染造成的不良影响。

3 我国土壤环境监测技术的应用现状

3.1 “3S”技术的应用现状

“3S”技术是GPS、RS、GIS的统称，其中GPS代表的是全球定位系统、RS代表的是遥感技术、GIS代表的是地理信息系统，这三种技术组合到一起被称为“3S”技术。目前在土壤环境监测工作中“3S”技术是最为常用的一种技术，在具体应用此项技术时，土壤环境监测人员会先整合这三种技术，从中提取有利的部分应用到土壤环境监测中，使其与土壤环境监测工作融为一体，形成更为完善的监测体系[3]。应用“3S”技术可以获取土壤监测质量信息和土壤环境信息，可以根据各个地区出现的环境问题制定出具有针对性的解决策略，以便落实土壤环境保护工作，提升土壤环境质量。在土壤环境监测中合理运用“3S”技术，能够发挥其在采样和土壤监测布点方面的最大优势，不仅可以使土壤环境信息数据库更加完善，同时还有助于构建更为科学的土壤信息存储体系，推动土壤环境监测技术朝着更好的方向发展。

3.2 信息技术应用现状

在网络技术和计算机技术发展的带动之下，我国的土壤环境监测技术也实现了快速发展。为了提升我国土壤环境质量，需要将信息技术和现代化监测技术进行有效结合，以此促进我国土壤环境监测技术的创新与发展。

第一，信息技术发展推动了科学技术发展，这一发展为社会产业实现创新提供了技术支持，尤其是在数字化领域已取得了非凡的成就。

第二，在土壤环境监测工作中应用无线传感器可以发挥出巨大的作用。在应用无线传感器时需要对其加强测试和应用，以保证其可以实时监控土壤环境。在土壤环境监测工作中，可以通过无线传感器对具有不同地质条件的土壤展开精准化的分析，从而更加准确地传递土壤信息，以此改善土壤的性能和各项参数。

第三，在土壤环境监测工作中应用大数据技术，便于技术人员采集和存取相关土壤信息和数据，并根据获取的各项数据信息进行科学分析，为制定出有效的土壤环境保护实施方案提供数据支撑。在现代化科学技术的支持下有助于土壤环境监测快速实现改革创新，提升土壤环境保护的科学化水平，为土壤环境监测工作提供科学指导。

3.3 X射线断层扫描技术应用现状

在土壤环境监测技术中，X射线断层扫描技术属于无损技术，在发射和接收X射线时都不会对土壤结构产生破坏，土壤中的物质含量不同，X射线在穿越这些物质的时候会逐渐衰退，将获取的信号进行空间解算、模数转换和放大处理之后，就可以绘制出数字化的土壤结构断面影像。X射线断层扫描技术相对比其他监测技术来说，不仅能够对土壤的内部结构和表面情况进行有效监测，同时还能够通过定量的方式对土壤的微观结构进行详细描述，例如对黄土层的大孔隙分布情况和颗粒几何体情况进行监测。

3.4 生物技术应用现状

在环境监测技术中生物技术属于新兴技术，是通过从生物中提取细胞或微生物的方式来监测土壤环境。土壤环境监测应用该项技术的时间较短，但是应用效果却较为理想。该项技术在应用过程中主要是通过监测土壤环境中的生物细胞和微生物等来获取相关数据，然后在信息系统中对这些数据进行分析，以掌握土壤的实际情况，判断土壤质量。常见的生物技术包括生物大分子标记技术、芯片植入技术、聚合酶链式反应（PCR）技术等。其中聚合酶链式反应技术是在放大扩增特定DNA中常用的一种分子生物学技术，可以将其作为DNA复制技术，只要利用PCR技术就能对生物中分离出的DNA进行放大处理。随着PCR技术的不断提升，该项技术也得到了更为广泛的运用，尤其是不对称PCR技术更是凭借其独特的优势获得了更高的使用频率。

4 我国土壤环境监测技术的发展趋势

4.1 构建更加智能化的自动监测系统

新时代背景下，各行各业通过引入和应用新型技术得到了快速发展，实现了转型和升级。在环境保护工作中，土壤污染对环境的影响最大，需要及时将先进的技术引入到土壤环境监测中，以便对土壤环境进行实时监测，降低土壤污染率。在科学技术和信息化技术快速发展的背景下，相关部门要根据国家提出的要求做好必要的安排，实现对管理机制的不断优化与改善，努力打造出契合环境保护要求的管理模式。在环境保护工作中，自动化采集技术成为了土壤环境监测工作有序开展的一种重要途径，同时也是提升土壤环境监测质量的有效方式。通过自动化采集可以达到自动整理数据信息的目的，并快速完成数据分析工作，自动制定出解决措施，为相关部门提供参考和帮助，也为土壤环境保护工作的顺利开展增加助力。

4.2 持续提升监测分析精度

土壤中的污染物无论含量多与少，经过长期的积累之后都会对人们的身体健康造成伤害。基于此，土壤环境保护管理部门需要遵从“以人为本”的原则，不断提升土壤污染监测分析的精准度。而要想实现这一目标，相关管理工作者需要规范化开展监测工作，避免因人为因素而影响监测分析的精准度。土壤环境保护管理部门要不断引入新的监测技术和监测设备，为提升监测精度奠定基础。土壤污染中的任何有害物质都可能会对环境造成严重的危害，土壤环境保护管理部门需要持续提升监测分析精度，对已有污染因子和潜在的污染因子进行高精度检测，从而精准把控土壤污染状况，以便为制定管理方案和采取管控措施提供有利的支持与帮助。

4.3 不断提升痕量检测的精度

土壤污染具有长期性、隐秘性、滞后性等特点，其内部存在的有害物质难以快速挥发，会影响人们的健康状况，甚至威胁生命。造成土壤污染的因素很多，土壤中各类有害物质的含量不同，对于含量较低的有害物质可以通过高精度的监测技术进行分析获取结果，但是要求土壤检测分析技术具备相应的精度分析能力。监测分析技术中常用的一种技术为痕量分析技术，该项技术适用于组分含量小于百万分之一的样品检测中，在应用痕量分析时常用的方法有分光光度法、化学光谱法、原子吸收光谱法等等。痕量分析法应用于土壤环境监测中要确保监测进度，需要采用超痕量分析法或ICP-MS分析法。其中ICPMS分析法的检测灵敏度极高，此种多元素分析技术在高端设备的支撑之下，可以同时对大部分元素进行测定，无论分析物的浓度含量高与低，都可以确保测量的准确度。

4.4 建立网络监测系统

要想提升我国的土地资源环境质量，就需要在强大的技术力量支撑下构建出更加完整的网络监控体系，不仅要全面了解和掌握全国各地区土壤情况，还要能快速制定出有效的应对策略，促使土壤环境监测工作质量和工作效率得到持续提升。我国当前使用的自动监控体系包括：空气自动监测系统，主要对城市大气污染情况进行自动控制和监测；水资源自动监测系统，主要对地下水源和地表水源进行监测，为水资源质量提供保障；自动海岸监控系统，对可能造成沿海地区海洋污染的各种因素进行自动监控，起到有效的防范作用；生态自动化监控系统，对有可能造成生态环境污染的各种物质做好自动监测工作。

4.5 促进监测技术多元化发展

由于传统的土壤环境监测技术在处理样品时操作步骤繁琐、方式落后，导致监测的准确度难以保证，再加上传统的监测方式可能会危害到分析人员的健康，所以我国一直在研究更为人性化、更加安全化的监测方法和监测技术。目前已经得到普遍应用的环境监测技术有地理信息技术、全球卫星定位、红外线遥感等采样技术；吹扫捕集、快速溶剂萃取、旋转蒸发、衍生化、超声波提取等样品前处理技术，还有等离子发射光谱、原子发射、原子吸收、液相色谱、气相色谱等高精密分析仪器。

4.6 加大力度研究现场快速监测分析技术

环境管理工作涉及到各种环境污染问题，需要对污染事件做好监测工作，尤其是针对突发性的环境污染问题，应做好事前、事中和事后的全过程管理，提前制定预防措施和解决策略，并对整个事件进行风险评估。无论是哪种环境污染都会极大程度地影响环境质量，因此，需要加大对预警监测技术的研究力度，以便有效应对突发环境污染事件。传统的环境污染监测工作需要先采样，再实验，经过一系列繁琐的程序之后才能获取监测结果，这无法满足环境管理工作的要求，如果遇到突发事件将无法采取有效的应对措施。

5 结语

综上所述，土壤环境监测工作是我国进行社会生态文明建设的关键环节，目前我国已经研发出多种环境监测技术并应用到土壤环境监测工作中，对土壤污染进行了有效的控制，为了更好地提升土壤环境质量，国家应该持续加大对土壤监测技术的研发力度，以便为构建科学化的土壤环境监测体系做出贡献。