水环境监测应用统计

2022-08-25

第一篇:水环境监测应用统计

遥感技术在水环境监测中的应用

随着遥感技术的不断发展,遥感数据的时间、空间和光谱分辨 率将越来越高,生态监测的频次、监测内容和数据精度也会逐步提 高,为遥感技术在水环境监测中的应用提供了更坚固的保障。遥感技术是环境监测的重要技术手段,能够对大面积的水污染和大气污染事故进行实时监测,为制定科学、快速、准确、合理的应急方案提供技术支撑。在水环境监测中,遥感技术对水体的浑浊度、城市污水、水体热污染、水体富营养化、石油污染监测等方面都有重要作用。

首先,遥感技术对环境进行监测具有范围大和立体性特征。遥感技术对环境的监测范围较广,包括农、林、牧、水利、地矿、测绘、 海洋、环境监测、灾害监测、气象、交通选线等等,并且其从空中大面积地进行宏观生态环境的研究,使其向着立体方向发展。地面点线监测的局限性和视野的阻隔由于航空相片提供的地面连续立体图像而被克服掉,对生态环境要素的研究可从整体上进行,有利于 监测大区域的生态环境及动态变化。

其次,能够获取大量的信息并且效率较高。遥感技术借助飞行工具可以获取图像和数据资料,因此,使得生态环境监测的进程得到大大的提高,这也是人们重视遥感技术的重要原因。另外,遥感 技术进行传导、接收、处理、解译和编图主要是通过电子光学仪器及电子计算机来进行,并使宏观生态环境监测工作实现了现代化。

再次,适应性强,可获取其它监测手段无法获取的信息。遥感技术之所以适应性强,主要体现在对人们无法进行常规监测、地面工作的地区进行监测,例如,原始森林、海洋生态环境的监测、高寒 山区、冰川、沙漠、沼泽、冻土的监测等。对于人们无法感觉和监测 的环境信息,可以利用遥感技术的穿透作用来进行获取,例如,穿 透植被覆盖和第四纪地层,提供一定深度范围内的环境和资源信 息。确定深部基岩裂隙地下水污染防护措施以及规划水源保护区等,可通过了解覆盖层厚度变化及下部基岩隆起、凹陷来进行,经 济而又实用。在海洋生态监测中,常常对赤藻类分布情况及近海污染进行监测。

最后,可用于动态监测。遥感技术可以取得精确的环境动态变化资料,其实现动态监测是通过周期性地对大范围的环境来进行。遥感技术实现动态监测在很多领域都是非常重要的,例如:自然环 境灾害,乱砍滥伐造成森林破坏,水体污染等检测。

遥感技术在水环境监测中的应用提供了其自身独特的优势,随着传感器技术的不断发展,为遥感技术在水环境监测中的应用提供了强大的保障。总而言之,遥感技术在水环境监测中的应用主要从以下几方面进行:(1)研究利用新型遥感数据;(2)提高水质遥 感检测精度;(3)对水质遥感检测模型空间扩展进行研究;

(4)综合 利用“ 3S”技术。

第二篇:远程环境在线监测系统的设计与应用

2012-03-17f关键字: 在线监测 上位机 无线服务

环保数据监测系统是环境保护中的重要环节,传统的环境监测是人工采集数据,监管效果差。针对这一问题设计了一种无线远程环境在线监测系统,下位机采用西门子S7-200 PLC(可编程控制器)采集、存储现场数据,通过GPRS(通用分组无线服务)DTU(数据传输单元)主动向数据中心发送采集到的实时数据,并能够在指定的时间段内接收上位机指令,进行历史数据查询;上位机利用VB 6.0的Winsock控件接收多台数据采集终端的数据,并进行分析处理。该系统已经在佛山市南海区运行,有效地提高了环境监管的效率。

传统的环境监测,大多是环保局工作人员到污染源现场采集数据,手工记录工厂的污染治理情况。由于要监测的厂家众多,且厂家地理位置分散,工厂偷排现象十分普遍,即使花费了大量的人力和物力也无法完整地采集到污染源的相关数据。可见,传统的人工环境监测手段已无法满足环境监测的需要,针对这些问题,设计一个远程环境在线监测系统,系统要求:①实时监测生产设备和治污设备的运行状态;②能够存储一周内的数据,进行历史数据的查询和补足;③以动画形式实时显示设备状态,以曲线形式进行对比分析,为污染源监管提供客观科学依据,提高环保执法现代化水平。

现场数据的采集、远程传送、上位机可靠接收数据是一个成功的远程监控系统的关键所在。本系统采用西门子PLC(programmable logic controllerr,可编程控制器)采集生产设备和治污设备的开关量信息;使用工业级GPRS(general packet radio service,通用分组无线服务)DTU(data terminal unit,数据传输单元)传送数据;利用2个基于TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol,传输控制协议/网际协议)协议的应用程序之间相互通信的套接字(Socket)技术接收数据。数据中心服务器将接收到的数据存储到数据库中,并以动画、曲线等形式显示。 1 系统架构 系统的总体结构如图1所示。系统主要由3部分组成:西门子S7—200CPU 224XP CN采集实时数据部分、GPRS DTU数据传输部分、环保局数据中心部分。

图1系统总体结构 1.1 PLC实时数据采集

PLC实时读取输入寄存器IW0的值,将时钟信息和设备状态信息数据打包后,通过串行口RS 485每隔30S将数据发送到GPRS DTU通信模块,然后再传送到中心服务器,供实时的动画和曲线等显示使用,PLC每隔5 min存储一条记录到历史数据表中,历史数据表可在指定的时间段内接受数据中心服务器发送来的数据杏询/数据补足等命令,完成相应的历史数据查询功能和某天的数据补足功能。 1.2 GPRS无线数据传输

GPRS是在现有GSM(global system for mobilecommunication,泛欧式数位行动电话系统)网络的基础上叠加了一个新的网络形成的逻辑实体而发展出来的新的分组数据承载业务。GPRS的理论带宽可达171.2 kbit.S-1,实际使用带宽大约在10~70kbit.S-1,底层支持TCP/IP协议,使得GPRS能够与Internet实现无缝连接,GPRS无线网络具有接入速度快、永远在线、覆盖面广、运营成本低廉、组网灵活、系统扩容方便等特点。

GPRS DTU是GPRS网络的数据终端,GPRSDTU提供了RS232/RS485接口,可以跟PLC等串口设备连接起来进行数据交互,在GPRS DTU模块上配置了串口设备的波特率、数据位、校验位、数据中心的IP地址、端口等信息后,就可以透明地将PLC发往串口的数据通过GPRS网络传送到Internet网络,然后再通过局域网将数据传送到数据中心服务器。 1.3数据中心服务器 数据中心服务器接收并保存数据到SQL(structured query language,结构化查询语言)数据库中,然后对数据进行相应的操作,最终将数据以动画、曲线等形式显示,为科学执法提供数据支持,数据的接收采用VB 6.0的Winsock控件来实现,是本系统的关键之一。在数据传输过程中,要求数据中心服务器的IP地址与GPRS DTU中的IP地址一致。系统运行时,启动Socket监听,与远程数据采集终端建立通信连接之后,就可以进行正常的数据接收。 2 PLC的程序设计 2.1 PLC通信方式

选择合适的通信方式,是实现高效数据传输的关键。西门子S7—200系列CPU224XP_CN的通信方式有4种。

2.1.1点对点(point to point interface,PPI)方式

用于和西门子编程软件或西门子的人机接口产品通信,是一种主从应答式通信模式。这种通信方式需要专用的PPI电缆。

2.1.2多点接口协议(multipoint interface,MPI)方式

用于在西门子的产品之间建立小型的通信网络,允许多主通信和主从式通信。 2.1.3 DP(decentralized periphery,分散外设)方式

用于实现与分布式I/O(远程I/O)的高速通讯。可以使用不同厂家的PROFIBUS(process field bus,过程现场总线)设备,但是需要专门的接口卡。 2.1.4 自由端口通信方式

这种通信方式允许用户根据自己的实际情况定义通信协议,在多种智能设备之间进行通信。 PLC通过串口将数据上传至GPRS DTU,再由GPRS DTU通过无线网络将数据发送到数据中心服务器。自由端口通信协议可以通过程序灵活控制PLC串口的通信方式,通过程序控制,在大部分时间内使PLC作为主机,主动上传实时数据,在指定的时间段内又可使PLC为从机,接受上位机的查询命令,进行历史数据的查询,这样可以最大限度地降低系统数据流量,降低运营成本。 2.2 PLC程序

PLC程序的流程如图2所示,采用模块化编程。主要程序为串口初始化子程序,实时数据发送子程序,历史数据存储子程序,历史数据查询中断程序。 2.2.1 串口初始化子程序 S7-200系列CPU224XP_CN提供了2个标准的RS485端口Port0和Port1,选用Port0进行自由端口通信。串口初始化主要是设置一些标志寄存器的值,让其按照指定的方式通信,比如,通过改变特殊标志位寄存器SMB30的值,就可以改变通信的波特率、奇偶校验位、停止位等信息。这些设定必须与GPRS DTU的相关参数值相一致。串口初始化子程序只在每次PLC重启时运行一次。

图2 PLC程序流程图 2.2.2实时数据发送子程序

S7-200系列PLC有专用的发送指令XMT,其格式为XMT_TABLE_PORT。接收指令为RCV,其格式为RCV_TABLE_PORT,其中PORT为通信端口,本系统设为端口0,TABLE为发送(接收)数据的数据缓冲区,其第1个字节为发送字符的个数,最大为255字节。 在本系统中,监测的设备都是比较大型的设备,不会频繁启停,也就是说监控对象的状态不会频繁地发生变化,每隔30 s发送一次实时数据到数据中心,已经可以满足系统的实时性要求。

2.2.3历史数据存储子程序

系统将采集到的生产设备和治污设备的开关量信息(2字节),隔5 min存储一次到历史数据表中。考虑到要进行历史数据补足查询,每8 h(192字节)数据作为一个数据存储单元,再加上数据头和数据尾等信息,一个数据区200个字节。历史数据保存7 d需要4 200字节,在PLC内存中就可以存储最近7 d内的历史数据。PLC程序使用时钟信息确定每个数据具体的存储位置。

2.2.4历史数据查询子程序

PLC利用时钟信号控制自由端口通信,让PLC在每天指定的时间段内,允许数据中心服务器对下位机进行历史数据查询。当进行数据补足时,就将缺失数据所在的数据区的数据(200字节)全部发送到数据中心服务器,确保数据库历史数据的完整。 查询结束后,自动返回到PLC主动发送实时数据模式。 3 上位机程序设计 3.1 Winsock控件原理

对数据进行可靠的接收是整个系统的关键。Socket流式套接字是一种针对TCP的面向连接的套接字。直接采用Socket技术来实现数据中心服务器和远程数据终端通信比较复杂。因此,采用集成了Socket技术的Winsock控件。

Winsock控件是微软Windows提供的网络编程接口,提供了基于TCP/IP协议的接口实现方法。它把与网络通信相关的Windows Sockets API(application programming interface,应用程序接口)函数封装成为一个整体。将网络编程要用的函数作为控件的属性和方法。通过对控件相关属性的设置和方法的调用就可以实现稳定的网络通信功能。该控件为用户提供了访问TCP和UDP(user datagramprotocol,用户数据包协议)网络的极其方便的途径,并且适用于Microsoft Access,Visual Basic,VisualC++和Visual FoxPro等多种可视化编程环境。 本系统有多台数据终端,要为每台数据终端建立一个线程,负责实时高效的接收和发送数据。Visual Basic 6.0的Winsock控件数组可以很方便地实现这一功能,因此采用Visual Basic 6.0开发上位机程序。

图3表示单台数据终端与服务器数据中心进行数据交互的过程。当有多台数据终端时,数据终端与服务器建立连接进行数据交互的过程相同,只需要增加新的Winsock控件实例,这里使用控件数组。具体方法是:在窗体中加入Winsock控件,命名为Listener,将它的Index属性设置为0。作为Winsock控件数组的第一个元素。然后在窗体的Load事件中声明一个模块级的变量Count,把Count设置为0,数组中的第一个控件的Local port属性设置为1011 (与GPRS DTU一致),接着调用控件的Listen方法。然后在连接请求时,代码将检测Index是否为0,如果为0,监听控件将增加Count的值,并使用该号码来创建新的控件实例,然后使用新的控件实例接受新的连接请求。这样就可以完成多台终端与服务器数据中心通信程序的设计。

图3单台数据终端与服务器通信工作流程 3.2数据中心服务器接收数据

数据中心服务器接收PLC实时数据的界面如图4所示。可以看出,接收的实时数据有12个字节,以16进制显示。在实时数据框中,00 04表示机器码,09 12 02 09 33 02 00 04,表示09年12月02日09点33分02秒,00系统保留位,04表示星期三,8D CF表示设备的开关信息。在历史数据框中,可以看到每隔30 s接收到的PLC的实时数据,1表示设备开,0表示设备关。在下位机补足数据框中,是数据中心服务器检测到数据库中某个时间段的数据有缺失时,进行数据补足查询,得到的一段历史数据。

图4上位机接收的数据画面

图5实时状态图

服务器将收到的数据存储到SQL数据库中,然后在服务器的人机界面中,将数据以动画、曲线等形式显示出来,生动地展示污染源生产设备和治污设施的开关情况,为科学监管厂家的治污情况提供了数据支持。 4 结语

本文利用S7—200 PLC自由端口通信、GPRSDTU透明的数据传输、VB6.0的Winsock控件,成功实现了远程环境在线监测系统的设计。 本系统已经成功地在佛山市南海区环保局运行。数据采集终端可以在环境恶劣的厂区稳定可靠运行;数据中心平台可以以动画的形式实时观测到厂区生产设备和治理设备的运行状态。图5显示了某家工厂的设备运行情况,指示灯为绿色表示设备在运行状态,否则为红色。此外,还能将生产设备和治理设备的历史运行情况以曲线形式进行对比,分析治理设备是否和生产设备同步运行。

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

[1] 杨婉平.探讨环境监测技术的现状及发展[J].民营科技,2011(6):26. [2] 徐丽. 浅谈环境监测技术的现状和发展[J]. 环境科学导刊,2010,29(S1):115—118. [3] 乌云娜,冉春秋,高杰. 环境监测技术的应用现状及发展趋势[J]. 生态经济,2009(12):89—91. [4] 石媛,陈宪伟. 环境监测技术的应用现状及发展趋势研究[J]. 科技与企业,2012(24):62. [5] 黄慧萍. 遥感技术在广东省湿地类型调查中的应用[J]. 国土资源遥感,1996,30(4):9—15. [6] 李蓬莱. 1:100万东北区沼泽图编制的研究[J]. 地理科学,1984,4(4):350—356. [7] 翟俊辉,杨瑞馥. 生物芯片、生物传感器和生物信息学[J]. 生物技术通报,2002,13(3):209—213. [8] 周萍.高光谱土壤成分信息的量化反演[D].北京:中国地质大学(北京),2006. [9] 赵振亮.基于高光谱数据的盐渍化土壤光谱特征研究及信息提取[D].乌鲁木齐:新疆大学,2013.

[10]中国科学技术协会.土壤学学科发展报告[ M].北京:科学技术出版社,2011. [11] Tay S T,Hemond F H,Krumholz L R,et al. Population dynamics of two toluene degrading bacterial species in a contaminated stream[J]. Microbial Ecology,2001,41(2):124—131. [12] 赵晓祥,庞晓倩,庄惠生 . 荧光定量 PCR技术在环境监测中的应用研究[J]. 环境科学与技术,2009,32(12):125—128. [13] Cummings D E,Snoeyenbos West O L,Newby D T,et al. Diversity of Geobacteraceae species inhabiting metal-polluted freshwater lake sediments ascertained by 16S rDNA analyses[J]. Microbial Ecology,2003,46:257—269. [14] 何闪英,吴小刚. 赤潮研究中圆海链藻实时荧光定量PCR检测方法的建立[J]. 水产学报,2007,31(2) :193—198. [15] 毛海英,徐章法. 利用分子生物学技术监测环境污染的研究进展[J]. 江苏环境科技,2007,20(S1) :66—68. [16] 赵兴青,杨柳燕 . PCR—DGGE技术用于湖泊沉积物中微生物群落结构多样性研究[J]. 生态学报,2006,26(11):3610—3616. [17] Woods J A,O'Leary K A,McCarthy R P,et al.Preservation of comet assay slides:

11 comparison with fresh slides.Mutation Research / Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis,1999,429( 2) : 181—187.

[18] Mirjana Pavlica,Gran I V Klobu,Nina Moja,et al.Detection of DNA damage in gametocytes of zebra mussel using comet assay[J].Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis,2001,490(2) :209—214.

[19] 戴舒雅,余俭,丁波,等. 生物监测在水环境监测中的应用及发展趋势[J]. 污染防治技术,2013,26(5):62—65. [20] 许妍,吴克宁.欧盟土壤环境评价监测项目及其对我国农用地质量监测的启示[J].生态环境学报,2011(11):1777—1782.

[21] 谢克明. 可编程控制器原理和程序设计[M]. 北京:电子工业出版社,2003. [22] 杨建标,秦菲,陈邦林. 动态膜压法测定江、污混合水体中有机物含量的探讨[J]. 上海环境科学,2002(4):230—232. [23] 谢寅凯. 我国土壤环境监测技术的现状及发展趋势[J]. 资源节约与环保,2014(3):80.

12

第四篇: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。

参考文献

[1]马翠萍.刘有为.杨永.遥感技术在环境监测领域的应用[a].华北五省市环境科学学会第十七届年会论文集[c].2011(5) [2]孙震.苏尚典.益建芳.遥感综合技术在城市环境监测中的作用[j].测绘与空间地理信息.2009(4) [3]胡举波.陈玲.仇雁翎.遥感技术在大尺度、动态环境监测中的应用[j].环境科学与管理.2008(5). [4]周晨.环境遥感监测技术的应用与发展[j].环境科技.2011(z1) [5]曹国东.遥感技术在大气环境监测中的应用[j].内蒙古科技与经济.2010(7)

[6]黎刚.环境遥感监测技术进展[j].环境检测管理与技术.2007(1)

第五篇:离子色谱在环境监测中的应用研究论文

1 前言

我国要想继续走可持续发展道路,就必须进行一定的环境保护,想要保护环境对环境的监测是必不可少的。这样,对污水和空气的治理就成为重中之重,所以企业对监测结果的重视程度也在不断提升。一方面企业要根据排废水的设备施工工程等运用保护的指引,这对水质、大气和土壤来说是最好的检测方法;另一方面,企业排放的废水要达到国家标准。利用离子色谱对环境进行监测具有良好的稳定性和重现性等特点,并具有标准的精密度,有颇为广泛的应用。

2 离子色谱法

离子色谱法是通过该分析离子的分析方法从而有效地交换色谱离子的色谱交换法,排阻色谱和色谱3 色谱分析,使用这一时期是离子机构的主成分分析的最重要的应用离子交换技术。由高交联和的下交换容量的组合物,和这种常规的离子交换,因为它的尺寸小层析,体积常规的离子交换层析已经无法满足当今不断变化的环境中的社会需求。离子色谱是离子色谱法中的组件,使用在离子交换色谱固定离子的,当样品进行层析,用一个合适的解决办法交换留下的监测样品进行洗涤时的残基的高效方式,对于不同的残基到不同的解决方案中,当所收集的样品与离子交换需要被连续地处理,以便确保平衡吸附。采用离子色谱已经参与了一些在食品工业,制药行业和纺织,离子色谱当前的社会环境下的行业将有更广阔的发展空间,未来将因更紧凑离子监测操控系统,更准确的监测结果,更受到人们的关注和使用。

3 离子色谱法在监测中的应用

社会经济的不断发展对环境造成了很大的压力,使环境问题越来越严重,成为人们关注的焦点,这就需要利用针对性非常强的仪器对相关环境进行监测,从而达到保护环境的目的。目前对我国来说最主要的工作就是对企业废水排放的控制及空气污染的治理,离子色谱作为一种快速、灵敏、准确的测试技术在环境分析中应用极为广泛并发挥重要作用。下面就针对这种情况对离子色谱分许法应用的情况进行分析和研究。

3.1 离子色谱法在水环境监测方面的应用

传统的污水检测指标主要是硫酸盐,传统的测定方式具有准确度高的优点,但是这种方法需要操纵的时间较长。相比之下,离子色谱法还可以监测到碱金属和碱土金等污染物质。在操纵过程中,污水离子色谱的前处置柱会去除污水中的有机质,这样就提升了离子色谱监测的作用,但是通过这种方式不会对污水的污染情况进行彻底的监测。在工业发达的城市中进行污水监测要将废水中的杂质尽可能去除,这样才能保证检测结果的准确性,也是为了保护分离柱防止被破坏。离子色谱在水环境监测方面的工作非常重要,在对降水进行监测的过程中要利用离子色谱仪,这样可以增加监测结果的准确性。采用离子色谱仪在20 到30 分钟内就可以基本监测出氟化物、氯化物、亚硝酸盐、氮硝酸盐及硫酸盐等污染物质。通过配置标准溶液,选择核实的浓度配备成多个项目可以使用的溶液,进而绘制出标准曲线,通过与标准曲线的对比可以对水环境进行定量分析,其精密度和准确度都达到环境监测实验室质量控制指标的要求。这也就是说,采取离子色谱法对水环境进行监测有非常高的工作效率,这牙膏对环境监测车上即时进行水质检测有很大的帮助。在土样或其他固体形式的样品需要监测时,需要经过超声波和溶液浸泡等方法将离子提取出溶液,然后再进行相关分析。

3.2 离子色谱法在空气监测方面的应用

氯化氢是一种对空气污染很严重的有害气体,虽然在空气中的含量不多,但是在垃圾集中焚烧的地方会急速提升氯化氢的含量。研究表明,空气中的氯化氢含量过高会影响周围人的生活和牲畜的健康,进而对整个地区的居民都造成了威胁。但是,仅通过传统的监测方式还很难监测到空气中的氯化氢的含量,所以想实现对空气中有毒气体的排放就需要使用到离子色谱法。

下面对实验方法进行简单的研究,首先要收集样本,参照空气和废气监测分析方法取两只大型气泡吸收管,分别装入十毫升吸收液,吸收液中要包含两毫摩碳酸氢钠和一点三毫摩碳酸钠,用硅胶管将其串联起来后接到大气采样器上,再用硅胶管将孔径零点三微米的微孔滤膜过滤器套在吸收管的进气孔上,以每分钟一升的流量采气六十分钟。采样结束后,将吸收液放入六十毫升的聚乙烯瓶中,等待测定。利用离子色谱进行分析的条件是采用阴离子交换柱,含有两毫摩碳酸氢钠和一点三毫摩碳酸钠的淋洗液,以每分钟八百微升的流速在二十摄氏度的温度下进样二十微升。监测的时候,要选用带有化学抑制柱、灵敏度高并检出限低的离子色谱仪,这样才可以保证监测的精密度。因为在进行分析的过程中只需要用到再生液和淋洗液而不需要其他多余的试剂,所以可以产生大量节约药品的作用,进而对环境产生最小的污染,更重要的是这样检测之后,监测结果的重现性好。采用离子色谱法对大气中氯化氢等有毒有害物质进行监测,既方便又快捷,是目前大气环境监测的最优选择。

3.3 离子色谱仪的维修与保养

离子色谱仪都属于高精度的仪器,所以其使用寿命就与仪器的精密度有着密切的联系,这样就需要对仪器进行常规的维护与保养。实验室要定期用淋洗液对洗色谱柱进行清洁,其目的是防止分离柱在运用过程中被阻塞,或者在运行中出现气泡流动的现象,这样,在监测分析或者冲洗的过程中必须要注射空白样。其次,在进行下一次研究实验前要确定是否进行过清洁工作,以保证实验的安全进行。

一旦分离柱受到污染,监测数据中就会重叠峰的现象。此时就看出了离子色谱按照日常标准进行清洁的重要性,清洁的同时还要按照说明书的步骤严格进行。还值得注意的是,不同类型,不同品牌的离子色谱需要进行不同的清洁和维护,切不可采取相同的措施,否则将会适得其反,另外,厂家的专业人员还应该适时对离子色谱进行精确的密度调整,确保数据结果的准确性。

4 结语

社会经济的迅猛发展,科学技术的不断进步使环保事业成为了当今社会的迫切需求,我们就可以看到离子色谱发光明的未来。通过未来对离子色谱和其他技术的进一步完善,定会有新的发展方向和更广阔的明天,特别是快速检测这种方法更是必不可少的。通过专业人员对离子色谱仪进行专业的常规保养和维护、仪器使用规章的严格遵守并且对样品进行严格的处理,这个目标是可以实现的。最终一定可以得到最真实的检测数据,对环境提供最真实的保护。

上一篇:生活中的行政管理学下一篇:上海旅游好攻略图文