第一篇:测控技术在环境监测方面的应用
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SnO2、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(WO3、V2O5、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
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第二篇:环境监测技术的应用现状及发展趋势
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 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 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。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 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]。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。3.1 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。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。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 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 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。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]。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。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。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。参考文献
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第三篇:大数据技术在环境监测中的应用分析
大数据技术在环境监测中的应用分析
一、环境监测在环境保护中起到的重要作用
(一)环境监测为环境保护工作指明方向
环境保护的任务非常繁重,因为它涉及的范围很广,如水污染、大气污染、土壤污染、噪声污染等。环保部门需要面对辖区内全面性的环境保护工作,点多面广,通常对环境污染的控制工作也只是提供一个临时性、应急性的解决方案,大多会经历“污染-治理-改善-再污染-再治理”的反复性阶段,才逐步改进辖区环境质量。所以,总是在严重污染的情况下开展的环境保护突击治理是非常不明智的、不合理的,也不是环境保护的治本之策,环保部门必须采用更科学的治理措施。在这个大背景下,环境监测将能够发挥重大作用,它可以提供辖区环境质量的现状数据,使环保部门做更少的工作,找到一个更科学、合理的环境污染控制的方向。环境监测系统将收集在全国各地,如大气、水、土壤和其他自然环境污染,收集后的数据进行统一分析。这个环境的污染,环保部门可以通过环境监测系统检查全国各地,有利于环境保护部门更直接地发现彼此之间是否存在相关性的环境污染,并为下一步环保工作指明了方向。
(二)环境监测为环保标准的制定提供依据
环保部门的工作也需要有相应的参照标准,确定是否在大气、土壤、水环境保护工作中有参考性和对比性,能了解当前的环境质量现状是否符合环境质量标准要求。如果发现污染的情况,还需要使用标准来衡量环境污染程度。因此,核定环境标准非常重要,环境监测系统的使用可以提供明确当前环境质量的环现状标。当环保部门开展环境监测工作,需要在自然环境中不同点位、不同时期采集各种数据,对这些数据进行比较分析,以了解不同的地方在同一时期、不同时期当地自然环境的污染或污染的情况。这些数据可以对中国的环境污染状况反应良好,环境标准的制定提供数据支持。
二、环境监测在环境保护中的应用
(一)对环境监测的技术进行创新
随着环境污染问题日益突出,中国的环境保护工作形势也越来越复杂,工作要求越来越高。为确保环境监测系统能在环境保护工作中发挥更大更积极的作用,必须尽快对传统的环境监测技术实施改革。例如,根据污染源的监测情况,环境监测技术部门应研究如何更有效地解决水污染问题,能更深入的分析固体废物污染、颗粒物污染、噪声污染、电磁污染等不同污染源,帮助环境保护部门从污染源方面解决污染问题。
(二)完善环境监测预警系统一个在造成中国环境污染的重要原因,是越来越多的不能检测的指标和治理环境问题的出现,与环境监测预警系统建设能力不足,难以及时发现环境污染问题。因此,我国亟待提高环境监测和预警系统,从人员和技术2个方面完善预警系统。一是要明确各岗位岗位人员的具体职责,运用严格的岗位考核机制,使全体员工能够严肃严谨地开展工作。二是要采取有效的环境监测手段,找出环境问题,制定科学的治理方案。三是要提高环境监测预警系统响应速度,做到来之能战、战之能胜。
(三)建立国家级的监测网络
环境污染治理是我国的一项重要任务,建立国家环境监测网可以使我国的环境监测工作更加全面。第一,国家监测网络可分析自然环境的各种元素,建立全方位无缝隙的监测网络,如空气,噪音,地下水,地表水,土壤等。第二,环境监测网络需要分为不同的层次,可参照网格化环境监管工作的模式,设立省、市、县、乡镇等。第三,监控数据要实现在线传输、排序、分析等功能。这对我国了解当前环境污染问题有很大帮助,也能更好地解决当地污染控制措施的现状。
(四)创建符合我国国情的环境监测技术管理体系
针对以上问题,中国的环境监测管理体系必须立足现实,从实际情况出发,在科学发展规律的基础上,保证技术的使用和配置的标准化。因此,除了加强环境监测技术管理工作,也必须对设备性能监测技术及时校对,确保每个设备是最好的工作状态,进而提高监测数据的准确性,避免数据错误,提高监测效果。同时,有必要对监测工作的技术实力进行分析,根据实际情况制定相应的方案,提高技术分析的准确性。此外,严格按照国家有关标准制定管理制度,同时注重监测结果也要充分考虑到国家的整体发展,这是确保科学成果的条件之一。
(五)加强对环境监测技术设备的高效管理
环境监测设备的重要性无需强调,只有更先进的设备,才能确保监测数据的准确性。工作人员必须有清醒的认识,坚持观点,明确设备管理的方向,提高人性化和科学的监测设备管理。同时,根据具体情况合理配置技术资源,实现优化配置,减少闲置,避免资源浪费。此外,最关键的是要加强设备采购管理,严格落实审计要求,配备专业的检测和维修人员,提高设备使用效果的使用性能,延长使用寿命的发展,以促进环境监测技术的工作。
(六)制定合理的人才培养计划
人才是根本,环境监测部门的领导层也要充分意识到这一点,认识到人才培养与环境监测之间的供给关系,增强人才的专业水平与实际工作能力,同时监测部门的负责人要结合本单位的具体工作情况,加强培训,注重教育,进而使得工作人员可以更快地进入到工作状态,提高工作效果,改善监测水平,改善环境质量。
第四篇:环境监测技术的应用现状及未来发展
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环境监测技术的应用现状及未来发展
环境监测技术的应用现状及未来发展
摘 要:本文首先介绍了环境监测的内涵、作用及其对象,在此基础上重点介绍了生物技术和3S技术等现代监测技术,并结合当前我国环境特点分析了未来环境监测技术的发展趋势。
最近今年,我国资源、环境危机进一步加剧,环境污染蔓延趋势加剧,持久性有机污染物(POPs)和新污染物质的危害逐渐凸显,我国的环境风险进一步加剧,在此背景下,加强环境监管和生态环境应急预警体系的建设正成为政府环保工作的重中之重[1]。众所周知,环境监测是环境管理的重要手段和环境决策的技术基础,因此,发展现代环境监测技术对我国环境保护和管理工作具有实际意义。本文结合我国环境监测现状,重点探讨了环境监测的内涵、应用和发展趋势。
一、环境监测的内涵
众所周知,环境监测是环境执法、环境质量现状和变化趋势评价的重要手段之一,其英文翻译为“monitor”,原指监视、监控之意,但随着我国环境污染的不断加剧,广义的环境监测包括对环境污染和环境质量等的监测。
1.环境监测的内涵
所谓环境监测,即通过对数据的研究和评估,探讨环境污染源及其变化趋势,描述环境受污染的程度,全面、准确、及时的反映环境现状及其发展趋势。
2.环境监测的作用
环境监测有助于环境污染的防治以及环境的改善,有助于协调环境和人类社会的关系,是环境执法的依据和重要手段,更是环境管理、规划与决策的重要科学依据。
3.环境监测的对象
按照介质不同,环境监测对象可大致分为水质污染监测、生物污染监测、大气污染监测、土壤及固体废弃物监测等几大类。
二、环境监测技术的应用现状
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我国环境监测技术虽起步较晚,但发展较快,总体呈现以下特点:①环境监测由单一分析发展到多种技术手段监测;②环境监测由断续性监测发展到全自动监测;③环境监测完成了方法、制度和体系的建设;④监测技术正朝着现代化,监测手段也朝着自动化和系统化的方向不断发展,目前,生物技术、3S技术和信息技术正成为我国环境监测的主流技术[2,3]。
生物技术主要分为生物大分子标记物检测技术和PCR技术。其中前者主要包括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芯片技术和酶分子标记物检测等。后者是在体外合成特异性DNA片段的方法,只要在试管内提供DNA体外复制所需的原料(DNA聚合酶、模板核酸、寡核苷酸引物、四种三磷酸脱氧核苷酸),其原理类似于生物体内DNA的复制。
3S技术主要应用于水资源调查评价和水环境监测。其中前者主要用于流域水文模拟、水资源评价和基于GIS的土地利用状况分析,后者以GIS为信息处理平台,可实现对水域分布变化、水体沼泽和水体富营养化等进行监测。此外,3S技术还可以在湿地资源动态变化监测中的进行应用,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,可获得湿地的动态变化情况。
信息技术主要分为无线传感器网络技术和PLC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Internet。传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块组成。而可编程逻辑控制器(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。对雨水的远程监测及控制对于农业生产及防洪抗旱有着积极的意义。
三、我国环境监测技术的发展趋势
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经过多年的发展,我国环境监测技术取得了长足的进步,为我国环境保护和管理工作做出了巨大的贡献。通过对我国环境监测发展历程及其规律的考察,笔者认为我国环境监测技术的未来发展总体呈现以下趋势。
1.监测技术
监测技术向国际化、现代化、多元化方向发展,将更多的先进技术,如气体采样吸附技术、微波技术等应用到环境监测当中。
2.监测仪器
重点向高自动化、小型化、高精密化的研制方向发展。
3.监测方法
向分析项目系统化方向发展。
4.监测精度
向痕量分析甚至超痕量分析方向发展。许多有毒有害物质,其浓度虽然很低,但对人体的危害极大。因此,要想控制这类污染物质,必须先发展痕量和超痕量分析技术,掌握其污染现状。
5.监测重点
①加强对三废为代表的重度工业污染源的监测;②监测分析项目以有机污染物质的监控为主;③建立健全环境监测预警应急监测系统。
6.监测介质
从监控介质上,将对水、悬浮物、沉积物、大气、生物界面整个体系的有毒有害的“三致”物质作全面监控。基于多种有毒污染物如多环芳烃类、多氯联苯类、某些重金属等在环境介质中能积累、迁移、转化的事实,要保障环境安全,不能局限在只对水质加以监测、保护,还要考虑与水体相关的环境介质(水/悬浮物/沉积物/大气/生物界面)的综合作用。
四、结语
环境监测作为环境保护和管理工作的前提和重要基础,其对政府的环境管理决策起着举足轻重的作用。各级政府应当高度重视我国的环境监测工作,加大投入,以科学化、系统化、规范化和法制化为根本目标,大力发展现代监测技术,更新现代监测设备,并努力提高监
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测人员的基本素质,从而构建出独具中国特色的环境监测管理技术体系。
参考文献
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第五篇:测控技术求职信
测控技术求职信
测控技术求职信1
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20xx年xx月xx日
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我于XX年11月初面对钢铁企业钢渣显热的巨大浪费以及造成的严重环境污染产生了钢渣显热回收利用发电的想法,并向电厂工作的亲戚发出技术咨询得到认可,并设想出了研发出这套设备卖向世界的远大计划。由于所在公司机制影响不能上报公司。
XX年11月26日在《中国冶金报》上看到莱钢与青岛工业大学合作开始“钢渣显热回收利用发电设备”的研究,深以为憾!
站在今天的角度上,我依然敢预测如果莱钢要在以前水冷钢渣蒸汽利用方面有所突破(节约用水),就应该用干熄焦的原理来进行钢渣热吸收。
虽然我大学所学为测控专业,但在走入钢厂后在不到半年时间里拥有了这样的思想,我认为已经可以充分的体现我的学习能力和我在科研技术以及市场意识方面的敏锐触觉。
而对于我在XX年十一期间想到的“汽车车前防撞系统”,虽然当时已有一家北京私营公司做出了这样的系统并在做私家车改造,可惜他们不知道这套系统如
果出现在一个有远见的人手里会有多大的市场。我甚至可以说这套系统应该列入世界所有国家的“交通法规”要求上路的所有汽车必须装上这套系统,您也许认
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测控技术求职信6
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在校期间,我系统学习了本专业的理论与实践知识,通过对这些理论知识的学习,我对仪器仪表领域的知识有一定程度的理解和掌握。在与课程同步进行的各种相关实践和实习中,我具备了一定的'实际操作能力和技术。
在计算机方面,学习并掌握了如办公自动化、Protel、AutoCAD等应用软件以及C程序语言。在英语方面,学习了大学英语并通过了国家英语四级考试,具有一定的听、说、读、写及对技术资料的翻译能力。
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测控技术求职信7
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XXX年XX月XX日
测控技术求职信8
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测控技术求职信9
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我是xxx理工大学测控技术及通信工程学院的一名毕业生,自从今日大学之后,高考后的轻松、获知被录取的喜悦随风而逝,因为我的从新开始,继续努力奋斗,迎接新的挑战。时光飞梭,我讲到这童年的梦想、青年的理想离开学校,走上工作岗位。大学四年是我思想、知识结构及心理、生长成熟的四年。惠于理工大学的浓厚学习、创新氛围,熔融其中四年使我成为一名复合型人才。
在校期间,我勤奋学习专业知识,努力把理论知识运用到实践中去,曾参加全国大学生电子设计竞赛,并取得佳绩。通过四年的积累,拥有了作为一名跨世纪大学生应该掌握的理论基础知识和专业知识。此外我很喜欢电脑,不仅熟练掌握基本应用软件的使用,而且顺利通过国家社会和劳动保障部高新技术信息职业资格中级考试和微软ATC认证考试。在英语方面,通过国家英语四级,并且参加英语口语培训。
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测控技术求职信10
尊敬的领导:
您好!
我是哈尔滨理工大学测控技术及通信工程学院****届毕业生,衷心的感谢您在百忙之中翻阅我的这封求职信,并祝愿贵单位事业欣欣向荣,蒸蒸日上!
自从进入大学之后,高考后的轻松、获知被录取的喜悦随风而逝,因为我的从新开始,继续努力奋斗,迎接新的挑战。时光飞梭,我讲到这童年的梦想、青年的理想离开学校,走上工作岗位。大学四年是我思想、知识结构及心理、生长成熟的.四年。惠于理工大学的浓厚学习、创新氛围,熔融其中四年使我成为一名复合型人才。
在校期间,我勤奋学习专业知识,努力把理论知识运用到实践中去,曾参加全国大学生电子设计竞赛,并取得佳绩。心得体会此外我很喜欢电脑,不仅熟练掌握基本应用软件的使用,而且顺利通过国家社会和劳动保障部高新技术信息职业资格中级考试和微软ATC认证考试。在英语方面,通过国家英语四级,并且参加英语口语培训。此外,我积极投身学生会和广播站等学生组织为同学服务,表现出色,贡献卓越,曾先后荣获校级“优秀三好学生兼优秀团员”、“优秀学生干部”、“校广播站系统”杰出工作者“等称号。
努力学习,不断上进是我心中的烙印,我相信通过我的努力一定会为贵单位做出贡献!请您给我一次机会!谢谢!
期盼能得到您的佳音!
此致
敬礼!
测控技术求职信11
尊敬的公司领导:
您好!
我是xx交通大学城市学院测控技术与仪器xx届的一名应届本科毕业生,我很荣幸有机会向您呈上我的个人资料!
在校期间,我系统学习了本专业的理论与实践知识,通过对这些理论知识的学习,我对仪器仪表领域的知识有一定程度的理解和掌握。在与课程同步进行的'各种相关实践和实习中,我具备了一定的实际操作能力和技术。
在计算机方面,学习并掌握了如办公自动化、protel、autocad等应用软件以及c程序语言。在英语方面,学习了大学英语并通过了国家英语四级考试,具有一定的听、说、读、写及对技术资料的翻译能力。
学好文化课程的同时,我很注重理论与实践相结合。课余时间,我参加了书画学会社团,学习书法艺术欣赏;曾在超市、商场等做过理货、促销工作,并得到了好评。此外,我还担任过系学生会文艺部部长,组织策划过各项活动如圣诞舞会等活动。我非常注重社会实践与实习,希望自己各方面的能力都得到锻炼与提高。多年的实践经验把我锻炼成为一个自信、开朗、乐观、向上的人,个人的组织协调能力、社会交际能力和与人密切合作能力都得到了提高。
我不满足于现有的知识水平,希望加入你们的行列,在实践中得到进一步的锻炼和提高。我相信以我平时养成的勤奋、踏实的工作作风和团结协作的优秀品质,能为公司的发展贡献自己的力量。希望贵公司能给我一个发展的平台,我将全力以赴,为实现自己的价值而努力奋斗。
热切期待您的回音!祝公司事业蒸蒸日上!
此致
敬礼!
求职者:
日期:
测控技术求职信12
尊敬的领导:
您好!
我的名字叫xx,在大学期间,我学习刻苦努力,成绩优异,多次获奖学金,基础扎实,实践能力强,学校安排的实习、课程设计均获得优异成绩。此外,我还擅长计算机和英语,已通过了计算机国家三级A考核和英语国家四级。
同时,我对计算机进行了较为系统的学习,必修课包括:计算机文化基础,计算机软件基础,计算机硬件基础,计算机接口技术,计算机控制技术,并自学了C语言、VB、OFFICE和宏汇编。学习理论知识之余,我也注重实践能力的培养。参加了校xx协会。在实验室帮助老师准备各种实验。经常参与实验室仪器的维护,对实验室的仪器比较熟悉,动手能力和实验能力都比较强,能开发单片机系统,熟悉DSP硬件,软件应用。
为培养自己各方面的'能力,我先后担任过寝室长,学生会干部,测控技术专业班班长。我还积极参与策划社团活动,广泛建立人际关系,组织策划过一系列活动,深得老师同学好评。在任班长期间,在我和全班同学的共同努力下,我班先后获校文明班级、市文明班级称号,我本人也被评为校优秀大学生。具备了较强的组织能力和把理论运用与实际的能力。
踏实守信、真诚待人、处事热情、积极进取是我的座右铭,诚冀贵公司给我一个施展才华的机会,成为贵公司风雨同舟的一员,我必能为贵公司的发展助上一臂之力!
此致
敬礼!
求职人:
20xx年xx月xx日