土壤環境監測方法的現狀及發展形勢

常州市生態環境監控中心 陳晨蕾

土壤監測方法的廣泛應用，直接關系到我國目前的環境狀況。經過幾十年以環境為代價的經濟發展，我國的環境已經受到嚴重污染，空氣、水、土壤等受到不同程度的污染?；诖?，建立一個綜合的環境監測系統就顯得尤為重要?，F如今，企業在不斷擴大生產規模，因此給生態環境帶來了巨大壓力，導致我國土壤環境非常惡劣。土壤中含有一些有害物質，影響人們的身體健康，對社會的發展和進步有著負面的影響。與其他污染相比，土壤污染控制更為復雜。隨著可持續發展理念逐漸深入人心，土壤污染已成為環境治理的重點，運用土壤環境監測技術及時檢測土壤污染，采取有效方法，治理土壤污染。

一、土壤環境監測方法相關概述

（一）基本概況

土壤環境監測方法通常主要是指計算機網絡方式、電子、監測方式和理論知識等各種先進方法有機結合，以研究土壤環境。該類方法的應用可以有效監測土壤環境質量，及時向相關部門報告土壤環境中存在的問題，通過數據和信息的分析，可以清楚地了解土壤環境和環境污染的程度。同時，了解主要影響環境的因素。不同的因素對環境的影響是不同的，比如影響海洋水質和空氣質量的因素是不同的，即不同的因素會對環境產生一定的影響。在保護機制設置中需要結合影響因素來分析。通過運用監測方法，可以監測各種土壤環境，準確反映某一區域的實際情況，實現環境跟蹤監測。為相關部門和人員提供更加真實有效的數據，通過對數據信息的分析，使人員能夠正確了解監測區域內突發環境污染的實際情況，并根據實際情況采取相應的處理措施。只有這樣，才能更好地解決環境問題。

（二）發展

我國土壤監測工作始于1970年代，經過幾十年發展，取得了重大的成就。1980年代，我國獲得并研究了土壤背景數據。除自主研發外，我國還大量引進國外先進方法，經過自主研發改進和優化，我國在遙感和無線傳感器網絡方面發展迅速，為保證精度提供了有力的方法支持，促進土壤環境監測保護工作有效開展。

（三）現實意義

環境監測的實施通常伴隨著質量評估和環境控制。隨著現代工業的發展壯大，環境中污染物的種類和含量不斷增加，食用受污染土壤中種植的農作物會威脅到人類的生命健康。因此，環保部門有必要對土壤環境狀況進行持續監測。環境監測是環境保護的基礎，在環境監測過程中，必須兼顧現場檢查、試驗場地、取樣等多項工作。環境監測真正的現代化可以追溯到1970年代。在土壤監測對象是對環境有影響的污染物，如汞、鉛等無機物和生物活性物質，包括有機氯農藥。借助各類土壤環境質量監測方法，可以有效控制土壤污染物。

二、土壤環境監測方法的應用

（一）化學方法

一般來說，土壤污染物可分為兩大類：無機污染物，主要含有重金屬、鹽類、放射性元素化合物，以及砷、硒和氟化合物等污染物；有機污染物，主要包括城市污水和污泥中的有機農藥、酚類、氰化物、油類和有害微生物。在分析無機元素的過程中，其中，應用原子吸收光譜法進行土壤環境監測，具有準確度高、分析干擾少、測量范圍廣等特點。電感耦合等離子體法檢測限低，可以同時檢測多種元素，但在使用過程中，由于設備相對昂貴，運行維護成本高，必須在具體應用中與其他檢測方法結合使用，提高檢測效果。

（二）生物方法

現階段，所采用的生物方法主要用于研究土壤微生物群落結構多樣性的變化，以及了解土壤的豐富程度。微生物和功能基因，以及定量熒光PCR方法，評估和測量土壤的物理和化學性質。在生物方法中，生物修復的應用也很普遍，土壤監測完成后，可以采取適當的針對性措施，利用生物體內的生物代謝反應或生物合成產物對土壤污染物進行高效去除，從而實現治理。此外，在實際應用中，生物修復具有運行成本低、回收效果好、可就地處理等優點。

（三）現場快速分析方法

在土壤監測過程中，快速現場分析主要用于重金屬無機元素的分析檢測，其中最常見的有激光誘導擊穿光譜法、免疫測定法、酶抑制法和生物傳感器法等。大范圍采樣過程，了解數據的時效性，避免大范圍采樣，樣品運輸，人、物消耗等問題，實現監測成本的有效控制。同時，在土壤重金屬檢測過程中，生物傳感器是當前國內外重點研究的新熱點，但由于其使用過程中暴露于生物活性和生產環境等因素，國內的應用受到一些限制。在土壤有機污染物的分析檢測過程中，激光誘導熒光光譜法的應用可以對土壤中的油類污染物、多環芳烴類污染物和有機農藥類污染物進行準確檢測，具有靈敏度高、效率高、操作方便等特點。此外，由我國相關專家設計研發的表面等離子體共振自動檢測系統，也可應用快速現場分析法對土壤有機污染物中草甘膦的實時檢測，具有高靈敏度。

（四）信息技術

現如今，信息技術在土壤調查過程中的應用越來越普遍?，F階段廣泛使用的信息技術通常是3S、ZigBee無線傳感器、計算機軟件、數據庫等方法。就特點而言，在應用信息技術監測土壤環境的過程中，各類信息技術都可以對土壤環境進行動態監測。同時，在土壤質量數據的監測和管理過程中，難以獲得合規的適當條件和要求。使用單一方法的可用土壤監測數據。為此，在土壤管理監測系統設計過程中，需要安裝合適的信息交換模塊，以便在實際應用過程中?？焖偬崛?、計算和分析目標數據。同時，實現了地圖可視化信息與數據信息的充分交互，使相關管控人員可以更加方便、準確地鏈接地圖上的各個采樣點，并基于優化查詢結果數據，了解所有監控工作的有效性。GIS的優化也可以大大提高土壤環境監測的效果。在應用領域，3S方法廣泛應用于環境地理信息的采集與分析、全球環境趨勢預測、環境污染研究與監測、環境問題修復與研究等。通過在土壤測試中應用3S方法，工程人員可以利用該方法對我國實際土壤環境進行更全面、更具體的調查，并鼓勵相關人員根據我國實際土壤環境智能選擇環境條件，在監測點有效完成相關樣本采集工作。在此基礎上，工程人員可以利用3S方法進一步完善我國土壤監測信息系統，從而為我國土壤環境監測工作更加科學、全面、系統的管理和發展作出貢獻。這三者相結合，3s在土壤環境監測中發揮著重要作用，它可以獲取不同區域的土壤和污染信息，最大限度地提高監測的效率，并對數據進行處理和分析。土壤監測人員首先需要完成土壤采樣并監督采樣過程，為準確的監測數據奠定基礎；二是及時分析監測過程中發現的污染問題，提出初步解決方案。

三、土壤環境監測方法發展趨勢分析

（一）進一步完善有機污染物監測方法應用

從有機污染物種類來看，現階段用于監測和控制土壤環境的有機污染物包括苯系有機化合物、鹵代鹵烴有機化合物、多環芳烴有機化合物、含有機氯化合物的農藥、含硝基苯的有機化合物等。這類有機物在一定光照和濕度條件下，會與土壤環境中的空氣氧氣、水等有機沉積物發生反應，在反應過程中完成元素的轉化和新有機物的積累，一般對植物是有害的。土壤污染影響生活在土壤環境中的動植物的生長，甚至威脅人類健康?；诖?，迫切需要提高有機質土壤污染監測的應用效率。我國還頒布了一些法律法規和行業標準，協助工程人員開展相關的土壤環境監測工作，從而為土壤有機質的監測作出貢獻。方法應該更加系統化、科學化，使其更加合理，其具體應用效率也將得到提高。

（二）建立土壤環境監測自動化網絡系統

在土壤環境監測過程中，有關部門和相關工程人員應共同努力，充分利用網絡平臺和科技，構建完整的土壤環境自動化監測系統。監測系統實現土壤環境信息的自動采集、系統化分析，可自動形成修復措施，提高土壤修復效率。

（三）不斷提高監測分析的準確性

大多數土壤污染物都會對人體造成傷害，即使是少量的污染物也會隨著時間的推移危害人類健康。對此，土壤環境監測管理部門要以人為本，著力提高監測分析的準確性。為了提高準確性，相應的人員應按規范進行監測工作，以防因人為失誤而出現分析精度不足的情況。此外，土壤監測管理部門要積極引進先進的監測設備，為監測工作提供更精準的數據支持。土壤污染中的有毒有害物質不能掉以輕心，要有效提高監測分析準確率。

（四）減少人參與

在現有的監測網絡設備中，形成了以傳統設備為主，光學元件為輔的結構，限制了土壤監測網絡的安全性和穩定性，需要專業人員定期對土壤監測設備進行維護。這不僅增加了土壤監測人員的負擔，也增加了監測成本，同時如果不及時控制和維護，甚至可能影響土壤監測，導致監測結果不準確?？梢?，受限于監測設備，土壤監測效果不穩定，對后續土壤污染防治工作無益。為避免上述問題，提出了結構單元組合的概念，采用單元的標準組件來滿足土壤監測的需要，因此在未來土壤監測的發展中，結構單元的組合將廣泛應用，土壤環境監測將具備自主智能的特點，減少人為參與土壤環境監測過程，排除人為錯誤，保證土壤環境監測結果的準確性。為進一步推動土壤環境監測的智能化進程，還可以引入便攜式網絡監測設備，如水質參量檢測儀可以與土壤環境監測相結合，大大提高水質和土壤環境監測水平。從農藥殘留、水質BLE全面了解土壤污染。

（五）智能環境監測

如今，智能土壤監測在一些領域正在逐步實現，特別是在山區監測、水質監測和土壤監測方面，土壤監測人員的工作比較復雜，可以使用智能土壤監測系統完成污染監測并發揮作用。智能化的優勢提高了土壤環境監測的適應性。在現有土壤監測方法的應用下，水土質量監測、山區土壤監測受限于信號和特殊地形，使得土壤監測方法無法支持長期監測，因此土壤監測網絡可以逐步構建智能監控系統。

（六）加強污染防治

土壤環境監測可以進行現場數據分析，預防未來污染，起到預警和及時應急響應的作用。從目前土壤污染的現狀來看，有機污染正在對土壤環境造成嚴重破壞，并有日益嚴重的趨勢。近年來，我國經濟發展迅速，有機污染逐漸引起人們的重視。因此，對土壤環境的監測應加大有機污染物的防治力度。對于有機污染進行治理、從根本上解決土壤環境問題，防止有機污染物從植物根部進入食物鏈。為更好地完成基于土壤環境監測的污染防治和應急響應工作，可將大數據方法引入土壤環境監測中，及時分析匯總監測數據，最大化提供土壤監測數據，并提供可靠性反饋數據。為土壤綜合監測和污染防治奠定基礎。

（七）提高監測精度

土壤環境監測的準確性決定了監測結果的有效性，未來監測精度的提高是必然的。在目前的土壤環境監測中，對重金屬污染的監測效果不佳，導致重金屬污染在土壤中逐漸蔓延，嚴重影響當地生態，甚至通過遷移對人們的健康產生負面影響。監測技術的提高，土壤環境監測適當的儀器可以對土壤中的重金屬進行針對性監測，全面保證土壤環境監測的有效性和質量，為土壤污染控制提供準確的基礎。此外，為保證土壤監測質量，還應采用光電離探測器、X射線熒光光譜分析等土壤監測現場數據分析方法，并與其他方法相結合?，F場環境監測，完成土壤中重金屬和揮發性污染物的實時檢測，優化采樣和測量操作。未來，土壤環境監測、現場數據分析及相關方法將被廣泛應用于快速確定土壤污染區域和邊界、污染程度和分布，方便土壤監測人員選擇有代表性的采樣點，改善土壤環境。

（八）打造高素質的檢測團隊

加強土壤環境監測，首先要從人才隊伍建設入手，相關監測部門要重視這個問題，要配備足夠的高素質、高水平工程人員，推動土壤環境監測進一步完善。二是相關監測部門要積極開展土壤監測業務相關培訓，確保相關監測人員學習新的檢測方法，了解土壤保護動態。此外，要積極引進高素質的專業監測人員，積極與現有監測人員交流，了解自身不足，以提高工作水平。結論：綜上所述，要提高土壤環境監測水平，需要改進現有土壤環境監測模式，大力創新土壤環境監測方法，以科學合理的新方法作為土壤環境監測的支撐。提高土壤環境監測數據的準確性。此外，土壤環境監測要與時俱進，進一步提升土壤環境監測業務水平。

（九）建立科學合理的監測保障體系

有關監測部門要重視這一措施，完善相關土壤環境監測制度，認真講解相關監測內容和監測方法，及時公開監測結果，確保土壤環境監測能夠順利開展。在監測方面，相關監管部門要及時優化土壤污染物監測方法，更加科學合理地開展土壤環境監測，數據更加符合實際，進一步提升土壤環境監測的準確性。

四、結束語

綜上所述，可以說現階段土壤環境監測方法正在逐步完善。未來，土壤監測會實現自動化，采用先進方法進行智能監測，加強土壤污染防治工作，不斷提高監測精度，更好地開展污染防治工作?？傊?，在對土壤環境監測方法進行分析的基礎上，結合我國土壤環境監測的實際情況，結合新時代我國環境監測工作的新需求和新要求，防治土壤污染，才能更好地治理土壤環境，采取一切有效措施清除土壤中的污染物。