蔡楨 余耀君 吳俁
摘要 持久性有機(jī)污染物(POPs)是一類長期存在于環(huán)境中的有機(jī)化合物,包括農(nóng)藥、工業(yè)化學(xué)品和其他有機(jī)物質(zhì),具有毒性和生物累積性。為了保護(hù)環(huán)境和人類健康,需要對POPs進(jìn)行監(jiān)測和管理?;诖?,介紹了環(huán)境監(jiān)測方法,分析了持久性有機(jī)污染物在我國的環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀,并提出了應(yīng)對持久性有機(jī)污染物的監(jiān)測策略。
關(guān)鍵詞 持久性有機(jī)污染物;環(huán)境監(jiān)測;土壤;大氣
中圖分類號:X830 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:2095–3305(2023)09–0-03
在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的進(jìn)程中,大量工業(yè)化、城鎮(zhèn)化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動導(dǎo)致環(huán)境污染日益嚴(yán)重。其中,持久性有機(jī)污染物是一類具有高毒性、難分解、易積累的有機(jī)化合物,對環(huán)境和生物的危害性極大[1]。然而,由于持久性有機(jī)污染物的監(jiān)測工作存在技術(shù)難度大、監(jiān)測范圍廣等問題,導(dǎo)致我國的持久性有機(jī)污染物環(huán)境監(jiān)測工作相對滯后。因此,積極推進(jìn)持久性有機(jī)污染物的環(huán)境監(jiān)測研究,對推動中國持久性有機(jī)污染物環(huán)境監(jiān)測工作的開展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
1 環(huán)境監(jiān)測方法論述
1.1 簡易監(jiān)測方法
簡易監(jiān)測方法是指使用相對簡單、便捷、低成本的儀器和方法對環(huán)境中某種物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測的方法。簡易監(jiān)測方法廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域,如空氣、水、土壤、噪聲等[2]。簡易監(jiān)測方法主要包括比色法、檢測器法等。
第一,比色法是一種通過比較樣品液體的顏色,以獲得物質(zhì)濃度信息的方法,這種方法在水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。比色法的原理是將樣品液體與某種試劑發(fā)生反應(yīng),使其產(chǎn)生明顯的顏色變化,然后根據(jù)顏色深淺的不同判斷樣品液體中污染物的含量。比色法適用于測量有機(jī)物、無機(jī)物、重金屬和微量元素等。
第二,檢測器法是利用現(xiàn)代化的檢測儀器對污染物進(jìn)行定量分析的方法,這種方法在空氣、水、土壤、噪聲等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。檢測器法的原理是利用各種化學(xué)、物理、電學(xué)、光學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段,對污染物進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、靈敏的檢測。檢測器法有許多不同的應(yīng)用,如氣相色譜儀、液相色譜儀、質(zhì)譜儀、紅外光譜儀等。
1.2 自動監(jiān)測方法
自動監(jiān)測方法是指利用自動化技術(shù)對環(huán)境中的某些指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)、自動化監(jiān)測的方法,這種方法能夠提供高分辨率、高時(shí)空分辨率、高精度的監(jiān)測數(shù)據(jù),還能夠減少人工干預(yù)和誤差,提高監(jiān)測效率,保證準(zhǔn)確性[3]。
大氣污染連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是一種基于現(xiàn)代化技術(shù)的自動監(jiān)測方法,主要用于測量空氣中的各種污染物濃度。該系統(tǒng)通常由氣象站、污染源采樣點(diǎn)、監(jiān)測儀器等部分組成,能夠?qū)Υ髿馕廴驹础⑽廴疚锓N類、污染物濃度等進(jìn)行全方位、連續(xù)、自動化監(jiān)測。通過該系統(tǒng)可以獲取準(zhǔn)確、及時(shí)、詳細(xì)的空氣質(zhì)量信息,為保護(hù)環(huán)境、保障健康提供重要的數(shù)據(jù)支持。
水體污染連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是一種用于水體污染監(jiān)測的自動化監(jiān)測方法,主要包括監(jiān)測儀器、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。該系統(tǒng)能夠?qū)λw中的各種物質(zhì)和參數(shù)進(jìn)行自動化、實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測,如水質(zhì)、水量、流速、水溫、溶解氧、pH值、電導(dǎo)率、氨氮、總磷、總氮等。通過該系統(tǒng)可以獲取準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的水體監(jiān)測數(shù)據(jù),為保障水質(zhì)安全和環(huán)境保護(hù)提供重要依據(jù)。
1.3 遙感監(jiān)測方法
遙感監(jiān)測方法是利用遙感技術(shù)獲取環(huán)境信息,并進(jìn)行分析和處理的方法。遙感技術(shù)通過探測和分析地表的光譜信息、熱輻射信息和雷達(dá)信息等,可以獲取地表的特征和變化信息。遙感監(jiān)測方法主要包括相關(guān)光譜法、紅外遙感法等[4]。
第一,相關(guān)光譜法主要利用光譜信息對環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,利用衛(wèi)星、飛機(jī)、無人機(jī)等平臺上的遙感傳感器獲取地表的光譜信息。通過分析光譜曲線,可以反演出地表的物質(zhì)成分、植被生長情況、土地利用狀況等信息。通過相關(guān)光譜法,可以快速、高效地獲取大范圍的地表信息,并為環(huán)境監(jiān)測和管理提供科學(xué)依據(jù)。
第二,紅外遙感法是一種利用地物輻射能譜中紅外波段信息進(jìn)行監(jiān)測的方法。該方法通過測量地物表面的熱輻射能譜,分析熱輻射強(qiáng)度的變化,以反演地表溫度、地表覆蓋、水資源等信息。紅外遙感法主要適用于水文氣象、地表溫度等方面的監(jiān)測和研究,具有快速、高效、非接觸式等特點(diǎn)。
2 我國環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)狀
2.1 土壤環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)狀
首先,監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足。雖然我國建立了國家、省、市三級土壤環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),但在農(nóng)村地區(qū)和西部地區(qū),監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量和覆蓋率仍然不足,監(jiān)測數(shù)據(jù)的全面性和代表性有待提高。
其次,監(jiān)測技術(shù)和管理能力不高。部分土壤環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)技術(shù)和管理能力較弱,監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量存在不確定性。有些監(jiān)測站點(diǎn)存在監(jiān)測設(shè)備老舊、維護(hù)不及時(shí)等問題,導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性不高。
最后,監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用仍有待加強(qiáng)。雖然我國建立了一套完整的土壤環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)管理和發(fā)布體系,但在數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用方面還存在問題,如缺乏對監(jiān)測數(shù)據(jù)的深入分析和挖掘,無法全面評估土壤環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境狀況[5]。
2.2 大氣環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)狀
首先,大氣環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的布局和監(jiān)測站點(diǎn)的選址存在局限性,覆蓋范圍不夠全面、精細(xì),監(jiān)測數(shù)據(jù)的空間分辨率有待提高。
其次,我國大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)質(zhì)量和準(zhǔn)確性不高,存在著數(shù)據(jù)漏報(bào)、誤報(bào)和不合格等問題,影響了監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學(xué)性和可信度。
最后,大氣污染物的種類和排放來源復(fù)雜多樣,目前大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)和手段難以適應(yīng)新形勢下的監(jiān)測需求和挑戰(zhàn),需要不斷予以更新和改進(jìn)。
2.3 水環(huán)境監(jiān)測的現(xiàn)狀
首先,水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)覆蓋面和精細(xì)度需要進(jìn)一步提高,水體質(zhì)量和污染狀況的監(jiān)測仍存在盲區(qū)和不足。
其次,水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的可比性和可信度需要提高,目前存在數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不完整等問題,影響了水環(huán)境質(zhì)量評估和水資源管理。
最后,水環(huán)境污染物的種類和來源復(fù)雜多樣,監(jiān)測技術(shù)和手段還有待創(chuàng)新和完善,以更加準(zhǔn)確地評估水環(huán)境質(zhì)量和污染狀況,為水資源管理和環(huán)境保護(hù)提供更為科學(xué)的依據(jù)。
3 應(yīng)對持久性有機(jī)污染物的監(jiān)測策略
3.1 加大宣傳力度
持久性有機(jī)污染物對環(huán)境和人體健康造成的危害極大,相關(guān)部門必須加強(qiáng)宣傳,提高公眾對持久性有機(jī)污染物的認(rèn)知度和警惕性。
首先,通過多種渠道宣傳持久性有機(jī)污染物的危害和防范措施,包括利用媒體、互聯(lián)網(wǎng)、社交媒體等宣傳手段,向公眾傳遞有關(guān)持久性有機(jī)污染物的知識和信息。政府和相關(guān)部門應(yīng)積極開展科普活動和宣傳教育,提高公眾對持久性有機(jī)污染物的了解和認(rèn)知度[6]。
其次,制定并實(shí)施有針對性的宣傳計(jì)劃。宣傳計(jì)劃應(yīng)根據(jù)不同群體和區(qū)域的需求和特點(diǎn),制定相應(yīng)的宣傳策略和手段,針對性地開展宣傳工作。例如:在城市區(qū)域可以通過廣告牌、地鐵站、公交車等媒介開展宣傳活動,而在農(nóng)村地區(qū)可以通過宣傳車、村級廣播電臺等方式開展宣傳工作。
最后,加強(qiáng)與學(xué)校和社區(qū)的合作,將持久性有機(jī)污染物的宣傳教育融入教育和社區(qū)服務(wù)。相關(guān)部門可以通過開展環(huán)保知識講座、組織環(huán)保志愿活動、開展環(huán)??破栈顒拥确绞剑?qū)W生、家長和社區(qū)居民宣傳持久性有機(jī)污染物的相關(guān)知識,增強(qiáng)公眾環(huán)保意識和責(zé)任感。
3.2 優(yōu)化監(jiān)測技術(shù)
隨著科技的不斷創(chuàng)新、優(yōu)化,越來越多的新型監(jiān)測技術(shù)不斷涌現(xiàn),包括傳感器技術(shù)、生物傳感技術(shù)、光譜技術(shù)、氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)等,這些技術(shù)都可以為持久性有機(jī)污染物監(jiān)測提供更為準(zhǔn)確、高效、低成本的解決方案。其中,傳感器技術(shù)是目前最受關(guān)注的監(jiān)測技術(shù)之一,通過使用特定的傳感器元件,實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測目標(biāo)物,并通過與數(shù)據(jù)庫等軟件系統(tǒng)的連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和處理,能夠有效地提高監(jiān)測效率和準(zhǔn)確度。生物傳感技術(shù)則是通過利用特定生物體系對目標(biāo)物的識別、檢測和定量分析,實(shí)現(xiàn)對持久性有機(jī)污染物的快速、準(zhǔn)確監(jiān)測。光譜技術(shù)和氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)也可以為持久性有機(jī)污染物的監(jiān)測提供更為精確的數(shù)據(jù)支持。因此,優(yōu)化監(jiān)測技術(shù)是提高持久性有機(jī)污染物監(jiān)測效率和精度的關(guān)鍵,相關(guān)部門需要不斷推廣和應(yīng)用新型監(jiān)測技術(shù),建立先進(jìn)的監(jiān)測系統(tǒng)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為持久性有機(jī)污染物的環(huán)境監(jiān)測提供更為科學(xué)、高效和可靠的技術(shù)支持。
3.3 完善法規(guī)與環(huán)保制度
3.3.1 制定相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn) 在加強(qiáng)持久性有機(jī)污染物監(jiān)測和治理方面,制定相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)可以明確監(jiān)管要求和標(biāo)準(zhǔn),為相關(guān)部門提供依據(jù)和指導(dǎo),推動持久性有機(jī)污染物監(jiān)測和治理工作的不斷深入。針對持久性有機(jī)污染物的特性和環(huán)境行為,相關(guān)部門需要制定嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測規(guī)范,明確持久性有機(jī)污染物的監(jiān)測對象、方法、頻率等要求,保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性。同時(shí),相關(guān)部門還需要完善有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行和監(jiān)管機(jī)制,加強(qiáng)執(zhí)法和監(jiān)督,保證監(jiān)管效果和治理效果[7]。
3.3.2 強(qiáng)化環(huán)境監(jiān)管 通過加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管,可以促使企業(yè)依法合規(guī),加大對違法排放行為的打擊力度,保障環(huán)境和公眾的健康權(quán)益。在加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管方面,相關(guān)部門需要加強(qiáng)對持久性有機(jī)污染物重點(diǎn)污染企業(yè)的監(jiān)管和管理,建立健全的監(jiān)管機(jī)制和管理制度,確保企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)營活動不會對環(huán)境和公眾造成嚴(yán)重的影響。同時(shí),相關(guān)部門還需要完善環(huán)境責(zé)任追究制度,使污染企業(yè)承擔(dān)相應(yīng)的環(huán)境責(zé)任,對違法行為嚴(yán)格追究責(zé)任。此外,相關(guān)部門還需要加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法隊(duì)伍建設(shè),提高執(zhí)法人員的專業(yè)能力和執(zhí)法水平,加大執(zhí)法力度和監(jiān)督力度,確保環(huán)境執(zhí)法的公正、公平和有效。
3.4 建立環(huán)境監(jiān)測體系
3.4.1 建立監(jiān)測站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) 持久性有機(jī)污染物具有分布廣泛、殘留時(shí)間長和累積性強(qiáng)等特點(diǎn),因此需要在全國范圍內(nèi)建立合理的監(jiān)測站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),覆蓋城市和農(nóng)村、沿海和內(nèi)陸等不同地區(qū)和不同類型的污染源,以全面掌握持久性有機(jī)污染物的分布、排放和遷移規(guī)律,為制定科學(xué)的污染防治措施提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
在建立監(jiān)測站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)方面,相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)持久性有機(jī)污染物的特性和環(huán)境行為,確定監(jiān)測站點(diǎn)的布局和數(shù)量,以確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的全面、準(zhǔn)確和可靠。同時(shí),相關(guān)部門還需要加強(qiáng)監(jiān)測設(shè)備的更新和維護(hù),提高監(jiān)測儀器的精度和靈敏度,保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
3.4.2 建立數(shù)據(jù)管理平臺 建立數(shù)據(jù)管理平臺是保證持久性有機(jī)污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性和及時(shí)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該平臺可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲、管理和分析,提高數(shù)據(jù)的利用效率,為科學(xué)制定污染防治措施提供數(shù)據(jù)支持。
數(shù)據(jù)管理平臺應(yīng)具備高效、安全、可靠、易用等特點(diǎn)。平臺的架構(gòu)和功能應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。平臺架構(gòu)方面需要考慮數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、處理和分析等環(huán)節(jié),保證數(shù)據(jù)的安全、完整和可靠。平臺功能方面需要提供數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和可視化等功能,使用戶能夠快速、方便地獲取所需數(shù)據(jù)。
3.4.3 加強(qiáng)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和分析
在監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理方面,應(yīng)根據(jù)持久性有機(jī)污染物的特性和環(huán)境行為,建立合理的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法,包括數(shù)據(jù)清洗、校正和修正等步驟,以提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析方面,應(yīng)采用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法和地理信息系統(tǒng)(GIS)等技術(shù),分析監(jiān)測數(shù)據(jù)的空間分布和變化趨勢,制作空間分布圖和污染源分析圖,以便更好地掌握持久性有機(jī)污染物的污染特征和空間分布規(guī)律。
3.5 生物標(biāo)志物監(jiān)測
生物標(biāo)志物監(jiān)測是用于了解持久性有機(jī)污染物(POPs)在生物體內(nèi)的積累情況,對于人類健康和生態(tài)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評估至關(guān)重要。這種監(jiān)測方法基于POPs在生物體內(nèi)的濃度,可為科學(xué)家、政策制定者和公眾提供關(guān)鍵的信息。
首先,生物標(biāo)志物監(jiān)測為了解人類體內(nèi)的POPs水平提供了一種直接而準(zhǔn)確的方式。通過收集血樣、尿樣和組織樣本,科學(xué)家可以測量POPs的濃度,并建立與人體健康相關(guān)的數(shù)據(jù),有助于確定POPs對人體的潛在風(fēng)險(xiǎn)。例如:監(jiān)測人體血液中的多氯聯(lián)苯(PCBs)和多溴聯(lián)苯醚(PBDEs)等POPs的濃度可以幫助評估其對內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的影響,以及其是否與癌癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等疾病有關(guān)。
其次,生物標(biāo)志物監(jiān)測還有助于了解食物鏈中POPs的傳遞和富集過程。通過分析野生動植物組織樣本中的POPs濃度,科學(xué)家可以追蹤POPs在生態(tài)系統(tǒng)中的流動,并評估不同物種之間的生物富集效應(yīng),有助于確定哪些物種可能受到POPs的威脅,以及如何采取措施保護(hù)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)。
再次,生物標(biāo)志物監(jiān)測也為監(jiān)測和管理野生動植物種群的健康提供了關(guān)鍵信息。通過監(jiān)測野生動物的血樣或組織樣本中的POPs濃度,可以評估其受到的環(huán)境暴露程度,有助于野生動植物保護(hù)和管理[8]。例如:監(jiān)測極地熊組織樣本中的多氯聯(lián)苯(PCBs)濃度有助于評估它們的生殖健康和遷徙行為。
最后,生物標(biāo)志物監(jiān)測提供了一種補(bǔ)充環(huán)境樣品監(jiān)測的方法,不僅體現(xiàn)在其能夠揭示POPs進(jìn)入食物鏈后的生物放大效應(yīng),還在于其提供了一個(gè)更加全面的視角,幫助人們深入了解POPs在生態(tài)系統(tǒng)中的行為和效應(yīng)。通過這種方法,能夠更加清晰地洞察到POPs與生物體內(nèi)的相互作用,以及這些相互作用如何在生態(tài)鏈條中傳遞和積累,為更精確地制定POPs的監(jiān)管和管理策略提供有力支持。同時(shí),生物標(biāo)志物監(jiān)測在應(yīng)對持久性有機(jī)污染物的監(jiān)測和管理中具有不可替代的價(jià)值,有助于加強(qiáng)對生態(tài)系統(tǒng)中不同物種的關(guān)注,從而更好地保護(hù)脆弱的生態(tài)平衡。
4 結(jié)束語
持久性有機(jī)污染物的環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容,也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。相關(guān)人員應(yīng)不斷加強(qiáng)監(jiān)測工作,完善監(jiān)測體系和技術(shù),提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量和應(yīng)用價(jià)值,從而為建設(shè)美麗中國、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。
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Current Status of Environmental Monitoring of Persistent Organic Pollutants in China
Cai Zhen et al(Ecological and Environmental Monitoring Center of Huzhou, Zhejiang Province, Huzhou, Zhejiang 313000)
Abstract Persistent organic pollutants (POPs) are a type of organic compounds that exist in the environment for a long time, including pesticides, industrial chemicals, and other organic substances, with toxicity and bioaccumulation. In order to protect the environment and human health, it is necessary to monitor and manage POPs. Based on this, environmental monitoring methods were introduced, the current status of environmental monitoring of persistent organic pollutants in China was analyzed, and monitoring strategies to address persistent organic pollutants were proposed.
Key words Persistent organic pollutants; Environmental monitoring; Soil; Atmosphere