武理工环境监测讲义第1章 绪论.docx

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1、环境监测讲义第一章绪论环境监测是环境科学的一个重要分支学科。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、环境经济学以及环境法学等所有环境科学的分支学科，都需要在了解、评价环境质量及其变化趋势的基础上，才能进行各项研究和制订有关管理、经济的法规。“监测”一词的含义可理解为监视、测定、监控等，因此环境监测就是通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。随着工业和科学的发展，监测含义的内容也扩展了。由工业污染源的监测逐步发展到对大环境的监测，即监测对象不是影响环境质量的污染因子，还延伸到对生物、生态变化的监测。判断环境质量，仅对某一污染物进行某

2、一地点、某一时刻的分析测定是不够的，必须对各种有关污染因素、环境因素在一定范围、时回、空间内进行测定，分析其综合测定数据，才能对环境质量作出确切评价。因此，环境监测包括对污染物分析测试的化学监测（包括物理化学方法）；对物理（或能量）因子热、声、光、电磁辐射、振动及放射性等强度、能量和状态测试的物理监测；对生物由于环境质量变化所发出的各种反映和信息，如群落、种落的迁移变化、受害症状等测试的生物监测。环境监测的过程一般为：现场调查一一监测计划设计一一优化布点一一样品采集一-运送保存一分析测试一一数据处理一综合评价等。第一节环境监测的目的和分类一、环境监测的目的环境监测的目的是准确、及时、全面地反映

3、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。（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、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。（一）按监测目的分类1 .监视性监测（又称为例行监测或常规监测）对指定的有关项目进行定期的、长

4、时间的监测，以确定环境质量及污染源状况、评价控制措施的效果，衡量环境标准实施情况和环境保护工作的进展。这是监油工作中量最大面最广的工作。监视性监测包括对污染源的监督监测（污染物浓度、排放总量、污染趋势等）和环境质量监测（所在地区的空气、水质、噪声、固体废物等监督监测）。2 .特定目的监测（又称为特例监测或应急监测）根据特定的目的可分为以下四种：（1）污染事故监测：在发生污染事故时进行应急监酗，以确定污染物扩散方向、速度和危及范围，为控制污染提供依据。这类监测常采用流动监测（车、船等）、简易监测、低空航测、遥感等手段。（2）仲裁监测：主要针对污染事故纠纷、环境法执行过程中所产生的矛盾进行监测。仲

5、裁监测应由国家指定的具有权威的部门进行，以提供具有法律责任的数据（公证数据），供执法部门、司法部门仲裁。（3）考核验证监测：包括人员考核、方法验证和污染治理项目竣工时的验收监测。（4）咨询服务监测：为政府部门、科研机构、生产单位所提供的服务性监测。例如建设新企业应进行环境影响评价，需要按评价要求进行监测。3 .研究性监测（又称科研监测）研究性监测是针对特定目的科学研究而进行的高层次的监测。例如环境本底的监测及研究；有毒有害物质对从业人员的影响研究；为监测工作本身服务的科研工作的监测，如统一方法、标准分析方法的研究、标准物质的研制等。这类研究往往要求多学科合作进行。（二）按监测介质对象分类可分为

6、水质监测、空气监测、土壤监测、固体废物监测、生物监测、噪声和振动监测、电磁辐射监测、放射性监测、热监测、光监测、卫生（病源体、病毒、寄生虫等）监测等。第二节环境监测技术概述一、环境监测的发展环境污染虽然自古就有，但环境科学作为一门学科是在二十世纪50年代才开始发展起来。最初危害较大的环境污染事件主要是由于化学毒物所造成，因此,对环境样品进行化学分析以确定其组成和含量的环境分析就产生了。由于环境污染物通常处于痕量级（PPm、PPb）甚至更低，并且基体复杂，流动性变异性大，又涉及空间分布及变化，所以对分析的灵敏度、准确度、分辨率和分析速度等提出了很高要求。因此，环境分析实际上是分析化学的发展。这一

7、阶段称之为污染监测阶段或被动监测阶段。到了70年代，随着科学的发展，人们逐渐认识到影响环境质量的因素不仅是化学因素，还有物理因素，例如噪声、光、热、电磁辐射、放射性等。所以用生物（动物、植物）的生态、群落、受害症状等的变化作为判断环境质量的标准更为确切可靠。此外，某一化学毒物的含量仅是影响环境质量的因素之一，环境中各种污染物之间、污染物与其他物质、其他因素之间还存在着相加和拮抗作用。所以环境分析只是环境监测的一部分,环境监测的手段除了化学的、还有物理的、生物的等等。同时，从点污染的监测发展到面污染以及区域性的监测，这一阶段称之为环境监测阶段，也称为主动监测或目的监测阶段。监测手段和监测范围的扩

8、大，虽然能够说明区域性的环境质量，但由于受采样手段、采样频率、采样数量、分析速度、数据处理速度等限制，仍不能及时地监视环境质量变化，预测变化趋势，更不能根据监测结果发布采取应急措施的指令。80年代初，发达国家相继建立了自动连续监测系统，并使用了遥感、遥测手段，监测仪器用电子计算机遥控，数据用有线或无线传输的方式送到监测令11控制室；经电子计算机处理，可自动打印成指定的表格，画成污染态势、浓度分布。可以在极短时间内观察到空气、水体污染浓度变化、预测预报未来环境质量。当污染程度接近或超过环境标准时，可发布指令、通告并采取保护措施；这一阶段称为污染防治监测阶段或自动监测阶段。二、环境监测的特点环境监

9、测就其对象、手段、时间和空间的多变性、污染组分的复杂性等，其特点可归纳为：1 .环境监测的综合性环境监测的综合性表现在以下几个方面：（1）监测手段包括化学、物理、生物、物理化学、生物化学及生物物理等一-切可以表征环境质量的方法。（2）监测对象包括空气、水体（江、河、湖、海及地下水）、土壤、固体废物、生物等客体，只有对这些客体进行综合分桥，才能确切描述环境质量状况。（3）对监测数据进行统计处理、综合分析时，需涉及该地区的自然和社会各个方面情况，因此，必须综合考虑才能正确阐明数据的内涵。2 .环境监测的连续性由于环境污染具有时空性等特点，因此，只有坚持长期测定，才能从大量的数据中揭示其变化规律，预

10、测其变化趋势，数据越多，预测的准确度就越高。因此，监测网络、监测点位的选择一定要有科学性，而且一旦监测点位的代表性得到确认，必须长期坚持监测。3 .环境监测的追踪性环境监测包括监测目的的确定、监测计划的制订、采样、样品运送和保存、实验室测定到数据整理等过程，是一个复杂而又有联系的系统、任何一步的差错都将影响最终数据的质量。特别是区域性的大型监测，由于参力队员众多、实验室和仪器的不同，必然会发生技术和管理水平不同。为使监测结果具有一定的准确性，并使数据具有可比性、代表性和完整性。需有一个量值追踪体系予以监督；为此，需要建立环境监测的质量保证体系。三、监测技术监测技术包括采样技术、测试技术和数据处

11、理技术。关于采样以及噪声、放射性等方面的监测技术在后面有关章节中叙述，这里以污染物的测试技术为重点作一概述。（一）化学、物理技术对环境样品中污染物的成分分析及其状态与结构的分析，目前，多采用化学分析方法和仪器分析方法。如重量法常用作残渣、降尘、油类、硫酸盐等的测定。容量分析被广泛用于水中酸度、碱度、化学需氧量、溶解氧、硫化物、氟化物的测定。仪器分析是以物理和物理化学方法为基础的分析方法。它包括光谱分析法（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一荧光射线分析法；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、

12、色谱一质谱联用技术）；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）和流动注射分析法等。目前，仪器分析方法被广泛用于对环境中污染物进行定性和定量的测定。如分光光度法常用于大部分金属、无机非金属的测定；气相色谱法常用于有机物的测定6对于污染物状态和结构的分析常采用紫外光谱、红外光谱、质谱及核磁共振等技术。（二）生物技术这是利用植物和动物在污染环境中所产生的各种反映信息来判断环境质量的方法，这是一种最直接也是一种综合的方法。生物监测包括生物体内污染物含量的测定；观察生物在环境中受伤害症状；生物的生理生化反应；生物群

13、落结构和种类变化等手段来判断环境质量。例如：利用某些对特定污染物敏感的植物或动物（指示生物）在环境中受伤害的症状，可以对空气或水的污染作出定性和定量的判断。（三）监测技术的发展目前监测技术的发展较快，许多新技术在监测过程中已得到应用。如GC-AAS（气相色谱一原子吸收光谱）联用仪，使两项技术互促互补，扬长避短，在研究有机汞，有机铅、有机碑方面表现了优异性能。再如，利用遥测技术对整条河流的污染分布情况进行监测，是以往监测方法很难完成的。对于区域甚至全球范围的监测和管理，其监测网络及点位的研究、监测分析方法的标准化、连续自动监测系统、数据传送和处理的计算机化的研究、应用也是发展很快的。在发展大型、自动、连续监测系统的同时，研究小型便携式、简易快速的监测技术也十分重要。例如，在污染突发事故的现场、瞬时造成很大的伤害，但由于空气扩散和水体流动，污染物浓度的变化十分迅速，这时大型仪器无法使用，而便携式和快速测定技术就显得十分重要，在野外也同样如此。第三节环境标准一、环境标准的分类和分级二、制定环境标准的原则三、水质标准、大气标准、固体废弃物标准