１我国环境监测现状与问题
１．１我国环境监测现状
我国的环境监测工作起步于２０世纪５０年代初期。至１９８０年改革开放时，全国建成了３００多个三级环境监测站，初步形成了系统的环境监测网络。经过３０多年的快速发展，目前我国已建成国家、省、市、县四级监测网络，拥有２３００多个环境监测站［１］，在防污减排、生态环境质量的监测、监测站标准化建设等方面，取得了重要的发展，显著地提高了我国环境管理水平。环境监测方法也从早期基于分析化学方法的污染源监测阶段步入多源环境监测阶段。近年来，随着科学技术的发展，环境监测手段也有了新的发展。目前环境监测手段，正由经典化学分析向高精密仪器分析方向发展，并由微量分析（０．０１％～１％）发展到痕量（＜０．０１％）［２］；由传统的人工采样、实验室分析，向智能化、自动化、网络化的监测分析方向发展，并积极引入了先进的遥感、电子、光学等高新技术。监测范围也从狭义的环境质量监测，向包括职业健康等各领域监测方向发展，以科学地跟踪对人类和环境有影响的各种物质的含量，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、环境规划等提供科学依据，切实地改善和提高人类的生存环境。
１．２存在的问题及研究意义
环境监测是掌握环境质量状况和发展趋势的重要手段，是科学管理环境和环境执法监督的基础。根据监测数据，可以描述和表征环境质量的现状和变化规律，并预测环境质量的发展趋势；可以搞清污染物种类和分布状况，明确污染物的污染途径，预测 污染的发展趋势，分析可能出现的主要环境问题，为环境管理提供经过综合分析评价的环境数据和信息；同时各类环境监测数据也是制定环境政策、法律、环境管理规定和环境标准的科学依据。然而，随着国家对环境质量的要求提高，我国环境部门多年沿用的经验布点、表格评价法已不能满足发展的需要。简单的测点设计与评价方法，样品采集工作量大，数据难以较科学、全面地反映污染状况，评价分析结果不能有效地揭示企业生产对环境影响的变化规律和潜在的环境重大危险污染源。改进监测与评价方法成为当前环境质量评价的迫切需要［３］。合理地采集数据是环境质量监测评价的基础，而科学地设计采点是其核心关键。环境监测内容多、范围广，全面监测的数据庞大，而凭经验设计，或会顾此失彼，而一旦忽略一些重点的测点，则不能全面、准确地反映环境质量状况，更不宜于客观的评价。应用数理统计的抽样调查方法，通过科学地设计分析监测样本，从总体中按抽样调查方法，合理选取部分测点为样本，并根据监测结果科学地分析和评价总体，既可有效地减少监测工作量，又可科学地提高监测评价质量［４］。传统评价方法只对是否符合标准进行评价，未对潜在危险源进行分析和评价，很容易忽视潜在的重大危险源，诱发较大的环境质量问题。因此在环境评价时，不仅应按国家标准作常规检查，同时，应深入分析重要危险源的发展规律，及其危险性，这样才便于针对性地管理，有效减少环境质量事故。因此，加强环境监测测点设计和评价方法的改进，有积极重要的意义。
２基于抽样法的监测设计
环境质量监测主要包括水环境监测、大气环境监测与土壤环境监测３部分，其中又包括常规项目、特定项目和选测项目３个方面的内容。对高危企业，由于危害元素多、范围广，选测项目需要布设的测点数量庞大，有时会远远超过前２个子项的测点数，因此需要科学地设计。通常大型高危企业需要布设上万个测点，才能满足要求，才能全面反映企业的环境质量状况。显然，按目前的监测手段是难以完成的。本文按数理统计抽样调查方法，科学地选择样本，设计监测数据采样点，不仅可大大减少测点，提高测试效率，并可实现科学采集与科学评价的目的。根据抽样调查方法原理，常规项目测点采用系统抽样法设计，将监测总体各功能区按一定标志或次序排列成规律图形，然后按一定的距离间隔设计监测点。选测项目涉及内容较多，应在查阅以往环境质量评价、研究企业生产危险特征的基础上，科学合理地选定待测项目。对分布有规律的，采用系统抽样法设计，其余则采用分层抽样法设计。特定项目主要是针对已确定的污染源核定复查，可采用整群抽样和分层抽样结构的方法设计。
２．１水环境监测抽样设计
（１）监测对象。水环境调查区域范围为８８ｋｍ２，按水库、河流、灌渠、水塘等地表水形态与地理位置不同，分为５个功能区。常规监测项目为ｐＨ、ＣＯＤ，重点监测项目为Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ和Ｃｒ重金属。本次设计未考虑特定项目和选测项目。（２）监测抽样设计。对灌渠、水塘、河流功能区，主要采用平面系统抽样设计，设置２～３个分层抽样。按水源与污染源的方向，采用黄金分割率（０．６２／０．５０／０．３８／０．１９）的方法设计测点间距。对水库采用立体系统抽样与分层抽样结合的方法设计，并按污染源分布方向，采用黄金分割率方法设计测点间距。
２．２大气环境监测抽样设计
（１）监测对象。大气环境调查平面范围为８８ｋｍ２，最大监测空间高度为６ｍ。常规监测基本项目为总悬浮颗粒物（ＴＳＰ）、颗粒物（ＰＭ１０），重点监测项目为Ｃｄ、Ｐｂ重金属。（２）监测抽样设计。不再细分功能区，而是以污染源（矿山）为中心，以雷达辐射方式，按系统抽样方法与黄金分割率设计测点。设计３条监测辐射线，辐射线夹角为６０°，每条辐射线长５～１０ｋｍ。按黄金分割率由近至远布设测点。每条辐射线布置８个测点。在靠近污染源处，在监测空高６ｍ的高度上增设４个测点。共布设２８个大气监测点。考虑风流对大气质量的影响，处于污染源风流上方，基本测距增加一倍，测点减少一个；风流下方，基本测距离不变，测点增加一个。其它两个方向测点数不变，基本测距按插值法调整。
２．３土壤环境监测抽样设计
（１）监测对象。土壤环境调查区域范围为３１６８３亩，按耕地、林地、山地不同，分为３个功能区。其中，耕地为重点监测区。常规监测的基本项目为ｐＨ、ＣＥＣ，重点监测项目为Ｐｂ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｈｇ和Ａｓ重金属。（２）监测抽样设计。耕地测点网格为３００ｍ×３００ｍ，采用等距网络系统抽样法设计测点。共设计２８２个测点。林地、山地按污染源方向，采用矩形黄金分割率和系统抽样法设计测点。林地基本测距５００ｍ，共设计１１２个测点，山地基本测距８００ｍ，共设计８２个测点。
３环境质量评价
３．１水环境质量评价
（１）评价方法。水环境质量评价采用单因子指数法评价法，其公式如下：Ｐｉ＝Ｃｉ／Ｓｉ式中：Ｐｉ———第ｉ种污染物的污染指数；Ｃｉ———第ｉ种污染物监测值，ｍｇ／Ｌ；Ｓｉ———环境标准值，ｍｇ／Ｌ。（２）水环境质量评价。５个调查区域的地表水按不同特征分河水、水库水和农田灌溉水。
３．２大气环境监测结果与评价
大气常规项目中的重点与基本监测项目监测。３．３土壤环境质量评价（１）评价方法。耕地、林地和山地的土壤环境质量均采用单因子指数法，按国家《食用农产品产地环境质量评价标准》（ＨＪ／Ｔ３３２－２００６）的二级标准评价。（２）土壤监测数据分析。评价区土壤环境质量监测数据及其污染指数。
４环境质量评价与重大隐患源分析
４．１环境质量评价
（１）水环境质量评价。从表２、表３和表４可看出，调查区地表水质量基本符合《地表水环境质量标准》（ＧＢ３８３８—２００２）规定的Ⅲ类标准要求。水中的重金属含量呈现越靠近污染源（矿山）越高的趋势，其中，在靠近污染源的检测点，水中锌的含量较其它测点高７倍，尽管仍在允许范围中，但仍需加强观察。（２）大气环境质量评价。从表５可看出，调查区内，大气质量基本符合项目《环境空气质量标准》（ＧＢ３０９５－２０１２）二类标准要求，但镉含量严重超标，超过倍数高达１．８倍，需要加强污染源粉尘治理。（３）土壤环境质量评价。从表６可看出，调查区内土壤受到重金属严重污染，其中Ｃｄ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｈｇ金属污染指数分别高达３．４３，２．５２，１．５９，１．３０。土壤环境质量存在严重的问题，必须严格防范控制。
４．２重大危险源与健康风险分析
（１）重大危险源分析。通过上述评价分析，调查区内影响环境质量的危险源见表７。危险级别按危险指数，结合寿命损失率确定［５］。从表７中可看出，Ｃｄ为重大危险源，必须按国家有关重大危险源的规定进行管理。
４．３防治措施与建议
调查区受矿山重金属污染严重，尤其是镉、铅等重金属在大气与土壤中严重超标，对环境质量造成了严重影响，尽管尚未构成健康威胁，但为防范进一步的恶化，必须及时治理。重金属污染防治是一个系统的工程，需要从多方面进行治理，相关防治措施与建议如下：（１）制定综合治理方案，组织各方面的力量进行综合整治，采取强有力的措施，改善区域生态环境质量；（２）强化环境监管，进一步削减矿山污染物排放。督促矿山严格执行环境保护法律法规，确保污染治理设施和在线监控设备稳定运行，实现污染物合理达标排放，采取有效隔离措施防止污染物通过各种途径进入周边环境和地下水；（３）调查区重度污染耕地不再作为基本农田，调作它用，对轻度、中度污染的耕地，实施污染治理修复。
５结论
科学地设计环境质量监测点设计，对全面系统地反映环境质量现状与污染分布规律，准确判断污染源重大隐患、污染趋势，合理地评价环境质量，有重要的意义。本文结合某大型矿山环境监测项目，采用黄金分割、属性抽样方法，有效减少测点数（测点数减少３２％），系统客观地反映了污染源的分布规律、环境质量现状。同时，通过对矿山危险污染源与健康危害分析，揭示了影响环境质量的主要及重要污染源，及其危害程度，为矿山环境治理提供了科学依据，以便矿山针对性地进行管理，切实改善和提高环境质量。大型环境监测项目涉及众多的监测子项、监测对象与监测内容。分析评价表明，本文引入的科学监测评价方法对客观地反映环境质量现状、提高数据采集效率有积极明显的作用，可供类似监测项目参考。
作者：杨立辉 于群 柯钊跃 单位：广东省环境监测中心
