水环境监测与治理技术

第一篇：水环境监测与治理技术

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。

第二篇：焦作大学环境监测与治理技术专业简介（范文）

环境监测与治理技术

专业培养目标：培养具有良好的职业道德和思想品德，在环境监测、污染控制技术及污染治理工程的设计和运行管理、环保新产品开发和设计等方面具备基本理论与扎实专业知识的高等技术应用型人才。

专业核心能力：具备从事环境监测、污染治理、环保设施运行管理等方面工作的能力。

专业核心课程与实践环节：开设环境监测、水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废物的处理与处置、环境微生物学、环境生态学、环境质量评价等专业核心课程，以及专业实训、课程实训、毕业设计与实习、专业课实验及专业综合能力实训等实践课程。

就业方向：面向环保及相关行业企业，从事环境监测、环保设施运行与管理、环境管理与技术咨询、环境工程设计与技术开发、产品理化检验等工作。

第三篇：高职环境监测与治理技术专业人才培养的实践探索.doc

龙源期刊网 http://.cn

高职环境监测与治理技术专业人才培养的实践探索

作者：闾振华 杨立静 王燕平

来源：《教育与职业·理论版》2010年第24期

[摘要]随着我国环保事业的深入发展，环境监测与治理技术高技能专门人才需求更加旺盛。本文提出“一个培养目标、三个教育平台、五个课程模块”的人才培养方案，注重“双师型”教师队伍建设，以期提高学生的素质教育，强化职业道德的培养，加强学生的实践能力训练，增强学生的职业能力。

[关键词]高职环境监测与治理技术人才培养教学改革

[作者简介]闾振华(1965- )，男，四川成都人，中国环境管理干部学院，副教授，主要研究方向为高等职业教育与环境教育;杨立静(1965- )，女，河北秦皇岛人，中国环境管理干部学院，副教授，主要研究方向为高等职业教育与环境化学。(河北秦皇岛066004)王燕平(1966- )，女，四川乐山人，自贡市环境监测站，工程师，主要研究方向为环境监测。(四川自贡643000)

[基金项目]本文系河北省教育厅研究项目“高职高专环境类专业人才培养与环境政策人才需求关系研究”(项目编号：SZ080323)和“高职环境监测与治理技术专业课程改革与课程衔接研究”(项目编号：SZ080324)的研究成果。

[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2010)36-0146-02随着国家经济实力的提升，国民对环境质量、生态效应倍加关注，使得环境监测与治理技术高技能专门人才需求旺盛。目前，全国已有二百多所高职高专院校开设了环境类专业。作为培养环境技能型人才的高职院校，应本着以社会需求为导向、岗位需要为目标、与时俱进的办学原则，加强专业课程体系的建设与改革，深化产学研合作办学，形成了 “一个培养目标、三个教育平台、五个课程模块”的专业人才培养方案。

一、正确定位人才培养方向，明确培养目标和规格

根据高等职业的特色和环境监测与治理技术专业的特点，在充分调研的基础上，应把环境监测与治理技术专业的培养目标定位在为环境监测、污染治理一线培养实用型专业人才上。在高职三年的学习过程中，除了让学生掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能，还要重视学生的职业道德教育、学生的诚信品质、敬业精神和责任意识、遵纪守法意识，培养学生的社会适应性能力，教育学生树立终身学习理念，学会交流沟通和团队协作，提高学

生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力，培养面向环境保护第一线，掌握环境监测、污染治理技术必须的基础知识和基本技能的高等技术应用型专门人才。

力争学生毕业后，能从事环境监测工作、环境管理与环境影响评价相关的工作，以及地质、水利、冶金、化工、煤炭、食品、纯净水等企业的化验分析工作，还有室内环境检测分析与污染治理工作、污染治理工艺设备的操作管理与维护工作、环境保护工程的施工与项目的管理等工作。

二、构建“三个教育平台”，形成“五个课程模块”

课程建设与改革是提高教学质量的核心，也是教学改革的重点和难点。高职环境监测与治理技术专业学生的核心能力是污染监测能力和污染治理应用能力，课程的设置也应围绕这两个方面展开。专业组的教师们应积极与环境监测站、污水处理厂、环保产业公司等企业合作开发课程，根据技术领域和职业岗位(群)的任职要求，参照化学检验工、污水处理工、污水监测工、水环境监测工等职业资格标准，改革课程体系和教学内容，建立突出职业能力培养的课程标准，规范课程教学的基本要求，提高课程教学质量。加大课程建设与改革的力度，增强学生的职业能力，构建“三个教育平台”、形成“五个课程模块”。

“三个教育平台”是公共基础教育平台、专业教育平台和职业训练平台。“五个课程模块”是综合素质能力课程模块，专业基础课程模块、专业核心课程模块、职业训练课程模块和综合能力训练课程模块。

公共基础教育平台主要是综合素质能力课程模块，由毛泽东思想、邓小平理论与“三个代表”重要思想概论、法律基础、职业生涯规划、环境素质教育、应用文写作、英语和计算机基础等课程构成。

专业教育平台主要分为专业基础课程模块和专业核心课程模块两部分。其中专业基础课程模块由专业基础理论课程和专业基础技能训练课程构成，专业核心课程模块由专业核心课程和专业核心技能训练课程构成。专业基础理论课程主要有无机化学、仪器分析、环境污染与人体健康、环境微生物学、化工工艺等，专业基础技能训练课程主要有综合基础化学实训、分析化学实训等;专业核心课程主要有环境监测、环境水监测项目分析等，专业核心技能训练课程主要有环境监测综合实训、环境综合实验、室内污染检测与治理技术实训等。

职业训练平台主要分为职业训练课程模块和综合能力训练课程模块。其中职业训练课程模块主要有污染源核算、样品前处理技术、数据处理与统计基础、工业安全与危险化学品管理等。综合能力训练课程模块主要有入学教育、公益劳动与社会实践、金工实习实训、环境工程专项技能实训、毕业实习和毕业设计等。

三、注重“双师型”教师队伍建设，加强师资培训

20世纪90年代初，我国的职业教育研究者提出了“双师型”教师的概念，为高职教育师资队伍的建设指明了方向，培养“双师型”教师逐渐成为高职院校办出水平与特色的关键。建设高质量、有特色的“双师型”教师队伍是职业院校生存与发展的关键，也是推进素质教育、提高教学质量的必然要求。

我院环境监测与治理技术坚持“内培外引，专兼结合”的原则，积极进行“双师型”教师队伍建设。主要采取了以下措施：(1)积极从环境监测站、污水处理厂、环保公司等企事业单位聘请兼职教师，实行专兼结合，改善学校师资结构，加强“双师型”队伍。(2)通过进修与专业相近的硕士和博士学位提高教师的学历层次，现有专业教师全是硕士及以上学位。(3)通过短期学习班进修，丰富和充实专业知识和提高专业技能。(4)选派中青年教师到环境监测站、污水处理厂、环保公司等生产、建设、管理、服务第一线参加实训锻炼，学习实践经验，使他们成为有一技之长的“双师型”人才。(5)聘请环境监测、环境污染治理方面的有关专家对教师进行专业理论与操作技能方面的培训，提高教师的业务水平与操作能力。(6)在专业组教师间开展听课活动。要求专业组长每学期至少听本专业三位教师的课，每位教师至少听本专业两位教师的课。教师们相互学习、互相讨论，不断提高理论水平和实践水平。(7)通过承担院级、市级、省级科研课题以及参加与富士康集团的环保科研开发合作项目，通过“产、学、研”教育模式进行实践，提高教师的实践教学能力和实际操作水平。(8)通过组织、参加学院级、行业级、国家级的高职院校技能大赛，提高教师的理论知识和操作技能。

四、加强实践能力培养，增强学生的职业能力

高等职业院校是培养面向生产、建设、管理和服务第一线的高技能人才。所以我院环境监测与治理技术专业通过“实验”“实训”“实习”三个环节，加强学生实践动手能力的培养，增强了学生的职业能力。

1.充分利用学院环境技术研究与实验中心和环境监测实训室的资源。环境技术研究与实验中心设有基础化学实验室、分析化学实验室、水质分析监测实验室和大气监测实验室等。充分发挥学院实验中心的作用，在加大实验室开放力度，增加综合性、设计性实验内容的同时，拓展新思路，强化课堂教学的实践性与课外实践的探究性，探索 “教、学、做”一体化的教学模式。

2.利用校外实训基地。为了使学生得到一线的实际训练，学院与周边地区环境保护局、环境监测站、污水处理厂、环保公司、港务局等企业单位建立了密切的产学研合作关系，设立多个稳固的实训基地，定期让学生去实习基地感受真实的职业环境，加深了对本专业的了解，养成了良好的职业行为习惯。

3.利用实习环节加强学生实践能力的培养。先后派学生去污水处理公司、室内空气检测公司等企业进行顶岗实习。专业组继续加强和推进校外顶岗实习力度，通过顶岗实习，提升学生的技能操作水平，提高就业能力。

4.组建“环境监测技能”社团，组织开展化学检验工、环境监测方面的技能大赛活动。通过组织、参与技能大赛，调动学生的学习热情，加强学生的动手能力。

五、加大课程改革力度，全面提高教学质量

1.调整课程教学内容，实现与职业标准的衔接。高等职业院校必须把培养学生动手能力、实践能力和可持续发展的能力放在突出的地位，促进学生技能的培养。大力推行“双证书”制度，促进人才培养模式的创新。在校期间，环境监测与治理技术专业的学生可参加相关化学检验、空气监测、水质监测、室内空气质量检测等方面的岗位资格证书的资格考试。为此，应把职业资格证书课程的内容纳入教学计划或课程内容中。

2.改革教学方法、教学手段，提高学生的学习效果。高等职业院校中，培养人才是根本任务，教学工作是中心工作，教学改革是各项改革的核心，提高质量是永恒的主题。教学方法和手段是完成教学任务的重要保证，环境监测与治理技术专业组的老师们应利用现代信息技术，开发所授课程的多媒体课件、实验课程的视频材料以及flash动画等。在理论课和实验课程的教学中因材施教，积极实行启发式、讨论式教学方法，鼓励学生独立思考，激发学习的主动性，培养学生的科学精神和创新意识。

3.改革考试方法，促进学生个性与能力的全面发展。高等职业教育是以培养学生的职业岗位能力为重点，在考核方式上应该多样化、灵活化;应将理论知识、实践能力、应用能力并重考核。对于有实践课程的基础理论课程，采取“20%平时+30%技能+50%试卷”形式进行考核。对于专业性强的专业课程采取写论文、案例分析、撰写报告、工艺设计等形式进行考核。对于实践性强的课程，以能力和技能考核为主，采取“20%口试+50%操作+30%实验报告”形式进行考核。通过改革考试方法，促进学生个性与能力的全面发展。

六、注重学生的素质教育，强化职业道德的培养

高等职业院校要坚持育人为本，德育为先，把立德树人作为根本任务。要加强思想政治教育，高度重视学生的职业道德教育和法制教育，培养学生的诚信品质、敬业精神、责任意识和遵纪守法意识，培养出一批高素质的技能性人才。素质养成包括思想素质、道德素质、文化素质、业务素质、身体素质和心理素质，在环境监测与治理技术专业配备高素质的专业辅导员，主要负责学生的日常生活和思想教育工作。各班级配备一名班主任，由专业组的教师承担，主要负责学生的日常学习和对专业的了解沟通工作。在党团建设方面，定期举办有意义的活动，深入开展中华传统美德和革命传统教育;班级围绕国家的形式政策、学生的思想动态定期举办主题班会活动，解决学生思想上、学习上存在的一些困惑。此外，专业教师每学期都要对学生进行专业教育，让学生了解专业、热爱专业，培养学生爱岗敬业、诚实守信、办事公道、服务群众、奉献社会的精神和严谨求实的作风。

经过五年的专业建设和改革实践，我院已有300多名环境监测与治理专业的毕业生走上了工作岗位。从毕业生反馈的信息分析，一次性就业率、用人单位满意程度、职业素质、学生可

持续学习的能力、创新能力、团队协作意识等都很高。但高职人才培养是在不断创新中发展，只有不断地在实践中探索办学的有效途径与方法，才能为国家培养出更多的优秀的环境监测与治理技术的高技能人才。

[参考文献]

[1]教育部.关于印发教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见的通知(教高[2000]2号)[Z].2000-01-17.

[2]教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见(教高[2006]16号)[Z].2006-11-16.

[3]刘光明，刘德辉.高职高专人才培养方案的优化设计[J].职业教育研究，2007(1).

第四篇：“水环境监测现代装备研发与技术突破”课题申报指南 - 水专项

附件1：

“水环境监测现代装备研发与技术突破”

课题择优申请指南

一、指南说明

水体污染控制与治理科技重大专项(以下简称“水专项”)是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》确定的16个国家科技重大专项之一。水专项“流域水污染防治监控预警技术”主题下的“国家水环境监测技术体系研究与示范”项目主要针对我国流域水环境问题与水环境监测体系与技术现状，以有效支撑流域水环境管理、确保流域水环境安全为目标，按照“体制顺畅，数据准确、代表性强，方法科学、传输及时、评价合理”先进的监测预警体系建设要求，通过实施“国家水环境监测技术体系研究与示范项目”研究，建立先进、完整、符合国家经济社会发展、适应水环境管理需要的流域水环境和污染源监测与监控技术与管理支撑体系，完善水环境监测标准、方法等技术支撑，应用流域水环境遥感监测等先进技术手段，创新环境监测质量监控和管理体系及技术方法，全面反映流域环境质量状况和变化趋势、跟踪和掌握流域污染源污染物排放的变化情况，准确预警和及时响应流域各类突发性环境事件，满足环境管理需要。

本项目主要研究内容包括：按照“国家监察、地方监管、单位负责”的环境管理体制要求，从体制、机制、技术方法体系、

支撑保障体系等方面出发，研究和构建中国先进的监测网络架构，创新和完善全国水环境监测网络，形成由中国环境监测总站和各省、市、县监测站组成的国家、省、市、县四级水环境监控网络。基于流域水环境生态特点，实行“分区、分类、分级、分期”的控制策略,系统研究和解决流域水环境监测的网络机构布设、业务管理以及网点布设、监测指标、质量管理体系、信息集成管理、水质目标管理考核等核心问题，进一步完善适应流域水环境管理需要的流域水环境监测体系。研究水污染源特征污染物筛选技术、水污染源监测方法体系、水污染源污染事故应急监测技术体系、水污染物总量控制的监管技术体系，建立水污染源监测监管技术支撑体系。结合现代化环境监测技术体系发展需求，利用现有多分辨率、多光谱、高光谱遥感数据源及环境与灾害监测预报小卫星数据源，选择重点流域开展实用水环境遥感监测技术方法研究，建立现代环境遥感监测技术体系。研究开发适合中国国情的实用、精准、便携、专业化的仪器设备，推进环境监测设备的国产化和产业化。研究、建立水环境监测监控信息集成、共享与决策支持平台，构建国家水环境监测数据传输网络平台、建立和完善国家级及地方级水环境监测信息数据库系统和数据中心。

围绕上述目标，本项目将选择水系发达、水环境压力较大、水污染问题突出、环境监测工作一直处于全国前列的江苏省、苏州市、常熟市开展全国四级水环境监测网络体系建设示范。选择具有典型代表性的国家“十一五”水污染防治重点流域—太湖流域、辽河流域，以及我国重大工程所在流域——三峡库区为我国

典型流域类型，开展流域水环境监测体系建设示范。选择我国流域生态环境管理需求最迫切、业务发展最快的太湖和江苏省为重点示范区，开展水环境遥感监测示范。

“国家水环境监测技术体系研究与示范”项目共设置8个课题，课题名称如下：

课题1-水环境质量监测技术方法研究; 课题2-水污染源监测监管技术体系研究;

课题3-流域水环境监测全过程质量管理体系研究; 课题4-水环境监测信息集成、共享与决策支持平台研究; 课题5-水环境监测的新技术、新方法研发与应用示范; 课题6-国家水环境遥感遥测技术体系研究与示范; 课题7-水环境监测现代装备研发与技术突破; 课题8-流域水环境监测网络示范工程。

以上课题中

1、

2、

3、

4、

5、

6、8课题为定向委托课题，课题7为择优委托课题。为进行第7课题的择优委托，制定本《指南》，现发布如下：

二、指南内容

(一)择优课题名称

择优课题的名称是《水环境监测现代装备研发与技术突破》，为水专项国家水环境监测技术体系研究与示范项目第七个课题(课题编号2008ZX07527-007)。

(二)研究目标

开展水环境监测仪器装备现状分析，开展水环境监测装备国产化政策及发展战略研究，研究制定快速引进、消化、吸收关键技术的运作机制与支撑环境方案。

建立水环境监测装备研发中心和创新基地。建立国家环境监测仪器设备技术转化应用测试平台，研究制定系统的水环境监测仪器设备认证检测技术和评估体系，针对在线、便携、应急等各类水环境监测仪器，开展新型环境监测仪器设备和环境技术适用性检测和评估。依托国家现有环境监测技术转化平台，研究成套的技术转化规范与标准，形成完整的水环境监测技术转化程序。

结合我国水环境和污染源监测仪器设备发展方向和需求，研究开发系列精准、实用、便捷、专业的在线监测、应急监测等水环境和污染源仪器设备。

(三)研究内容

子课题1水环境监测现代装备发展策略研究

主要研究内容：开展我国研制、生产水环境监测仪器现状分析，开展水环境监测装备国产化政策及发展战略研究，研究制定快速引进、消化、吸收关键技术的运作机制与支撑环境方案。

子课题2 水环境质量在线监测现代装备产品研制 主要研究内容：针对目前我国水环境在线监测领域装备技术相对滞后的现状, 结合我国水环境监测需求，研发拥有自主知识产权的在线顺序注射水质分析产品，以进行高锰酸盐指数、总

磷、总氮、总铬、六价铬、总锰、挥发酚、氰化物等水质指标的在线分析;研发电化学阳极溶出水中重金属在线分析产品，分析铅、镉、铜、锌、汞等水质指标;研发与上述在线分析仪器相配套的采样、预处理系统。

研究开发高精度注射泵、低残余多通道选向阀、快速质量传导的流通化学反应器、高稳定性光度检测器件等关键部件;研究适应不同测量对象的多种消解技术，适应恶劣水质的样品在线预处理技术。研究基于顺序注射分析技术的多参数集成测量方法。开发集成预处理、流体控制、不同分析检测模块的在线监测仪器产品。

重金属电化学阳极溶出检测法具有灵敏度高、检测方便、成本低的优势。重点研究长寿命、工作稳定的电极及其制备技术，工作电极的预处理和在线清洗技术，具有高转化效率的流通池技术，应用于不同场合、高特异性的选择性缓冲液，提高电极工作寿命的样品预处理技术。研制集成预处理、流体控制、分析检测模块的在线重金属监测产品。

子课题3 水污染事故应急监测装备产品研制

主要研究内容：针对水环境的水华和重金属污染等事故，应用微流控-石英晶体微天平技术体系，研制适用于现场快速监测的仪器装备。

利用QCM高灵敏的质量响应特性，结合微流控芯片分离、富集等效应进行样品的检测。研制成多通道的微流控芯片和QCM阵列相结合的分析系统原理样机，以检测水体中多种金属离子。

研制针对水体藻毒素的微流控芯片、QCM检测器以及其与微流控的集成系统，开发研制能在现场快速测定水体中藻毒素的原理样机。

研究微流控芯片分析系统的小型化、模块化;研究微流控分析嵌入式控制系统的小型化、模块化;研制高质量的QCM芯片;集成水中重金属微流控芯片分析模块和控制模块;研制水中重金属现场快速检测微流控-QCM仪器产品样机;集成水中藻毒素微流控芯片分析模块和控制模块，研制水中藻毒素现场快速检测微流控-QCM仪器产品样机。

子课题4 水环境污染源监测装备产品的研制

面向水环境监测国家需求，针对水污染关键指标的现场、快速检测，研究基于微纳米技术和生化传感技术的新型敏感方法，研究提高微纳生化传感器灵敏度、选择性、稳定性的技术途径，发展微纳传感器系统的加工、集成与封装方法，研制出基于微纳敏感电极的总磷、总氮微传感器及样品预处理芯片，突破实用化关键技术，研发总磷、总氮微传感器系统产品样机。

子课题5 水环境现代装备技术转化平台

开展新型环境监测仪器设备和环境技术适用性检测和评估。 研究制定系统的水环境监测仪器设备认证检测技术和评估体系，针对在线、便携、应急等各类水环境监测仪器，研究成套的技术转化规范与标准，形成完整的水环境监测技术转化程序平台。

(四)考核指标

1、水环境监测现代装备发展策略研究报告;

2、编制水环境监测现代装备“准入”制度草案;

3、研制满足水环境质量在线监测的高锰酸盐指数、总磷、总氮、总锰、总铬、六价铬、挥发酚、氰化物的在线顺序注射水质分析仪产品各3套;

4、研制在线监测铅、镉、铜、锌、汞的电化学阳极溶出水中重金属在线分析仪产品3台;铅、镉、铜、锌检测下限1ppb，汞检测下限0.1ppb。

5、水体中藻毒素现场快速测定的微流控-QCM的原理样机及2套产品样机，微囊藻毒素检出限为1μg/L;

6、水体中多种重金属同时测定的微流芯片-QCM传感器检测的原理样机及2套产品样机，重金属(铅、镉、锌、铜、汞) 检测下限满足我国生活饮用水卫生标准。

7、研制出基于微纳敏感电极的总磷、总氮微传感器仪器样机各2套，体积不大于15×10×5cm，其中敏感单元面积不大于2×2cm;总磷检测下限0.1mg/L，总氮检测下限0.5mg/L;

8、新型环境监测仪器设备和环境技术适用性检测和评估的研究报告;

9、编制成套的水环境监测技术转化程序的规范草案;

10、申请专利15项;

11、 培养水环境监测仪器领域学术带头人1-2人，培养博士、硕士研究生4-6人。

2(五)课题实施年限

三年，2010年1月至2012年12月。

(六)课题经费来源及构成

本课题国拨经费不高于1800万元，企业配套经费不低于1000万元，配套经费应已列入企业的资金计划。承担单位自筹经费不做硬性要求。

(七)其他要求

1、要求申报单位在相关领域达到国内领先或国际先进水平，具有较强的科研开发实力和研究团队，取得了高水平的研究成果;具备开展本课题研究的数据积累、工程实践和前期成果基础;鼓励产学研单位联合申请。

2、要求企业具有从事环境监测仪器研发的技术支撑，并同意出具配套资金的证明。

第五篇：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