環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)化分析

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摘要：利用大數(shù)據(jù)開展環(huán)境監(jiān)測工作，可以有效提升對數(shù)據(jù)的利用效率，深挖數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的潛在價值。本文從環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)化的意義入手，結(jié)合工作實(shí)踐中的要點(diǎn)與問題，深入探討了如何利用大數(shù)據(jù)工具提升環(huán)境監(jiān)測工作的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)；大數(shù)據(jù)

環(huán)境監(jiān)測是探明當(dāng)前環(huán)境具體狀況，推動環(huán)境保護(hù)工作與環(huán)境管理工作的重要環(huán)境治理手段之一。因此，要推進(jìn)環(huán)境治理工作，就必須提高環(huán)境監(jiān)測工作的水平。隨著互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的飛速發(fā)展，環(huán)境監(jiān)測工作有了值得探索的新道路，即環(huán)境檢測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)化。

1何謂大數(shù)據(jù)技術(shù)

大數(shù)據(jù)是著名商業(yè)咨詢公司麥肯錫最先總結(jié)、提出的一個概念。大數(shù)據(jù)指的是指傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用軟件不足以處理的大或復(fù)雜的數(shù)據(jù)集，這些數(shù)據(jù)很難用通用數(shù)據(jù)管理和處理軟件來處理。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以操縱和管理以TB、PB、EB為單位的巨型數(shù)據(jù)集。大數(shù)據(jù)技術(shù)包括信息收集、選擇、存儲、搜索、共享、傳輸、分析和可視化。如今，大數(shù)據(jù)技術(shù)在各行各業(yè)中都有著廣泛應(yīng)用，通過對數(shù)據(jù)的科學(xué)計(jì)算和分析可以做到業(yè)務(wù)可預(yù)測、疾病可預(yù)防、犯罪可預(yù)防[1]。大數(shù)據(jù)早在多年前就已經(jīng)是數(shù)據(jù)工作中的一個重要名詞。在2010年，隨著世界互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，到今天大量的企業(yè)、政府部門都有合作或自建的分布式數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)倉庫和云存儲中心，給人們的工作帶來了巨大的利好。

2環(huán)境監(jiān)測工作的重要性

2.1環(huán)境監(jiān)測是執(zhí)法監(jiān)督的前提

環(huán)境監(jiān)測工作可以保障相關(guān)管理單位通過各種技術(shù)手段，及時了解、科學(xué)分析環(huán)境客觀狀況、為環(huán)境治理部門的下一步工作提供詳實(shí)、有力的數(shù)據(jù)支持。在具體工作中，只需將環(huán)境監(jiān)測采集而來的數(shù)據(jù)，與相關(guān)管理規(guī)定、國家法律規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平予以對比，就可以直截了當(dāng)?shù)卦u判當(dāng)?shù)氐目諝?、河流、湖泊、土壤等環(huán)境的污染情況，核對污染物的含量是否超標(biāo)，并對相關(guān)主體單位予以警告、處罰，為當(dāng)?shù)厝嗣袢罕姷纳a(chǎn)生活提供科學(xué)化的建議和指導(dǎo)。

2.2環(huán)境監(jiān)測是為社會服務(wù)的途徑

按照國家制定的各種監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，采用儀器設(shè)備對區(qū)域內(nèi)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行長期性監(jiān)測，得到科學(xué)系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)反饋，并據(jù)此推動環(huán)境污染防治工作的開展，這是一項(xiàng)對環(huán)境污染問題嚴(yán)重地區(qū)的服務(wù)工作。例如，對于目前的熱點(diǎn)環(huán)境問題——霧霾，它主要是由空氣中顆粒物、硫酸、硝酸等粒子組成。開展大氣污染環(huán)境監(jiān)測工作，就可以有效的為人民群眾提供形成霧霾的相關(guān)污染因子監(jiān)測數(shù)據(jù)。從而為人民群眾的生活、工作、學(xué)習(xí)等外出活動提供指導(dǎo)，為他們外出時選擇是否佩戴口罩、采取何種防護(hù)措施提供建議。

2.3環(huán)境監(jiān)測是科學(xué)管理的基礎(chǔ)

通過環(huán)境監(jiān)測工作，可以有效地將經(jīng)濟(jì)與自然和諧發(fā)展共生以及可持續(xù)發(fā)展等理念踐行到工作當(dāng)中去。通過制定更為科學(xué)健全的環(huán)境監(jiān)測管理機(jī)制，充分治理水污染、大氣污染等問題，為相關(guān)治理管理工作提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)保障，確保相關(guān)工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。此外，通過科學(xué)化的環(huán)境監(jiān)測工作，還可以有效地抓住空氣污染治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，有針對性地對不同地區(qū)采取不同的管理手段，從而全面、科學(xué)地完成環(huán)境治理工作的部署和管控。

3實(shí)驗(yàn)室工作的質(zhì)量控制關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

3.1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)樣品

要開展實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)與測量，必然就要有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值、標(biāo)準(zhǔn)尺度。因此就要構(gòu)建一套標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)樣品，以用于儀器的校準(zhǔn)、樣本的對比。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與標(biāo)準(zhǔn)樣品是保障實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的重要的工具、重要物料。有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是經(jīng)過多個實(shí)驗(yàn)室使用國際認(rèn)同的測量方法測量而得的具有穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的樣本，其測量的過程、經(jīng)辦人員均可追溯、可巡查，因此其有著較強(qiáng)的公信力，為實(shí)驗(yàn)室廣泛使用。

3.2平行樣品分析實(shí)驗(yàn)

在采集平行樣品時，可選取現(xiàn)場平行樣品和實(shí)驗(yàn)室平行樣品兩種方法。對水體、氣體等分子運(yùn)動較快，內(nèi)部物質(zhì)較為均勻的實(shí)驗(yàn)對象，就可以在現(xiàn)場進(jìn)行多次采樣、制備平行樣品。而對于固體等分子運(yùn)動較慢、內(nèi)部物質(zhì)分布可能不均勻的實(shí)驗(yàn)對象，就應(yīng)當(dāng)在采集足夠量的樣本后，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室制備實(shí)驗(yàn)室平行樣品，盡量減少不同樣品之間固有的物質(zhì)含量差異，避免因樣品本身的含量不同導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)生偏差。

4大數(shù)據(jù)系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)化

4.1構(gòu)建大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，提升環(huán)境檢測數(shù)據(jù)的管理質(zhì)量

大數(shù)據(jù)系統(tǒng)是高度借助信息化與網(wǎng)絡(luò)化開展的數(shù)據(jù)儲存與管理系統(tǒng)，其不僅具有更高的效率和更強(qiáng)的安全性，與傳統(tǒng)的信息記錄與反饋系統(tǒng)相比較還具有更低的數(shù)據(jù)儲存于處理成本。大數(shù)據(jù)作為一種自動的、高效的，可以將傳統(tǒng)模式下無法予以管理計(jì)算的數(shù)據(jù)借助互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代計(jì)算服務(wù)器進(jìn)行處理的新型技術(shù)。這種新型技術(shù)，比起不能進(jìn)行二次編輯與自動化處理的紙質(zhì)數(shù)據(jù)，可以更為及時、更加高效地處理所采集到的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)處理的跨代升級。

4.2推進(jìn)檢測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)化，推動環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)系統(tǒng)構(gòu)建

只有全面、系統(tǒng)的構(gòu)建了大數(shù)據(jù)化的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，將其錄入到大數(shù)據(jù)系統(tǒng)當(dāng)中，才能有效地構(gòu)建整體環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)與分析模型的變量框架，并在后續(xù)的大數(shù)據(jù)處理與分析工作中作為重要的參考數(shù)值，為環(huán)境質(zhì)量的判定、治理方案的制定工作提供可靠的依據(jù)。首先要明確環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)的種類，依照國家相關(guān)法律法規(guī)及政策對環(huán)境質(zhì)量作出的明確規(guī)定，結(jié)合環(huán)境管理的具體需要、當(dāng)?shù)氐木唧w環(huán)境情況，依照環(huán)境監(jiān)測的科目類型進(jìn)行調(diào)整、精簡、擴(kuò)充，保障環(huán)境監(jiān)測科目的科學(xué)性與系統(tǒng)性；其次，要依據(jù)相關(guān)規(guī)定與法律的要求，確定各類環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的閾值或臨界值，依照相關(guān)要求劃分檔次，并將其錄入大數(shù)據(jù)系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)置為符合實(shí)際應(yīng)用需要的參考變量。

5構(gòu)建大數(shù)據(jù)化的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)體系

5.1科學(xué)分類環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)，是由國家相關(guān)行政部門或立法部門規(guī)定，對自然環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)，尤其是空氣、水文、土壤等方面的評價標(biāo)準(zhǔn)；又或者是針對工業(yè)部門在生產(chǎn)時造成的固體、液體、氣體廢料的強(qiáng)制性排放規(guī)定。環(huán)境評價標(biāo)準(zhǔn)是中華人民共和國境內(nèi)統(tǒng)一的，對整體環(huán)境進(jìn)行評定、對污染行為進(jìn)行定性的唯一依據(jù)，是較為穩(wěn)定、不經(jīng)常修改、強(qiáng)制力最大的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)類型。環(huán)境監(jiān)測工作方法，是由國家部門、科研院所或其他有資質(zhì)開展環(huán)境檢測的主體、專家學(xué)者，在具體的環(huán)境監(jiān)測工作實(shí)踐中總結(jié)歸納，并在學(xué)術(shù)界、業(yè)界中達(dá)成共識，為全體環(huán)境監(jiān)測工作人員所共同遵守的一系列工作或?qū)嶒?yàn)方法。環(huán)境監(jiān)測工作方法是針對具體監(jiān)測項(xiàng)目、分支工作開展的全流程的、精細(xì)化、具體性的規(guī)定，例如，儀器的操作方法、試劑的化學(xué)成分與制配方法、處理與分析工作的具體流程、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理流程等。因此，環(huán)境監(jiān)測工作方法具有一定的靈活性，其可能會隨著時代的發(fā)展，在相關(guān)理論的進(jìn)步、儀器的更新?lián)Q代、學(xué)術(shù)專利的發(fā)明創(chuàng)造而有所調(diào)整、優(yōu)化，也可能被更新、更好的方法所取代。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則是專指對于環(huán)境監(jiān)測中的具體化學(xué)檢測方法和儀器設(shè)備使用方法的規(guī)定。在推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)工作時，首先就是要依照不同的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)其自身的分類，對各類法律規(guī)定、科學(xué)方法、操作規(guī)范、數(shù)據(jù)表格模板等等涉及環(huán)境監(jiān)測工作標(biāo)準(zhǔn)的文件予以數(shù)字化的記錄和存檔，并應(yīng)用到整體環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)系統(tǒng)框架的構(gòu)建當(dāng)中去，按照數(shù)據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)架構(gòu)予以錄入。

5.2科學(xué)構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測評價體系

在大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中監(jiān)測評價是整體大數(shù)據(jù)報(bào)告的核心，因此在推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)化工作時，必須科學(xué)構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測評價體系，確保評價類目的全面性、評價分級的系統(tǒng)性、評價數(shù)值的科學(xué)性，保障導(dǎo)出評價結(jié)果的可靠性。要構(gòu)建評價物類別體系，對空氣環(huán)境、水文環(huán)境、土壤環(huán)境等各不相同的環(huán)境與評價對象進(jìn)行系統(tǒng)地細(xì)化分類，從而便于對整體大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的分類管理以及資料的調(diào)用。其次，要細(xì)化對評價方法、方法流程的分類與記錄，在這一大類目中要記錄檢測工作中所使用到的采樣容器，相關(guān)評價標(biāo)準(zhǔn)是配的具體被評價對象類別；還應(yīng)當(dāng)錄入各類分析方法與評價標(biāo)準(zhǔn)的資質(zhì)認(rèn)定有效期，對于即將到期或已經(jīng)到期的分析方法，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行延期申請或啟動淘汰舊技術(shù)的更新迭代流程。最后，評價數(shù)據(jù)框架中還應(yīng)當(dāng)包括對于相關(guān)檢測人員、檢測日期、存檔樣品編號的記錄，確保事后的復(fù)核與追溯可以精確到人、精確到樣。

5.3精細(xì)劃分環(huán)境監(jiān)測因子

環(huán)境監(jiān)測因子是開展大數(shù)據(jù)分析工作的唯一基礎(chǔ)，只有具有齊全的因子，才能將其帶入公式進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。因此必須構(gòu)建精細(xì)化的環(huán)境監(jiān)測因子體系，避免檢測因子錯誤導(dǎo)致的系統(tǒng)計(jì)算出錯。例如，在水中的甲苯、大氣中的甲苯、土壤樣品中的甲苯，其因子名雖然都是甲苯含量，但是其卻有各不相同的檢測標(biāo)準(zhǔn)、檢測方法。因此必須細(xì)化因子的具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、應(yīng)用范圍、計(jì)量單位、直接與間接排放量，并標(biāo)注其所使用的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。

6全方位構(gòu)建應(yīng)用大數(shù)據(jù)的環(huán)境監(jiān)測工作體系

6.1建立規(guī)范化的大數(shù)據(jù)錄入管理體系

要推動規(guī)范化的大數(shù)據(jù)錄入管理體系的構(gòu)建，明確相關(guān)工作的操作流程與開展中的注意事項(xiàng)，避免環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)錄入不規(guī)范、錄入不完整等問題，并建立高效易用的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)，在保障相關(guān)工作人員能夠高效、快速，省時、省力地將監(jiān)測數(shù)據(jù)錄入的同時，杜絕事后補(bǔ)錄、篡改等影響數(shù)據(jù)精確性與可靠性的問題的發(fā)生，從而全面提升大數(shù)據(jù)系統(tǒng)錄入的規(guī)范性，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。建立科學(xué)、縝密的大數(shù)據(jù)記錄、處理、管理系統(tǒng)，促進(jìn)資料的流轉(zhuǎn)、匯總與查閱，提升工作效率。保障后續(xù)大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)的順利開展。

6.2建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、高效的原始數(shù)據(jù)收集終端

可以借助如今已經(jīng)較為成熟的物聯(lián)網(wǎng)與人工智能數(shù)據(jù)信息技術(shù)，在環(huán)境監(jiān)測設(shè)備終端中部署物聯(lián)網(wǎng)組件，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時網(wǎng)絡(luò)記錄回傳，避免人工2次記錄與傳輸導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯誤，構(gòu)建前端采集與后端實(shí)時數(shù)據(jù)處理一體化的工作流程方式，全面提升數(shù)據(jù)記錄、處理、公眾信息的效率[3]。

6.3打造科學(xué)的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

囿于相關(guān)單位自身財(cái)力、物力以及人員工作能力的限制，在進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)建時，應(yīng)當(dāng)使用自建服務(wù)器與外包服務(wù)器相結(jié)合的方式開展大數(shù)據(jù)的處理工作，對接政府合作的大數(shù)據(jù)處理服務(wù)提供商，在專業(yè)人士與專業(yè)服務(wù)器的協(xié)助下提升數(shù)據(jù)處理的效率并降低數(shù)據(jù)處理的成本。對于某些有必要采取保護(hù)措施的敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行自建庫儲存，而其他數(shù)據(jù)則可以在脫敏后托管云服務(wù)商處理。通過建設(shè)自建化與商業(yè)化并存的大數(shù)據(jù)處理服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理成本與質(zhì)量的統(tǒng)一。

6.4深挖大數(shù)據(jù)內(nèi)在價值，進(jìn)一步提升環(huán)境監(jiān)測智能化水平

有必要進(jìn)一步深化環(huán)境監(jiān)測大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用與建設(shè)，提升數(shù)據(jù)處理的智能化水平，通過使用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件，對環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化以及初次處理，通過原始數(shù)據(jù)對當(dāng)?shù)氐木唧w自然環(huán)境狀況與工業(yè)生產(chǎn)情況進(jìn)行宏觀把握，構(gòu)建橫向與縱向?qū)Ρ饶Ｐ?，提升?shù)據(jù)的指導(dǎo)意義與有用性，為整體環(huán)境治理工作提供針對性的指導(dǎo)和建議。此外，還可以通過智能算法，構(gòu)建智能化的環(huán)境危機(jī)預(yù)警系統(tǒng)，通過對客觀數(shù)據(jù)7×24小時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境中存在的異常問題，并及時進(jìn)行巡視，對偷排、偷放等違法問題及時予以打擊和治理。

7結(jié)論

環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境治理工作，是當(dāng)前我國環(huán)境戰(zhàn)略中不可缺失的一環(huán)。將大數(shù)據(jù)與環(huán)境監(jiān)測工作相結(jié)合，通過科學(xué)的環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)分類、構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測評價體系、劃分環(huán)境監(jiān)測因子等方法推進(jìn)環(huán)境監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)化工作，并最終實(shí)現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的架構(gòu)，為環(huán)境治理工作提供堅(jiān)實(shí)的科技后盾。

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作者：麻博 單位：甘肅省慶陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心