引言
土壤环境监测是了解土壤环境质量、保障农业生产和人民生活环境安全的重要手段。近年来,随着我国工农业的快速发展,土壤污染问题日益严重,土壤环境监测的任务愈发艰巨。因此,研究土壤环境监测方法及其质控措施具有重要意义。本文旨在综述土壤环境监测方法、质控措施及加强土壤环境监测能力建设的策略,为相关领域的研究提供参考。
1、土壤环境监测概述
1.1、概念
土壤环境涉及土壤内的生物、物理和化学条件的综合体系。这个环境涵盖了土壤的结构、特性、状态以及它在生态系统中的作用等多个方面。土壤的组成主要包括无机物质和有机物质。无机物质包括矿物质、水分、空气和微生物等;有机物质则是指植物和动物的残体、粪便等有机质。土壤的性质包括土壤的结构、质地、肥力、酸碱度等。这些性质直接影响着土壤的肥力、保水保肥能力和通透性等。然而,现代农业、城市化和工业化等活动对土壤环境产生了许多不利影响。土壤侵蚀、污染、盐碱化和退化等问题日益严重。因此,保护土壤环境、合理利用土地资源、推广可持续的农业生产方式和城市发展方式是当前亟待解决的问题。这需要政府、农民、科研机构和公众共同努力,通过科学管理和合理利用土壤资源,实现可持续发展和生态平衡[1]。
1.2、土壤环境监测的特点
一是多指标综合。土壤环境监控涉及众多参数,包括但不限于土壤养分水平、pH值、有机质含量以及重金属的污染状况。这些参数共同揭示了土壤的肥沃程度、酸碱性以及土壤质地等关键特性。通过对这些数据进行综合分析,我们可以对土壤的环境品质获得更为深入的认识。二是长期性和连续性特点。土壤环境监测通常需要长期进行,并保持连续性。由于土壤环境的影响因素较多且变化较慢,短期内的监测结果可能无法准确反映土壤环境的实际情况。因此,需要长期监测数据来获得更加可靠的评估结果。三是综合应用的特点。土壤环境监测的结果通常需要与其他数据和信息相结合,进行综合分析和应用。例如,可以将土壤环境监测数据与作物生长数据、气象数据等相结合,进行农业管理和决策支持;或者与生态调查数据和保护规划相结合,进行生态环境保护和修复。
2、土壤环境监测方法的应用
2.1、质谱分析法的应用
质谱分析技术通常需要与多种仪器配合使用,以便对土壤样本中的各种元素进行高精度的检测。该技术的优点在于其高度自动化和高度灵敏性,能够迅速且精确地测定土壤样本中的微量元素和有机物。但是,质谱分析法的应用也有一定的局限性,由于依托仪器设备的支持,而且在操作、维护与管理上方法特殊,所以,其检测成本居高不下。质谱分析法主要应用在以下几个方面。首先,可以采用电感耦合等离子体质谱法,这种分析方法的应用是将土壤样品中的元素经过化学预处理后,通过电感耦合等离子体激发产生离子,然后使用质谱仪来测量其离子相对丰度以确定元素含量。电感耦合等离子体质谱法广泛应用于土壤分析中,能够同时测定多种元素,如稀土元素、重金属铅、汞、镉等;其次,可以采用气相色谱质谱法,这是一种结合气相色谱和质谱技术,适用于分析土壤中的有机污染物。土壤样品经过提取和预处理后,通过气相色谱分离有机化合物,并利用质谱仪测定其质量谱图以确定目标化合物的存在和浓度[2]。
2.2、色谱分析法的应用
首先,气相色谱技术是土壤环境监测的一种手段,尤其擅长分析挥发性有机化合物。在土壤样品经过提取和富集处理后,利用气相色谱仪对其中的组分进行有效分离和定量分析。气相色谱法广泛应用于识别和量化土壤中的挥发性有机物以及卤代烃等化合物。举例来说,可以使用气相色谱法检测土壤中的苯系物质、甲苯、二甲苯等有机污染物。其次,可以使用液相色谱法进行土壤环境监测,这种方法更适用于分析半挥发性有机物。土壤样品经过提取和预处理后,通过液相色谱仪进行分离和定量测定。
3、土壤环境监测工作质控措施
3.1、健全质量控制管理体系
首先,优化组织结构,合理规划岗位布局,建立明确的岗位责任体系,并构筑统一的土壤环境监控网络。同时,明晰各相关部门的职能和任务分配,强化组织内部的交流协作机制,以便于信息的互通有无和团队间的有效配合。其次,根据土壤环境监测的实际需要以及国家和地方的相关法规和标准,结合实际情况,建立完善的质量管理规章制度,包括实验室认可制度、样品采集与管理制度、数据分析与报告制度等。制定完善的土壤环境监测质量控制管理制度,确保监测过程的规范化和标准化,同时加强对制度执行情况的监督和检查,确保各项制度得到有效执行。最后,加强监测平台建设,建立统一的土壤环境监测数据采集、传输、处理和分析标准,提高数据质量,加强数字化、智能化监测系统的建设,推广应用先进的监测技术和设备,提高监测效率和准确性。
3.2、构建质量监督管理机制
为了更有效地保障土壤环境质量评估的准确性,有必要建立健全的质量监管体系,以确保土壤环境监测的管理工作遵循既定规范。首先,建立独立的质量监督机构,确保土壤环境监测的质量,机构应包括专业的技术人员、管理人员和监督人员,通过专门的土壤环境监测质量管理机构,负责制定监测方案、审核监测数据、监督监测过程、评估监测质量,并定期向社会公布监测结果。其次,完善质量监督手段,引入先进的检测设备和技术,制定科学合理的检测流程和规范,以及对监测数据进行严格审核和处理,有效地提高监测的准确性和可靠性。同时引入社会监督,通过公开透明的方式,接受社会监督,如公布举报电话、邮箱等,鼓励公众对监测数据进行监督和举报违规行为[3]。
3.3、加大资金投入和资源整合
为了促进土壤环境监测技术的进步,重点应放在提高政府资金的投入力度和激励社会资金的参与。政府需要显著提高对土壤环境监测和治理的预算分配,确保监测设备的现代化、监测站点的建设与维护、以及相关人员的专业培训得到充分资金支持。例如,通过设立专项基金,专门用于支持土壤监测网络的建设和维护,以及技术研发和创新。此外,政府可以采用税收优惠、补贴等政策手段来激励私人和企业投资于土壤监测和污染治理项目。通过公私合作模式,可以有效吸引社会资本参与到土壤环境保护项目中,共同承担环境改善的社会责任。
结束语
综上所述,我国在土壤环境监测技术方面已经实现了明显的提升,但仍在技术、政策和资源等方面遭遇了一系列挑战。未来,随着技术的进一步发展和政策的不断完善,预期中国土壤环境监测将更加精准、高效。为此,需要持续投入研发资源,推动跨学科合作,加强法规执行,并提升公众的环境意识。通过这些综合措施,可更为有效地保护生态环境,促进可持续发展。展望未来,随着信息技术、大数据分析、人工智能等现代科技的快速发展,土壤环境监测技术将迈向更高的智能化、精准化水平。
参考文献:
[1]何音韵.浅谈土壤环境监测的质量保证和质量控制措施[J].广东化工,2017,44(16):185-186.
[2]陈静.土壤监测质量控制问题的研究[J].中国高新区,2017(05):64.
[3]耿承鹏.浅谈土壤环境质量监测中的质量控制措施[C]//北京中外软信息技术研究院.第五届世纪之星创新教育论坛论文集.北京中外软信息技术研究院:北京中外软信息技术研究院,2016:720.