生态环境监测及环保技术发展分析

李嘉宾

（华云创信（广东）生态环境科技有限公司，广东 佛山 528000）

引言

近年来，全球生态环境的变化引起了人们的广泛关注，生态环境问题已成为影响全球可持续发展的重要因素。在此背景下，生态环境监测与环保技术的发展对于实现人与自然和谐共生具有重要意义。生态环境监测可以为环境管理与决策提供科学依据，而环保技术则为污染治理与资源回收提供了有效手段。然而，当前在监测与技术应用中仍然存在诸多问题和挑战。

1 生态环境监测的重要性

1.1 生态环境监测的概念及意义

1.1.1 生态环境监测的概念

生态环境监测是一个系统性的过程，旨在定期或连续地收集、分析和解释生态系统及其组成部分的数据和信息，以评估生态系统的健康状况和环境质量变化。这一过程不仅涵盖自然生态系统，如森林、湿地和海洋，还包括人为活动所影响的生态环境，如农田、城市和工业区。

1.1.2 生态环境监测的重要性

生态环境监测可以对环境健康进行评估，通过监测，可以及时了解生态环境的健康状况，从而采取必要的措施维护和恢复受损的生态系统。例如，通过水质监测，可以发现某些地区的水源遭受污染，进而及时采取净化和保护措施。生态环境监测为预测和预警污染事件提供了关于环境变化的宝贵数据，使得科学家和决策者能够预测未来可能出现的问题，并采取预防措施。例如，对大气中二氧化碳浓度的长期监测有助于预测气候变化的趋势。生态环境监测可以对政策决策提供支持，环境监测数据为政府和相关部门提供了制定和修订环境政策的依据，以准确、及时的数据为基础的决策的实施，能够获得更佳的预期效果。

1.2 当前生态环境监测面临的问题

在面对日益严峻的环境挑战时，现有的生态环境监测体系存在一些问题和不足，影响了对环境变化的及时、准确把握和对策的制定。

1.2.1 监测技术落后

目前的生态环境问题日趋复杂化，例如微塑料污染、微生物污染、气候变化等，对这些复杂问题的监测需要更先进、更敏感的技术支持。然而，一些地区仍然依赖于传统的、有限的手段来进行监测，导致在数据采集、处理和解析中存在较大的偏差。例如，2021年刘如业等在《中国环境监测》发表研究，使用卫星数据补充支持监测站点，发现汕头近海存在监测空白的钼污染区，这表明单靠常规监测站点或监测技术还不够全面[1]。

1.2.2 监测网络不健全

环境监测的有效性很大程度上取决于监测网络的覆盖范围和密度。遗憾的是，一些关键地区、生态系统或污染源仍然存在明显的监测盲点。例如，某些偏远地区由于地理、经济等原因，其生态变化长时间得不到关注，直到问题恶化到不可逆的程度。根据中国环境状况公报，2021年我国自动监测站点的密度仅为每平方公里0.03个，而欧盟为每平方公里0.4个。监测网络较欧美发达国家存在一定差距。

1.2.3 监测质量参差不齐

尽管有些地方拥有先进的监测设备和技术，但由于人员培训、设备维护、标准化操作等方面的问题，监测结果的质量仍然存在较大的不确定性。这意味着即使在同一监测网络内，不同站点、不同人员所得的数据可能存在差异，给数据的综合分析和解读带来困难。例如，对于大气中的细颗粒物（PM2.5）进行监测，不同站点的校准、维护和操作方式可能导致数据的不一致，进而影响对污染状况的准确评估。

2 环保技术发展现状分析

2.1 主要环保技术发展概况

环保技术作为应对全球环境问题的关键途径，近年来获得了显著的进展。这些技术大致分为三大领域，即大气、水体和土壤的治理技术。

2.1.1 大气污染治理技术

大气污染是当前环境问题中的重要部分，特别是由于工业化和城市化加速导致的大气污染。为应对此挑战，近年来出现了多种先进的大气污染控制技术。例如，低排放燃烧技术和静电沉降器已经广泛应用于工业生产中，有效降低了有害气体和悬浮颗粒的排放。同时，光催化剂和纳米技术在汽车尾气处理中显示出良好的效果，有助于减少氮氧化物和碳氢化合物的排放。国家重点研发计划“蓝天保卫战”所支持的低氮燃烧技术，被证实可将氮氧化物排放减少50%以上，已在山东、江苏等地的工业锅炉中推广应用。

2.1.2 水体治理技术

鉴于水污染对人类和生态系统的潜在威胁，水体治理技术得到了广泛的研究和应用。生物处理技术，如利用微生物去除有机物和氮磷，已经被证明是有效的，并且具有经济和环境双重优势。此外，先进的物理和化学处理技术，如纳滤和反渗透，为去除重金属和其他难降解的有机物提供了有效途径。例如，辽宁省环保集团与大连理工大学联合研发，创造性地以含铁剩余污泥/芬顿铁泥为基质，制备多氧化/还原基团生物炭，使厌氧水解酸化段有机物分解效率提高了10%～30%。该项技术成果获得2020年国家技术发明二等奖。

2.1.3 土壤污染修复技术

土壤污染修复是环保领域的一个重要分支，尤其是在农业和工业发达地区。生物修复技术，如微生物和植物修复已成为主流，因为它们既经济又环保。如天津城建大学环境与市政工程学院袁正通等人在土壤重金属污染的微生物-植物联合修复技术研究方面取得了进展[2]。对于那些持久性有机污染物和重金属，化学稳定化和固化技术显示出了强大的潜力。此外，电动修复技术也在某些场景中显示出良好的效果，能够有效移除土壤中的有害物质。

2.2 当前环保技术面临的问题

环保技术作为现代社会应对环境挑战的关键工具，在迅速发展的同时也存在着不少问题和挑战。

2.2.1 技术创新乏力

尽管过去几十年中，环保技术取得了长足进展，但当前的技术创新速度显然不能满足日益严峻的环境挑战。一方面，研发资源分配不均，许多有潜力的领域得不到足够关注。例如，微塑料污染处理和大气微粒子净化技术的研发尚处于初级阶段，相对于其产生的影响，投入的研发资源却远远不足。再如，气候变化是当今最为突出的全球性问题，但低碳和清洁能源技术的进步与广泛应用仍然受到种种限制，且创新的步伐缓慢。

2.2.2 技术应用推广存在障碍

技术的应用与推广同样关键。但不少创新性的环保技术面临广泛应用的困境。市场认知度不足、高初始投资成本、缺乏相关政策激励等因素都在一定程度上阻碍了技术的广泛应用。以空气净化技术为例，虽然这项技术在实验室环境中已经被证明是行之有效的，但其高昂的成本和对现有基础设施的改造需求，使得它在很多地区难以得到广泛应用。

2.2.3 技术支撑能力不足

技术的发展与应用并非孤立的，背后需要一个健全的支撑体系。当前，缺乏相关的人才培养、研发机构的配套设施和政策支持等因素，使得许多环保技术难以发挥其应有的效用。例如，针对复杂污染物的检测与治理，需要跨学科、多领域的合作与研究，但很多地方由于缺乏跨学科团队，导致研究的深度和广度都受到限制。

3 加强生态环境监测与环保技术发展的对策

3.1 完善生态环境监测体系

随着全球生态环境的变化，确保环境监测体系的完善与优化成为当下的迫切需求。一个完善的监测体系不仅可以提供准确、实时的环境数据，更可以作为指导环保决策、应对环境危机的有力工具。

3.1.1 提升监测技术水平

环境监测的准确性与时效性很大程度上依赖于所使用的技术手段。卫星遥感技术可以提供大范围、高分辨率的地表数据，有效监测森林覆盖、水体污染等环境变化。而物联网技术则允许部署大量的传感器，对特定环境因子进行实时、细致的监测。因此，要加大投入，引进和研发更精准、实用的监测传感器，现有技术的检测灵敏度和范围仍需提高。要推广遥感技术应用，组建多源异构卫星监测网络。利用图像数据弥补地面监测的盲区。要构建环境监测物联网系统，通过布设传感器网络实现对指标的全天候、无盲区监测。要应用大数据分析模式，开发智能化分析系统，实现对海量监测数据的整合利用。

3.1.2 建立统一的监测标准

监测标准是环境监测体系的核心。不同的地区、国家可能有着各自的监测标准，这可能会导致数据的不一致性和解读的困难。为了保证数据的可比性和解读的准确性，建议制定一套统一、国际化的环境监测标准。这不仅可以确保各个国家和地区的数据能够进行有效的对比和整合，还可以为跨区域、跨国的环保合作提供可靠的数据基础。

3.1.3 加强监测网络建设

单一的监测点或手段很难全面捕捉到环境的各种变化。为此，需要构建一个全面、细致的监测网络，确保每一个关键的生态环境要素都得到有效的监测。例如，沿海地区可能需要加强对海洋酸化、塑料污染等问题的监测；而内陆地区，则需要重点关注空气质量、土地退化等问题。总之，只有建立起一个全面、高效的监测网络，才能确保生态环境的每一个变化都不会被忽视，从而为环保决策提供有力的支撑。

3.2 推动环保技术进步与应用

3.2.1 加大环保技术研发与创新力度

首先，政府应当成为环保技术研发的首要支持者。具体措施可以包括提高公共研发资金的拨款，为环境保护技术项目提供税收优惠，以及为初创公司提供创业资金。要强化产学研合作，产学研合作模式是将产业界、学术界和研究机构结合在一起，以促进技术的快速研发和应用。这种合作可以提高技术研发的效率，缩短产品上市的时间，并确保技术更好地满足市场需求。要有长远的政策指导，政府需要为环保技术研发提供长期和一致的政策指导，为企业和研究机构提供稳定的发展环境。

3.2.2 鼓励环保技术成果转化应用

随着全球环境问题的加剧，鼓励环保技术成果的转化与应用成为亟待解决的问题。要建立技术转移机制，为确保知识产权的有效流转和技术的商业化应用，政府、研究机构与高等教育机构之间应建立紧密的合作关系，同时制定明确的技术转移政策。鼓励财政和税收激励，政府应为环保技术的研发和应用提供税收减免、补贴或低息贷款，创造一个有利于技术成果转化的经济环境。例如：德国太阳能技术推广，德国政府早在2000年就通过《可再生能源法》开始鼓励太阳能技术的研发和应用。此法规为德国的可再生能源开发提供了坚实的法律基础，这一政策的实施获得了很大的成功，截至2021年，德国太阳能装机容量同比增长约10%，达到5.3 GW。目前，太阳能光伏发电量约占德国国内电力需求的10%。

3.2.3 培育环保技术服务业

培育环保技术服务业可以为我国经济、技术、生态等多个领域带来显著好处。环保技术服务业的壮大，可以有效地推动经济向绿色、低碳方向转型[3]。例如，新能源汽车产业的兴起，不仅减少了对传统化石燃料的依赖，更为国内市场创造了数以万计的就业机会。环保技术服务业，凭借其对环境的独特要求，常常催生出前沿的技术创新。空气质量监测技术，一度是此领域的技术瓶颈，现如今已经能够实时、精确地为公众和政府提供数据，从而优化决策。

培育环保技术服务业需要系统的策略和持续的努力，以确保其健康、持续、有效的发展。首先，需要政策扶持与激励，制定友好政策，为环保技术服务业提供税收优惠、财政补助和资金扶持。建立绿色信贷机制，鼓励银行和金融机构为环保项目提供低利率贷款。其次，加强研发投入，企业和政府应增加对新技术和方法的研发投入。鼓励企业、学术界和研究机构合作，加速技术研发和推广。最后，要与国际上的技术供应商建立合作关系，引进先进技术和管理经验。

3.3 加强生态环境监测与环保技术结合

3.3.1 监测技术支撑环保决策要确保生态环境的健康和稳定，准确、实时的环境监测信息是不可或缺的。生态环境监测技术与环保决策结合，形成了环境保护的重要支撑。

环境监测技术可以为决策者提供真实、及时的数据，帮助他们更好地理解和评估现有的环境状况[4]。例如，通过空气质量监测，决策者可以知晓当前的PM2.5、臭氧、二氧化氮等污染物浓度，从而更有针对性地制定减排策略。但仅仅依赖原始的监测数据是不够的，还需结合先进的数据分析技术，从中挖掘更深层次的信息。此外，环保技术在监测数据的采集、处理和分析中也起到了关键作用。

3.3.2 环保技术提升监测效果

环保技术的进步与创新，为生态环境监测提供了强有力的技术支撑。新型传感器、远程传输技术及高效数据处理手段，都在不断地提升监测的精确性、实时性与普及率。一方面，传感器技术的革新使得我们能够更为精确地捕捉到各种环境指标。例如，纳米级的传感器不仅具有更高的灵敏度，还能够在更小的空间和更低的能耗下工作，这为移动和遥感监测提供了新的可能性。此外，多功能传感器的应用，能够实现在同一设备上同时监测多项参数，从而提高了监测的效率。再者，远程传输技术如卫星通信和5G网络，保证了数据的实时传输，即使在偏远或难以到达的区域也能确保数据的流通。这种技术确保了环境决策者能够及时获取到关键信息，对紧急状况做出响应。

3.3.3 建立技术与监测的融合机制

为了确保环保技术与生态环境监测的完美结合，有必要构建一个融合机制，确保各方面的资源、信息和专业知识都能被充分利用。首先要建立一个跨部门协调机制。这需要环保、科技、工业、财政等相关部门的紧密合作，确保监测技术的研发、应用和资金支持都能够得到保障。要推动企业、科研机构和政府之间的合作。企业通常具有技术开发和产品应用的经验，而科研机构则拥有前沿的研究能力，政府则能为其提供策略方向和政策支持。通过三方合作，可以更快地将技术创新转化为实际的应用。

4 结语

生态环境监测与环保技术是应对全球环境问题的两大支柱。目前，虽然在监测和技术发展上都取得了一定的进展，但仍存在明显的短板和不足。为了更好地应对环境挑战，需要进一步加强生态环境监测与环保技术的结合，推动技术创新和应用，完善监测网络和标准。只有这样，才能确保生态环境的持续健康，为人类创造一个宜居的生活环境。