环保大数据在环境污染防治管理中的应用

2023-11-08曹雯婷

皮革制作与环保科技 2023年17期

曹雯婷

（阿坝州九寨沟生态环境局，四川阿坝藏族羌族自治州 623400）

引言

在当前的时代背景下，传统的监测和管理手段已经无法满足环境污染防治需求。环保大数据的应用逐渐成为环境污染防治管理的重要工具，可以帮助监测环境污染的来源、分布和影响，提供准确、实时的数据支持，为决策者提供科学依据和参考。同时，通过对大数据的分析和挖掘，可以揭示出环境污染的规律和趋势，为制定针对性的治理方案提供指导，为可持续发展目标的实现提供有力支持。

1 环保大数据在环境污染防治管理中的作用

1.1 提高环境污染监测效率

环保大数据可以通过传感器技术、物联网等手段实时采集环境参数数据，并将其传输到云平台进行处理和分析，这种实时性和自动化的监测方式大大提高了监测效率。一方面，环保大数据通过传感器网络收集的数据可以覆盖更广泛的区域和更多的监测点，实现对环境污染状况的全面监测。例如，在城市空气质量监测方面，传统的监测站点有限，无法全面了解整个城市的污染状况。而通过安装传感器设备并利用环保大数据技术，可以实现对各个区域、街道甚至室内环境的实时监测，提供更全面的数据支持。另一方面，环保大数据的实时性使得环境污染问题能够及早发现和应对。传统的监测方法需要等待实验室分析结果，时间上存在延迟。而环保大数据可以实时采集并处理传感器数据，通过数据分析算法进行污染事件的快速检测和异常预警。一旦出现异常情况，相关部门可以及时采取措施，迅速响应和处理，从而有效避免进一步的环境污染[1]。

1.2 优化资源配置和治理效果

环境污染治理需要投入大量的人力、物力和财力资源，而这些资源的有限性使得资源的合理配置和利用尤为重要。通过环保大数据技术的应用，可以实现对资源的全面了解和精细化分配，提高环境治理的效能和效果。一方面，环保大数据平台可以通过分析海量数据，识别出各类污染源的特征和分布规律，帮助监管部门定位污染源、追踪排放行为，并针对性地制定相应的治理措施。例如，在水体污染治理中，通过监测设备和环保大数据技术，可以准确追踪到污染源的位置和时间，有针对性地进行监管和处罚，避免资源的浪费和滥用。另一方面，环保大数据平台可以通过数据挖掘和模型建立，分析相关因素对环境污染的影响程度和关联性，预测不同治理措施的效果，并进行多种方案对比评估。基于这些分析结果，决策者可以合理配置资源，选择最优的治理策略，最大限度地提高治理效果。例如，在大气污染治理中，通过环保大数据的分析，可以确定哪些区域、行业或源头是主要的污染源，哪些治理措施具有较高的成本效益，有助于指导政府部门制定相应的治理政策。

1.3 加强环境预警能力

环境污染往往具有突发性和时空变化性，及时准确地进行预警对于保护生态环境和公众健康至关重要。利用环保大数据技术，可以实现对环境变化的实时监测和预测，提高环境预警的准确性和效果。一方面，通过传感器设备和物联网技术，可以实时采集大量的环境参数数据，如空气质量、水质、噪声等，并将其传输到云平台进行监测和分析。当环境数据超过预设的阈值或与历史数据相比出现异常变化时，可自动触发预警机制，警示相关部门和公众注意环境问题。另一方面，通过对历史数据和实时数据的分析，可以识别和评估与环境污染相关的潜在风险因素，并预测未来可能出现的环境问题。基于这些数据和模型，可以及早预警可能发生的环境事件，从而有针对性地制定应对策略，并采取相应的措施进行干预和管理。例如，在水体污染预警中，通过监测水质参数、水流动态等多维度数据，并结合环境模型进行分析，可以提前发现可能导致水体污染的异常情况，及时采取控制措施，降低环境风险[2]。

2 环保大数据在环境污染防治管理中的应用

2.1 在环境污染监测中的应用

环境污染监测是了解和评估环境质量、发现和掌握环境污染物排放情况的重要手段，而环保大数据技术的应用可以显著提高监测的效率和准确性，从而更好地支持环境污染防治工作。首先，在大气污染监测方面：通过大量的空气质量监测数据和气象数据，可以实时监测大气中的污染物含量和污染源排放情况。在环保大数据支持下，可以建立大气污染物的传输模型，预测污染物的扩散路径和范围。同时，结合地理信息系统等技术，可以将监测数据和模型结果可视化展示，帮助政府和公众更好地了解大气污染状况，并采取相应的控制措施。其次，在水质污染监测方面：通过实时监测水体中的污染物浓度、水质参数和流量等指标，可以提供准确的水质监测结果。环保大数据可以结合水文数据、地理数据等多种信息，进行水体污染的时空分析，有助于及早发现潜在的污染源、追踪污染物的传输路径，为环境保护部门提供决策依据。此外，环保大数据还可以用于监测海洋污染、地下水污染等特定水域的环境状况。再次，在土壤污染监测方面：通过收集和分析土壤中的重金属、有机污染物等指标，可以评估土壤的污染程度。环保大数据可以结合地理信息、土壤类型、土地利用等数据，建立土壤污染风险评估模型，预测不同区域的潜在污染风险，有助于加强对污染土壤进行分类管理和治理，保障土壤质量和农产品安全。最后，在生态系统监测方面：通过监测生物多样性、生态系统服务等指标，可以评估生态系统的健康状况和承载能力。环保大数据可以结合卫星遥感数据、生态传感器网络等技术，获取大范围、高精度的生态数据，有助于及时发现生态系统退化和生物灭绝的风险，为保护生态环境提供科学依据。

2.2 在污染源追踪中的应用

环保大数据在污染源追踪中的应用对于环境污染防治管理具有重要意义，通过收集、整合和分析大量的环境数据，可以确定污染物的排放源位置以及传播路径，从而实现有效的污染源追踪。首先，环保大数据可以通过对大量环境监测数据的分析和挖掘，识别出主要污染源。这些数据包括大气、水体、土壤等多个要素的指标，可以反映不同污染源的排放情况和影响范围。通过建立统一的数据平台，将分散的监测数据整合起来，可以发现与环境污染相关的异常数据和模式。例如，可以通过分析空气中某种污染物浓度的时空变化模式，找出可能的污染源所在地区。其次，环保大数据可以结合地理信息系统等空间数据分析技术，实现对污染源的精确定位。通过将环境监测数据与地理位置数据进行关联，可以将监测数据在地图上进行展示和分析，相关部门可以直观地了解污染源的空间分布情况，并确定其准确的位置坐标。例如，通过对污水排放口的空间分析，可以精确定位到具体的排放点，从而有针对性地进行监管和处置。最后，环保大数据还可以结合其他相关数据，如工商、卫生等数据，实现多源数据的交叉验证，提高污染源追踪的准确性和可信度。通过建立污染源数据库，将不同数据库中的数据进行关联和整合，可以更全面地了解污染源的背景信息。例如，可以通过匹配企业名称和信用代码，将环保和工商数据进行关联，了解相关企业的生产情况和排放情况，以便进行更准确的污染源追踪[3]。

2.3 在预警预测中的应用

环保大数据在环境污染防治管理中的预警预测应用，可以通过对大量环境监测数据和相关数据的分析，提前发现环境污染的风险和趋势，以及预测未来可能出现的污染事件，可以加强对潜在污染源的监管和控制，预防和减轻环境污染的发生和扩散。首先，环保大数据可以通过对历史环境监测数据的分析和挖掘，研究环境污染的规律和影响因素，建立预测模型。通过对大气、水体、土壤等多个要素的指标数据进行统计和分析，可以发现不同污染事件之间的关联性和趋势性，并建立相应的数学模型，在未来出现类似条件时，可以根据模型预测污染事件的可能性和程度，提前做好准备。其次，环保大数据可以结合气象、地质、人口等多种数据源，进行交叉分析，识别污染事件的风险因素。同时，通过将环境监测数据与其他相关数据进行关联和整合，可以发现不同因素之间的关系和影响。例如，可以通过分析大气污染物浓度与气象数据的关联，预测未来气象条件下的污染扩散情况；通过结合人口密度数据，预测特定地区由于人口增加而可能导致的环境压力增加。在这种情况下，相关部门可以根据风险因素预警，及时采取相应的措施，避免或减轻污染事件的发生。最后，环保大数据还可以利用先进的数据挖掘和机器学习算法，实现对环境污染的实时监测和预警。通过建立实时数据采集和传输系统，将环境监测数据迅速传输至预警中心，并结合历史数据进行实时分析，一旦监测数据出现异常或超过某一预设阈值，预警系统就会自动触发报警，通知相关部门和人员做出及时反应[4]。

2.4 在决策支持中的应用

通过收集、整合和分析大量的环境数据，可以为政府和相关部门提供准确、科学的决策依据，帮助制定有效的环境保护政策和污染防治措施。首先，环保大数据可以提供全面的环境状况评估。通过收集和分析大气质量监测数据、水质监测数据、土壤监测数据等多个环境指标，可以全面了解环境质量状况和污染源分布情况，有助于帮助相关部门单位对不同区域、不同类型污染的优先处理，有针对性地制定环境保护政策和资源分配计划。其次，环保大数据平台可以实时监测和预警环境污染突发事件，为应急响应提供支持。通过与其他数据源的整合，可以快速掌握突发事件的范围、影响和蔓延趋势，帮助决策者及时作出反应和采取有效措施，减少突发事件对生态环境和公众健康的损害。最后，环保大数据技术可以对环境治理措施的经济效益进行评估，通过将环境指标与经济数据相结合，可以分析环境治理措施对经济发展的影响和回报，有助于决策者在环境保护与经济增长之间进行权衡和选择，推动绿色发展和可持续发展的目标实现[5]。

3 环保大数据在环境污染防治管理中的应用策略

3.1 加强政策支持

加强政策支持是推动环保大数据在环境污染防治管理中应用的关键策略。首先，应制定明确的政策和法规，鼓励和支持环保大数据在环境污染防治管理中的应用。这些政策可以包括激励企业和机构开展环保大数据研究与应用的经济奖励措施，如税收减免、贷款优惠和科研资金支持等。同时，还可以制定数据共享和隐私保护方面的政策，确保环保大数据的合法获取和使用，同时保护个人隐私。其次，政府部门可以制定规范和标准，要求企业、机构和监管部门按照一定的格式和频率报送环境相关数据，建立起完整的数据采集体系，可以集中收集和管理这些数据，进行整合和分析，为环境污染防治提供决策支持和科学依据。

3.2 加强技术支持

通过引入先进的技术手段和工具，可以提高环境数据的采集、分析和应用效率，促进环境污染治理的科学性和精细化。一方面，应该投入足够的资金和资源，建立专门的技术研发团队或机构，专注于环保大数据的研究和开发，致力于研究先进的数据采集、处理和分析技术，开发高效的环保大数据平台和工具。还可以与科研院所、高校等合作，共享资源和技术成果，提升环保大数据的研发能力。另一方面，加强环境数据的安全管理和隐私保护，确保环境大数据的合法、安全和可信。建立健全的数据安全管理制度，包括数据传输、存储、备份等环节的安全控制；采用数据脱敏、加密等技术手段，保护敏感数据的隐私；加强网络安全防护，防范外部攻击和数据泄露等风险。只有保障数据的安全性和隐私性，才能提高各方对环境数据应用的信任度和积极性[6]。

3.3 加强人才培养

培养专业人才，提高其环境科学、数据分析和信息技术等方面的综合能力，对于有效利用环境大数据解决环境问题至关重要。开展环境大数据相关技术培训和学习计划，提升从业人员的专业素养和技术水平。可以组织理论学习班、工作坊、研讨会等形式的培训活动，深入介绍环境大数据的基本概念、应用案例和最新技术发展，培养人们对环境数据分析和处理的能力。同时，建立与企业、政府机构和科研院所的合作机制，为从业人员提供参与环境大数据应用的实践项目，让相关从业人员亲身参与环境数据采集、分析和应用，提高他们的实际操作能力和解决问题的能力。此外，注重培养人才的创新思维和问题解决能力，鼓励他们关注现实需求并提出创新的解决方案。可以开设创新创业类活动，引导相关从业人员拓展思维边界，培养其对环境问题的洞察力和创新意识。还要鼓励人才积极参与科研项目和竞赛活动，提供创新平台和资源支持，促进他们在环境大数据应用领域的技术突破和成果转化。