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环境监测牛明改本课程主要讲述水和废水监测、大气和废气监测、噪声检测、固体废物监测、土壤污染监测、生物污染监测、环境放射性监测、连续自动监测技术与简易监测技术、其目的是使学生掌握环境监测的基本原理和方法，掌握相关法规、方法、监测内容和评价方法，具体包括：1、掌握环境监测的基本原理和方法；2、掌握常规项目的监测技术；3、懂得监测方案设计的方法；4、懂得监测过程质量保证的一般知识；5、了解环境监测的新方法、新技术的发展趋势。第一章绪论一、环境和环境污染环境（广义）指以人类为中心的周围客观事物的总和，是直接，间接影响人类生存和发展的各种自然因素（自然环境）和社会因素（社会环境）的总体.自然环境：是指由空气、水、土壤、阳光和各种生物所构成的整体。按照“我国环境保护法（试行）”规定，环境包括大气、水体、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、名胜古迹、自然保护区、生活居住区等。环境分类根据人类与环境的密切程度及对自然环境的改造程度，由近至远、由小到大，可将环境分为四类：即①聚落环境，是与人类最密切的环境，如院落、村落、城市等人类居住区域；②地理环境，是人类活动的舞台和基地，其范围包括整个生物圈的四个组成部分，即大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈；③地质环境，主要指地壳层；④星际环境，指地球及宇宙空间。环境问题是指由于人类活动而引起的环境质量恶化的问题。这些变化对人类发展将产生不利影响。人类历史的发展，标志着改造自然、战胜自然的重大胜利，但作用与反作用这一真理是永恒的。因此，如何实现可持续发展是我们面对的一个重大问题。第一环境问题由自然力引起的原生环境问题，如火山爆发、洪涝、干旱、流行病和地震等自然界的异常变化；第二环境问题由人类活动引起的次生环境问题，是人类目前面临的最为严峻的环境挑战。全球化的十大环境问题早在20世纪80年代初，全球气候变暖、臭氧层耗竭及酸雨三大全球性环境问题已初露端倪，进入20世纪90年代，地球荒漠化、海洋污染、物种灭绝等环境问题更是突破了国界，成为影响全人类生存的重大问题。1、全球气候变暖造成全球气候变暖的主要原因是由于人类活动造成空气中二氧化碳、甲烷等温室气体的含量在逐渐增加。气候变暖的后果是南北极的气温上升，使部分冰山融化，加之海水受热膨胀，最终导致海平面上升。从1880年以来的100年以来，海平面上升了8厘米。气温的升高还将对农业和生态系统带来严重的影响。2、臭氧层破坏20世纪70年代英国科学家首先发现，在地球南极上空的大气层中，臭氧的含量开始逐渐减少，尤其在每年9～10月减少更为明显，科学家们称之为南极臭氧洞。1989年科学家们赴北极考察研究发现，北极上空的臭氧层也已遭到严重破坏，但程度比南极要轻一些。臭氧相对集中的臭氧层距地面大约25千米，它能把太阳光中的大部分有害的紫外线吸收掉，是地球上所有生命的“保护伞”。臭氧层被破坏的后果是“无形杀手”——紫外线长驱直入，皮肤癌发病率增加。据美国科学家研究认为，臭氧含量减少1%，则损害人体的紫外线就会增加2.3%，皮肤癌发病率增加5.5%。造成臭氧层破坏的罪魁祸首是氟里昂，此外甲烷、四氯化碳、三氯甲烷等也会引起臭氧层的破坏。3、酸雨和空气污染随着工业发展和化学燃料的大量使用，排入大气中的二氧化硫、二氧化氮等愈来愈多，造成雨、雪、雾、露等呈酸性，统称为酸雨。现在，全世界每年排入大气中的硫化物和氮氧化物高达3000万吨，有些烟雾大都经过高烟筒排放，在大气环流的作用下可以漂洋过海，到达几千千米之处，因而酸雨又被称为“跨国界的恶魔”。目前，酸雨已成为世界上最严重的环境问题之一。酸雨的危害主要是破坏森林生态系统，改变土壤性质与结构，抑制土壤中有机物的分解，使土壤贫瘠，植被破坏，影响植物的发育；其次是破坏水生生态系统，酸雨落在江河中，造成大量水生动植物死亡。由于水源酸化致使金属元素溶出，对饮用者的健康产生有害影响；此外，酸雨还会腐蚀建筑物。4、土壤遭到破坏，荒漠化程度加剧科学家们发现，110个国家（共10亿人口）内的可耕地的肥沃程度在降低，在非洲、亚洲和拉丁美洲，由于森林植被的消失、耕地的过分开发和牧场的过度放牧，土壤剥蚀情况十分严重。人类活动的影响，如过度放牧、耕作、采伐薪材以及气候变暖的共同作用，加快了荒漠化的进程。5、海洋污染和海洋的过度开发全世界60%的人口挤在离大海不到100千米的地方，沿海地区受到了巨大的人口压力，这种人口拥挤状况正使非常脆弱的海洋生态失去平衡。由于人类不断向大海排放污染物，大量建设海上旅游设施……近年来发生在近海水域的污染事件不断增多。海洋污染主要有原油泄漏污染、漂浮物污染和有机化合物污染及赤潮、黑潮等。全世界1/3的沿海地区（在欧洲是80%的沿海地区）遭到了破坏。6、生物多样性锐减物种灭绝是自然现象，在过去的两亿年中，每27年中才有一种植物从地球上消失，每世纪有90多种脊椎动物灭绝。由于城市化、农业发展、森林减少和环境污染，自然生态区域变得越来越小了，这就导致了数以千计的物种绝迹，生物多样性正以前所未有的速度减少：据估计目前世界平均每天有一个物种消失，现在物种灭绝的速度是自然灭绝速度的1000倍！生物多样性的丧失已成为人类面临的全球范围内的环境问题。7、森林面积减少最近几十年以来，热带地区国家森林面积减少的情况十分严重。在1980年～1990年，世界上有150万平方千米森林（占全球总面积的12%）消失了。照此速度，40年以后，一些东南亚国家就再也见不到一棵树了。热带雨林不断减少的后果是二氧化碳浓度的增加，异常气候的出现和生物物种的减少。而灾害频频如洪水肆虐、沙尘暴都与森林面积减少有直接的关系。8、有害废物的越境转移工业带给人类的文明曾令多少人陶醉，但同时带来的数百万种化合物存在于空气、土壤、水、植物、动物和人体中，即使作为地球上最后的大型天然生态系统的冰盖也受到了污染。那些有机化合物、重金属、有毒产品，都集中存在于整个食物链中，并最终将威胁到人类的健康，引起癌症，导致土壤肥力减弱。有毒有害废弃物使自然环境不断退化，土壤和水域不断被污染，垃圾处置填埋场地越来越少，居民抗议声越来越大，发达国家开始以公开或伪装的方式向发展中国家转移危险废弃物。9、淡水受到威胁目前，获取淡水和使用清洁的淡水已经被认为是最需要引起重视的环境问题之一。1950年仅有20个国家的2千万人面临缺水问题，而1990年则有26个国家的3亿人中受到淡水短缺的困扰。据预测，到2025年将有40多个国家中占30%的人口受到水资源短缺的影响，到2050年，将有65个国家的约占全球人口60%的人口将面临淡水危机。淡水短缺，将会造成人们对水资源的竞争，必然引起更多的国与国之间甚至是国内各地方之间的冲突与争端。在横亘北非的广阔地带、中东和亚洲可能会因水源短缺而引发水的争夺战。这些地区现在已经有20%的人缺少安全饮用水，50%的人没有安全卫生设施。在非洲，水更是严重问题。欧洲各大城市，也有一半正在过度挖掘水源。印度、中国这两个人口众多的国家水位也在日益下降。10、混乱的城市化随着城市数量的迅速增加，城市发展规模也越来越大。人口密集、工厂林立、交通频繁等造成城市严重的环境污染与生态破坏。城市化使水泥、沥青等人工建筑代替了土壤、草地、森林等自然地面，影响了大气的物理状况，产生城市热岛效应，城市中心往往成为空气污染最严重的地方。由于城市工业及交通运输业多以化学燃料作为主要能源，大气中二氧化碳、二氧化硫和光化学烟雾污染日趋严重。美国洛杉矶的光化学烟雾事件、英国伦敦烟雾事件、日本四日市酸雾事件都发生在大城市中。城市化还造成噪声、电磁波等的污染。城市化减少了地表水的渗透，地下水得不到足够的补充，破坏了自然界的水循环。加之城市化导致耗水量增加，很多城市超量开采地下水，造成地下水位下降、地面下沉，如上海市的累积沉降幅度已达2.63米。由于城市超量开采地下水，造成污水倒灌，沿海城市海水入侵，地下水受到污染。八大公害事件2005-09-29八大公害事件20世纪30年代以来，世界各地相继出现了严重的环境污染事件，其中有世界闻名的八大公害事件。马斯河谷事件1930年12月1日至5日，在比利时的马斯河谷工业区，炼焦厂、炼钢厂、硫酸厂和化肥厂等许多工厂排放出的有害气体，在逆温的条件下大量积累，使60多人中毒死亡，几千人患呼吸道疾病，许多家禽死亡。多诺拉事件1948年10月26日至31日，美国宾夕法尼亚州匹兹堡市南面的多诺拉镇，因地处河谷，工厂林立，大气受反气旋和逆温的控制，持续有雾。大气污染物在近地层积累，4d内使得5911人患病，死亡400人。洛杉矶光化学污染事件20世纪50年代初期，美国洛杉矶市发生了严重的光化学污染事件。该市三面环山，高速公路纵横交错。由于汽车漏油、汽油不完全燃烧和汽车排放尾气，城市上空聚积近千吨的石油废气、氮氧化物和一氧化碳。这些物质在阳光的照射下，形成了淡蓝色的光化学烟雾。光化学烟雾刺激人的眼、鼻、喉，引起眼病、喉炎和头痛。在1952年12月的一次烟雾事件中，65岁以上的老人死亡400人。四、伦敦烟雾事件，发生于1952年英国伦敦，由于烟尘和二氧化硫在浓雾中积聚不散，先后死亡1万多人。四日市哮喘事件1961年发生在日本四日市。该市的石油冶炼和各种燃油产生的废气，使整个城市终年黄烟弥漫。全市工厂粉尘和二氧化碳的年排放量高达13万吨。空气中的重金属微粒与二氧化硫形成的硫酸烟雾，被人吸入肺里以后，使人患气管炎、支气管哮喘和肺气肿等多种呼吸道疾病，统称四日市哮喘病。水俣病事件1956年发生在日本熊本县水俣镇。该市含汞的工业废水污染了水体，致使水俣湾的鱼中毒，人食鱼后也中毒发病。1956年，水俣镇开始出现一些手脚麻木、听觉失灵、运动失调、严重时呈疯癫状态的病人。痛痛病事件1955年至1972年，在日本富山县神通川流域，由于冶炼厂排放的含镉废水污染了河水，两岸居民用河水灌溉农田，致使土壤含镉量明显增高。居民食用含镉量高的稻米和饮用含镉量高的河水而中毒，导致肾和胃受损。由于患者经常“哎吆—哎吆”地呼痛，日本人便把这种病称为“哎吆—哎吆”病，也就是“痛痛病”。日本米糠油事件1968年3月，日本北九州市和爱知县一带在生产米糠油时，使用了多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于管理不善，多氯联苯混入到米糠油中。随着这种有毒的米糠油在各地销售，造成了大批人中毒。患者一开始只是眼皮发肿、手心出汗、全身起红疙瘩，随后全身肌肉疼痛、咳嗽不止，严重时恶心呕吐、肝功能下降，有的医治无效而死亡。这种病来势凶猛，患者很快达到13000人。用这种米糠油中的黑油饲喂家禽，致使几十万只鸡死亡。我国存在的主要环境问题可归纳为：①大气普遍受到污染②城市附近的水体普遍受到污染③城市固体废物污染普遍④农业面源污染加剧由于滥伐森林、毁坏草原、盲目垦植而使水土流失、土壤沙化、气候变异等农业生态和自然环境破坏的现象也是相当严重的。二、环境污染物环境污染物指进入环境后使环境的正常组成和性质发生变化、直接或间接有害于人类生存或造成自然生态环境衰退的物质。大部分环境污染物是由人类的生产和生活活动产生的。环境污染物是环境监测和研究的对象。污染物类别•污染类型大气污染物、水体污染物、土壤污染物等•污染物的形态气体污染物、液体污染物和固体废物•污染物的性质化学污染物、物理污染物和生物污染物•人类社会活动功能主要考虑工业、农业、交通运输和生活四个方面等产生的污染物污染源形式大多数污染物是以散逸至大气、排泄至水体或在土壤表面堆积和填埋方式进人环境的。污染源的形式归纳有：点污染源线污染源面污染源按污染源存在的形式又可分为固定污染源和移动污染源；按污染物质排放的时间分类，可分为连续源、间断源和瞬时源等。污染物质的性质归纳自然性毒性时空分布性活性和持久性生物可分解性生物累积性对生物体作用的加和性优先控制污染物（PriorityPollutants）（1）潜在危险性大（难降解、生物积累性、毒性大和属三致物质）；（2）在环境中出现频率高，高残留；（3）检测方法成熟的化学物质制订优先监测目标，实施优先和重点监测。三环境标准即环境保护标准，指依据环境法制定的污染因子限量