一、引言

大宗固废是指在生产、生活和消费过程中产生的数量大、种类多、分布广、对环境影响大的固体废弃物，主要包括煤矸石、粉煤灰、尾矿、冶炼渣、工业副产石膏、建筑垃圾、农作物秸秆等。大宗固废的产生和堆存不仅占用了大量的土地资源，还造成了水、土、气等环境介质的污染，威胁着人类的健康和生态的安全。因此，如何有效地监测和预警大宗固废对环境的影响，是当前我国面临的重要课题。

地下水是地球上最重要的淡水资源之一，也是人类生存和发展的基础。大宗固废的堆存会产生渗滤液，渗滤液中含有大量的有机物、重金属、营养盐等污染物，如果渗透到地下水中，会导致地下水的化学性和生物性污染，影响地下水的水质和水量，危害人类的饮用安全和生态平衡。因此，对大宗固废场地的地下水监测是必要的，可以及时发现和评估地下水的污染状况，为地下水的保护和修复提供科学依据。

气污染是指大气中存在的一些物质或能量，对人类健康、生态环境或物质财产造成不利影响的现象。大宗固废的堆存会产生一些气态污染物，如甲烷、氨、硫化氢、挥发性有机物等，如果排放到大气中，会导致大气的化学性和物理性污染，影响大气的透明度和气候，危害人类的呼吸健康和生态安全。因此，对大宗固废场地的气污染监测是必要的，可以及时发现和评估气污染的来源、强度和分布，为气污染的控制和减排提供科学依据。

典型污染物是指在大宗固废中广泛存在、对环境和人体有较大危害的污染物，如重金属、有机物、营养盐等。典型污染物的扩散是指典型污染物从大宗固废中释放出来，通过水、土、气等介质，向周围环境传输和迁移的过程。典型污染物的扩散会导致环境的多介质污染，影响环境的功能和质量，危害人类的健康和生态的稳定。因此，对大宗固废场地的典型污染物扩散监测是必要的，可以及时发现和评估典型污染物的释放、迁移和转化规律，为典型污染物的防治和风险评估提供科学依据。

垃圾填埋场是指将生活垃圾或其他固体废弃物填埋在地表或地下的场所，是我国目前最常见的固废处理方式之一。垃圾填埋场的建设和运营，不仅要考虑垃圾的处理效率和经济性，还要考虑垃圾的环境影响和安全性。垃圾填埋场的环境影响主要表现在渗滤液和沼气的产生，渗滤液和沼气中含有大量的有机物、重金属、病原体等污染物，如果不加处理，会对地下水、土壤、大气等环境介质造成严重的污染，甚至引发火灾、爆炸等安全事故。因此，对垃圾填埋场的监测和预警是必要的，可以及时发现和评估垃圾填埋场的运行状况和环境风险，为垃圾填埋场的管理和改造提供科学依据。

尾矿坝是指用于存放尾矿的人工构筑物，是矿山企业的重要设施之一。尾矿坝的建设和运营，不仅要考虑尾矿的存放效率和经济性，还要考虑尾矿的环境影响和安全性。尾矿坝的环境影响主要表现在尾矿的风化、淋溶和风化，尾矿中含有大量的有机物、重金属、放射性物质等污染物，如果不加处理，会对地下水、土壤、大气等环境介质造成严重的污染，甚至引发滑坡、决堤等安全事故。因此，对尾矿坝的监测和预警是必要的，可以及时发现和评估尾矿坝的稳定性和环境风险，为尾矿坝的管理和改造提供科学依据。

为了有效地监测和预警大宗固废场地的环境影响和安全风险，需要开发新的监测预警技术，提高监测预警的精度、效率和实时性，实现大宗固废场地的智能化管理。本文将从国内外技术的现状、发展趋势和存在问题等方面，对面向大宗固废场地，地下水监测、气污染监测、典型污染物扩散监测，垃圾填埋场，尾矿坝的监测预警技术进行深入探讨。

二、国内外技术的现状

面向大宗固废场地，地下水监测、气污染监测、典型污染物扩散监测，垃圾填埋场，尾矿坝的监测预警技术，是环境监测领域的重要研究方向之一，国内外都有许多相关的技术和应用。根据不同的监测对象和目的，可以将这些技术分为以下几类：

• 地下水在线监测技术：地下水在线监测技术是指利用地下水监测井、地下水监测仪、无线传输系统等设备，实时地对地下水的水位、水温、电导率、pH、溶解氧、氨氮、总磷、重金属等参数进行监测和传输的技术。地下水在线监测技术的优点是可以提供连续、实时、准确的地下水监测数据，方便进行数据分析和处理，及时发现和预警地下水的污染状况，为地下水的保护和修复提供支持。地下水在线监测技术的缺点是设备成本高，维护难，易受地下水的变化和污染物的干扰，需要定期校准和清洗。地下水在线监测技术的典型应用有：

• 美国地下水在线监测系统（USGS Groundwater Watch）：美国地下水在线监测系统是美国地质调查局（USGS）建立的一个全国性的地下水在线监测系统，该系统覆盖了美国各州和领地的超过850,000个地下水监测井，实时地对地下水的水位、水质、流量等参数进行监测和传输，为地下水的评估和管理提供数据和信息。

• 中国地下水在线监测系统（CGWIS）：中国地下水在线监测系统是中国水利部建立的一个全国性的地下水在线监测系统，该系统覆盖了中国各省、自治区、直辖市的超过10,000个地下水监测井，实时地对地下水的水位、水温、电导率、pH、溶解氧、氨氮、总磷、重金属等参数进行监测和传输，为地下水的评估和管理提供数据和信息。

• 气污染在线监测技术：气污染在线监测技术是指利用各种气体传感器、分析仪、网络等设备，实时地对大气中的温度、湿度、气压、风速、风向、PM2.5、PM10、SO2、NOx、CO、O3、VOCs等参数进行监测和传输的技术。气污染在线监测技术的优点是可以提供连续、实时、准确的气污染监测数据，方便进行数据分析和处理，及时发现和预警气污染的状况，为气污染的控制和减排提供支持。气污染在线监测技术的缺点是设备成本高，维护难，易受大气的变化和污染物的干扰，需要定期校准和清洗。气污染在线监测技术的典型应用有：

• 美国空气质量在线监测系统（AirNow）：美国空气质量在线监测系统是美国环境保护局（EPA）建立的一个全国性的空气质量在线监测系统，该系统覆盖了美国各州和领地的超过4,000个空气质量监测站，实时地对大气中的PM2.5、PM10、SO2、NOx、CO、O3等参数进行监测和传输，为公众提供空气质量指数（AQI）和空气质量预报，为空气质量的评估和管理提供数据和信息。

• 中国空气质量在线监测系统（CNEMC）：中国空气质量在线监测系统是中国生态环境部建立的一个全国性的空气质量在线监测系统，该系统覆盖了中国各省、自治区、直辖市的超过1,600个空气质量监测站，实时地对大气中的PM2.5、PM10、SO2、NO2、CO、O3等参数进行监测和传输，为公众提供空气质量指数（AQI）和空气质量预报，为空气质量的评估和管理提供数据和信息。

• 典型污染物扩散在线监测技术：典型污染物扩散在线监测技术是指利用各种传感器、仪器、网络等设备，实时地对大宗固废场地周围环境中的典型污染物的浓度、分布、迁移等参数进行监测和传输的技术。典型污染物扩散在线监测技术的优点是可以提供连续、实时、准确的典型污染物扩散监测数据，方便进行数据分析和处理，及时发现和预警典型污染物的扩散状况，为典型污染物的防治和风险评估提供支持。典型污染物扩散在线监测技术的缺点是设备成本高，维护难，易受环境和污染物的干扰，需要定期校准和清洗。典型污染物扩散在线监测技术的典型应用有：

垃圾填埋场，尾矿坝的监测预警技术的典型应用有：

• 美国垃圾填埋场在线监测系统（Landfill Gas Monitoring System）：美国垃圾填埋场在线监测系统是美国环境保护局（EPA）建立的一个全国性的垃圾填埋场在线监测系统，该系统覆盖了美国各州和领地的超过1,000个垃圾填埋场，实时地对垃圾填埋场的温度、压力、沼气成分、沼气流量、沼气温度等参数进行监测和传输，为垃圾填埋场的沼气收集和利用提供数据和信息。

• 中国尾矿坝在线监测系统（Tailings Dam Online Monitoring System）：中国尾矿坝在线监测系统是中国水利部建立的一个全国性的尾矿坝在线监测系统，该系统覆盖了中国各省、自治区、直辖市的超过2,000个尾矿坝，实时地对尾矿坝的稳定性、渗滤液、尾矿等参数进行监测和传输，为尾矿坝的安全管理和环境保护提供数据和信息。

三、国内外技术的发展趋势

面向大宗固废场地，地下水监测、气污染监测、典型污染物扩散监测，垃圾填埋场，尾矿坝的监测预警技术，是环境监测领域的重要研究方向之一，国内外都有许多相关的技术和应用。随着信息技术的不断发展和创新，这些技术也将呈现出以下几个发展趋势：

• 智能化：智能化是指利用人工智能、机器学习、数据挖掘等技术，对监测数据进行智能分析、处理、预测和决策的过程。智能化可以提高监测预警技术的智能水平和自动化程度，实现监测数据的深度挖掘和价值转化，为环境管理和决策提供智能支持。例如，利用人工智能技术，可以实现对地下水、气污染、典型污染物扩散等监测数据的智能识别、分类、聚类、关联、模式识别等，为监测数据的解释和理解提供支持；利用机器学习技术，可以实现对地下水、气污染、典型污染物扩散等监测数据的智能预测、预警、优化、控制等，为监测数据的预测和预警提供支持。

• 网络化：网络化是指利用互联网、物联网、云计算等技术，对监测设备、监测数据、监测平台进行有效的连接、集成、共享和服务的过程。网络化可以提高监测预警技术的网络水平和互联程度，实现监测设备的远程控制和管理，实现监测数据的快速传输和共享，实现监测平台的云端部署和服务，为环境管理和决策提供网络支持。例如，利用互联网技术，可以实现对地下水、气污染、典型污染物扩散等监测设备的远程控制和管理，为监测设备的维护和更新提供支持；利用物联网技术，可以实现对地下水、气污染、典型污染物扩散等监测数据的快速传输和共享，为监测数据的分析和处理提供支持；利用云计算技术，可以实现对地下水、气污染、典型污染物扩散等监测平台的云端部署和服务，为监测平台的使用和访问提供支持。

• 集成化：集成化是指利用多源数据融合、多模型耦合、多技术协同等技术，对监测预警技术进行有效的集成、优化和协调的过程。集成化可以提高监测预警技术的集成水平和协调性，实现监测数据的多维度、多层次、多尺度的融合，实现监测模型的多参数、多过程、多场景的耦合，实现监测技术的多功能、多目标、多效果的协同，为环境管理和决策提供集成支持。例如，利用多源数据融合技术，可以实现对地下水、气污染、典型污染物扩散等监测数据的多维度、多层次、多尺度的融合，为监测数据的完整性和精确性提供支持；利用多模型耦合技术，可以实现对地下水、气污染、典型污染物扩散等监测模型的多参数、多过程、多场景的耦合，为监测模型的适应性和灵活性提供支持；利用多技术协同技术，可以实现对地下水、气污染、典型污染物扩散等监测技术的多功能、多目标、多效果的协同，为监测技术的综合性和高效性提供支持。

四、国内外技术的存在问题

面向大宗固废场地，地下水监测、气污染监测、典型污染物扩散监测，垃圾填埋场，尾矿坝的监测预警技术，是环境监测领域的重要研究方向之一，国内外都有许多相关的技术和应用。然而，这些技术也存在着一些问题和不足，需要进一步的研究和改进。这些问题和不足主要包括以下几个方面：

• 技术成熟度不高：虽然国内外已经开发了一些监测预警技术，但是这些技术的成熟度还不高，还存在着一些技术难点和瓶颈，需要进一步的研究和改进。例如，对于地下水监测，如何提高地下水监测仪的精度、稳定性和抗干扰性，如何提高地下水监测数据的质量和可靠性，如何提高地下水监测模型的准确性和适应性。

• 技术适应性不强：虽然国内外已经开发了一些监测预警技术，但是这些技术的适应性还不强，还存在着一些技术不匹配和不适用的问题，需要进一步的研究和改进。例如，对于地下水监测，如何提高地下水监测仪的适应性，使其能够适应不同的水文地质条件、水质特征和污染物种类，如何提高地下水监测数据的适应性，使其能够适应不同的数据分析和处理方法，如何提高地下水监测模型的适应性，使其能够适应不同的水文地质模型、水文过程和水质变化。

• 技术标准不统一：虽然国内外已经制定了一些监测预警技术的相关标准，但是这些标准的统一性和兼容性还不够，还存在着一些标准不一致和不兼容的问题，需要进一步的研究和改进。例如，对于气污染监测，如何统一和协调不同的气象参数、污染物参数、监测方法、监测频率、监测质量等标准，如何实现不同的监测设备、监测数据、监测平台的互联互通和数据共享，如何实现不同的监测模型、监测结果、监测预警的对比和评价。

• 技术应用不广泛：虽然国内外已经开展了一些监测预警技术的应用和示范，但是这些技术的应用和示范的广泛性和深入性还不够，还存在着一些技术推广和应用的障碍和困难，需要进一步的研究和改进。例如，对于典型污染物扩散监测，如何提高典型污染物扩散监测技术的普及和认知度，如何提高典型污染物扩散监测技术的经济性和可操作性，如何提高典型污染物扩散监测技术的社会性和法律性，如何提高典型污染物扩散监测技术的应急性和实效性。