环境监测中地下水和土壤监测要点研究

姜兆礼 王燕 李红狮

摘要：现阶段，为了调查周边环境，相关人员结合实际情况开展环境监测。在监测环节，地下水以及土壤作为容易受污染的对象，也是环境监测的主要对象。但是，地下水具有隐蔽性，再加上土壤覆盖面较广，所以存在一些难点，在一定程度上制约监测结果。在此背景下，技术人员加强对土壤以及地下水监测的重视，分析其监测难点和要点，保证监测作业的顺利开展。

关键词：环境监测；地下水；土壤；地质环境

DOI：10.12433/zgkjtz.20240352

环境监测作为对地质环境进行状况调查的作业，需要专业的技术人员借助专业的设备对区域内的各项地质状况进行信息收集，为后续的作业提供精准的资料。地下水以及土壤作为环境监测对象之一，由于具有一定的隐蔽性及复杂性，对其进行监测时存在一些难点，在一定程度上制约相关作业的落实。在此背景下，监测人员结合环境监测的实际需求，对地下水以及土壤进行详细分析。研究监测环节存在的难点以及制约因素，然后有针对性地制定监测策略，以保证地下水以及土壤监测的精准度。本文从环境监测入手，分析地下水以及土壤监测的特点难点，结合实际分析监测要点，推动环境监测行业的发展。

一、环境监测、地下水环境及土壤监测概述

（一）环境监测的概念

环境监测是对自然环境和人工环境中各种因素进行系统观测、测量和评估的过程。它的目的是了解环境质量、监测污染物排放和传播、评估环境影响，并提供科学依据支持环境保护和可持续发展。现阶段，环境监测包括大气环境监测、水环境监测、土壤环境监测、噪声环境监测以及生物多样性监测等方面。在作业环节，环境监测通过采集样品并进行实验室测试，或者使用现场监测设备实时获取数据。

近年来，随着物联网、大数据和人工智能技术的发展，环境监测也开始应用无线传感器网络、云计算和数据挖掘等技术，实现自动化、精细化和智能化的监测方法，提高监测效率和准确性。这对环境保护具有重要意义，有助于制定科学的政策和管理措施。

（二）地下水环境监测

地下水监测是指对地下水资源进行观测、测量和评估的过程，以了解地下水的质量、数量和变化趋势，为地下水资源保护和合理利用提供科学依据。地下水监测通过设置监测井、采集地下水样品进行实验室测试，并结合现场监测设备获取实时数据。

（三）土壤环境监测

土壤监测是指对土壤性质、质量和污染情况进行观测、测量和评估的过程。通过土壤监测，了解土壤的物理、化学和生物学特性，以及评估土壤的肥力、污染程度和适宜用途，为土壤保护和农田管理提供科学依据。土壤监测能够保护土壤资源、预防土壤污染、提高土壤肥力和农田管理效果，它为土壤改良、施肥和植物种植提供依据，有助于推动土地利用率。

二、地下水与土壤环境监测的必要性

土壤和地下水监测在环境监测中具有重要的地位，其必要性主要体现在以下三个方面：一是污染源识别和管控，通过监测土壤和地下水的污染程度和污染物迁移情况，及早发现潜在的污染源，并采取管控措施来防止污染扩散和进一步影响；二是生态系统保护和生物多样性维护，通过对土壤和地下水的监测，及时发现生态系统中存在的问题，为生物多样性保护和生态系统管理提供科学依据；三是环境风险评估和应急响应，土壤和地下水的监测数据是评估环境风险和制定应急响应措施的重要依据。通过监测土壤和地下水的质量和污染状况，识别潜在的环境风险，及时采取措施应急处理，保障公众健康和环境安全。

三、环境监测中地下水与土壤监测的特点

（一）土壤环境监测的特点

在环境监测环节，土壤监测作业的落实还需要进行特点研究。一是多指标、综合性的特点，土壤是一个复杂的系统，土壤监测需要考虑多种指标，如土壤理化性质、养分含量、有机污染物、重金属等。这些指标相互关联，通过综合分析评估土壤的肥力、健康状况和污染程度。二是非均质性的特点。土壤在空间上和深度上都存在很大的非均质性，不同地点和深度的土壤特性存在较大的差异。因此，土壤监测需要采用合适的采样方法和采样点布局，以保证监测结果的代表性和可比性。三是土壤具有固定性。土壤是不可移动的媒介，与地下水和地表水相比，土壤的迁移速度较慢。这意味着土壤中的污染物具有较长的停留时间，对生态系统和人类健康造成潜在风险。因此，土壤监测既要关注土壤中的现有污染物，也要预测未来的潜在风险。

（二）地下水环境监测的特点

一是隐蔽性。地下水存在于地下深处，相比地表水而言，难以直接观测和采样。地下水监测通过钻井或井筒等手段获取样品，因此监测工作比较隐蔽且技术要求较高。

二是空间分布广泛，地下水分布广泛且具有连通性。地下水流动受到地质结构和水文地质条件的影响，因此，地下水监测需要在不同地点建立监测井网或监测站，以涵盖不同地区的地下水状况。

三是动态性。地下水的水量和水质都是动态变化的，受到季节、降雨和地下水补给等因素的影响。地下水监测需要长期、连续观测，以了解地下水的季节性和年际性变化，并监测污染物的迁移和衰减过程。

四是污染反应灵敏性，地下水是重要的饮用水源和生态系统的供水来源，对人类健康和环境保护至关重要。地下水监测可以及早发现问题，并对污染源进行准确定位和管控，具有较高的灵敏度和反应能力。需要采取合适的监测方法和技术手段，以确保地下水监测的准确性和可靠性。

四、环境监测中地下水和土壤监测的难点

土壤与地下水监测存在一些难点，制约监测作业的落实。

一是采样和分析困难，土壤和地下水的监测需要采样和分析，但由于土壤和地下水分布广泛且呈非均质性，采样点的选择和采样方法的确定具有挑战性。此外，土壤和地下水中的污染物浓度往往较低，需要高灵敏度的分析技术进行准确测量。

二是数据解释复杂，土壤和地下水是复杂的媒介，受到多種因素的影响，如土壤类型、水文地质条件、气候等。因此，监测数据的解释和评估相对复杂，需要综合考虑多个变量之间的关系，并使用适当的模型和方法来分析和解释数据。

三是监测成本高昂，需要建立监测井网或监测站，并持续进行采样和测试工作，这需要投入大量的人力、物力和财力。特别是在大范围调查中，监测成本往往较高，对资源的需求较大。

四是污染源识别与溯源困难，土壤和地下水污染可能受多种源头的影响，如工业废水排放、农药使用、垃圾填埋等。溯源和识别污染源的过程复杂，需要综合利用环境化学、同位素追踪、数值模拟能力等方法推断和确认污染源，对调查人员具有一定的专业知识需求。这些难点的存在直接影响环境监测作业的开展，需要结合实际情况分析与治理。

五、环境监测中地下水和土壤监测要点

（一）监测流程的把握

一是监测目标确定，在地下水与土壤监测时，首先需要确定监测的目标和目的。明确所关注的污染物种类、监测区域范围以及监测频率等。

二是选取监测点位，选择合适的监测点位非常重要。监测点位应该覆盖可能存在污染或受到人类活动影响的区域，考虑到地理、地质、水文地质等因素，并参考相关监测规范和标准进行点位设置。

三是科学采样与分析。采样方法应符合规范要求，在采样过程中要注意避免二次污染，采集到的样品应代表性和数量充足。对采样的地下水和土壤样品进行必要的标识、封存、保存，并送往合格的实验室进行分析，使用准确、敏感度高的分析方法进行污染物浓度的测定。

四是数据记录与管理，监测数据的记录和管理是环境监测的重要环节，对采集的监测数据统一记录和整理，包括采样信息、分析结果等。同时，建立科学的数据管理系统，确保数据的完整性、可靠性和可追溯性。

五是数据分析与评估，监测数据分析和评估是环境监测的关键步骤。通过应用统计学方法、地理信息系统（GIS）等工具，对监测数据处理、展示和解释，以获得污染物的空间分布情况和变化趋势，评估土壤和地下水环境质量，并辅助制定环境保护措施和管理决策。通过科学规范的监测工作，及时了解地下水和土壤环境质量状况，并为环境保护和管理提供科学依据。地下水现场检测如图1、图2所示。

（二）监测方法的选择

一是综合监测策略。综合考虑地下水和土壤的特点以及污染源的性质和分布情况，制定全面的监测策略。包括选择监测指标、确定监测频率、确定监测点位等，确保监测工作有效。二是网格化监测，要采用网格化布点方法，将监测区域划分为网格，并在每个网格内设置监测点位，以实现全面覆盖。通过网格化监测获得更全面的地下水和土壤质量信息，并发现局部的污染点。三是污染源周边监测，对于已知的或可能存在污染源的区域，应加强监测频率和密度，重点关注污染源周边的情况，这有助于及早发现和控制污染扩散的风险。四是长期监测，地下水和土壤的质量状况可能存在季节性或周期性变化，通过连续监测和跟踪分析，获取更准确、可靠的数据，揭示潜在的环境问题，并及时采取措施。

（三）监测设备与技术控制

在地下水与土壤的监测中，技术设备直接影响监测质量，需要相关人员加强对技术的重视。

第一，采样技术的选择，监测的基础是采集样品进行分析。采样技术包括传统的钻孔采样、井水采样、壤土采样等方法，以获取代表性的样品。

第二，实验室分析技术。通过实验室分析测定地下水和土壤样品中的污染物浓度。常见的实验室分析技术包括气相色谱质谱联用、液相色谱质谱联用、原子吸收光谱（AAS）等，能够对有机物和无机元素等进行准确的测定。

第三，现场快速监测技术。为了实现快速、实时的监测需求，现场快速监测技术逐渐得到应用。例如，使用便携式光谱仪器进行即时的光谱分析，利用电化学传感器快速测量等。

第四，地球物理勘测技术。地球物理勘测技术通过测量地下的物理参数来推测地下水和土壤的性质。常见的地球物理勘测技术包括电法、磁法、地震勘探等，能够提供地下介质的信息。

第五，同位素技术。同位素技术可用于追踪和溯源污染物的来源和流动路径。通过测量地下水和土壤中特定同位素的比例和组成，判断污染物的来源和污染扩散的情况。

第六，遥感技术。利用卫星或航空遥感技术，获取大范围的地表覆盖信息和变化。通过对遥感数据的解译和分析，推断土壤质地、植被覆盖、水体分布等，为监测提供辅助信息。根据具体监测目的和需求，灵活选择合适的技术或将多种技术相结合，以提高监测效果和数据的可靠性。

参考文献：

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[2]张正昌.环境监测中地下水和土壤监测存在的问题与改进策略[J].造纸装备及材料，2022，51（05）：162-164.

[3]郭斌.多源数据支持下的水资源监测关键技术研究[D].山东科技大学，2021-09-24.

作者簡介：姜兆礼（1968），男，山东省威海市人，大专，环境监测工程师，研究方向为固定污染源监测。