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由于環(huán)境監(jiān)測站的監(jiān)測對象多而復雜,在進行監(jiān)測分析時會產生各種各樣的污染物,這些污染物主要包括以下幾個方面。首先是廢氣,環(huán)境監(jiān)測站實驗室產生的廢氣大致分為試劑以及樣品揮發(fā)物和分析中產生有毒有害的氣體。因此實驗過程中必須要通風,并在通風櫥內操作,這樣可以有效保障室內氣體質量和工作人員的健康;其次是廢水,實驗過程中的廢水主要有樣品殘夜、實效試劑和大量的洗滌水等,大多數(shù)環(huán)境監(jiān)測項目都有不同程度的廢水污染。而廢水主要成分有重金屬離子,陰陽離子,以及有機物和微生物等,是非常復雜的一類污染物;最后是固體廢棄物,固體廢棄物大致分為分析產物,剩余樣品以及破損的實驗用品等。這些固體廢棄物的成分大多數(shù)是各類污染物和實效的化學試劑,如果不能謹慎處理,就會造成非常嚴重的事故。
2環(huán)境監(jiān)測實驗室治理污染物所存在的問題
2.1污染物難以收集
由于環(huán)境監(jiān)測實驗室所要監(jiān)測分析的對象多而復雜,使得所產生的污染物量少,同時也比較分散,這樣就不利于對它們收集。加之,較長時間內,實驗室內環(huán)境污染都不被重視,導致了污染物收集和治理工作都難以展開。即使實驗室已經(jīng)廣泛開展了標準化建設,但這具有一定的局限性,很多實驗室對環(huán)境污染管理方面都不能嚴格履行規(guī)范化要求,導致環(huán)境監(jiān)測實驗室污染物不僅僅是難以收集,而且在收集和處理的設備上也很落后。
2.2污染物的種類繁多,危害較大
調查研究表明,大多數(shù)實驗室污染物是廢氣、廢液和固體廢棄物,大多數(shù)環(huán)境污染物種類包括有機污染物,重金屬類和酸堿類污染物以及部分刺激性氣體等,實驗室環(huán)境污染物種類多,危害大,對周圍環(huán)境和人體健康都帶來很大的危害。
2.3污染的治理方法較少
總的來說,環(huán)境監(jiān)測實驗室的環(huán)境污染一直都未收到上級部門的重視,這樣也就致使污染治工作無法得以有效的進行。雖然很多實驗室也已經(jīng)根據(jù)化學實驗室的規(guī)范要求,分配不同放置污染物的殘液缸,而事實操作過程中卻沒有按類別放置,而是一概丟向下水道。然這種狀態(tài)是普遍存在的。上級管理部門一直都未能意識到這個問題的嚴重性。不管是進一步進行規(guī)范化監(jiān)測實驗室的建設,還是增強對環(huán)境監(jiān)測實驗室問題的意識,都離不開監(jiān)測能力以及質量管理。
3環(huán)境監(jiān)測實驗室污染物治理措施
3.1合理有效處置實驗室污染物
盡管環(huán)境監(jiān)測站實驗室的污染物在數(shù)量方面并不出奇,可是由于污染物的種類多而復雜,而且這些污染物的成分以及危害也相差很大,所以在處理實驗室的污染物時,要嚴格按照它們的性質和狀態(tài),對它們進行分類收集,從而避免二次污染。除此之外,實驗室的這些污染物必須要及時回收,不同的廢液分類裝入相應的回收瓶中,并安排相關的負責人員妥善保管,然后將它們送至專業(yè)的單位處置。同時還要充分考慮治理成本,有效的進行循環(huán)利用,以此來處理環(huán)境監(jiān)測站實驗室中的污染,對于那些不可回收利用的有毒實驗室廢棄物,統(tǒng)一收集后交由資質的污染物處理單位統(tǒng)一處理。
3.2充分提高認識
制定相應的技術規(guī)范環(huán)境監(jiān)測實驗室在治理環(huán)境問題的時候,首先必須要提高對實驗室環(huán)境污染的認識,并且嚴格按照實驗室站點的實際監(jiān)測工作的特點以及重點,找出針對性的措施降低實驗室的污染狀況。除此之外,實驗室的重要工作人員還應積極向上級部門反映,調動專業(yè)人員對監(jiān)測實驗室的污染特點和防治途徑進行更徹底的調查和研究,并根據(jù)實際的狀況制定相應的具有很好的操作性的技術規(guī)范,而且還要及時的把這些技術規(guī)范落實到監(jiān)測站的標準化建設中去,使得這些技術規(guī)范切實的成為能力建設的重要成分,為各項實驗室環(huán)境污染的防治的貫徹落實提供可靠地依據(jù)。
3.3控制環(huán)境污染源頭以及改進分析方法控制
環(huán)境污染的源頭,不得不說這是降低實驗室環(huán)境污染的產生量的根本措施,在滿足實驗分析的要求下,要對分析污染物的方法進行有效的改進,分析測定方法要盡量遵循以下四個基本原則:試劑毒性小,取樣量少,試劑消耗量少以及污染物產生量少。例如在對COD進行分析測定的時候,所采用的方法是快速消解分光光度法,而不是利用傳統(tǒng)的重鉻酸鉀法進行測定,利用ICP以及ICP-MS對重金屬進行分析,可以一次性對多種物質同時分析,同時這種方法所消耗的試劑量要遠遠低于光度法;在分析測定多種陰陽離子的時候,采用離子色譜法要比光度法以及滴定法效果好的多;在對有機污染物分析測定時,密閉的固相萃取法或者密閉液相萃取法更占據(jù)優(yōu)勢,不但降低了有機溶劑的揮發(fā),還減少了有關操作人員與污染物的接觸時間。
4結束語
關鍵詞:大氣環(huán)境;污染物;監(jiān)測
而今,人民群眾身體健康受到大氣環(huán)境污染問題的重要影響,對于當前的大氣環(huán)境污染問題,相關部門已經(jīng)積極投入到大氣污染環(huán)境的研究和治理中,從而使得人民群眾的切身利益得到維護。對大氣環(huán)境污染物進行監(jiān)測能夠了解大氣環(huán)境污染的具體情況,進而采用科學的原則、方法以及手段對其進行有效地控制,減少大氣中的污染物,為人民群眾創(chuàng)造良好的生存環(huán)境和氛圍。
1 大氣污染物監(jiān)測的主要內容
實際生活中產生的大氣污染物主要是硫氧化物和氮氧化物,氮氧化物的主要來源是車輛排放的尾氣,現(xiàn)如今人們的生活水平逐步提高,車輛的數(shù)量也逐漸在增多,尾氣排放量也大幅度增加,城市中的氮氧化物數(shù)量也呈現(xiàn)增長的趨勢。此外,石化燃料燃燒、化肥燃料排放等都會產生氮氧化物,使得大氣環(huán)境污染更加嚴重,這也是導致現(xiàn)如今霧霾天氣增多的重要原因。在大氣環(huán)境監(jiān)測中,主要是監(jiān)測煤炭、石油燃燒產生的二氧化硫、硫化氫、細小顆粒物等,[1]影響大氣環(huán)境的因素中,二氧化硫是最為嚴重的,如果大氣環(huán)境中二氧化硫的含量超過標準,就會引發(fā)人類的支氣管炎、結膜炎等,由于對于一些體質比較差的人影響更為明顯,容易使其患上各種疾病。通過光照,二氧化硫與大氣中的氧化劑發(fā)生作用,就會產生硫酸鹽氣溶膠,威脅人民群眾的生命安全。因此在大氣環(huán)境監(jiān)測中也需要對硫氧化物進行認真的監(jiān)測。
2 大氣環(huán)境污染物治理的有效措施
2.1 進一步完善監(jiān)測制度體系建設
在對大氣污染物進行治理時,需要明確其污染源,了解大氣污染物的監(jiān)測范圍,使得污染物的監(jiān)測工作能夠順利推進。完善監(jiān)測站的建立,使得大氣監(jiān)測技術得以優(yōu)化和改進,實時監(jiān)測當?shù)丨h(huán)境的變化情況,了解污染源,使得監(jiān)測工作更加針對、科學。加強無線傳感器技術的網(wǎng)絡環(huán)境監(jiān)測,重點監(jiān)測重污染地區(qū)以及人工監(jiān)測難度大的地區(qū),了解污染物的分布和遷移。[2]對于重工業(yè)地區(qū),可以將永久性的監(jiān)測平臺設置在這里,相關部門結合當?shù)氐膶嶋H情況以及監(jiān)測的結果明確大氣排放的具體標準。
2.2 實現(xiàn)新能源的開發(fā)利用
當前我國的工業(yè)生產中依舊大量使用傳統(tǒng)的生產方式,將煤炭作為主要的燃料,這種燃料的能耗高,會造成極大的污染。要想使大氣污染問題得到有效地解決,就需要積極推進產業(yè)結構的升級,實現(xiàn)集約式的發(fā)展,減少能源消耗,使得資源能夠高效利用。大力開發(fā)和使用新能源,如太陽能、風能以及地熱能,使得我國的能源結構得以優(yōu)化與完善。
2.3 加強大氣污染的監(jiān)督管理
為了更好地實現(xiàn)環(huán)境保護的效果,需要加強環(huán)境保護的投入力度,進一步完善和建立健全大氣污染的治理條例,對于環(huán)境污染的企業(yè)要加大處罰力度,對于不達標的重污染企業(yè)需要停業(yè)整頓,對城市工業(yè)區(qū)進行合理劃分和布局,使得污染物能夠有組織的排放。實現(xiàn)城市各管理部門的合作,對露天施工以及車輛排放的污染物進行監(jiān)督和治理,借助于新媒體的作用,發(fā)揮群眾監(jiān)督的作用,保證大氣環(huán)境污染得到有效地解決。
3 大氣環(huán)境污染物監(jiān)測的方法
3.1 紅外吸收光譜法
紅外吸收光譜法具有很好的選擇性。不同的氣體有著自己相對應的光吸收頻率,即使是將不同的氣體混合在一起,氣體也會獨立的吸收自己對應的頻率光譜,并不會干擾其他氣體吸收自己的光譜。在監(jiān)測混合氣體就可以利用紅外吸收光譜方法。
這種紅外吸收光譜法對氣體的濃度監(jiān)測時,主要是依靠頻率的不同進行的,相比于實際的儀器,這種監(jiān)測方法不會輕易老化,也不會輕易出現(xiàn)中毒的現(xiàn)象。實際的監(jiān)測儀器有著自身的測量的限度,測量的結果并不準確。使用紅外吸收光譜法能夠防止出現(xiàn)這種問題。紅外吸收光譜法測量時需要在低電壓下進行,防爆性比較好,在礦井、煤氣站等容易爆炸的地方使用這種監(jiān)測方法是比較安全的。紅外吸收光譜法的監(jiān)測準確性也比較高,能夠長時間使用,受到信號干擾的程度比較小,因此使用比較廣泛,在軍事領域中也能夠體現(xiàn)其優(yōu)勢。
3.2 計量法
對大氣中的固體顆粒物的濃度進行監(jiān)測,通過具有切割特點的采樣器,在穩(wěn)定的速度下抽取待監(jiān)測的氣體,將不滿足監(jiān)測條件的固體顆粒物進行篩除掉,利用濾膜截流需要監(jiān)測的顆粒物。在平衡條件相同的情況下對采樣前后濾膜的質量以及氣體采樣的體積進行測量,從而對固體顆粒物的濃度進行測量,處理濾膜之后,可以進行組分分析。[3]
3.3 電化學法
利用傳感器的化學原理,將與氣體濃度相關的電信號輸出去。這種測量的方法與物質的化學性質之間有著密切的聯(lián)系,因此不同氣體使用的電化學裝置也是存在差異的。電化學法主要是對大氣污染物中的有機、無機氣態(tài)污染物進行監(jiān)測,如甲醛、二氧化硫等,就可以使用電化學方法進行監(jiān)測。
4 結束語
總而言之,大氣環(huán)境污染是關系國計民生的重要問題,一定要提高重視,加強治理。大氣環(huán)境污染治理中需要先做好污染物的監(jiān)測工作,明確大氣中污染物的成分以及比重等,了解大氣中污染物的變化情況,對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行科學的分析,對污染物的變化情況進行預測,進而采取有效的措施和手段預防和治理大氣污染問題,實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的和諧、可持續(xù)發(fā)展,為人類創(chuàng)造好的生存發(fā)展環(huán)境。
參考文獻
[1]朱秀華,王鵬遠,施泰安,等.持久性有機污染物的環(huán)境大氣被動采樣技術[J].環(huán)境化學,2013,10:1956-1969.
關鍵詞:污染 生物凈化 環(huán)境污染因子
人類賴以生存的地球是被大氣圈,水圈,巖石圈和土地圈包裹著的。這幾個圈的氣、水、石、土和來自太陽的輻射能,共同構成了地球表面的無機環(huán)境。此中,廣泛地分布著一層薄薄的生命圈,由許多特性各異,規(guī)模不等的生態(tài)系統(tǒng)構成,生物圈內進行著以植物為紐帶的物質和能量的滲透和轉化。
1、大氣污染的現(xiàn)狀
我國是一個以直接燃燒煤為主的國家,而且利用率很低,不足30%,有關資料表明,煤燃燒后10%以上的物質以氣態(tài)和固態(tài)形式排入大氣。主要污染物有煤煙,粉塵,SO2,CO2,NOX,以及吸附在塵粒上的一些重金屬元素。
2、大氣污染對人體健康的危害
人類生產、生活所產生的污染物排入到大氣中,當污染物濃度超過環(huán)境自凈能力時,便構成大氣污染,可直接或間接的影響人體健康。例如引起感官和生理機能的不適反應,產生臨床和病理改變。出現(xiàn)臨床體征或潛在的遺傳效應,直到發(fā)生急性,慢性中毒或死亡。SO2、BaP、和飄塵,一旦這些物質達到一定濃度,并結合起來形成復合效應,對人體危害就更加嚴重。吸附在飄塵上的BaP有強烈的致癌作用,SO2有促癌作用,放射性污染有遠期效應,包括引起瘤變不育和基因變異等。
3、利用生物凈化功能改善大氣質量,防治大氣污染
治理礦區(qū)大氣污染,提高大氣環(huán)境質量,需采取綜合防治措施、除積極發(fā)展煤炭加工,擴大洗選量,改進燃煤技術與燃燒裝置,大力發(fā)展集中供熱和區(qū)域性采暖外,利用生物凈化功能,尤其是綠色植物的生物工程防治大氣污染也是具有不可忽視的作用。
地球上植物的生物量約占總生物量99%,好多種植物對環(huán)境有著十分強的耐受力,各種植物都具有通過光合作用吸收CO2放出O2的功能,通過光和作用,森林固定了大氣中約1/3的CO2,地球上50-60%O2是由綠色植物提供的,一萬頃的樹木能消耗掉1000Kg CO2,放入空氣中720Kg O2,處于速生期的樹木每小時就能吸收CO2 20-40Kg、一天可達300-400Kg以上,綠色植物在調節(jié)大氣中CO2和O2的平衡中起著十分重要的作用。
某些植物對于礦區(qū)大氣中的重要污染物——SO2也有較強的吸附作用,大氣中的SO2濃度太大會傷害植物,但當SO2濃度不超過植物急性傷害閾值時,對其有較強的吸附能力,一萬頃草坪在生長旺盛期可吸附SO2 20mg/天左右。
地球上森林的總葉面積約是地球表面積得3倍,植物表面形狀各異,有吸附、過濾和粘著作用,一般有毒氣體經(jīng)過綠地有25%被阻留,可使降塵量減少23-50%,飄塵量減少37-60%。
在生長旺盛期的植物能分泌一種特殊功效的殺菌素,能殺死某些細菌,真菌和單核微生物,可減少致病微生物。
4、利用不同生物對各環(huán)境污染因子的敏感反應進行生物監(jiān)測
生物監(jiān)測是利用生物個體種群或群落對環(huán)境污染或變化所產生的反映闡明環(huán)境污染狀況,從生物學角度為環(huán)境質量的監(jiān)測和評價提供依據(jù)。例如城市中地衣植物的消失與空氣污染程度密切相關,中國科學院植物所等單位在這方面開展了大量研究工作,篩選出了監(jiān)測大氣污染物如SO2、HL、HF等指示生物用于環(huán)境監(jiān)測,各國的研究工作表明,生物監(jiān)測研究工作開展十分活躍,日益顯示其獨特的優(yōu)越性:
4.1 能反映環(huán)境污染物對生物的綜合效應
環(huán)境污染的成份極為復雜,即使使用世界上最先進理化檢測技術和手段,要對如此繁多的污染物全部進行監(jiān)測分析,無論在經(jīng)濟上或技術上都是不可能的, 加之環(huán)境因子的千變萬化,污染物在環(huán)境中不斷遷移,轉化以及多種污染物同時存在所產生的協(xié)同或拮據(jù)作用等等、使污染物質的生態(tài)毒理效應變得十分復雜。通過理化監(jiān)測雖然能確定環(huán)境中部分污染物質的濃度水平及時空分布狀況,但卻不能確定污染物質對生物及人體的危害程度。生物監(jiān)測的最大特點之一,就是能反應環(huán)境污染物對生物體的綜合效應,能直接反應出污染物質對生物,生態(tài)系統(tǒng)及人體健康的影響,確定出它們對生物或人體的危害部位,危害程度及耐變閾值等等。目前國內外在對環(huán)境致癌、致畸、致突變監(jiān)測方面做了大量工作,利用多種生物材料來監(jiān)測和評價污染物的“三致”效應。如應用紫露草、蠶豆根尖、大蒜根尖等微核技術監(jiān)測環(huán)境污染物,應用紫竹梅花粉母細胞監(jiān)測環(huán)境誘變劑,應用水螅重聚體法予測環(huán)境污染物致畸危險等等。
4.2 能對生態(tài)環(huán)境進行連續(xù)監(jiān)測
目前,由于受技術和經(jīng)濟條件的限制,理化檢測僅少數(shù)項目可以進行連續(xù)自動監(jiān)測,多數(shù)項目還靠人工采樣測試瞬時濃度或平均濃度值,時空代表性較差,不能反映監(jiān)測前后污染物的變化情況,由于生物生活周期長,它們能儲存整個生活時期周圍環(huán)境因素變化的各種信息,環(huán)境污染和破壞必然作用于生物體,可通過生物體表液和外表液的變化監(jiān)測環(huán)境污染,如根據(jù)生物個體數(shù)量和群落變化資料,宏觀及微觀受害癥狀的觀察、急性和慢性毒性實驗,生物體殘毒分析,模擬試驗等等能反應較長時間內的環(huán)境污染狀況。所以,在監(jiān)測環(huán)境污染物變化的全過程方面,生物是理想的監(jiān)測工具。
4.3 對環(huán)境污染的監(jiān)測具有敏感性
某些生物對環(huán)境污染很敏感,在一些情況下,甚至連精密儀器都不能測出的微量污染物質,對某些生物都有著嚴重的影響,表現(xiàn)出受害癥狀。利用它們作為“指示生物”,可以靈敏地監(jiān)測環(huán)境污染,即快速又簡便。在水生生態(tài)和陸生生態(tài)系統(tǒng)中,已篩選出許多“指示生物”,用于監(jiān)測水質污染和大氣污染,均能獲得良好的效果。
5、礦區(qū)綠化標準與原則
【關鍵詞】環(huán)境大氣監(jiān)測;大氣環(huán)境;布點方法;意義
社會工業(yè)的飛速發(fā)展,各種燃料和化學制劑的使用產生的污染物使大氣環(huán)境受到了影響。大氣環(huán)境的好壞直接影響著人類及其它生物的生存和發(fā)展,保護人們賴以生存的環(huán)境已成為現(xiàn)今社會發(fā)展中的一項重要任務。對大氣環(huán)境進行檢測,主要是對大氣中污染物的種類和濃度進行布點采樣,觀察和分析污染物的變化和影響,以適時采取必要的措施,防止污染物對大氣造成本質上的破壞,對環(huán)境造成重大的影響。
1大氣環(huán)境監(jiān)測概述
大氣環(huán)境監(jiān)測主要是針對大氣中的污染物的監(jiān)測,對其種類和濃度進行觀察和分析,實時掌握各種污染物的動態(tài)變化已經(jīng)它們對環(huán)境的影響。大氣環(huán)境監(jiān)測對象主要是分子狀的污染物,如:一氧化碳、臭氧、碳氫化合物以及硫、氮氧化物等污染物,還包括飄塵、懸浮微粒等顆粒狀的污染物。對這兩種狀態(tài)的污染物在大氣環(huán)境中進行布點、采樣、觀察和分析等一系列質量監(jiān)測工作。監(jiān)測項目通常根據(jù)地區(qū)實際的區(qū)域特點,氣候特點、污染源的分布情況來進行規(guī)定。其中對大氣污染物中的氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳和懸浮顆粒物加降塵的監(jiān)測是國家規(guī)定的大氣監(jiān)測項目,另外可根據(jù)地方特點和污染源特征增加對碳氫化合物、二氧化氮、鉛等污染物的監(jiān)測項目。
2 大氣環(huán)境監(jiān)測的具體應用
在我國,大氣層中的污染物以二氧化硫、氮氧化物、碳氫化合物已經(jīng)浮沉為主,對大氣環(huán)境的監(jiān)測和質量控制,是對大氣質量合理進行評價的前提條件。我國在大氣環(huán)境監(jiān)測的應用主要有以下幾個方面:
1)對影響大氣環(huán)境的主要污染物在一個時間周期內進行連續(xù)的監(jiān)測,通過監(jiān)測結果分析污染物在大氣環(huán)境中的濃度是否超出國家規(guī)定的標準范圍,以此結果數(shù)據(jù)來作為基礎依據(jù),進行大氣環(huán)境質量報告的編寫,提供給環(huán)境管理部門進行大氣質量控制;
2)對大氣質量監(jiān)測的結果數(shù)據(jù)為大氣質量的監(jiān)控和分析提供可靠性依據(jù),以此為前提條件對大氣環(huán)境質量進行進一步的研究分析,從而掌握大氣質量變化狀態(tài)及其發(fā)展規(guī)律,并對其發(fā)展趨勢和可能造成的影響做以預測,發(fā)出預警信號;
3)對大氣環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)和結構及分析報告為我國環(huán)境保護監(jiān)測部門提供了較為科學準確的參考材料,以此為參考制定相關的法律制度,并有針對性的進行深入的研究,探索預防和解決環(huán)境污染影響的新方法。
3環(huán)境大氣監(jiān)測中的布點采樣原則
對大氣監(jiān)測的布點采樣按照以下原則進行:
1)要根據(jù)污染程度對監(jiān)測的區(qū)域進行區(qū)分設置。通常按低、中、高三個層次進行劃分;
2)布點的選擇要具有污染代表性,即能夠代表一定范圍內的大氣污染程度,使此范圍內的污染狀態(tài)和變化規(guī)律通過此個布點突出的反映出來。在實際應用中,通常可根據(jù)污染源的集中度來選擇布點,同時要對風向因素加以考慮,在下風向設計的大氣環(huán)境污染采樣點要多于上風向;
3)根據(jù)污染區(qū)域的工業(yè)區(qū)密度來設置采樣點,對于工業(yè)區(qū)密集的地方要多設置采樣點,以高污染區(qū)多設,低污染區(qū)少設為基本原則;
4)對于采樣點的設置,樣點周圍環(huán)境開闊,不能影響空氣的流通。對于其他局部的污染源和有吸附力的樹木建筑等要避開,以排除外部環(huán)境對樣點大氣采樣的影響,保證采樣的準確性。同時,盡量將各樣點設置一致的外部條件,這樣得出的數(shù)據(jù)信息互相可以有參考性和可比性,便于對數(shù)據(jù)進行整理和分析,探索其中的變化規(guī)律;
5)根據(jù)測定的目標來設置采用點的高度,結合實際情況進行調整,保證數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。
4 環(huán)境大氣監(jiān)測的布點方法和意義
對于大氣質量監(jiān)測的布點,要綜合考慮污染物的種類以及要達到的監(jiān)測目的來進行實際的設置,盡量做到監(jiān)測網(wǎng)絡布置的優(yōu)化。
4.1 功能區(qū)布點法
功能區(qū)布點法是在不同功能區(qū)域內進行先進行踩點,根據(jù)區(qū)域的功能,對其實際環(huán)境因素進行全面的分析討論,將此區(qū)域的功能和此地區(qū)的人類活動因素結合在一起進行綜合考慮而進行布點設置的一種方法。此方法屬于一種常規(guī)性的布點方法,比較適用于大氣環(huán)境監(jiān)測的初級階段,可以將區(qū)域功能布局和人類活動等多方面因素對大氣環(huán)境的影響表現(xiàn)出來,便于對大氣環(huán)境污染的各個影響因素進行研究。
4.2 網(wǎng)格布點法
網(wǎng)格布點法是將監(jiān)測采樣點以坐標的形式進行將監(jiān)測的區(qū)域進行網(wǎng)格化的劃分,對其進行采樣點的均勻布設的一種方法。對于網(wǎng)格的劃分不僅要考慮污染的程度,還有將社會因素對環(huán)境污染的影響加以考慮,適合在污染源較多的區(qū)域采用此種方法進行布點。這種方法排除人為因素的影響,以一種直觀的空間分布方式進行設置,受條件的約束較少,具有很強的隨意性。
4.3 同心圓布點法
此種方法比較適合污染比較集中的區(qū)域使用。此方法確定圓心后按不同的半徑進行同心圓的劃分,同時按圓心畫出射線,取交點為布點處。這種方法受風向影響較大,因此在使用此種方法時要充分考慮此區(qū)域的風向問題,以上風處少,下風處多為布點的基本原則。同心圓布點法對污染集中,污染濃度較大的地區(qū)有很大優(yōu)勢,可以防止重污染區(qū)被漏掉而影響采樣的準確性。
4.4 扇形布點法
此種方法適應于主導風向明確的高架污染源的地區(qū)。以污染源點為基本點,以主導風向為軸在下風向畫出角度為45°到90°的弧線范圍,在弧線上采3~4個點作為監(jiān)測的采樣點。
對大氣環(huán)境質量進行有效的監(jiān)測,可以使大氣中的污染物得到實施的監(jiān)控和觀察,對其變化和發(fā)展的趨勢及時掌握,便于采取必要的措施進行預防和解決。對于大氣環(huán)境的監(jiān)測工作任重而道遠,需要所有環(huán)境工作者的努力探索,找個更新更有效的方法。同時更需要全社會的努力,保護環(huán)境,人人有責。
參考文獻:
【關鍵詞】突發(fā)性環(huán)境污染事故;環(huán)境監(jiān)測;事故應急管理;
1 引言
突發(fā)性環(huán)境污染事故是威脅人類健康、破壞生態(tài)環(huán)境的重要因素,其危害制約著生態(tài)平衡及經(jīng)濟、社會發(fā)展。我們不僅要研究如何有效的預防、減少以致消除突發(fā)性環(huán)境污染事故的發(fā)生,更要特別注意在突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生后又如何及時有效地處理處置,最大限度的減少對環(huán)境和人身的危害。在對環(huán)境污染事故的應急處理中,環(huán)境監(jiān)測起著相當重要的作用。
2 環(huán)境監(jiān)測
環(huán)境監(jiān)測是政府部門執(zhí)行有關環(huán)境保護法規(guī),進行環(huán)境質量管理和宏觀決策,環(huán)境科學研究及修訂環(huán)境質量標準所必須提供的基礎資料和依據(jù)的來源。環(huán)境監(jiān)測是政府授權的公益型行為,環(huán)境監(jiān)測是國家環(huán)境保護系統(tǒng)各級監(jiān)測站的主要職責。環(huán)境監(jiān)測可理解為對環(huán)境的監(jiān)視、測定和監(jiān)控等。環(huán)境監(jiān)測可以定義為: 為了某種特定目的,按照預先設計好的時間和空間,定期的或連續(xù)的對一種或多種環(huán)境質量的代表值進行測定,并觀察、分析其變化及其對環(huán)境影響的過程,達到監(jiān)視環(huán)境質量的好壞或評價環(huán)境污染的程度,進一步預測其變化趨勢,以便對環(huán)境質量起到監(jiān)控作用。環(huán)境監(jiān)測的內容應主要包括對環(huán)境質量和環(huán)境污染源的物理、化學、生物性質和生態(tài)性能變化趨勢的監(jiān)測等。
3 突發(fā)性環(huán)境污染事故
在瞬時或較短時間內大量非正常排放或泄漏劇毒或污染環(huán)境的物質,給人民生命財產造成巨大損失,給生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害的惡性環(huán)境污染事故被稱為突發(fā)性環(huán)境污染事故。突發(fā)性環(huán)境污染事故不同于一般的環(huán)境污染事故,它沒有固定的排放方式和排放途徑,發(fā)生突然、難以控制,防不勝防、來勢兇猛,對經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境破壞性大,對人民群眾及生物生命安全危害極大。20 世紀 60 年代以來,許多發(fā)達國家環(huán)境污染進入高發(fā)期,環(huán)境污染突發(fā)事件頻繁發(fā)生。其中的環(huán)境污染突發(fā)事件不但包括常規(guī)性環(huán)境污染,也包括由于重大化學品、危險品的生產、運輸、使用和消亡過程中污染導致的環(huán)境污染突發(fā)事件。
3.1 突發(fā)環(huán)境污染事故的特點。
第一、發(fā)生的突然性。突發(fā)性污染事故沒有固定的排放方式,事故的發(fā)生有很強的偶然性與意外性,往往突然形成,污染物排放途徑和方式不定,在瞬間或極短時間內就造成危害。
第二、形式的多樣性。突發(fā)性環(huán)境污染事故包括放射性污染事故、溢油事故、爆炸污染事故、農藥、有毒化學品污染事故等多種類型,涉及眾多行業(yè)與領域。
第三、危害的嚴重性。突發(fā)性污染事故發(fā)生突然,在瞬時內大量泄漏、排放有毒有害物質,如果事先沒有采取防范措施,在很短時間內往往難以控制,不僅會打亂一定區(qū)域內的正常生活、生產秩序,還會造成人員傷亡、社會財產的巨大損失和生態(tài)環(huán)境的嚴重破壞,事故的經(jīng)濟影響和社會影響都較大。
第四、事故處理的艱巨性。因為這類事故通常具有污染范圍大,處理難度高的特點,要根據(jù)污染物質屬性有針對性的進行處理,徹底清潔,同時還要阻止污染的繼續(xù)蔓延和擴散,因此處理起來任務艱巨。
3.2 突發(fā)環(huán)境污染事故的類型。
突發(fā)環(huán)境污染事故具有以下四種類型:
3.2.1 劇毒農藥和有毒化學品的泄漏、擴散。
3.2.2 易燃易爆物質的泄漏、爆炸。
3.2.3 溢油環(huán)境污染。
3.2.4 非正常大量排放廢水造成的污染。。
4 環(huán)境監(jiān)測在突發(fā)性污染事故中的作用
4.1 事故應急管理。突發(fā)事件的應急管理是指中央及地方級政府和有關組織機構為避免或者減輕突發(fā)事件( 有時甚至是危機) 所帶來的嚴重威脅、重大沖擊和巨大損失,有計劃、有組織的制定和實施一系列管理措施與應對策略,包括應急預案、應急處理、突發(fā)事件( 或者危機) 的解決與解決后的恢復等動態(tài)過程。在任何工業(yè)活動中都有可能發(fā)生事故,并且隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,生產過程中存在的巨大能量和有害物質,一旦發(fā)生重大事故,往往造成慘重的生命、財產損失和環(huán)境破壞。由于自然或人為、技術等原因,當事故或災害不可能完全避免的時候,建立重大事故應急救援體系,組織及時有效的應急救援行動,已成為抵御事故風險或控制災害蔓延、降低危害后果的關鍵甚至唯一手段。
4.2 突發(fā)性污染事故中的應急監(jiān)測。
4.2.1 應急監(jiān)測。突發(fā)性環(huán)境污染事故應急監(jiān)測,是指在發(fā)生環(huán)境污染事故之后,為了快速對事故作出反應和處理,需要確定污染物的種類、污染的范圍和程度而對環(huán)境進行監(jiān)測的活動。具體是在事故發(fā)生后,由應急監(jiān)測人員進入事故現(xiàn)場,采用小型、便攜、簡易、快速的檢測儀器、設備和一定的技術裝備及實驗室手段,在盡可能短的時間內獲取污染物的種類、濃度、劑量、污染的范圍及其可能的危害等重要信息。應急監(jiān)測分為定性和定量兩種,定性監(jiān)測是為了準確查明造成事故的污染物種類,適用于突發(fā)性環(huán)境事故的開始階段; 定量監(jiān)測是為了確定在不同環(huán)境介質中污染物的濃度分布情況,確定不同程度污染區(qū)的邊界并進行標志的監(jiān)測。同時,定性和定量監(jiān)測也可以是查明導致事故發(fā)生的客觀條件而進行的監(jiān)測。
4.2.2 應急監(jiān)測與事故應急管理。
突發(fā)性環(huán)境污染事故應急工作包括兩個方面: 污染事故的應急處理與處置; 污染事故的應急監(jiān)測。在突發(fā)環(huán)境污染事故的應急處理中,必須首先找出泄漏源,并采取措施控制泄漏源。除此之外,還應查明污染物的泄露和擴散態(tài)勢、影響范圍。充分了解污染物的種類、性質、泄漏量和污染范圍。環(huán)境監(jiān)測部門應能快速做出應急監(jiān)測響應,科學的實施監(jiān)測,并及時向政府和有關部門反映事故污染現(xiàn)狀,為進一步采取應急措施提供科學決策的依據(jù)。消除危害后果,做好現(xiàn)場恢復是事故應急救援的四大基本任務之一。其具體要求就是要針對事故對人體、土壤、空氣等造成的現(xiàn)實危害和可能的危害,迅速采取封閉、隔離、洗消、檢測等措施,防止對人的繼續(xù)危害和對環(huán)境的污染。如果沒有應急監(jiān)測的實施,就沒有辦法獲得真實的污染情況和污染數(shù)據(jù),也就無從判斷污染的程度如何,更無從去談如何控制事故對人員和環(huán)境的危害。因此,進行環(huán)境應急監(jiān)測是正確處理突發(fā)性環(huán)境污染事故的前提。
5 結語
通過應急監(jiān)測我們能迅速獲得污染事故的初步分析結果,如污染物的釋放量、形態(tài)及濃度,估計向環(huán)境擴散的速率、受污染的區(qū)域和范圍、有無疊加作用、降解速率以及污染物的特點( 包括毒性、揮發(fā)性、殘留性) 等[8]。這對于評估事故對公眾和環(huán)境的影響、整個事故影響區(qū)域產生的后果隨時間的變化以及污染事故的有效處理是非常重要的。另外,這為制定處置措施快速的提供了必要的信息。鑒于突發(fā)性環(huán)境污染事故所造成的嚴重后果,應根據(jù)初步分析結果迅速提出適當?shù)膽碧幚硖幹么胧蛘邽闆Q策者及有關方面提供充分的事故信息,以確保對事故做出及時有效的應急反應,盡量將事故的危害減少到最低限度。
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1.1基因工程技術基因工程技術是根據(jù)重組優(yōu)勢基因或基因工程菌處理污染物。該技術的優(yōu)點在于能夠將目的基因構建出來,高效表達代謝通路中的目的和意義,具有效率高、環(huán)保、清潔的優(yōu)點,不會產生二次污染。
1.2電泳分離純化技術在電泳分離純化技術中,聚丙烯酰胺凝膠電泳和瓊脂糖凝膠電泳是比較常見的電泳。該技術的優(yōu)點在于能夠有效分析自然環(huán)境或廢水處理系統(tǒng)中的生物動態(tài)性和多樣性。
1.3DNA探針技術和PCR技術將這兩種技術的聯(lián)合使用,能夠快速、靈敏地檢測水環(huán)境中的大腸桿菌。
1.4酶蛋白標志物酶蛋白標志物被廣泛應用于水體污染的監(jiān)測中,它具有廣泛性、警示性和特異性,能夠真實地反映污染物的累積作用。
1.5免疫檢測技術該技術主要是通過抗體和抗原之間的特異反應,在反應物上標志相應的示蹤物,用定量測定或定性測定的方式快速檢測抗體或抗原。
1.6生物傳感器技術生物傳感器技術主要是使用生物傳感器轉化生物反應,使其成為電信號。固定化酶和固定化細胞核是生物傳感器技術的基礎,當前常用的生物傳感器有免疫傳感器、組織傳感器、微生生物傳感器、細胞傳感器、酶傳感器和細胞膜電位傳感器等。
1.7生物毒性實驗由于大量使用各種外來化學制劑,這些外來化學制劑具有致突變、致癌、致畸性的特性,會在生物體內富集,而常規(guī)的化學檢測方法并不能直接反應其毒害性。在生物毒性試驗法中,使用最多的檢測手法就是利用細菌,它具有反應快、費用低、保存方便和生長繁殖快的特點。
2存在的問題
2.1生物監(jiān)測指標體系尚未形成由于我國生物監(jiān)測技術起步比較晚,雖然在一些重要環(huán)節(jié)設置了相應的指標,例如許可證發(fā)放、排污收費和環(huán)境質量定量考核等,但是,尚未形成法定化的生物監(jiān)測指標體系。這就意味著,不能合法地應用一些生物監(jiān)測指標監(jiān)測水環(huán)境污染。
2.2缺少統(tǒng)一的生物監(jiān)測方法標準目前,我國尚未出臺國家級的生物監(jiān)測環(huán)境標準,制約了我國生物監(jiān)測適用的解釋和使用,嚴重影響了生物監(jiān)測技術的推廣。
2.3生物監(jiān)測過于復雜在不同地域,同類生態(tài)系統(tǒng)中的同種生物具有不同的污染物耐受性,即使同一生物,在其不同的生長階段也有不同的污染物耐受性。因此,要想做好水環(huán)境污染的監(jiān)測工作,不僅要充分考慮水體特征,還要制訂合理的生物監(jiān)測方案。這就涉及到了樣本數(shù)量、測試樣本和測試頻率的選擇。
3前景展望
盡管在應用生物監(jiān)測技術的過程中還存在一些瓶頸和問題,但是,這項技術在水環(huán)境污染監(jiān)測領域具有廣闊的發(fā)展前景,具體表現(xiàn)為以下2點:①隨著監(jiān)測技術的不斷發(fā)展,生物監(jiān)測技術的精確性、快速性和靈敏性將得到進一步的提高。單一的理化檢測并不能客觀評價水環(huán)境污染,而污染物對水環(huán)境的影響并非全部都是快速的,有一些污染物還需要多種物質的結合和長期累積。這時,就需要發(fā)揮生物監(jiān)測的作用,客觀評價水環(huán)境污染的情況。②制訂環(huán)境標準。生物監(jiān)測技術通過污染物在生物體內的不斷累積,產生遺傳效應和生物機能變化,進而制訂水質標準制。在此過程中,監(jiān)測技術可以選擇合適的檢測條件和受試生物,制訂更符合人類健康標準的污染無排放標準和水質標準,從而進一步推動水環(huán)境污染監(jiān)測工作的發(fā)展。
4結束語
[關鍵詞]生物標志物;海洋環(huán)境;生物監(jiān)測
中圖分類號:TF046.6 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)08-0315-01
近年來,全球海洋污染狀況日益嚴重。工農業(yè)廢水和生活污水排入海洋,導致近海、港灣富營養(yǎng)化程度日趨嚴重,赤潮頻繁發(fā)生。重金屬、有機氯等污染物隨著食物鏈積累,受污染的海洋食品給人們的健康帶來潛在危害。生物監(jiān)測是指利用生物對環(huán)境中污染物質的反應,來判斷環(huán)境污染狀況的一種手段,它能在一定程度上對水環(huán)境質量充分反映,占有至關重要的作用。
生物標志物是指由于生物體與環(huán)境因子相互作用而引起的任何可以測定的變化,包括生化、生理、免疫和遺傳等多方面。將生物標志物應用于環(huán)境監(jiān)測中,通過生物標志物的使用和測定,將能獲得有關化學暴露、生物響應和污染效應之間的定性和定量相互關系的信息,從而對海洋環(huán)境進行預警與評價,并最終獲得對環(huán)境保護、資源開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展等具有指導意義的科學依據(jù)。
1 海洋環(huán)境中生物標志物種類
1.1基因類標志物
嚴重、長期的污染可以導致生物體核酸的損傷,部分核酸的損傷可以遺傳給后代,導致物種畸形,甚至物種滅絕,常見的核酸損傷包括DNA鏈的斷裂、加合、核仁的損傷等。Ching等通過室內暴露實驗,證實苯并芘(3 ppb)對貽貝的DNA產生損害,使得部分核酸呈現(xiàn)不可逆斷裂[1]。Wise等發(fā)現(xiàn)納米銀造成青魚的染色體非整倍性增加,并對后代造成遺傳損害[2]。他們推測,DNA的變異表征在某種尺度上可反應海域受持久性有機污染的嚴重程度。德國學者也發(fā)現(xiàn),三文魚DNA加合現(xiàn)象可用于萊茵河污染源的預警[3],且認為分子水平(DNA或RNA)的指示物具有清晰、明確、特異性更強的特點,避免了后續(xù)翻譯與修飾過程中的干擾。
1.2蛋白類標志物
生物標志物中,蛋白類分子報道最多,其中尤以各種酶類為甚,包括脫毒酶、抗氧化酶、激素代謝酶等。抗氧化防御體系是動物體內重要的活性氧(ROS)清除系統(tǒng),主要包括抗氧化酶以及小分子抗氧化劑。抗氧化防御系統(tǒng)的一個重要特征是其活性或含量可隨污染的脅迫而發(fā)生改變,因而其活性和含量的變化可間接反映環(huán)境脅迫的存在,是環(huán)境污染脅迫的重要指標之一。近年來關于海洋動物抗氧化防御系統(tǒng)的研究也是生態(tài)毒理學研究的熱點,包括乙氧基異吩惡唑-脫乙基酶(EROD)、谷胱甘肽硫-轉移酶(GST)、超氧化物歧化酶(SOD)等。法國海洋監(jiān)測系統(tǒng)已將鰈魚體內EROD作為檢測EDCs的生物標志物,GST、谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)是抗氧化系統(tǒng)中的重要酶類,起到生物轉化和解毒的作用。細胞色素氧化酶(CYP450)是機體中催化外來物進行代謝的主要酶系,主要作用是通過氧化反應,清除異質類物質并將其排出體外。
1.3細胞類生物標志物
1997年,Thomulka和Lange利用海洋弧菌作為模型評價,借助其在不同水體環(huán)境下自身的發(fā)光特性,來評價硝基苯和三硝基苯的復合污染。當生物體內的污染物累積到一定程度,細胞會產生相應的代謝和毒性反應,細胞內的變化可以作為環(huán)境監(jiān)測中暴露和效應的生物標志物。溶酶體膜的不穩(wěn)定可被用作環(huán)境脅迫的標志物,溶酶體體積的變化是一般環(huán)境脅迫綜合作用的一個良好指標。以貽貝為例,血淋巴介導的吞噬作用是清除體內異物的主要方式,在金屬微粒和納米微粒的環(huán)境中,最為活躍的生理運動由血淋巴來行使。進一步推測在非溶性污染顆粒中,血細胞的吞噬能力是一個良好的表征,它可以幫助人們鑒別環(huán)境中的污染物是處于溶解狀態(tài)還是非溶解狀態(tài)。
1.4海洋植物類標志物
隨著生態(tài)毒理學研究的不斷深入,近年來在一些非動物物種中發(fā)現(xiàn)了新的一些生物標志物,它們能夠較好地反映某一海區(qū)重金屬污染的情況。重金屬通過各種途徑進入水體后,一旦被藻類吸收,將引起藻類生長代謝與生理功能紊亂,抑制光合作用,減少細胞色素,導致細胞畸變、組織壞死,改變天然環(huán)境中藻類的種類組成。Hutchins等的研究發(fā)現(xiàn)通過測定萊茵衣藻中銅的含量,能夠反向推導水體中銅的含量;由于植物相對固定的棲息環(huán)境,適合于用作長期的原位監(jiān)測。海洋微藻研究中,Torres等[5]總結了前人利用藻類作為生物標志物的工作和藻細胞身上特殊的酶學標志物。通過分析水生藻類的種類和數(shù)量組成,研究其生理、生化反應及積累毒物的特點,可以準確地判斷水體的污染性質和污染程度。他們認為相比于魚類、貝類、蟹類,海藻具有更強的污染物累積和放大效應,更能反映源頭的污染狀況。
2 環(huán)境監(jiān)測中生物標志物的應用
生物標志物的變化可以反映生物系統(tǒng)在環(huán)境污染物的作用下,發(fā)生在分子、細胞及個體水平上,各種生化和生理功能的變化,對分子、生化和生理水平上不同生物標志物進行測定,不僅有助于確定生物體所暴露的環(huán)境的污染狀態(tài)及其潛在危害,還可為環(huán)境退化提供早期預警,對評價水體污染和水體生態(tài)系統(tǒng)早期預警顯得非常重要[6]。
不同的生物標志物對化學污染物具有不同的特異性。例如氨基乙酰丙酸脫水酶(ALAD)的活性能被重金屬鉛特異性的抑制,即鉛暴露與ALAD的活性抑制之間具有直接的因果相關關系,因此,ALAD的活性抑制就被認為是指示環(huán)境中鉛污染的特異性生物標志物。
3 洋污染監(jiān)測生物標志物現(xiàn)存的挑戰(zhàn)
盡管生物標志物在海洋環(huán)境污染監(jiān)測中的應用獲得了廣泛的研究,然而,生物標志物作為海洋環(huán)境監(jiān)測工具的應用仍處于起步階段,有關的理想生物標志物仍在篩選之中。由于生態(tài)系統(tǒng)的復雜性,獲得理想的生物標志物是不容易的。在實際的監(jiān)測實施過程中仍有一些需要值得重視的問題[9]。眾所周知,生命是一個復雜系統(tǒng),一種生理活動的響應可能不是單一原因引起的。因此,生物標志物的專一性問題就存在質疑。生物監(jiān)測未能很好地克服對設備的高要求和對成本的高依賴,現(xiàn)行生物標志物的數(shù)據(jù)集中在有限的模式生物,要豐富和擴充標志物的數(shù)據(jù),會給后續(xù)的建庫增加了成本。因此,現(xiàn)行的成本壓力依舊是限制生物標志物應用的一個關鍵因素。
4 展望
目前,在世界范圍內,基于生物標志物的生態(tài)監(jiān)測已在不同尺度的水體得到了應用并取得了不少進展。用適當?shù)闹笜藖肀碚鬟@些反應,可以對污染的狀況和程度進行監(jiān)測和評價。生物標志物對海洋環(huán)境系統(tǒng)的監(jiān)測能夠在一定程度反映出污染的綜合生物學效應,與化學和儀器監(jiān)測結合起來,能較好地說明環(huán)境污染對生物產生的綜合效應,將是未來環(huán)境監(jiān)測中行之有效的手段之一。
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關鍵詞:環(huán)境監(jiān)測;生物傳感器;生物大分子標記物;微核技術;生物芯片技術
中圖分類號:X17 文獻標識碼: A 文章編號:1671-1297(2008)11-181-02
一、常規(guī)監(jiān)測技術中微生物的應用
水體中的致病菌有可能引起各種傳染病。因此,水質的細菌學檢驗對于保護人群健康具有重要意義。由于致病菌在水中存在的數(shù)量較少,直接監(jiān)測比較困難,因此常選用間接指標即糞便污染的指示菌――大腸菌群作為代表 。另外還有發(fā)光細菌法,污染物致突變的微生物監(jiān)測,藻類與水質污染監(jiān)測方式。
二、生物傳感器
隨著環(huán)境污染問題的日益嚴重,人們對能夠連續(xù)、快速、在線監(jiān)測污染物的儀器的需求也愈來愈迫切。生物傳感器應運而生,它的出現(xiàn)使環(huán)境監(jiān)測的連續(xù)化和自動化成為現(xiàn)實,并降低了環(huán)境監(jiān)測的成本,其中酶傳感器和免疫傳感器在環(huán)境分析及環(huán)境檢測等方面已經(jīng)得到了廣泛的應用。
(一)BOD微生物傳感器檢測儀(BODs)
生物化學需氧量(BOD)是環(huán)境監(jiān)測工作中的一項重要指標,它表示水中污染物的綜合污染程度。目前國內外普遍規(guī)定樣品在 20℃的溫度中培養(yǎng)5d,分別測定培養(yǎng)前后的溶解氧, 二者之差即為BOD5 值,以氧的 mg/L 表示。但該方法操作較復雜,耗時長,且干擾因素多,結果準確度及重現(xiàn)性差,不能及時為環(huán)境管理和決策、科研、事故污染鑒定等提供科學依據(jù), 無法滿足當前環(huán)境監(jiān)測中快速測定的要求。因此,快速、準確測定水體中 BOD 一直是環(huán)境監(jiān)測中的一大難題,而BOD微生物傳感器檢測儀就能滿足這一要求,因此得到廣泛應用。
(二) DNA生物傳感器在環(huán)境污染監(jiān)測中的應用
基于生物催化和免疫原理的生物傳感器在環(huán)境領域中獲得了廣泛應用。近年來,隨著分子生物學和生物技術的發(fā)展,人們開發(fā)了以核酸探針為識別元件,基于核酸相互作用原理的 DNA 生物傳感器。該傳感器可用于受感染微生物的核酸序列分析、優(yōu)先控制污染物的檢測以及污染物與 DNA 之間相互作用的研究,在環(huán)境污染監(jiān)測中具有潛在的巨大應用前景。
(三)可檢測化學制劑和生物制劑的生物傳感器
美國田納西大學(位于美國田納西州諾克斯維爾)的研究人員利用由生物工程技術制成的、存在雜質時會發(fā)出藍綠輝光的微生物,開發(fā)成功一種基于芯片的環(huán)境生物傳感器樣品。這種被稱為生物發(fā)光型生物指示器IC(bioluminescent bioreporter IC,簡稱 BBIC)的器件技術可在眾多的應用(從航天器到反恐)中巧妙地檢測出氨、鋅等各類化學物質。
(四)光纖化學/生物傳感技術
光纖技術與光譜分析技術的有機結合就構成了光纖傳感技術。光纖傳感技術突破了光譜分析的傳統(tǒng)模式,光可由光纖直接導入樣品,而樣品不必放入光譜儀中就能進行測定。特別適用于環(huán)境污染物、生物藥物, 以及生產過程的原位、在線監(jiān)測和對樣品的無損測定。早在十幾年前,人們就曾經(jīng)預言:光纖傳感技術的出現(xiàn)將不可避免地引起分析實驗室及分析控制儀器的又一次革命。隨著環(huán)境科學與生命科學的發(fā)展,對各種與人類生存環(huán)境密切相關的化學物質的測定和變化過程的監(jiān)測,已顯得特別突出和重要。由于 FOC&BS 具有實時、在線及遠距離自動監(jiān)測和對樣品無損測定等特點,人們對它在海洋環(huán)境監(jiān)測中的應用給予了較多的關注,特別是在溶解氧、pH、濕度和水質毒性等監(jiān)測要素的應用中。
三、生物大分子標記物
生物大分子標記物是指生物體內的一些對外界環(huán)境變化敏感并能產生一些可檢測變化的大分子物質,這些大分子物質能夠反映環(huán)境變化對生物體的影響。隨著社會對環(huán)境保護的日益重視和分子生物學技術的發(fā)展,將生物大分子標記物的檢測應用到環(huán)境監(jiān)測中已經(jīng)成為一種趨勢。生物大分子標記物檢測由于其測定指標全面、準確、系統(tǒng)且具有特異性等優(yōu)點,近十幾年來作為污染物暴露和毒性效應的早期預警工具已被廣泛應用于環(huán)境評價中。
(一)核酸分子標記物檢測
核算分子標記物檢測方法有核酸分子損傷檢測技術、報告基因標記技術及DNA芯片技術。
(二)蛋白分子標記物檢測
環(huán)境中的許多污染物能直接與生物體內的蛋白質發(fā)生反應從而對生物體產生影響,或者誘導 (或抑制)生物體內一些基因的表達從而影響生物體內一些蛋白質的量。因此,生物體內的許多種蛋白都可以作為環(huán)境中有害物質暴露的生物標記物應用于環(huán)境監(jiān)測中。
蛋白分子標記物檢測方法有酶分子標記物檢測、金屬硫蛋白( Metallothione in ,MT)的檢測、熱休克蛋白( Heat Shock Prote in , HSP)的檢測及抗氧化劑防御系統(tǒng)的檢測。
四、微核技術
隨著工農業(yè)的快速發(fā)展,人類活動的加劇,以及錯誤的污染銷毀辦法,使得環(huán)境中有毒污染物的積累日益增加,這些污染物破壞了生態(tài)系統(tǒng)的平衡,并對人類的生存造成了極大的威脅。環(huán)境污染已經(jīng)成為全球共同關注的一個熱點問題。為了檢測出已經(jīng)存在或潛在的危害,各種環(huán)境污染監(jiān)測技術應運而生。植物微核技術是根據(jù)遺傳學上染色體畸變的原理而建立的一種環(huán)境污染的生物監(jiān)測方法,在對大氣、土壤、水環(huán)境中各種有毒污染物的遺傳毒性檢測方面得到了廣泛應用。國內外大量的對比實驗研究表明,該方法普遍適用于檢測環(huán)境致突變物,已經(jīng)成為環(huán)境污染監(jiān)測的有效工具。
微核技術可用于監(jiān)測大氣污染,監(jiān)測土壤污染,監(jiān)測水污染,監(jiān)測有機物污染,監(jiān)測重金屬污染,監(jiān)測物理輻射污染。
五、生物芯片技術
微生物污染水源可導致多種疾病的爆發(fā)和流行,嚴重威脅著人類的健康。傳統(tǒng)的細菌分離、培養(yǎng)鑒定技術,操作繁瑣且耗時長,并且由于培養(yǎng)技術的局限使得一些微生物難以培養(yǎng)和檢測,因此靈敏度很差;傳統(tǒng)的一些分子生物學技術也存在著弊端,如免疫學方法和探針雜交技術存在特異性或敏感性的問題,常規(guī) PCR 方法一次也只能檢出一種微生物。由于生物芯片具快速、準確、無污染等優(yōu)點,在水體微生物監(jiān)測中越來越受到重視。生物芯片技術可用于控制水質、瞬時檢測病原細菌、菌的基因表達水平及進行細菌檢測和菌種鑒定。
結語
目前,中國的環(huán)境監(jiān)測生物技術發(fā)展迅速,能用于諸多方面。但是在環(huán)保觀念日益增強的今天,社會對環(huán)境評價的全面性和準確性的要求也日益增高,這就要求建立一個綜合的、多手段的、多參數(shù)的環(huán)境監(jiān)測體系以實現(xiàn)快速、高效、準確地對環(huán)境狀況作出全面的評價。
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【關鍵詞】環(huán)境監(jiān)測;實驗室;污染;措施
1前言
目前,我國的環(huán)境監(jiān)測站上萬個,環(huán)境監(jiān)測人員也是非常多,已經(jīng)逐步的形成了一個完善的監(jiān)測網(wǎng)絡。根據(jù)相關要求,各級環(huán)境監(jiān)測站的主要任務就是監(jiān)測分析環(huán)境的質量狀況,所以,一般的監(jiān)測站都具有非常齊全的分析實驗室。一般來講,主要分析大氣、地表水、污染源等項目。監(jiān)測站一般不被人重視,這些監(jiān)測站的分析過程中會產生廢水、廢氣和廢渣等污染物,這些污染物都未經(jīng)過處理直接的排入下水道。監(jiān)測實驗室現(xiàn)在已經(jīng)成為一個典型的污染源,對于環(huán)境造成了很大的影響。
2監(jiān)測實驗室環(huán)境污染的種類
2.1監(jiān)測項目很多,污染的種類也較多
環(huán)境監(jiān)測站的監(jiān)測對象非常多,主要有地表水、廢水、地下水、降雨等項目;廢氣監(jiān)測項目;固體廢棄物、微生物、環(huán)境噪聲、振動、電磁輻射、機動車尾氣、室內環(huán)境空氣監(jiān)測等等。有一些環(huán)境監(jiān)測站的監(jiān)測項目居然達到了上百個,因為分析的項目非常多,會產生污染物的種類也是非常多。一般而言,環(huán)境監(jiān)測實驗的大多數(shù)屬于一般的化學反應,所以,環(huán)境監(jiān)測實驗室的污染和普通的化驗室的污染相似。
2.1.1廢水
環(huán)境監(jiān)測實驗室產生的廢水主要包括剩余的樣品、樣品殘夜、實效試劑、大量的洗滌水等,除了噪聲監(jiān)測和放射性污染監(jiān)測項目以外,幾乎所有的監(jiān)測項目都存在著不同程度的廢水污染的問題。這些廢水是非常復雜的,存在著陰陽離子、有機物和微生物等,還有平時很少見的氰化物、重金屬離子等。
2.1.2廢氣
實驗室產生的廢氣主要包括了試劑和樣品的揮發(fā)物,以及分析過程中的中間產物等。一般實驗室中會直接產生有毒、有害氣體,所以要求實驗室要通風,并且需要在通風櫥內進行,這是保證室內氣體質量以及保證工作人員健康安全的有效辦法,但是這樣就污染了空氣。
2.1.3固體廢棄物
環(huán)境監(jiān)測的實驗室的產生的固體廢棄物主要包括分析產物、剩余樣品、破損的實驗用品、殘留的化學試劑等。這些固體廢棄物的成分都是十分復雜的,涵蓋了各類污染物和實效的化學試劑,假如處理稍有不慎,那么很容易導致嚴重的事故。
2.2污染物數(shù)量小,管理難度大
環(huán)境監(jiān)測站為了能夠保證具備規(guī)定的項目的監(jiān)測能力和水平,一般會開展大量的分析項目,但是實際上很多的項目是非經(jīng)常的項目,產生的污染數(shù)量較小。經(jīng)常的監(jiān)測項目在實驗的過程中產生的污染物的數(shù)量也很少,但是產生的污染物種類卻繁多,存在著很多問題。
2.3環(huán)境的危害較大
環(huán)境監(jiān)測實驗室因為使用了化學試劑,雖然多數(shù)項目的分析過程中會產生污染物的數(shù)量特別小,但是分析工作完成后產生的污染問題卻是很嚴重的。在這個過程中會產生很多的致癌、劇毒、揮發(fā)性、強腐蝕性等污染物,假如不經(jīng)過無害處理直接排放出去,那么會對周邊的環(huán)境產生極大的影響。
大多數(shù)使用的有機溶劑的分析項目比如石油類、揮發(fā)酚以及陰離子洗滌劑等,最后都具有有機溶劑的污染問題。一些會揮發(fā)出變成廢氣,一部分可以回收再利用。在監(jiān)測分析重金屬時,存在著分析殘夜、剩余樣品帶來的污染問題。
開展生物監(jiān)測的實驗室會產生大量的有害微生物的培養(yǎng)液、培養(yǎng)基,假如未經(jīng)過適當?shù)臏缇幚碇苯拥耐馀牛敲磿斐蓵乐氐暮蠊?/p>
2.4污染的治理方法較少
一般來講,環(huán)境監(jiān)測實驗室的環(huán)境污染長期以來都沒有得到足夠的重視,所以,污染治理基本上沒有得到很好的開展。盡管按照化學實驗室的規(guī)范要求,實驗室應該分配多種殘液缸,但是實際操作時卻是形同虛設,一般是向下水道就沒事了。其他形式的污染也大多數(shù)沒有得到認真的考慮。
上級的管理部門在一定的程度上都存在著忽視這個問題的情況。不論是從開展規(guī)范化監(jiān)測實驗室建設入手,還是逐漸的重視實驗室的認可,都是需要從監(jiān)測能力和質量管理上入手。
3控制監(jiān)測實驗室的環(huán)境污染的途徑
環(huán)境監(jiān)測實驗室的污染問題需要各級部門高度的重視,并且需要制定相關的解決方法,雖然操作起來可能不是特別的容易,但是只要建立全面、系統(tǒng)的治理方案,問題最終就會解決。
3.1充分提高認識,制定相應的技術規(guī)范
監(jiān)測站都需要進一步的提高對于實驗室環(huán)境污染的問題認識,不應該回避,需要根據(jù)本站點的監(jiān)測工作的特點和重點,想辦法來減少實驗室的污染。應該建議上級部門組織力量,充分研究監(jiān)測實驗室的污染特點及其防治途徑,提出操作性較強,簡單實用的技術規(guī)范,并且需要融入監(jiān)測站的標準化建設當中去,使之成為能力建設的一個重要的部分,從而有效貫徹落實各項實驗室環(huán)境污染的防治措施。不斷減少監(jiān)測分析的每一個過程對于環(huán)境的影響,從而不斷的提升監(jiān)測實驗室的管理水平,將監(jiān)測的整體環(huán)境影響最小化。
3.2全面推行實驗室的清潔分析和清潔操作
環(huán)境監(jiān)測實驗室的環(huán)境管理應該嚴格的按照環(huán)境管理體系的要求,從多方面入手,將實驗室環(huán)境污染的綜合預防的策略應用到檢測分析的每一個過程當中,全面的推行清潔分析和操作,盡最大可能減少實驗室的污染排放量,主要有以下途徑:
3.2.1選擇污染較少的分析方法
大多環(huán)境監(jiān)測的分析方法都有很多種可以供選擇,所以應該充分的去考慮方法的環(huán)境相容性,應該盡可能的選擇環(huán)境污染較少的分析方法,采用的方法需要污染要少,同時效率也不要降低。一般來講,采用色譜儀等現(xiàn)代儀器分析經(jīng)常比傳統(tǒng)的方法污染要小。
3.2.2選擇有效的處理方式
一般來講,環(huán)境的監(jiān)測實驗室廢棄物的數(shù)量并不是很大,但是種類卻是很多,并且污染比較大,必須要經(jīng)過處理才能夠排放,否則會造成二次污染,當前來講,能否具備三廢處理的實驗室是比較少的,實驗室的三廢污染不容易被忽視。根據(jù)實驗室廢棄物的特點,我們應該做到分類的收集、存放等處理原則,處理的方法需要簡單方便。投資不應該較大,應該盡量的利用本地的現(xiàn)有的環(huán)境治理資源來處理。
3.2.3一些有效的清潔方式和清潔行為實例
在滿足分析要求的情況下,需要適當?shù)慕档筒蓸恿浚徊粦撡徺I暫時用不上的試劑;應該盡量的使用快要到期的試劑;盡可能使用儀器分析,從而有效減少采樣量;應該將處理的廢棄物作為實驗分析的最后一步;避免使用酒精溫度計造成的汞污染。
4小結
環(huán)境監(jiān)測站實驗室的環(huán)境污染治理除了應該采取相應的污染措施外,更重要的是應該加強實驗室的科學管理,因為有一些污染只要是管理得當就可以防止。相反,即使有了治理的措施,假如管理不到位,那么同樣也會造成環(huán)境的污染。所以,應該建立嚴格的管理制度,減少實驗室對環(huán)境的污染。各級監(jiān)測站應該進一步的提高對實驗室環(huán)境污染問題的認識,應該積極探索,想盡一切辦法來減少實驗室的污染。
以上是對于環(huán)境監(jiān)測站實驗室產生污染的一些探討,想要將這些工作做好,各級環(huán)境監(jiān)測部門就需要重視污染物的處理,減少對于環(huán)境的污染。