现代环境监测技术

参考书•现代环境监测技术吴邦灿费龙编著•环境监测刘德生主编•环境污染物分析监测何燧源主编•水和废水监测分析方法（第三版）国家环保局编•大气污染物监测分析方法国家环保局编课堂教学54学时主要教学内容：第一章绪论（3学时）第九章监测过程的质量保证（12学时）第二章水和废水监测（12学时）第三章大气和废气监测（9学时）第四章固体废物监测（3学时）第五章土壤污染物监测（3学时）第六章生物污染的监测（3学时）第七章噪声监测（6学时）总复习（3学时）课时安排实验课36学时实验一、CODcr测定实验二、溶解氧测定实验三、BOD测定实验四、铵离子测定实验五、挥发酚测定实验六、氯离子测定实验七、SO2测定实验八、NOx测定实验九、矿物油类测定－紫外分光实验十、土壤中重金属测定－原子吸收实验十一、苯系物测定－气相色谱实验十二、实验考试4、环境监测是环境科学的重要工具和手段，是环境保护的基础。1、环境一、基本概念3、监测（监视、测定、监控等）环境科学包括的学科有：环境化学、环境物理学、环境地学、环境工程学、环境医学、环境管理学、环境经济学、环境法学等。环境监测是所有这些环境分支学科的基础。第一章绪论2、环境质量：是一种对人类生存和发展适宜程度的标志。环境是相对于中心事物而言的。与某一中心事物有关的周围事物，即为这个事物的环境。在环境科学中，是以人或人类作为主体，其他的生命体和非生命物质都被视为环境，包括自然环境和社会环境。《中华人民共和国环境保护法》中把环境明确定义为：影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土壤、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜等。环境监测以环境为对象，运用化学、物理和生物等现代技术方法，间断地或连续地监视和检测代表环境质量及变化趋势的各种数据的全过程。环境监测包括的内容：1、化学监测：对化学污染因子的浓度进行的化学或物理化学测试；2、物理监测：对物理因子（如：热、声、光、电磁辐射、振动及放射性等）的强度和能量进行的物理测试；3、生物监测：对生物由于环境质量的变化所发出的各种反应和信息（如受害症状、生长发育、形态变化等）进行测试；4、生态监测：对特定区域内的生态系统或生态系统组合体的类型、结构和功能及其组合要素进行系统的观察和测定。确定目的－→现场调查－→监测计划设计－→优化布点－→样品采集－→运送保存－→分析测试－→数据处理－→综合评价等二、环境监测的过程环境监测技术不仅包括各种分析测试技术，还应包括布点技术、采样技术、数据处理技术和综合评价技术等。因此，环境监测技术涉及的知识面、专业面宽，它不仅需要有坚实的分析化学基础，还需要有足够的物理学、生物学、生态学、气象学、地学、工程学等多方面的知识。三、环境监测和环境分析的区别和联系环境分析是在分析化学的基础上发展起来的，只是环境监测的一部分，是环境监测的初级阶段或称之为被动监测阶段；环境监测比环境分析应用的手段更多，监测的范围更广，是对环境分析的不断完善和发展的结果，环境监测的最终目标是实现全面的自动化监测。环境分析：是以化学分析和仪器分析方法为手段，对环境中的化学污染因子作定性的检测（detection)和定量的测定(determination)或测量(measurement)，是间断的、定时的、局部的分析结果，并不与时间和空间以及其他的因子进行关联。环境分析的一般工作过程：取样→样品前处理和保存→定性或定量测定→数据处理早期的（50－70年代）环境监测即为环境分析，到70年代后期，随着科学技术的进步，仪器分析、计算机控制等现代化手段在环境监测中得到了广泛的应用，各种自动连续监测系统相继问世，环境监测从单一的环境分析发展到物理监测、生物监测、生态监测、遥感、卫星监测等，从间断性监测逐步过渡到自动连续监测，监测范围也从原来的局部监测发展到一个城市、一个区域、整个国家乃至全球范围。第一节环境监测的目的和分类环境监测的目的是准确、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。具体可归纳为：(1)、根据环境质量标准，评价环境质量。(2)、根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据。一、环境监测的目的(3)、收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据。(4)、为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制订环境法规、标准和规划等服务。二、环境监测的分类环境监测可按其监测目的或监测介质对象进行分类，也可按专业部门进行分类（如气象监测、卫生监测和资源监测等）。1．监视性监测(又称为例行监测或常规监测)2．特定目的监测(又称为特例监测或应急监测)⑴、污染事故监测（简易、低空航测、遥感）⑵、仲裁监测（事故纠纷）⑶、考核验证监测（人员、方法验收、治理验收）⑷、咨询服务监测（政府部门、科研机构、生产单位等）(一)按监测目的分类3．研究性监测(又称科研监测)⑴、环境本底监测及研究⑵、污染规律研究监测（研究污染物从污染源到受体的运动规律，污染物对人、生物和其它物体的影响，如职业病、地方病的研究等）。⑶、标法研制监测（统一监测分析方法、标准物质、标准液的研制等）。⑷、综合评价研究监测（如温室效应、臭氧层破坏、酸雨规律研究等）。可分为水质监测、空气监测、土壤监测、固体废物监测、生物监测、生态监测、噪声和振动监测、电磁辐射监测、放射性监测、热和光监测、卫生（病原体、病毒、寄生虫等）监测等。(二)、按监测介质（或环境要素）为对象分类1、大气污染监测大气污染监测是监测大气中的污染物及其含量，又可分为空气环境质量监测和大气污染源监测两种。目前被列为大气污染物的已约100多种，这些污染物以分子和粒子状两种形式存在于大气中。我国已有多种标准对大气污染物的最高允许浓度和最大允许排放量作了规定。如大气环境质量标准对SO2、NO2、TSP、PM10、CO、O3、Pb、苯并[a]芘(B[a]P)、氟化物共10种物质的浓度标准作了限制性规定。在大气污染物综合排放标准中对SO2、NOx、TSP、卤化氢、苯并[a]芘、碳氢化合物等33种有害工业气体作了最高允许排放浓度和最高允许排放速率的限制。在企业设计卫生标准中又对居住区中的CO、乙醛、乙醚、甲醛、苯、二甲苯等34种物质的最高允许浓度作了规定，对车间空气中的CO、一甲胺、乙醚等111种物质的最高允许浓度也作了规定。近年来，全球大气污染问题日趋严重，如：酸雨、臭氧层空洞等，与之有关的氯氟烃浓度，温室气体（CO2、N2O、CH4等）也成为大气监测的对象。水质监测可分为环境水体监测和水污染源监测。环境水体包括地表水（如：江、河、湖、海）和地下水。水污染源包括各种各样的工业废水和生活污水等。水质监测的项目很多，大体可分为三类：一类是物理性状的指标，如温度、色度、浊度、电导率、悬浮物（SS)、气味等，另一类是化学指标，如溶解氧（DO）、化学耗氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）、总有机碳（TOC）、重金属、有毒有害的有机污染物等，再一类是与生物有关的指标，如大肠菌群、细菌总数等。2、水质污染监测3、土壤污染监测土壤污染主要由两方面的因素所引起，一是工业废弃物（如废水浇灌、废渣的不合理填埋）引起，另一方面是化肥和农药的使用不当引起。受到污染的河流的河床底泥污染，也属于土壤污染之列。土壤污染的主要监测项目是对土壤、作物、有害的重金属如铬、汞、镉、铅、镍等;非金属类：Sn、CN-、F-、S2-;有机类:苯并芘、三氯乙醛、油类、DDT、六六六等。4、固体废物监测易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、浸出性、急性毒性（包括口服毒性、吸入毒性和皮肤吸收毒性）等。5、生物监测生物群落监测、植物群落监测法、细菌检验监测法、水生生物毒性试验监测法等。6、噪声、振动监测区域环境噪声、交通噪声、噪声源、厂界噪声、建筑工地噪声、振动等。二、环境污染和环境监测的特点第二节环境监测特点和监测技术概述（一）、环境污染的特点⑴、时间分布性⑵、空间分布性⑶、环境污染与污染物含量之间的关系⑷、污染因素的综合效应（单独作用、相加作用、相乘作用、拮抗作用）⑸、环境污染的社会评价一、环境监测的发展（自学）（二）、环境监测的特点⑴、综合性⑵、连续性⑶、追踪性目前我国环境监测技术的发展很快，最基本的化学分析法在很多场合还在应用：如重量法常用在残渣、降尘、硫酸盐等的测定中，容量分析法被广泛用于DO、BOD、COD、酸碱度、总硬度、氰化物等的测定中；应用更多的为仪器分析法：如光谱分析法（可见分光光度法、紫外分光光度法、红外光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、X－荧光射线分析法、荧光分析法、化学发光分析法等），色谱分析法（气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法、离子色谱法、色谱－质谱联用等）二、环境监测技术的现状与发展，电化学分析法（极谱法、溶出伏安法、电导分析法、电位分析法、离子选择电极法、库仑分析法），放射分析法（同位素稀释法、中子活化分析法）等。许多新技术在环境监测中已得到应用，如气相色谱－质谱联用仪(GC-MS）,高效液相色谱－质谱联用仪（HPLC-MS），气相色谱－富里叶红外光谱仪（GC-FTIR）,电感耦合等离子体－发射光谱法（ICP-AES），流动注射分析法（FIA)，酶免疫检测（EIA）。遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）三S技术在环境科技上也得到了不同程度的应用。环境监测技术化学分析法仪器分析法三S技术光谱分析法：可见分光光度法、紫外分光光度法、红外光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、X－荧光射线分析法、荧光分析法、化学发光分析法等色谱分析法：气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法、离子色谱法等电化学分析法：极谱法、溶出伏安法、电导分析法、电位分析法、离子选择电极法、库仑分析法放射分析法：同位素稀释法、中子活化分析法仪器联用及新技术：GC-MS、HPLC-MS、GC-FTIR、ICP-AES、ICP-MS、FIA（流动注射法）、EIA等（重量法、容量法）（遥感RS、全球定位系统GPS、地理信息系统GIS)优先污染物：难降解、在环境中有一定残留水平、出现频率较高、具有生物积累性、三致物质、毒性较大以及现代已有检出方法的物质。优先监测：对优先污染物进行的监测称为优先监测。世界上已知的污染物有700万种，进入环境的化学物质已达10万种。我国提出的优先污染物包括14种化学类别，共68种有毒化学物质。三、环境优先污染物和优先监测化学类别名称1、卤代烃类二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，2—二氯乙烷、1，1，1—三氯乙烷、1，1，2—三氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷2、苯系物苯、甲苯、乙苯、邻—二甲苯、间—二甲苯、对—二甲苯3、氯代苯类氯苯、邻—二氯苯、对—二氯苯、六氯苯4、多氯联苯类多氯联苯5、酚类苯酚、间—甲酚、2，4---氯酚、2，4，6—三氯酚、五氯酚、对—硝基酚6、硝基苯类硝基苯、对—硝基甲苯、2，4—二硝基甲苯、三硝基甲苯、对—硝基氯苯、2，4—硝基氯苯7、苯胺类苯胺、二硝基苯胺、对—硝基苯胺、2，6—二氯硝基苯胺8、多环芳烃萘、荧葸、苯并Lb]荧葸、苯并[k]荧葸、苯并[a]芘、茚并[1，2，3－c．d)芘、苯并[ghi]芘9、酞酸酯类酞酸二甲酯、酞酸二丁酯、酞酸二辛酯10、农药六六六、滴滴涕、滴滴畏、乐果、对硫磷、甲基对硫磷、除草醚、敌百虫11、丙烯腈丙烯腈12、亚硝胺类N-亚硝基二丙胺、N-亚硝基二正丙胺13、氰化物氰化物14、重金属及其化合物砷及其化合物、铍及其化合物、镉及其化合物、铬及其化合物、铜及其化合物、铅及其化合物、汞及其化合物、镍及其化合物、铊及其化合物中国环境优先污染物黑名单第三节环境标准环境标准：为了防止环境污染、维护生态平衡、保护人群健康，根据国家的环境政策和法规，在综合考虑本国自然环境特征、社会经济条件和科学技术水平的基础上规定环境中污染物的允许含量和污染源排放污染物的数量、浓度、时间和速度以及监测方法和其他有关技术规范。一、环境标准的分类