环境监测技术培训

第一篇：环境监测技术培训

邢台职业技术学院环境监测与治理技术专业介绍

邢台职业技术学院环境监测与治理技术(环境工程)专业

邢台职业技术学院

环境监测与治理技术专业介绍

1、专业背景

我国环保产业经过30多年的发展，取得了长足的进步，十二五期间已经从初期的“三废治理”为主，发展成为环保产品、环保设施的建设、环境服务、环境友好产品、资源循环利用等领域的门类比较齐全的产业体系。随着国家环保力度的不断加强和环保产业政策的日益完善，环保产业快速发展，产业领域不断拓展，产业结构、技术和产品结构不断优化升级，运行服务业发展加快，为环境的保护和污染物的减排做出了贡献。目前我国环保产业从业单位3.5万家，从业人员近300万，产业收入总额10000亿元。

2、培养目标

本专业培养德智体全面发展，具有扎实的基础知识、熟练的专业技能、适应性强、素质高，能适应从事环境监测与分析、环境工程设计、施工、运行管理、环境影响评价等生产、建设、管理、服务第一线需要的高等技术应用性专业人才。

3、具备的基本能力

毕业生具备常规项目监测分析、污水和废气治理方案设计、工程施工组织与管理、水和大气处理设备安装与调试、污染处理设施运行管理、环境影响评价等工作能力;具备对本专业英语资料阅读、翻译，熟练掌握计算机操作和绘图能力，能够胜任污染治理的工作。

4、主要课程

专业基础化学、环境工程制图、环境工程微生物、环境监测、水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物处理与资源化、噪声控制技术、环境工程施工技术、环境工程运行与管理、污水处理工程设计;监测实训、水污染控制工程设计、大气污染控制工程课程设计、环境运行管理实训、顶岗实习、技能鉴定等。

5、就业方向

毕业生毕业后能够进入工矿企业的安环科从事废水、废气、固体废物的处理与处置工作;进入环保企业从事环保产品的设计、制造、施工、调试和环保产品的销售等工作;进入环保管理机构从事环保的监察与管理工作。由于在校教育阶段受到了良好的职业能力培养，毕业生适应期短、上岗快，深受用人单位好评，许多用人单位慕名到学校选择优秀毕业生，几年来就业率一直保持在95%以上。

6、毕业生成长历程

(1)学生毕业1-3年内，主要从事化验分析、环境监测，水、气等污染治理工程的指导工程施工工作，污染治理设备及环境监测仪器、分析仪器的安装、操作、调试等工作。

(2)学生毕业3-5年内，主要负责从事水、气等污染治理工程的设计工作，调试施工和运行管理工作。

(3)随着职业历程的进一步成长，毕业5年后，部分能力较高的学生可担任厂矿企业、环保局、监测站、环境设计院的科长、主任、设计工程师等职务，负责协调整个工艺及整体设计。

7、实践条件

环境监测与治理技术专业现已拥有有机化学实训室、无机及分析化学实训室、制图实训室、分析天平实训室、环境监测实训室和水处理实训室、仿真实训室等校内实训室;以及邢台市污水处理厂、南小汪污水处理厂、邢台市造纸厂、航宇造纸厂、旭阳焦化厂、邢台钢铁有限公司、邢台德龙钢厂等多家校外实训基地。将理论与实际融为一体，实现教学全程理实一体化。此外院系正陆续投入大量资金持续开发建设本专业校内外的实训基地，以更好的对学生实现能力培养。

8、获得的职业资格证书

(1)河北省英语应用能力考试三级证书(必取)，国家CET—4证书(选取);

(2)河北省应用能力考试中级或国家计算机一级(必取);国家计算机二级(选取);

(3)污水处理、大气监测、化学检验等国家职业资格高级工等级证。

制订：邢台职业技术学院环境教研室

第二篇：测控技术在环境监测方面的应用

——以大气污染中为例

姓名：冷莹 专业：测控技术与仪器 班级：测控1402

摘要

当前，在我国经济的快速发展中，由于受到环境因素的影响，使经济步伐的发展脚步逐渐变得缓慢下来，因此，解决环境因素的问题是一项很难的工作。然而，环境监测正是解决环境问题的主要技术分析手段，从它监测结果的科学性、监测方法的系统性及应急技术的实用性，可以看出我国环境存在的突出的问题。

大气污染作为我国环境污染的突出问题，而且影响人们的日常生活以及身体健康，精确的研究监测大气污染物就显得分外重要了。

测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、电力、自动控制、信号处理、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它的专业面广，小到生产过程自动控制，大到火箭卫星的发射及监控。现在正在如火如荼发展的传感器行业就属于测控的范围。

本人结合各种类型的传感器的原理和应用，提出了几种应用传感器的监测空气质量的电路。由于知识还有局限，无法做到智能控制与无线传输。

关键词：测量、传感器、大气污染、大气监测

Abstract

At present, with the fast development of our country’s economy, our environment is getting worse, which makes the pace of our economic development. Thus, it’s a rather difficult thing to solve the environmental problem. And, as environmental monitoring is the main way of technique analysis, we can see the prominent problem of our country from its scientific results, systematic monitoring ways and practical emergency technique.

Air pollution is a prominent problem in our country, which influences people’s daily lives and physical conditions, so it’s essential to consider monitoring air pollutants precisely.

Control Technology and Instruments, originated from information science technology, is a high technology intensive subject, which covers optics, precision machinery, electron, electric power, automatic control and signal processing. Especially, sensors and testing technology have the vast potential for future development.

I put forward some measuring circuits with sensors to monitor the air quality. However, because of the limit of my knowledge, it is impossible for me to realize intelligent control and wireless transmission.

Keywords: measurement, sensor, air pollution, air monitoring

一、研究背景

十三五的规划中明确提出：加大环境治理力度，以提高环境质量为核心，实行最严格的环境保护制度，深入实施大气、水、土壤污染防治行动计划，实行省以下环保机构监测监察执法垂直管理制度。而大气污染作为环境污染的主要污染之一，而且与人们生活息息相关，应当作为重点关注对象。科学研究表明：一个成年人每天需要吸入空气达 6500 升以获得足够的氧气,因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。可见,空气品质对人的影响是至关重要的。 环境污染背景 当今,人类正面临“煤烟污染”、“光化学烟雾污染”、“室内空气污染”。专家检测发现,就室内空气而言，存在 500 多种挥发性有机物,其中致癌物质就有 20 多种,致病病毒 200 多种。危害较大的主要有:氡、甲醛、苯、氨以及酯、三氯乙 烯等。大量触目惊心的事实证实,室内空气污染已成为危害人类健康的“隐形杀手”,也成为全 世界各国共同关注的问题。据统计,全球近一半的人处于室内空气污染中,室内环境污染已经引起 35.7%的呼吸道疾病,22%的慢性肺病和 15%的气管炎、支气管炎和肺癌。

而检测技术是人们实现空气监测一种必不可少的重要技术手段。 传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、 传输与处理的一种重要工具。其中气体检测装置主要是由传感器和相关电路组成，可以进行气体成分监测的装置。

二、大气环境现状

中国大气污染主要来源于采暖排放、机动车排放、工业排放与风沙天气。各污染物呈明显的区域性分布。

地图显示，污染物浓度总体趋势是北方地区高于南方地区。河北南部以及山东东部等重工业密集且人口密度大的地区污染较为严重。中西部及东南部等经济发展相对落后人口较为稀少的地区污染较轻。1年周期内，京津冀及其附近的东北、华北是中国空气污染重灾区。相比下来，珠三角地区空气质量较好。

另一方面，中国采暖期与非采暖期空气污染变化显著。一旦进入采暖期，中国北方的细颗粒物(PM2.5)、可吸入颗粒物(PM10)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)的浓度上升明显，燃煤对空气质量的影响巨大，供暖带来的环境成本飙升亟需关注。

总体空间分布特点是：北方地区高于南方地区;华北平原污染较为严重;中西部及东南部等经济发展相对落后人口较为稀少的地区污染较轻。

各空气污染物中，PM10和PM2.5的平均含量处于较高超标水平。其中，中国PM2.5超标最为严重，全国190个样本城市中，仅仅7.368%(即14个)的城市PM2.5年均值可达标。16.316%(即31个)的城市PM10年均值可达标。中国全国1年时间里，PM2.5、PM10污染最为严重区域均是京津冀地区以及附近的东北、华北平原。此外，新疆北疆部分地区冬季采暖时，PM2.5 质量浓度严重超标。

下图分别为PM10全国分布图以及SO2全国分布图。

三、解决措施

为了监测环境中的污染物，我设计了如下几种传感器监测电路。 1..金属氧化物半导体式传感器

气体传感器分为电阻式与非电阻式两种。

电阻式采用SnO

2、ZnO等金属氧化物材料制备，有多孔烧结件、 厚膜、 薄膜等形式。根据半导体与气体的相互作用是发生在表面还是体内，又分为表面控制型与体控制型。表面控制型电阻式传感器包括SnO2系传感器、ZnO系传感器、其他金属氧化物(WO

3、V2O

5、CdO、Cr2O3等) 材料的传感器和采用有机半导体材料的传感器。体控制型电阻式传感器包括Fe2O3系传感器、ABO3型传感器和燃烧控制用传感器。这类传感器可检测甲烷、丙烷、氢、一氧化碳等还原性气体，氧、二氧化氮等氧化性气体，具有强吸附力的胺类和水蒸汽等。

如图1所示：H/h 为加热级，A/a与B/b是敏感电阻的两极，器中A/a内部短路，B/b内部短路。VH是加热电压，Vc是激励电压，RL为端接负载电阻。通过两端的电压VRL可得到传感器的阻值，即可得到气体的浓度(根据传感器厂家提供的特征曲线计算)。

在测量VRL时，对后端的放大器和数据转换器(ADC)的要求一般不高，一般选取高输入阻抗，带宽小于1Mhz的低成本的放大器。ADC：低成本，一般采用单片机(MCU)集成的ADC 分辨率>=8 bits, 采样率 < 1Kbps，或直接采用比较器，作为报警功能使用。门限值的调整与负载电阻RL相关。

AD8613是低成本，低功耗的放大器，带宽400Khz，失调电压2.2mV，可作为缓冲/放大电路使用。

AD7170是低功耗，分辨率12bit，数据吞吐率为125hz S/D型ADC，适合低功耗，一般精度要求的数据采集系统。

2.催化燃烧式传感器

催化燃烧式传感器原理是目前最广泛使用的检测可燃气体的原理 之一,具有输出信号线形好、指数可靠、价格便宜、无与其他非可燃气体的交叉干扰等特点。 催化燃烧式传感器采用惠斯通电桥原理,感应电阻与环境中的可燃气体发生无焰燃烧,是温度 使感应电阻的阻值发生变化,打破电桥平衡,使之输出稳定的电流信号,再经过后期电路的放 大、稳定和处理最终显示可靠的数值。

3.定电位电解式传感器。

定电位电解式传感器是目前测毒类现场最广泛使用的一种技术, 在此方面国外技术领先,因此此类传感器大都依赖进口。定电位电解式气体传感器的结构:在一个塑料制成的筒状池体内,安装工作电极、 对电极和参比电极,在电极之间充满电解液,由多孔四氟乙烯做成的隔膜,在顶部封装。前置放大器与传感器电极的连接,在电极之间施加了一定的电位,使传感器处于工作状态。气体与的电解质内的工作电极发生氧化或还原反应,在对 电极发生还原或氧化反应,电极的平衡电位发生变化,变化值与气体浓度成正比。定电位电解式传感器属于电化学能式传感器(Electrochemical Sensors)中离子电池类传感器，通常用于气体检测，对还原性气体效果更明显，可检测氢气(H2)、氨气(NH3)、肼(N2H4)、二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化碳(CO)和硫化氢(H2S)等气体。

4.红外式传感器。

红外式传感器利用各种元素对某个特定波长的吸收原理,具有抗中毒性好, 反应灵敏,对大多数碳氢化合物都有反应。但结构复杂,成本高。

上图是CO2浓度监测电路，工作原理是首先由红外传感器将探测到二氧化碳气体的浓度并转换成电信号，滤波电路提取电信号并输出到放大电路，经过单片机系统处理后输出，再由74AC138送入显示电路，以实现对二氧化碳气体浓度的检测。

四、参考文献 [1]刘美丽. 大气环境监测中化学发光分析方法的应用与展望

能源与环境

2011 [2]刘萍，翟崇治，余家燕，鲍雷，黄伟. 重庆市道路交通空气监测现状及控制对策 环境监测 2012.2

[3]胡建人,高文斌,秦会斌,何芝梅. 基于光学成像的大气颗粒物浓度测量方法研究 仪器仪表学报 2007.4 [4]王洪,冯金垣,彭玉成. CO2气体浓度光纤传感器研究仪表技术与传感器 2001 [5]臧星华,鲁垠涛,姚宏,李发东,张士超. 中国主要大气污染物的时空分布特征研究 《生态环境学报》 2015年08期 [6]潘小青，刘庆成. 《气体传感器及其发展》，东华理工学院学报，Vol127，No11 Mar. 2004

第三篇：环境监测技术的应用现状及发展趋势

摘要：在环境问题日益严峻和环境保护工作不断深入的今天，环境监测技术成为了影响环保工作开展的重要因素。利用现代环境监测技术对污染物进行准确、及时的监测和分析，对实现环境污染的预防和控制具有重要的现实意义。本文通过对现有研究结果的分析，总结了环境监测技术的应用现状，3S技术、生物技术、信息技术、物理化学科学技术在水、大气、土壤等环境介质的污染物监测中应用广泛。同时，本文对环境监测技术的未来发展趋势进行了探讨，将向着以有机污染物作为监测的主要目标、监控介质范围扩大、监测分析精度痕量化、分析技术快速化、实验室管理系统应用广泛化的方向发展。 关键词：环境监测;环境保护;技术;污染

Application Status and Development Trends of Environmental

Monitoring Technology Abstract：Today, environmental problems are increasingly serious and environmental protection workis deepening, and environmental monitoring technology has become an important factor affecting the environmental work to carry out. Using modern environmental monitoring technology to monitor and analyze the pollutants accurately and timely has important practical significanceto prevent and control the environmental pollution.By analyzing the results of existing studies, this paper summarizes the application status of the environmental monitoring technology. 3S technology, biotechnology, information technology, physical and chemical science and technology are widely used in the monitoring of contaminants in water, air, soil and other environmental media.At the same time, this paper discusses the development trends of environmental monitoring technology, it will be toward to regard the organic pollutants as the main monitoring targets, expand the scope of monitoring media, analyze to achieve mark quantization, analyze fast, and use the laboratory management system widely in the direction of development. Key words： Environmental monitoring;Environmental protection;Technology;Pollution

1 引言

近年来，随着经济的快速发展，环境问题日益严峻，环境问题和人民生产生活息息相关，保护环境刻不容缓。环境监测不仅是加强环境监督与管理的重要手段，也是保护环境的前提和基础。随着环境问题的不断凸显，政府及社会各界不断地提高环境保护意识，从而对环境监测技术提出了更高的要求。因此，分析总

1 结当前环境监测技术的应用现状并在此基础上探讨其未来的发展趋势是十分必要的，具有很强的现实意义和重大的战略意义。

本文简要介绍了环境监测的内涵、作用及发展历史，总结分析了环境监测技术的应用现状并对其发展趋势进行了探讨，为今后环境监测工作的开展提供了更多的分析资料，促进环境监测技术的开发与完善，对实现人类的可持续发展具有重要的意义。

2 环境监测概述

2.1 环境监测的内涵及作用

环境监测(Environmental Monitoring)是环境科学和环境工程的重要组成部分，是在环境分析的基础上发展起来的一门学科。它是指运用各种分析、测试手段，对影响环境质量因素的代表值进行测定，确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势，从而为开展环境工作提供服务的活动。

环境监测的目的是运用现代科学方法，对人类赖以生存的环境质量进行定量描述，用监测数据来表示环境质量受损程度，准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划提供科学依据，进而保护人类正常生存与发展。具体有以下几个方面[1]：对污染物及其浓度(强度)作时间和空间方面的追踪，掌握污染物的来源、扩散、迁移、反应、转化，了解污染物对环境质量的影响程度，并在此基础上对环境污染作出预测、预报和预防;了解和评价环境质量的过去、现在和将来，掌握其变化规律;收集环境背景数据、积累长期监测资料，为制订和修订各类环境标准、实施总量控制、目标管理提供依据;实施准确可靠的污染监测，为环境执法部门提供执法依据;在深入广泛开展环境监测的同时，结合环境状况的改变和监测理论及技术的发展，不断改革和更新监测方法与手段，为实现环境保护和可持续发展提供可靠的技术保障。

环境监测在人类防治环境污染，解决现存的或潜在的环境问题，改善生活环境和生态环境，协调人类和环境的关系，最终实现人类的可持续发展的活动中，起着举足轻重的作用。

环境监测的对象大致分为以下两种：一种是自然环境，包括水源、大气、土

2 壤等;另一种是人文环境，包括固体废弃物、环境生物、噪音、放射性物质等。环境监测通常包括背景调查、确定方案、优化布点、现场采样、样品运送、实验分析、数据收集、分析综合等过程。

2.2 环境监测的发展历史

20世纪50年代，针对发达国家不断发生的化学毒物造成的严重环境污染事故，对环境样品进行化学分析以确定其组成和含量的环境分析便成为这个阶段环境监测的主要特征。自20世纪60年代末开始，环境监测逐渐引入物理的、生物的手段，这一时期的监测工作以对污染源的监督性监测为主要特征。自20世纪70年代中期以来，发达国家把环境监测焦点从对污染源监控转移到环境质量监控上来，使环境监测范围发展到面源污染及区域性环境质量方面。20世纪80年代初，发达国家相继建立了自动连续监测系统和宏观生态监测系统，并借助地理信息系统技术、遥感技术和全球卫星定位系统技术，连续观察空气、水体污染状况变化及生态环境变化，预测预报未来环境质量，扩大了环境监测范围，提高了监测数据的获取、处理、传输、应用的能力，为环境监测动态监控区域环境质量乃至全球生态环境质量提供了强有力的技术保障，极大促进了环境监测的现代化发展，实现了监测的实时性、连续性和完整性。

我国环境监测起步较晚，经过30多年的发展，现已发展到物理监测、生物监测、生态监测、遥感、卫星监测，从间断性监测逐步过渡到自动连续监测。监测范围从一个断面发展到一个城市、一个区域乃至全国。一个以环境分析为基础，以物理测定为主导，以生物监测、生态监测为补充的环境监测技术体系已初步形成[2]。

3 环境监测技术的应用现状

3S技术、生物技术、信息技术、物理化学科学等现代化监测技术已被广泛应用于大气环境监测、水资源调查评价等监测工作。

3 3.1 3S技术在环境监测中的应用

3S技术是以遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)为基础，将这三种独立技术与其他高新技术有机地构成一个整体而形成的一项新的综合技术，它集信息的获取、处理和应用于一身，凸显信息获取与处理的高速、实时与应用中的高精产度、可定量化等方面的优点[3]。 3.1.1 3S技术在水资源管理中的应用

当前国内外3S的技术在水资源的调查与评价上的应用是非常广泛的。其主要应用在流域水文模拟、水资源评价、生态环境变迁分析、生态耗水变迁分析、监测水体沼泽、监测水体富营养化等等[4]。在水质遥感监测方面，近几年来，对构成水的质量的一些要素进行定量监测的研究有了一定的进步，这些要素包括浑浊度、总悬移质泥沙含量、pH值、总含氮量等等。

卫星遥感监测技术已经广泛应用于海洋环境监测，并取得良好成效。一般陆地卫星的多光谱扫描仪是用于沿海悬浮泥沙含量和其扩散状态的监测;用于工业排污与生活污水的监测。在1972—1977年间出现了3次大范围海上溢油问题，采用海洋水色成像仪与沿岸带水色扫描仪用于悬浮物浓度或者海域叶绿素的分析，实现全天24小时的海洋油污实时监测，具体监测溢油的分布范围、油膜厚度、移动扩散状况和溢油量等。 3.1.2 3S技术在湿地研究中的应用

(1)3S技术在湿地资源动态变化监测中的应用。

运用多时相、多平台的遥感动态变化监测技术及时获取湿地的动态信息，通过地理信息系统技术的空间分析功能和数据管理功能对遥感技术获取的湿地信息进行实时更新，可以获得湿地的动态变化情况[5]。

(2)3S技术在湿地制图中的应用。

迄今，中国、加拿大和爱沙尼亚等国已经出版了国家沼泽湿地图。中国运用3S技术还编制了不同比例尺的湿地景观生态图[6];完成了黄河三角洲1：5万和1：10万地图的编制[7]等。

4 3.1.3 3S技术在土壤环境监测中的应用

过土壤波谱分析，应用高光谱遥感数据能较好地探测土壤表层或浅表层的性状，并且结合相应的野外采样测量或实地观察建立起各种不同类型的分析模型，对土壤机械组成、酸碱度、水、养分含量、矿物质等参量、土肥状况等实现定量观测[8]。自2003年起，中国科学院在高光谱遥感技术的支持下对青藏高原地区2003—2010年表层土壤水分进行了成功反演[9]，从而为脆弱生态区土壤环境的监测奠定了基础。

为了保护土壤，防止土壤侵蚀面积不断扩大，美国农业部自然资源保护局运用3S技术开展全国土壤资源调查，并且进行小流域调查与制图。在此基础上，美国国家土壤侵蚀研究实验室建立了诸如土壤侵蚀方程、评价土壤侵蚀模型、水蚀预报模型、风蚀预报系统等[10]，从而为各种情况下土壤侵蚀预测和评价提供技术和方法支持。

此外，在草地、森林等生态系统相关领域的环境监测中，3S技术都在发挥着重要的作用。

3.2 生物技术在环境监测中的应用

随着生物技术的迅猛发展，以现代生物技术为代表的高新技术在环境科学中得到了越来越广泛的应用。现代生物技术是以DNA重组技术的建立为标志的多学科交叉的新兴综合性技术体系，它以分子生物学、细胞生物学、微生物学、遗传学等学科为支撑，与化学、化工、计算机、微电子和环境工程等学科紧密结合和相互渗透，极大地丰富了各学科的内涵，推动了科学理论和应用技术的发展。

现代生物技术正被利用或嫁接到环境监测领域，构成了现代生物监测技术。目前，在环境监测领域，应用比较广泛的有生物大分子标记物检测技术和PCR(多聚酶链式反应)技术，此外，当今研究和应用比较广泛的生物技术还有单细胞凝胶电泳、生物传感器、酶联免疫技术等。

5 3.2.1 生物大分子标记物检测技术

生物大分子标记物监测技术可以在分子水平阐述分子适应等生态问题的机制，具有预警性和广泛实用性的特点，有助于更好地揭示生物与环境之间的相互作用机制，为污染环境的生物修复提供理论依据。主要的生物大分子标记物及其检测技术有核酸分子损伤检测技术、报告基因标记技术、DNA芯片技术、酶分子标记物检测、金属硫蛋白的检测、抗氧化剂防御系统的检测等。 3.2.2 PCR技术

多聚酶链式反应(简称PCR)技术是在体外合成特异性DNA片段的方法，其原理类似于生物体内DNA的复制。通过选择生物的一段特异性基因进行体外扩增，再由凝胶电泳等DNA分析技术确定其种类及含量。近年来，依据PCR分析突变的相关技术进展很快，主要有[3]：寡核苷酸探针杂交;DNA直接测序;限制性内切酶图谱;变性梯度凝胶电泳等。

作为最现代的生物技术之一的PCR技术，具有快速、灵敏、准确、简便、特异性强的特点，可以针对某种或某几种致病微生物作出检测判断，因此在水环境微生物检测中应用越来越广泛。

Tay等[11]利用特异性16S rDNA 引物扩增两种甲苯降解菌。荧光定量PCR 结果显示：自养黄色杆菌和分枝杆菌在甲苯污染地区的数量比非污染地区的高，这与先前调查结果一致。但自养黄色杆菌只在污染地区夏季有相对短暂的繁盛，而分枝杆菌超过5个月时数量仍很高，表明了分枝杆菌在甲苯降解方面比想象的更为重要[12]。

Cummings等[13]通过荧光定量 PCR 技术监测了沿湖泊重金属污染浓度梯度中还原铁离子泥土杆菌家族的丰度与分布。结果表明其分布相对均匀，泥土杆菌家族的分布不受重金属离子浓度的影响。

何闪英等[14]为建立快速、准确鉴定和定量检测赤潮生物的方法，以圆海链藻为例，以其中18S rDNA序列为寻找种特异性引物的靶区域，通过分析 18S rDNA 序列，设计出适合用于荧光定量PCR的引物与探针，并通过常规PCR验证确定其特异性，进而以圆海链藻荧光定量PCR的引物和探针，建立了定量检测圆海链藻的实时荧光定量PCR检测方法。与传统的显微镜计数方法比较，两

6 者所获结果无显著性差异，证明了本方法的可行性，从而为我国沿海水域赤潮问题的研究提供了良好的技术检测途径。

变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术在微生物群落多样性和种群动态监测中得到广泛使用[15]。赵兴青[16]等从玄武湖、莫愁湖和太湖沉积物中直接提取微生物总 DNA，然后通过 DGGE技术指纹图谱来分析湖泊表层沉积物中微生物群落结构的差异性，结合条带回收、扩增、序列测定，从而了解不同湖泊和相同湖泊不同位点的微生物群落结构的多样性。 3.2.3 其他生物技术

单细胞凝胶电泳( SCGE) ，即彗星试验是一种通过检测DNA链损伤来判别遗传毒性的技术。环境中的遗传毒物浓度一般很低，而彗星试验检测低浓度遗传毒物具有高度灵敏性，所研究的细胞不需要处于有丝分裂期。同时，这种技术只需要少量细胞[17]。Mirjana Pavlica等[18]用暴露在五氯苯酚(PCP)中的淡水蚌类血细胞进行彗星试验，观察血细胞中DNA损伤程度。在进行实验室实验和原位实验后，发现高浓度的 PCP(80g/L)会引起血细胞中DNA断裂，表明用彗星试验检测DNA损伤能够监测水体中的PCP污染。

生物传感器[19]是将生物学、化学和物理学融为一体的一种新装置，可以根据生物的酶、亚细胞器以及细胞或组织对污染的反应，将其转换为电信号，通过放大系统显示，再用计算机系统处理检测信号，实现自动化监测。目前，这种生物传感器技术可以对水质的BOD进行快速监测。

3.3 信息技术在环境监测中的应用

随着计算机、网络等现代信息技术在各领域应用的不断深入，信息技术已经被广泛应用于环境监测中。 3.3.1 无线传感器网络技术

环境监测应用中无线传感器网络属于层次型的异构网络结构，最底层为部署在实际监测环境中的传感器节点。向上层依次为传输网络、基站，最终连接到网络。通过该技术能够将监测的数据传送到数据处理中心，监护人员(或用户)可以

7 通过任意一台连入网络的终端访问数据中心，或者向基站发出命令。

许妍等[20]研究的基于无线传感器网络技术的农田灌溉系统可实现对农田土壤的湿度、温度等参数的在线监测和实时控制，从而提高了农业生产效率。 3.3.2 PLC技术

可编程逻辑控制器(PLC)是集自动化技术、计算机技术和通信技术于一体的新一代工业控制装置，在结构上对耐热、防尘、防潮、抗震等都有精确考虑，在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰措施，非常适用于条件恶劣的户外及工业现场[21]。此外，可以用于雨水的远程监测，对于农业生产及防洪抗旱有着积极的意义，还可以对河水水位、流速、水质的测量实现远程监视。

3.4 物理化学科学在环境监测中的应用

近年来，由于高分子化学、分析化学、物理科学等科学的不断发展与完善，物理化学科学在环境监测中有了较为广泛的应用。 3.4.1 动态膜压法监测技术

动态膜压法的理论基础是Gibss用热力学的方法推导出的吸附公式，该方法不需要对水样进行预处理，不同性质、不同浓度的有机成膜分子可以得到不同的动态膜压图谱，有效地将成膜分子的状态、结构及分子间的相互作用等反应出来。并且不需要添加任何化学试剂，无二次污染，外界干扰因素小，测定速度快，灵敏度高。用此法可对受污染水体以及其他未知天然水系的微表层进行研究[22]。 3.4.2 DOAS技术

差分光学吸收光谱技术(DOAS)的工作原理是利用分子的窄带吸收光谱来辨别气体的成分，通过其吸收谱的强度推导被测气体的浓度，其理论基础是朗伯比尔定律。DOAS系统通过一系列优化的数据处理流程和环节，可以成功地监测大气中多种气体成分的浓度。

8 此外，物理化学方法如电感耦合等离子体质谱(ICP—MS)法、激光熔蚀法(LA)、氢化物发生法(HG)、偏振能量色散X射线荧光光谱法等在土壤样品分析，尤其是痕量元素的测定及分析中得到较广泛的应用[23]。

4 环境监测技术的发展趋势

环境监测技术经过几十年的发展，在实践中发挥着重要的作用。随着社会的发展，环境监测技术也在进一步的发展，从目前环境监测技术的发展来看，未来的发展趋势主要表现在以下几方面。

4.1 以有机污染物作为在线监测的主要目标

通过对大量的研究数据和结果的分析可以了解到，目前有机污染物的污染十分严峻，而且这些有机污染物都有毒有害。因此，对有机污染物进行监测已经成了当前的一项重要任务。所以，今后需要适时的、全面的、系统的开展有机污染物的监测工作，及时有效地将环境中的有机污染物监测出来。

4.2 扩展监控介质范围，对有毒有害物质进行全面监控

多环芳烃类、多氯联苯类以及某些重金属有毒污染物会在一定的外界条件影响下，在不同的环境介质如大气、水、沉积物中迁移、转化和积累，因此，需要对多种环境介质进行监控，实现对有毒有害物质的全面监测，保证人类健康和环境安全。

4.3 运用痕量分析，提高监测分析精度

环境中的许多有毒有害物质，尽管其浓度很低，但是会对人体造成巨大的伤害。因此，有必要发展和使用痕量和超痕量分析技术，进一步提高监测的精度，全面掌握受污染的状况，以便采取有效措施，预防和控制污染物对人体和环境的危害。

9 4.4 监测分析器小型化，现场快速分析技术得到普及

在环境管理的实践中，往往需要对一些污染事故的现场进行监测，包括污染物排放源和现场污染情况等，这就需要对污染进行定性和分析，及时分析出某种污染物的类别、构成或浓度，因此，有必要发展和使用现场快速分析技术，以便能够更加有效的对现场污染进行监测，而监测仪器的小型化也为其提供了物质保障。

4.5 实验室管理系统将得到广泛应用

使用实验室管理系统(LIMS)，能够进一步提高实验室的管理水平，提高实验室采集数据和分析数据的自动化程度，减少人为因素的干预，进一步确保数据的原始性和准确性。从而达到降低成本，规范数据分析的目的，促进数据分析工作的流程化。还可以加深管理人员对实验室基本情况的认识和了解，及时发现不符合规定的管理行为，并积极采取措施加以改进，从而规范实验流程，提高数据的可靠性，降低实验室的运行成本，提高工作效率。

5 小结

环境监测技术能够为环境保护提供科学合理的依据，对防治环境污染，加强环境保护有着重要的现实意义。环境监测技术的发展不是一朝一夕的事情，需要一代人甚至几代人的不断努力。只有了解环境监测技术的现状，坚持不懈地完善环境监测技术，才能保证环境监测的可靠性。在今后的工作实践中，我们需要重视环境监测技术的运用，加大资金投入，进一步规范环境监测的各项工作，提升监测技术、更新监测设备、提高监测人员的综合素质，建立健全完善的环境监测体系，推动环境监测工作的进一步发展，从而实现人类的可持续发展。

10 参考文献

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12

第四篇：环境监测与治理技术专业就业前景

为了支持科技的进步，推动社会的发展，我们曾一度从地球上索取着资源。虽然是战绩辉煌，可回想起来是否也有些代价过大?环境污染严重、气候条件恶化、部分资源紧缺……种种问题的出现，给我们如火如荼的建设敲起了警钟，人们突然醒悟，意识到了人与自然的真正关系。于是，环境问题正式提上议程，成了被受关注的焦点。

环境问题是个复杂的体系问题，除了加强各种政策管理之外，还必须培养专业人才并普及专业知识。为了实现这一目的，各大高校纷纷设立了相关的环境专业。环境专业属于化工类专业的范畴，在大多数人心中，化工专业就业前景不是很好，而事实上能源、信息、材料是我们人类生活发展的三大支柱，能源又是材料和信息的基础，所以目前像化学化工类这种专业培养的人才，它的前景还是非常广阔的。像环境类专业随着其自身的变化及我们研究探索的不断深入，将会有更加深远的发展。

我国环境保护事业起步较晚，无论是技术力量还是专业人员的比例均远远低于西方发达国家。这将严重阻碍中国同国际接轨和影响中国的国际竞争力。随着我国环保形势的日益严峻和世贸组织的加入，环境保护专业技术人才已成为我国最紧缺的人才之一，特别是环保工程技术人员远不能满足实际需要。据国家人事部的有关统计预测，在我国未来几年里急需的八大类人才中，环境保护技术人才名列其中。《浙江省可持续发展规划纲要》中明确了可持续发展与环境保护是密不可分的，要实现可持续发展就必须保护人类赖以生存和发展的环境，把环境问题纳入到发展计划和政策中，彻底改变以大量消耗资源和粗放经营为特征的传统经济发展模式，减少污染物排放，加强污染治理，不断提高环境质量。

积极推行污染治理的企业化、产业化、市场化。为了适应我国和我省经济的发展和改革开放的需要，急需一大批面向农村、乡镇、企业的专业从事环境保护与治理的专门人才。他们不但要有环境保护与治理专业所必备的基础理论知识和过硬的职业技能，还要有较高的文化素养和较快的适应能力。这些都为环境保护与治理专业的发展及人才的培养和就业开辟了广阔的前景。通过对环境专业已就业人员的统计得出：有40%的人员进入事业机关单位从事环保、监测及管理等工作;近60%的人员进入相关企业工作，其中有近50%是在生产型公司从事技术、开发工作，只有很少的一部分在咨询服务型企业工作。薪酬方面也有所差别，大体说来，从事技术研究工作比其他一般性工作者的薪酬要高;在大型生产企业比事业机构薪酬略高。非技术类的工作者月薪较低一般在

一、两千元左右，事业机构的技术类人员月薪在四千元左右，企业技术研究人员的月薪则可达六千元左右。

第五篇：遥感技术在城市环境监测中的应用

摘要：现阶段，由于多方面因素的影响，使得我国的城市环境污染日益严重，各类突发性环境污染事故比比皆是，从而导致生态环境失衡。环境监测作为控制环境污染的主要途径之一，其作用得以彰显。然而，我国幅员辽阔，仅凭现有的环境监测工作站及监测技术很难实现全方位监测，而且及时性和准确性也难以保证。遥感技术以其自身诸多优点，被广泛应用于各个领域当中，该技术在环境监测方面的效果也比较明显。基于此点，本文就城市环境监测中遥感技术的应用进行浅谈。 关键词：环境监测;遥感技术;红外遥感

一、遥感技术概述

遥感(RS)与地理信息系统(GIS)技术的发展及其在地理学研究中越来越广泛和深入的应用，已经导致这一学科研究方法，特别是地理学研究中空间对象的观测与信息获取方法产生了根本性的变化，极大地提高了对地观测能力和丰富了观测内容，深化了人们对地理现象的认识。

(一)遥感技术分类

遥感技术主要是指通过物体对电磁波的辐射或反射，不与物体进行直接接触，远距离辨识及测量目标对象的一种监测技术。按照所使用的监测波段不同，该技术可分为以下几种类型：热红外遥感技术、可见光反射红外遥感技术和微波遥感技术。

(二)遥感技术的特点和作用

遥感技术的特点如下：监测速度快、范围广、能够进行长时间动态监测、投入成本低、回报高、无需现场采集样本、可以发现常规方法无法监测到的污染源;其较为明显的作用是可对指定区域进行跟踪测量，并且能够快速获取与污染有关的全方面信息，如污染源位置、污染范围、污染物分布及扩散情况、大气生态效应等等。

(三)遥感技术的应用范围

目前，遥感技术已在我国诸多领域内得到广泛应用，具体包括：农林牧渔业环境监测;地质、地理、水文、气象、海洋等环境监测;城乡规划、资源勘探、军事侦察、土地资源管理等等。现阶段，随着科技水平的发展速度不断加快，促进了遥感技术的发展，该技术目前能够测出水中大部分微量元素的实际含量，如叶绿素、水温、泥沙含量以及水色等等，而且其还可以测量出大气的温度、湿度以及各种有害气体的浓度和分布情况，在固体污染物的测量方面也有一定的作用。

城市的飞速发展带来了一系列城市污染问题。常规的人工调查方法由于周期长，耗资大，不能及时反映城市环境变化的趋势。而遥感(RS)技术由于具有快速、准确、大范围和实时地获取资源环境状况及其变化数据的优越性，成为城市环境监测的主要手段。

城市环境是自然环境和社会环境综合作用下的人工环境。污染物一般可分为化学性、物理性和生物性三大类。其中，现在遥感技术可以有效地监测城市中的大气污染、水污染、地面污染、 固体废物堆场污染和热污染，并且可以监测城市土地利用变化、城市交通、灾害预警等方面。

二、遥感技术在城市环境监测中的具体应用

(一)在大气环境监测中的应用

大气污染主要是指工业和生活燃煤排放的废气 烟尘、粉尘、扬尘以及人工合成物质自然挥发有毒有害气体对大气的破坏。遥感综合技术在城市环境监测为大气环境质量监测和评价提供了有效的途径。根据遥感影像特征可对大气污染的范围、污染源的位置、污染物的扩散途径进行监测,结合实地观测数据还可对大气污染的程度进行测定。常规的大气环境监测的做法是在典型区布点采样,在室内分析大气中污染物的含量,并据此来监测和评价大气环境质量。量点的监测数据来评价全区,代表性和可靠性均差。

或者通过对穿过大气层的太阳直射光和来自大气和云的散射光以及来自地表的反射光的光谱分析,可以测量它们的光谱特征,求出大气气体分子的密度,从而确定大气中废气和有毒有害气体的含量,并可用此来对大气环境进行监测。

灾害性大气污染主要是沙尘暴。卫星图像拥有红外通道，可以确定沙尘暴的位置,同时它所具有的高时间分辨率(如1小时重返) ,更有利于大尺度监测沙尘暴的运动轨迹。目前沙尘暴研究和监测的主要是利用遥感手段。

例如：

1.臭氧层监测。因臭氧自身能够吸收0.3微米以下的紫外区中的电磁波，故此可采用紫外波段进行臭氧含量测定。此外，若大气中的臭氧含量达到一定高度时，温度也会随之升高，所以也可采用红外波段进行探测。

2.有害气体监测。对于由自然或人为条件下生成的二氧化硫及氟化物等有害气体，可采用间接解译标志进行监测。通常情况下，当植被受到一定程度的污染后，其对于红外线的反射能力会有所降低，加之纹理、颜色等外在特征也会异于正常状态下的植被，所以可利用植被这一特点，对污染情况进行间接分析。

(二)在水环境监测中的应用

应用遥感技术对水环境进行监测主要是以清洁水与污染水的反射光谱作为监测依据。正常情况下，清洁的水体其反射率较低，而且对于在光的吸收较强，从而使得其在遥感影像中呈暗色调，这一特征在红外谱段上更为明显。在进行水体监测时，可将水色指标及光谱特征作为遥感技术监测的主要依据。应用卫星获得的像片或磁带数据中水面光谱资料与正常水的光谱资料相比较,使用小型电子计算机作及时的处理,就能探测出水源中的各种污染情况。由于遥感技术监测的范围较广，从而使其在水体扩散时能够及时发现污染物的扩散方向、排放源、影响范围及程度，以便尽快找到污染源。因水体中的污染物种类较多，且过于繁杂，为方面遥感监测，通常将水污染分为废水污染、泥沙污染、热污染、石油污染等几种类型。

1.热污染监测。由于城市化和工业化的迅猛发展,大气中的二氧化碳急剧增多,大气层对地球生物生命起保护作用的臭氧层正在逐步地被破坏,致使全球气候普遍变暖,这就是所谓的“ 温室” 效应。而城市市区温度普遍较城市郊区高,这种城市市区出现的岛状的高温现象即所谓的“热岛效应”。

由于热岛的热力作用而形成局部大气环境,造成从郊区吹向市区的局地风,把从市区扩散到郊区工厂排放的污染空气,又送回市区,使有害气体、烟尘在市区内滞留积累,从而造成进一步的大气污染,所以城市热岛是一种热污染现象。利用遥感技术进行城市热污染调查,主要是利用热红外遥感,对城市下垫面的热辐射进行白天和夜间扫描,在热红外图像上,温度高的地区色调为浅色,温度低的地区则为深色,通过影像判读分析调查,可以查明城市热源、热场的位置和范围,并对热岛的时空分布、热岛强度和地表温度分布等进行测定和分析。

根据不同时间的遥感资料,还可研究城市热岛的日变化和年变化规律。总结城市热岛与下垫面性质的相关关系,可从城市规划入手,制约那些形成城市热岛的因素,防止城市环境的进一步恶化。 2.石油污染监测。就港口和海洋而言，石油污染属于一种较为常见的水污染。利用遥感技术对石油污染进行监测，不但可以确定污染区的实际范围和石油含量，同时还能追踪到污染源。由于石油与海水的光谱特征差异较大，所以在很多光谱段上均可将石油与海水分开。 3.废水污染监测。由于废水中所含的悬浮物种类较多且水色差异较大，加之特征曲线上的强度也有所不同，所以可采用多光谱合成图像对废水进行监测。此外根据废水中水温的差异情况，也可采用热红外进行监测。

(三)在地面污染监测中的应用 应用遥感技术对地面污水的排放造成的污染,可应用航空遥感拍摄的像片清楚地圈定出其污染范围。例如,当灌溉的农田遭受污染后,作物的生长在色调上有特殊变化,能同其他一般的禾苗区分开来。此外地下水的污染也会引起地面植被的变化,与正常生长区的作物有不同的光谱表现。多光谱成像仪能监测这些变化,从而圈定地面污染分布范围,进一步对地面污染做出预防规划。

因此,应用遥感技术,不但能圈定地面污染的分布范围,而且还能够对地面污染进行规划性的预防。例如,遥感综合技术在煤炭的自燃隐火监测中的应用。煤炭的自燃隐火不但每年要烧掉十亿吨煤炭资源,还要造成大面积的污染。地矿有关部门应用航空红外扫描仪,煤炭总公司应用地面红外测温仪,按地表温度的细微差异圈定隐火区,区分出燃烧区和燃尽区,分析其蔓延方向及规律,为大规模整治煤炭隐火提供了新的方法和经验。

(四)在固体废弃物监测中的应用

城市的固体废弃物的类型主要有居民生活垃圾 、建筑垃圾、工业垃圾，以及混合垃圾,以上几种废物的混合物等。根据遥感图像的特征 (如形状、色调或色彩 )可以有效地调查固体废物堆场,尤其是利用航空热红外图像更为有效。

由于固体废物自身的物理化学分解作用,其温度一般高于周围地物,这在热红外图像上有着明显的色调特征。在城市中有的堆放物的影像特征与固体废弃物堆很相似,解译时容易混淆,因此需要适当地进行一些实地调查。例如,城乡结合部的垃圾堆与农村中的稻草堆粗看起来两者色调、形状都很接近,分布位置也无特点,但若仔细观察可见稻草堆顶部凸出,边界圆滑清晰,而垃圾堆则较平坦,边界模糊。

此外,由于城市中各种固体废弃物堆场的分布在空间与时间上均受到各个城市多种环境因素的制约。因此,根据堆放物位置的分布特征来判定堆放物是堆放物判定中的重要一环。例如,在人口集中、建筑密度大、管理严格的城市中心区,不太可能出现大面积的生活垃圾堆和工业垃圾堆,建筑垃圾堆只能堆在建筑工地周围或较偏僻的小马路上,而大的原料堆场也只可能出现在车站或码头附近,因此根据堆放位置可以进行堆放物性质的判断,从而进行正确的固体废物堆场污染监测。

三、结论

总而言之，遥感综合技术将帮助人们突破传统污染监测方法的局限,提高城市环境保护和污染监测能力,保护生态环境的平衡、提高人们生存环境的质量。同时它还将完成大量的基础研究工作,建立中国典型地物的波谱数据库和制定资源遥感调查技术规范。环境保护现已成为我国一项重要的基本国策，在未来的工作中，应加大遥感技术的应用力度，使其在环境保护方面的作用得到充分发挥。

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