生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的內(nèi)涵、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及其應(yīng)用分析

韓影　王柳囈

【摘 要】近年來，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，為人們的生活帶來了巨大的變化，但同時(shí)也對(duì)生態(tài)環(huán)境也造成了很大的影響。生態(tài)系統(tǒng)平衡失調(diào)、溫室效應(yīng)、汽車尾氣、臭氧空洞等一系列問題證明我們的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)遭到嚴(yán)重的破壞。所以，我們應(yīng)當(dāng)重視環(huán)境，對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)。環(huán)境監(jiān)測(cè)可以針對(duì)環(huán)境的各種問題進(jìn)行分析，作出詳細(xì)的分析報(bào)告和監(jiān)測(cè)結(jié)果，研究環(huán)境變化的趨勢(shì)和規(guī)律，使生態(tài)環(huán)境得到更好的保護(hù)。文章就環(huán)境監(jiān)測(cè)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)研究，希望能為環(huán)境監(jiān)測(cè)部門提供一定的參考資料。

【關(guān)鍵詞】環(huán)境監(jiān)測(cè)；生態(tài)環(huán)境；數(shù)據(jù)處理；質(zhì)量控制；應(yīng)用分析

環(huán)境監(jiān)測(cè)是一種現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)方法，運(yùn)用物理和化學(xué)等科技手段對(duì)環(huán)境中存在的污染物進(jìn)行連續(xù)或間斷的分析和監(jiān)測(cè)，并根據(jù)分析和監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)所監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。正確的監(jiān)測(cè)結(jié)果能準(zhǔn)確分析出造成環(huán)境污染的原因，并及時(shí)、準(zhǔn)確的反映現(xiàn)場(chǎng)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和動(dòng)態(tài)趨勢(shì)，為制定生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施，提供科學(xué)的資料和理論依據(jù)，從而使生態(tài)環(huán)境得到更好的保護(hù)。

1.生態(tài)環(huán)境相關(guān)概念及生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域下環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本內(nèi)容

1.1生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的概念

生態(tài)系統(tǒng)通常指地球表面非生物和生物之間的相互依賴的生存關(guān)系，其中環(huán)境的質(zhì)量是整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中最主要的部分。依據(jù)生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律、人為作用造成的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能變化、組成部分和各組分之間的相互關(guān)系進(jìn)行生態(tài)學(xué)研究，可以對(duì)生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境的生態(tài)質(zhì)量進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。

運(yùn)用生態(tài)學(xué)的研究方法，在多種角度和尺度下研究生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能度量，是生態(tài)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的對(duì)象與城市生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)質(zhì)量監(jiān)測(cè)的對(duì)象不同，與工業(yè)污染源監(jiān)測(cè)的對(duì)象也不同，它著重的部分是大區(qū)域、宏觀性的生態(tài)環(huán)境問題。

1.2生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域下環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本內(nèi)容

我國(guó)雖然疆土遼闊，環(huán)境資源豐富，但很多地方的生態(tài)環(huán)境還沒有得到完好的開發(fā)和保護(hù)，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)處于非常不穩(wěn)定、脆弱的狀態(tài)。我們?cè)诎l(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)環(huán)境進(jìn)行有效的保護(hù)和監(jiān)測(cè)，保證生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的安全。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的分析監(jiān)測(cè)主要包括生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)自身?xiàng)l件、條件變化以及對(duì)外界壓力的反映和趨勢(shì)。監(jiān)測(cè)手段可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)環(huán)境存在的問題和潛在的威脅，防止環(huán)境惡化的同時(shí)消除可能發(fā)生的環(huán)境隱患。

2.生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀及應(yīng)用意義

同生態(tài)環(huán)境惡化和破壞監(jiān)測(cè)技術(shù)相比，生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域環(huán)境監(jiān)測(cè)的技術(shù)仍處于發(fā)展階段。目前，我國(guó)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的依據(jù)為生態(tài)環(huán)境的發(fā)展過程，其監(jiān)測(cè)的范圍不大，隨著科技的發(fā)展，生態(tài)監(jiān)測(cè)范圍也會(huì)越來越廣，由微觀變?yōu)楹暧^。3S 技術(shù)的出現(xiàn)展現(xiàn)了其準(zhǔn)確、快速和宏觀的技術(shù)特點(diǎn)，它可以對(duì)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)和調(diào)查，完整的做出環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)的評(píng)估方案。GIS 技術(shù)系統(tǒng)能對(duì)各種生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境威脅預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)，從而有效的防止環(huán)境的惡化。方法操作性強(qiáng)、技術(shù)路線統(tǒng)一、規(guī)劃要求準(zhǔn)確、指標(biāo)體系完整是環(huán)境監(jiān)測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)，通過水土保持、產(chǎn)量預(yù)測(cè)、災(zāi)害預(yù)報(bào)和資源調(diào)查等總結(jié)環(huán)境監(jiān)測(cè)的經(jīng)驗(yàn)，為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的全面開展打好基礎(chǔ)。

環(huán)境問題會(huì)造成生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的破壞，也會(huì)對(duì)人類的生存和發(fā)展造成很大的威脅和傷害，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是人與自然和諧發(fā)展、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧發(fā)展的前提。保護(hù)環(huán)境要先從環(huán)境監(jiān)測(cè)做起。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)利用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)環(huán)境中的污染因子進(jìn)行綜合性監(jiān)測(cè)，分析污染原因和污染現(xiàn)狀，將環(huán)境的質(zhì)量和發(fā)展形勢(shì)展現(xiàn)出來，有利于更好的保護(hù)環(huán)境和利用環(huán)境。

3.“五性”因素對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量影響分析

3.1監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)代表性的影響

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)代表性是指在具有代表性的時(shí)間、空間分布上，根據(jù)規(guī)定的要求及確定的目的獲得可反映典型環(huán)境特性的數(shù)據(jù)。任何污染物在環(huán)境中的分布都不可能是非常均勻的，如果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)沒有代表性，就不能真實(shí)反映一定空間范圍內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量水平、規(guī)律及變化趨勢(shì)，這樣的數(shù)據(jù)結(jié)果一是會(huì)誤導(dǎo)公眾，使社會(huì)、公眾對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量不認(rèn)可，二是會(huì)誤導(dǎo)政府，給政府對(duì)環(huán)境的管理決策帶來偏差。造成環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)代表性差的原因是：監(jiān)測(cè)布點(diǎn)選點(diǎn)不當(dāng)，沒有代表性；其次是布點(diǎn)數(shù)量不夠，獲取的信息不完整。

3.2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整性的影響

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的完整性就是按照預(yù)期計(jì)劃取得有系統(tǒng)性、連續(xù)性或周期性環(huán)境數(shù)據(jù)的特性。完整性表示數(shù)據(jù)的總量可以滿足預(yù)期要求的程度或數(shù)據(jù)收集足夠、全面。同代表性類似，數(shù)據(jù)不完整的后果也不能真實(shí)、有效反映環(huán)境質(zhì)量水平，造成“以偏概全”的片面結(jié)論，招致公眾不滿、使環(huán)境管理部門不能作出正確決策。引起監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不完整的原因有布點(diǎn)數(shù)量不足、采樣次數(shù)少以及檢測(cè)分析、數(shù)據(jù)處理不完整，如測(cè)試項(xiàng)目不全、漏測(cè)、輔助參數(shù)不完整等問題。

3.3監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的影響

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性即測(cè)量結(jié)果與客觀環(huán)境符合的程度。準(zhǔn)確性一般以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度來表征，并采用分析方法或測(cè)量系統(tǒng)的絕對(duì)誤差或相對(duì)誤差來表示，反映了該方法或系統(tǒng)所存在的系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差的綜合指標(biāo)。評(píng)價(jià)準(zhǔn)確度可通過標(biāo)準(zhǔn)樣品分析、測(cè)定加標(biāo)回收率及不同分析方法的比對(duì)來確定。

3.4監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精密性的影響

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精密性是指測(cè)量值與真實(shí)值之間平行性、重復(fù)性與再現(xiàn)性。精密性以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精密度表征，主要反映分析方法或測(cè)量系統(tǒng)隨機(jī)誤差的大小。精密度一般用極差、平均偏差、相對(duì)平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差等表示。精密性反映了分析結(jié)果的穩(wěn)定性，精密度越低，隨機(jī)誤差越大，檢測(cè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性越差。

精密性與準(zhǔn)確性有著密切關(guān)系，精密度好才可能準(zhǔn)確度好，精密度差不能判別數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

3.5監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可比性的影響

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可比性表示在環(huán)境條件、監(jiān)測(cè)方法和表達(dá)方式等可比條件下所獲得數(shù)據(jù)結(jié)果一致的程度?？杀刃约瓤梢栽诓煌瑢?shí)驗(yàn)室之間對(duì)同一樣品的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，也可以對(duì)同一實(shí)驗(yàn)室分析相同樣品的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，還要求在時(shí)間、空間上可比，并實(shí)現(xiàn)國(guó)際間、行業(yè)間的數(shù)據(jù)可比。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可比性是評(píng)判監(jiān)測(cè)質(zhì)量的重要標(biāo)志，如果沒有可比性，那么監(jiān)測(cè)質(zhì)量的高低、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度都無從談起，更罔論地區(qū)之間、行業(yè)之間、國(guó)際之間的交流與合作了。

4.監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制措施

4.1耗散結(jié)構(gòu)理論概述

耗散結(jié)構(gòu)理論是比利時(shí)人普里高津（Ilya Prigogine）所創(chuàng)立的理論，旨在解決開放系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)的有序問題，該理論一經(jīng)推出即在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生巨大的影響。該理論認(rèn)為一個(gè)開放系統(tǒng)，通過不斷地與外界交換物質(zhì)、能量和信息，當(dāng)外界作用于系統(tǒng)的條件達(dá)到一定閾值時(shí)，通過漲落系統(tǒng)發(fā)生突變（非平衡相變），系統(tǒng)就可由原來的無序狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N時(shí)間、空間或功能上有序的新的狀態(tài)。

4.2傳統(tǒng)質(zhì)控模式的缺陷

傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)控系統(tǒng)是封閉的靜態(tài)控制模式：監(jiān)測(cè)站長(zhǎng)←→質(zhì)量負(fù)責(zé)人←→質(zhì)量控制員←→項(xiàng)目監(jiān)測(cè)組長(zhǎng)←→監(jiān)測(cè)分析員。該系統(tǒng)雖然分工明確且簡(jiǎn)單有效，但監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的控制主要依賴于質(zhì)量控制員，其他人基本上是履行簽字手續(xù)，很難對(duì)數(shù)據(jù)的真實(shí)性、有效性進(jìn)行有效監(jiān)督，對(duì)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差糾錯(cuò)也難做到，一些偽數(shù)據(jù)也不容易被發(fā)現(xiàn)和剔除，因而這種控制方式是不完善的，存在很大漏洞。

4.3質(zhì)控系統(tǒng)的改進(jìn)和優(yōu)化

為了改變傳統(tǒng)質(zhì)控模式的不足，按照耗散結(jié)構(gòu)理論就應(yīng)打破封閉的系統(tǒng)模式，引入反饋、監(jiān)督和交流機(jī)制：一是接受外部監(jiān)督，允許社會(huì)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)疑和復(fù)檢。二是經(jīng)常性地與同級(jí)或上級(jí)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門交流，進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可比性的分析，找出不足，及時(shí)改進(jìn)；通過交流更新知識(shí)及獲取環(huán)境監(jiān)測(cè)新技術(shù)、新方法。三是強(qiáng)化平面控制，在系統(tǒng)內(nèi)部不斷制造非平衡狀態(tài)，通過非線性作用使系統(tǒng)產(chǎn)生漲落，促進(jìn)監(jiān)測(cè)人員互相交流和監(jiān)督，提高技術(shù)水平、減少或消除系統(tǒng)誤差，使監(jiān)測(cè)分析的準(zhǔn)確性和精密性得到持續(xù)改善。四是耗散結(jié)構(gòu)理論非常重視信息的暢通，系統(tǒng)應(yīng)按照信息加工原理，使進(jìn)入的信息經(jīng)過甄別，信息釋放的同時(shí)也向信息源反饋信息，促進(jìn)信息流得到良性循環(huán)。

4.4加強(qiáng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的審核

為保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的審核：一是完善三級(jí)審核機(jī)制，除了質(zhì)控審核外，重點(diǎn)加強(qiáng)項(xiàng)目分析組（室）和質(zhì)量負(fù)責(zé)人這兩級(jí)的審核。二是通過檢查樣品采集原始記錄審核數(shù)據(jù)代表性。三是進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性審核，重點(diǎn)在采樣是否符合規(guī)范、分析方法是否符合監(jiān)測(cè)目的、輔助參數(shù)是否完整。四是審核數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和精密性，著重審核加標(biāo)回收樣、比例平行樣、密碼樣、密碼平行樣、校準(zhǔn)曲線、空白試驗(yàn)值、方法檢出限等。

5.環(huán)境監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用分析

環(huán)境破壞的速度不斷加快，使得生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)相關(guān)技術(shù)水平應(yīng)當(dāng)越來越高，監(jiān)測(cè)范圍越來越大。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)工作既復(fù)雜又系統(tǒng)，而且在監(jiān)測(cè)過程中極易受到外界因素的干擾，監(jiān)測(cè)周圍的多種因素都可以影響監(jiān)測(cè)的結(jié)果。傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段主要是通過手工操作儀器設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果通過人工分析計(jì)算。現(xiàn)代化技術(shù)的融入，使環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)得到了很大的提升。

5.1 RS技術(shù)應(yīng)用的分析

衛(wèi)星是RS技術(shù)應(yīng)用的核心內(nèi)容，利用衛(wèi)星對(duì)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的電磁波信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析得到結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和反饋，電磁波的變化可以反映出環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀和環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)。RS還可以對(duì)所監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的物體進(jìn)行高空掃描拍攝，具有信息采集速度快、采集準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)，尤其是遙感物體。如果要對(duì)監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的空氣污染程度、植物生長(zhǎng)狀況、氣溫閉環(huán)和森林覆蓋面積等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，則可以利用RS 遙感技術(shù)，對(duì)所監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)森林的覆蓋面積進(jìn)行監(jiān)測(cè)，利用衛(wèi)星拍攝判定森林面積是否減小、是否遭到破壞以及采取何種措施進(jìn)行預(yù)防和處理。根據(jù)所監(jiān)測(cè)森林上方空氣的溫度來判定該地區(qū)森林是否會(huì)發(fā)生自然災(zāi)害以及自然災(zāi)害的類型，并針對(duì)突發(fā)情況作出最佳的補(bǔ)救措施和方案，保護(hù)生態(tài)環(huán)境不受到破壞。

5.2 GPS技術(shù)應(yīng)用的分析

生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)GPS技術(shù)是一種監(jiān)測(cè)環(huán)境新型技術(shù)，的它的特點(diǎn)為實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航、監(jiān)測(cè)精度高、遙感技術(shù)可以分析出數(shù)據(jù)的空間坐標(biāo)，并構(gòu)建圖形圖像數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中用圖形圖像表示傳感器和平臺(tái)的觀測(cè)與位置。在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域范圍內(nèi)，GPS技術(shù)不同PS技術(shù)，它可以對(duì)被監(jiān)測(cè)物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)其所處的環(huán)境和狀態(tài)。比如，利用GPS技術(shù)可以對(duì)城市中所有汽車的數(shù)量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并根據(jù)此信息判斷城市中汽車尾氣排放量的多少。合理運(yùn)用GPS技術(shù)應(yīng)用不僅可以對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而且還可以利用監(jiān)測(cè)結(jié)果做出科學(xué)的判斷和判定，進(jìn)而有效的保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

5.3 GIS技術(shù)應(yīng)用的分析

GIS技術(shù)擁有計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)，是當(dāng)前地理信息數(shù)據(jù)庫中規(guī)模最大的系統(tǒng)，它包含了存儲(chǔ)管理、分析應(yīng)用、空間信息輸入和結(jié)果輸出。GIS技術(shù)應(yīng)用不僅具有數(shù)據(jù)庫功能，還具有輔助決策功能和空間分析功能，可以準(zhǔn)確、快速的進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和空間分析等宏觀決策管理。根據(jù)監(jiān)測(cè)環(huán)境的地理信息，GIS技術(shù)能準(zhǔn)確分析被監(jiān)測(cè)區(qū)域的地理特征，從而可以對(duì)生態(tài)發(fā)展和地理資源進(jìn)行合理的規(guī)劃和管理以及自然災(zāi)害預(yù)警和預(yù)測(cè)等。GIS技術(shù)能更準(zhǔn)確、更真實(shí)的進(jìn)行生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。

6.結(jié)束語

環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)當(dāng)覆蓋整個(gè)生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域、貫穿整個(gè)生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)評(píng)價(jià)，一方面準(zhǔn)確、及時(shí)的反映出環(huán)境質(zhì)量狀況、污染狀況和發(fā)展形勢(shì)，另一方面為環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理和污染治理提供科學(xué)的理論依據(jù)，為生態(tài)環(huán)境治理奠定良好的基礎(chǔ)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

[1]高華，杜艷雷.環(huán)境監(jiān)測(cè)與環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展[J].科技資訊，2011（15）.

[2]傅曉娜，宋倩.環(huán)境監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀與展望[J].職教論壇，2009（S1）.

[3]姚琳琳，方小萍.淺談我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（09）.

[4]徐麗.淺談環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2010（S1）.

[5]李大偉，李秋霞.環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展研究[J].黑龍江科技信息，2010（30）.