李彥君

（蘭州市生態(tài)環(huán)境局榆中分局，甘肅 蘭州 73100）

引言

近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展階段，給信息化技術(shù)帶來(lái)了巨大發(fā)展空間，數(shù)據(jù)獲取渠道趨于多樣化，數(shù)據(jù)量日益增加，人們逐漸意識(shí)到大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)日常生活的重要性。大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)是通過(guò)空氣環(huán)境中污染物濃度情況，分析對(duì)環(huán)境影響的程度，以全面掌握空氣環(huán)境實(shí)際情況，在整個(gè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。目前，很多國(guó)家將大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中，并結(jié)合國(guó)家實(shí)際情況提出科學(xué)的發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

1 農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)概述

農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)是指將大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)方面，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的實(shí)際情況。目前，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)在面對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題時(shí)，其具有多樣化優(yōu)勢(shì)，能有效提高農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的精準(zhǔn)性。大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)研究的不斷深入，為生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)研究帶來(lái)各種數(shù)據(jù)資源，數(shù)據(jù)的收集也不再依靠于傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式，而是通過(guò)各種渠道收集農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)，如地面數(shù)據(jù)、航空航天數(shù)據(jù)等，對(duì)提高農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)應(yīng)用價(jià)值具有至關(guān)重要的作用。同時(shí)，工作人員可結(jié)合實(shí)際情況合理利用大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，從大量數(shù)據(jù)中取得關(guān)鍵信息，再將低價(jià)值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為高價(jià)值數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作帶來(lái)豐富的數(shù)據(jù)資源[1]。

2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

監(jiān)測(cè)污染物主要包括一氧化碳、碳?xì)浠衔?、降塵、二氧化硫、總氧化劑、可吸入顆粒物、氟化物、臭氧等。目前，我國(guó)相關(guān)部門在大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中對(duì)一氧化碳、二氧化硫、飄塵、總懸浮微粒等物質(zhì)進(jìn)行了規(guī)范，將監(jiān)測(cè)項(xiàng)目設(shè)置為選測(cè)項(xiàng)目和必測(cè)項(xiàng)目。

3 布局設(shè)點(diǎn)

3.1 合理設(shè)置采樣位置和點(diǎn)數(shù)

第一，在不同城市建設(shè)區(qū)域中，采樣位置具有較強(qiáng)的均勻性，實(shí)現(xiàn)全面積覆蓋；第二，利用大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)污染物濃度計(jì)算出平均值，并對(duì)城市施工地區(qū)污染物濃度的總體平均值進(jìn)行表達(dá)；第三，利用區(qū)域加密網(wǎng)格點(diǎn)對(duì)計(jì)算出的平均值進(jìn)行實(shí)際模擬，得到了30百分位數(shù)、90百分位數(shù)、80百分位數(shù)、50百分位數(shù)等整體平均值，并與使用所有大氣質(zhì)量評(píng)價(jià)點(diǎn)的污染物濃度平均值進(jìn)行計(jì)算，各百分位的相對(duì)誤差在15%以內(nèi)；第四，在重要的測(cè)試項(xiàng)目中，針對(duì)平均濃度連續(xù)三年高于國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)，要增加50%的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量；第五，在重要測(cè)定工程中，針對(duì)平均濃度連續(xù)三年高于國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)，要提高城市內(nèi)的50%空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量。

3.2 布局設(shè)點(diǎn)的方式

（1）網(wǎng)格布點(diǎn)法是根據(jù)網(wǎng)格線節(jié)點(diǎn)確定方格中心位置，結(jié)合實(shí)際情況設(shè)定對(duì)應(yīng)點(diǎn)位的方法，以滿足污染控制要求；（2）同心圓布點(diǎn)法。針對(duì)污染源豐富且比較集中的地區(qū)，將各污染源作為中心，在地面上規(guī)劃同心圓，在圓形中添加射線，在射線與圓形的交匯處找出監(jiān)測(cè)布點(diǎn)的精確位置；（3）扇形布點(diǎn)法。該種方法通常應(yīng)用在點(diǎn)狀污染源方面，在污染源下風(fēng)向規(guī)劃45°扇形，根據(jù)風(fēng)向?qū)⑸刃畏秶鷶U(kuò)展成90°，根據(jù)污染源劃線進(jìn)行取樣，每條線取樣數(shù)量超過(guò)3個(gè)；（4）功能區(qū)布點(diǎn)法。在商業(yè)區(qū)、文化區(qū)、生活區(qū)、工業(yè)區(qū)等進(jìn)行布點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用功能區(qū)布點(diǎn)法進(jìn)行布局設(shè)置。值得注意的是，在布局設(shè)置時(shí)要保證設(shè)點(diǎn)和道路之間的距離超過(guò)20 m，合理避開(kāi)林地、高墻等障礙物，禁止在大型建筑物下風(fēng)向進(jìn)行布點(diǎn)。如果必須設(shè)點(diǎn)，則距離越遠(yuǎn)效果越好[2]。

3.3 氣體采集

氣體采集主要包括非濃縮取樣和濃縮取樣兩種。首先，非濃縮取樣方法。該方法是待測(cè)物在空氣中含量比較高或比較靈敏時(shí)，用塑料袋、容器等進(jìn)行采樣，供分析測(cè)定使用；其次，濃縮取樣法。該方法通常應(yīng)用在空氣含量較低的檢測(cè)方面，用濃縮的方式進(jìn)行取樣，可以將其分為溶液吸收和過(guò)濾兩種。過(guò)濾是將樣品放在專業(yè)過(guò)濾設(shè)備上，以保證采樣頭、抽氣泵、流量計(jì)連接，適時(shí)控制抽氣時(shí)間，抽氣時(shí)間越長(zhǎng)殘留在濾紙中的過(guò)濾物越多，要注意最大抽氣時(shí)間不要超過(guò)5分鐘；溶液吸收技術(shù)獲取蒸汽和分子狀污染物，將吸收管、抽氣泵、流量計(jì)連接，開(kāi)啟抽氣泵，在樣品通過(guò)吸收液時(shí)，出現(xiàn)不同程度的化學(xué)反應(yīng)，部分物質(zhì)遺留在吸收液中，氣泡中分子由于熱運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步拓展，覆蓋在氣泡表面，實(shí)現(xiàn)整個(gè)吸收過(guò)程。經(jīng)過(guò)實(shí)踐操作證明，通氣時(shí)間和吸收液濃縮物質(zhì)吸收量成正比，吸收量越多濃縮效果越好[3]。

3.4 大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)分析方法

當(dāng)前，污染物類型趨于多樣化，工作人員要根據(jù)污染類型對(duì)污染物進(jìn)行分類，檢測(cè)大氣環(huán)境指標(biāo)，包括二氧化硫、降塵、可吸入顆粒物、總懸浮顆粒物、氮氧化物等。首先，顆粒物檢測(cè)。顆粒物作為大氣中危害性大、成分復(fù)雜、數(shù)量較多的混合物，其自身具有較強(qiáng)的毒害性，也是其他有毒有害物質(zhì)在大氣中運(yùn)行的重要載體。在某些特殊條件下，顆粒物會(huì)和其他氣體相互結(jié)合，產(chǎn)生大量有毒性物體，所以要檢測(cè)顆粒物的各種化學(xué)成分，如降塵量、可吸入顆粒物濃度、總懸浮顆粒元素等。同時(shí)，顆粒物濃度測(cè)定的基本原理是將一定體積的氣體注入切割器中，使之通過(guò)恒重濾膜，低于標(biāo)準(zhǔn)的顆粒則隨空氣流動(dòng)通過(guò)分離器出口覆蓋在恒重濾膜上，并根據(jù)取樣前后的濾膜重量差和取樣體積來(lái)計(jì)算總懸浮顆粒物的濃度；其次，二氧化硫測(cè)量。二氧化硫由H2SO4、SO2、CS2等組成，這些物質(zhì)主要來(lái)自煤炭、石油燃燒物質(zhì)，是污染大氣的主要元素，具有影響范圍廣、分布廣等特征，對(duì)農(nóng)業(yè)質(zhì)量帶來(lái)嚴(yán)重影響。目前，測(cè)定方法趨于多樣化，如紫外熒光法、鹽酸恩波副品紅分光光度法等方法[4]。

4 大氣環(huán)境對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響

4.1 大氣氮沉降對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響

大氣氮沉降與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)有著極其密切而復(fù)雜的關(guān)系。近些年來(lái)，隨著工業(yè)化的推進(jìn)，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等行業(yè)對(duì)化石燃料消耗量的需求急劇增加，農(nóng)業(yè)技術(shù)日漸革新，化肥、農(nóng)藥等在農(nóng)田土壤中的投入量越來(lái)越大，人類排放活性氮量不斷增大。我國(guó)東南部是世界三大氮沉降的集中區(qū)之一，不過(guò)近20年來(lái)，我國(guó)高氮沉降區(qū)正在由東南向西北逐步蔓延。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)與大氣氮沉降之間有著密切的聯(lián)系，直接影響著土壤的肥力和微生物活性。有關(guān)人員通過(guò)分析某區(qū)域連續(xù)五年的大氣氮沉降情況，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域大氣氮濕沉降年輸入量為58.1 kg/hm2，相當(dāng)于施加124.5 kg/hm2化肥，該環(huán)節(jié)氮沉降能產(chǎn)生適量氮元素，重新傳輸?shù)酵寥乐校欣谔岣咿r(nóng)田氮元素含量。人類日?；顒?dòng)產(chǎn)生的氮元素進(jìn)入陸地生態(tài)系統(tǒng)中，不僅能促進(jìn)植物生長(zhǎng)，產(chǎn)生大量氮元素，還能通過(guò)痕量氣體排放、淋溶等方式，提高氮損失量。而當(dāng)?shù)两档酵寥乐?，土壤作物生物量和理化性質(zhì)出現(xiàn)不同程度的變化，氮沉降能促進(jìn)植物生長(zhǎng)率，提高其生物數(shù)量[5]。

4.2 大氣磷沉降對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響

磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的元素之一，植物體內(nèi)所需要的磷主要從土壤磷庫(kù)中獲得。大氣沉降是土壤中磷的重要來(lái)源。隨著人類活動(dòng)向環(huán)境排放的含磷化合物激增，大氣磷沉降呈迅猛增加趨勢(shì)，對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響加重。適當(dāng)?shù)牧啄茉黾踊ㄉ茸魑锏母龉痰┑考肮┑壤?，降低?duì)肥料氮和土壤氮的依賴，但過(guò)量的磷沉降不利于氮、磷利用效率和產(chǎn)量的提高。磷沉降可以提高耕層土壤磷素的有效性，增加有效磷含量，使有效磷在土壤耕層大量累積。但是土壤中有效磷的存儲(chǔ)量并不會(huì)隨磷沉降的增加而增加，而是保持在某一個(gè)特定的水平，土壤中磷在供需方面要達(dá)到平衡。過(guò)量的磷沉降只能增加土壤無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷含量，并不能增加土壤有效磷庫(kù)。不合理的超量施肥，不僅會(huì)造成巨大的浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成極大的威脅。因此對(duì)磷養(yǎng)分資源的綜合管理，成為協(xié)調(diào)作物高產(chǎn)和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境友好的關(guān)鍵所在[6]。

4.3 二氧化硫?qū)r(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響

當(dāng)二氧化硫大規(guī)模排放時(shí)，很容易出現(xiàn)酸霧、酸雨等現(xiàn)象，給人類身體健康造成嚴(yán)重負(fù)面影響。目前，二氧化硫主要來(lái)源和能源消耗有直接聯(lián)系，其是由于大氣污染降落在地面，污染土壤環(huán)境，大量二氧化硫元素流到土壤中，降低土壤pH值，但由于土壤具有緩沖性能，能夠?qū)H值控制在合理水平。二氧化硫進(jìn)入泥體后被吸收、轉(zhuǎn)化，在濕土中自動(dòng)生成SO42-形態(tài)，被其他微生物使用。當(dāng)二氧化硫發(fā)生激勵(lì)時(shí)，其微生物數(shù)目會(huì)增大，但是由于受到高濃度二氧化硫影響，會(huì)使微生物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[7]。

4.4 顆粒物對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的影響

在農(nóng)業(yè)區(qū)域中，空氣品質(zhì)、濃度在不同季節(jié)差異較大，而不同農(nóng)業(yè)環(huán)境的污染源排放、氣象條件和排放強(qiáng)度是影響農(nóng)業(yè)區(qū)域空氣環(huán)境的主要因素。近幾年，許多地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的霧霾天氣，其主要原因是空氣粒子大量聚合，對(duì)人類日常生產(chǎn)生活造成了一定影響。同時(shí)，細(xì)粒子表面黏附的重金屬含量會(huì)對(duì)葉菜類蔬菜可食用性產(chǎn)生嚴(yán)重影響，如大氣顆粒物對(duì)水芹、白菜中Cd、As的累積貢獻(xiàn)是78.3%和 99.3%。隨著畜牧業(yè)逐漸向規(guī)?；较虬l(fā)展，在畜牧生產(chǎn)中出現(xiàn)了許多懸浮顆粒，這是導(dǎo)致大氣PM10、PM2.5的重要原因。畜牧顆粒來(lái)自毛發(fā)、飼料、皮屑、糞便等，如病毒、真菌、細(xì)菌、氧化氫、氨氣等，不僅影響畜牧場(chǎng)工作人員健康，給牲畜健康帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)，還會(huì)造成周圍大氣環(huán)境污染[8]。

5 提高大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量的有效措施

在開(kāi)展大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的具體工作中，一些大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)人員的自身經(jīng)驗(yàn)不足，對(duì)大氣環(huán)境的監(jiān)測(cè)質(zhì)量和真實(shí)性產(chǎn)生了嚴(yán)重的不良影響。在開(kāi)展監(jiān)測(cè)工作的過(guò)程中，如果未能對(duì)軟件設(shè)備進(jìn)行有效維護(hù)，那么大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就無(wú)法得到有效保證，還會(huì)嚴(yán)重影響大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，對(duì)開(kāi)展大氣環(huán)境保護(hù)工作是非常不利的。

要建立大氣環(huán)境監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)，提高大氣環(huán)境監(jiān)控質(zhì)量，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的燃煤污染現(xiàn)象。同時(shí)，要增加對(duì)燃煤脫硫技術(shù)的重視程度，用天然氣代替燃煤。要提高財(cái)政支持力度，全力推動(dòng)光伏發(fā)電發(fā)展，降低燃煤發(fā)電比例。同時(shí)，要優(yōu)化工藝技術(shù)，采用密封循環(huán)方式降低污染氣體排放，加強(qiáng)燃料綜合利用率。要將燃料加熱改成燃?xì)饧訜?，如果仍然要采用燃煤加熱，則要及時(shí)對(duì)排放的廢氣進(jìn)行處理，如果未達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)責(zé)令停業(yè)。要對(duì)廢品堆放區(qū)域進(jìn)行及時(shí)清理，避免滋生大量有害氣體，相關(guān)部門要配合調(diào)查，加強(qiáng)管理[9]。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前國(guó)內(nèi)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，主要體現(xiàn)在森林面積減少、土地退化、水資源枯竭、環(huán)境污染等方面，這些問(wèn)題所涉及范圍較廣，很容易影響到群眾利益，解決起來(lái)難度較大。因此，為了確定大氣環(huán)境污染給農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境造成的破壞，要真實(shí)反饋環(huán)境空氣污染給農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的影響，結(jié)合空氣環(huán)境質(zhì)量狀況、人口分布情況、產(chǎn)能和能源結(jié)構(gòu)特征、氣候等因素，選擇極具代表性的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境提供豐富的數(shù)據(jù)資源。