現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)知識講解

現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)實驗課36學時

實驗一、CODcr測定實驗二、溶解氧測定實驗三、BOD測定實驗四、銨離子測定實驗五、揮發(fā)酚測定實驗六、氯離子測定實驗七、SO2測定實驗八、NOx測定實驗九、礦物油類測定－紫外分光實驗十、土壤中重金屬測定－原子吸收實驗十一、苯系物測定－氣相色譜實驗十二、實驗考試

4、環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學的重要工具和手段，是環(huán)境保護的基礎(chǔ)。1、環(huán)境一、基本概念3、監(jiān)測（監(jiān)視、測定、監(jiān)控等）

環(huán)境科學包括的學科有：環(huán)境化學、環(huán)境物理學、環(huán)境地學、環(huán)境工程學、環(huán)境醫(yī)學、環(huán)境管理學、環(huán)境經(jīng)濟學、環(huán)境法學等。環(huán)境監(jiān)測是所有這些環(huán)境分支學科的基礎(chǔ)。第一章緒論2、環(huán)境質(zhì)量：是一種對人類生存和發(fā)展適宜程度的標志。

環(huán)境是相對于中心事物而言的。與某一中心事物有關(guān)的周圍事物，即為這個事物的環(huán)境。在環(huán)境科學中，是以人或人類作為主體，其他的生命體和非生命物質(zhì)都被視為環(huán)境，包括自然環(huán)境和社會環(huán)境?！吨腥A人民共和國環(huán)境保護法》中把環(huán)境明確定義為：影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土壤、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護區(qū)、風景名勝等。

環(huán)境監(jiān)測以環(huán)境為對象，運用化學、物理和生物等現(xiàn)代技術(shù)方法，間斷地或連續(xù)地監(jiān)視和檢測代表環(huán)境質(zhì)量及變化趨勢的各種數(shù)據(jù)的全過程。

環(huán)境監(jiān)測包括的內(nèi)容：1、化學監(jiān)測：對化學污染因子的濃度進行的化學或物理化學測試；2、物理監(jiān)測：對物理因子（如：熱、聲、光、電磁輻射、振動及放射性等）的強度和能量進行的物理測試；3、生物監(jiān)測：對生物由于環(huán)境質(zhì)量的變化所發(fā)出的各種反應(yīng)和信息（如受害癥狀、生長發(fā)育、形態(tài)變化等）進行測試；4、生態(tài)監(jiān)測：對特定區(qū)域內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)組合體的類型、結(jié)構(gòu)和功能及其組合要素進行系統(tǒng)的觀察和測定。確定目的－→現(xiàn)場調(diào)查－→監(jiān)測計劃設(shè)計－→優(yōu)化布點－→樣品采集－→運送保存－→分析測試－→數(shù)據(jù)處理－→綜合評價等二、環(huán)境監(jiān)測的過程

環(huán)境監(jiān)測技術(shù)不僅包括各種分析測試技術(shù)，還應(yīng)包括布點技術(shù)、采樣技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和綜合評價技術(shù)等。因此，環(huán)境監(jiān)測技術(shù)涉及的知識面、專業(yè)面寬，它不僅需要有堅實的分析化學基礎(chǔ)，還需要有足夠的物理學、生物學、生態(tài)學、氣象學、地學、工程學等多方面的知識。三、環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境分析的區(qū)別和聯(lián)系

環(huán)境分析是在分析化學的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，只是環(huán)境監(jiān)測的一部分，是環(huán)境監(jiān)測的初級階段或稱之為被動監(jiān)測階段；環(huán)境監(jiān)測比環(huán)境分析應(yīng)用的手段更多，監(jiān)測的范圍更廣，是對環(huán)境分析的不斷完善和發(fā)展的結(jié)果，環(huán)境監(jiān)測的最終目標是實現(xiàn)全面的自動化監(jiān)測。

環(huán)境分析：是以化學分析和儀器分析方法為手段，對環(huán)境中的化學污染因子作定性的檢測（detection)和定量的測定(determination)或測量(measurement)，是間斷的、定時的、局部的分析結(jié)果，并不與時間和空間以及其他的因子進行關(guān)聯(lián)。環(huán)境分析的一般工作過程：取樣→樣品前處理和保存→定性或定量測定→數(shù)據(jù)處理

早期的（50－70年代）環(huán)境監(jiān)測即為環(huán)境分析，到70年代后期，隨著科學技術(shù)的進步，儀器分析、計算機控制等現(xiàn)代化手段在環(huán)境監(jiān)測中得到了廣泛的應(yīng)用，各種自動連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)相繼問世，環(huán)境監(jiān)測從單一的環(huán)境分析發(fā)展到物理監(jiān)測、生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、遙感、衛(wèi)星監(jiān)測等，從間斷性監(jiān)測逐步過渡到自動連續(xù)監(jiān)測，監(jiān)測范圍也從原來的局部監(jiān)測發(fā)展到一個城市、一個區(qū)域、整個國家乃至全球范圍。第一節(jié)環(huán)境監(jiān)測的目的和分類

環(huán)境監(jiān)測的目的是準確、及時、全面地反映環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為環(huán)境管理、污染源控制、環(huán)境規(guī)劃等提供科學依據(jù)。

具體可歸納為：

(1)、根據(jù)環(huán)境質(zhì)量標準，評價環(huán)境質(zhì)量。(2)、根據(jù)污染分布情況，追蹤尋找污染源，為實現(xiàn)監(jiān)督管理、控制污染提供依據(jù)。

一、環(huán)境監(jiān)測的目的(3)、收集本底數(shù)據(jù)，積累長期監(jiān)測資料，為研究環(huán)境容量、實施總量控制、目標管理、預測預報環(huán)境質(zhì)量提供數(shù)據(jù)。(4)、為保護人類健康、保護環(huán)境、合理使用自然資源、制訂環(huán)境法規(guī)、標準和規(guī)劃等服務(wù)。二、環(huán)境監(jiān)測的分類

環(huán)境監(jiān)測可按其監(jiān)測目的或監(jiān)測介質(zhì)對象進行分類，也可按專業(yè)部門進行分類（如氣象監(jiān)測、衛(wèi)生監(jiān)測和資源監(jiān)測等）。1．監(jiān)視性監(jiān)測(又稱為例行監(jiān)測或常規(guī)監(jiān)測)

2．特定目的監(jiān)測(又稱為特例監(jiān)測或應(yīng)急監(jiān)測)⑴、污染事故監(jiān)測（簡易、低空航測、遙感）⑵、仲裁監(jiān)測（事故糾紛）⑶、考核驗證監(jiān)測（人員、方法驗收、治理驗收）⑷、咨詢服務(wù)監(jiān)測（政府部門、科研機構(gòu)、生產(chǎn)單位等）(一)按監(jiān)測目的分類

3．研究性監(jiān)測(又稱科研監(jiān)測)

⑴、環(huán)境本底監(jiān)測及研究⑵、污染規(guī)律研究監(jiān)測（研究污染物從污染源到受體的運動規(guī)律，污染物對人、生物和其它物體的影響，如職業(yè)病、地方病的研究等）。⑶、標法研制監(jiān)測（統(tǒng)一監(jiān)測分析方法、標準物質(zhì)、標準液的研制等）。⑷、綜合評價研究監(jiān)測（如溫室效應(yīng)、臭氧層破壞、酸雨規(guī)律研究等）。

可分為水質(zhì)監(jiān)測、空氣監(jiān)測、土壤監(jiān)測、固體廢物監(jiān)測、生物監(jiān)測、生態(tài)監(jiān)測、噪聲和振動監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測、放射性監(jiān)測、熱和光監(jiān)測、衛(wèi)生（病原體、病毒、寄生蟲等）監(jiān)測等。(二)、按監(jiān)測介質(zhì)（或環(huán)境要素）為對象分類1、大氣污染監(jiān)測

大氣污染監(jiān)測是監(jiān)測大氣中的污染物及其含量，又可分為空氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測和大氣污染源監(jiān)測兩種。目前被列為大氣污染物的已約100多種，這些污染物以分子和粒子狀兩種形式存在于大氣中。我國已有多種標準對大氣污染物的最高允許濃度和最大允許排放量作了規(guī)定。如大氣環(huán)境質(zhì)量標準對SO2、NO2、TSP、PM10、CO、O3、Pb、苯并[a]芘(B[a]P)、氟化物共10種物質(zhì)的濃度標準作了限制性規(guī)定。在大氣污染物綜合排放標準中對SO2、NOx、TSP、鹵化氫、苯并[a]芘、碳氫化合物等33種有害工業(yè)氣體作了最高允許排放濃度和最高允許排放速率的限制。在企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準中又對居住區(qū)中的CO、乙醛、乙醚、甲醛、苯、二甲苯等34種物質(zhì)的最高允許濃度作了規(guī)定，對車間空氣中的CO、一甲胺、乙醚等111種物質(zhì)的最高允許濃度也作了規(guī)定。近年來，全球大氣污染問題日趨嚴重，如：酸雨、臭氧層空洞等，與之有關(guān)的氯氟烴濃度，溫室氣體（CO2、N2O、CH4等）也成為大氣監(jiān)測的對象。

水質(zhì)監(jiān)測可分為環(huán)境水體監(jiān)測和水污染源監(jiān)測。環(huán)境水體包括地表水（如：江、河、湖、海）和地下水。水污染源包括各種各樣的工業(yè)廢水和生活污水等。水質(zhì)監(jiān)測的項目很多，大體可分為三類：一類是物理性狀的指標，如溫度、色度、濁度、電導率、懸浮物（SS)、氣味等，另一類是化學指標，如溶解氧（DO）、化學耗氧量（CODcr）、生化需氧量（

BOD5）、總有機碳（TOC）、重金屬、有毒有害的有機污染物等，再一類是與生物有關(guān)的指標，如大腸菌群、細菌總數(shù)等。2、水質(zhì)污染監(jiān)測3、土壤污染監(jiān)測

土壤污染主要由兩方面的因素所引起，一是工業(yè)廢棄物（如廢水澆灌、廢渣的不合理填埋）引起，另一方面是化肥和農(nóng)藥的使用不當引起。受到污染的河流的河床底泥污染，也屬于土壤污染之列。土壤污染的主要監(jiān)測項目是對土壤、作物、有害的重金屬如鉻、汞、鎘、鉛、鎳等;非金屬類：Sn、CN-、F-、S2-;有機類:苯并芘、三氯乙醛、油類、DDT、六六六等。4、固體廢物監(jiān)測

易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、放射性、浸出性、急性毒性（包括口服毒性、吸入毒性和皮膚吸收毒性）等。

5、生物監(jiān)測

生物群落監(jiān)測、植物群落監(jiān)測法、細菌檢驗監(jiān)測法、水生生物毒性試驗監(jiān)測法等。6、噪聲、振動監(jiān)測

區(qū)域環(huán)境噪聲、交通噪聲、噪聲源、廠界噪聲、建筑工地噪聲、振動等。二、環(huán)境污染和環(huán)境監(jiān)測的特點第二節(jié)環(huán)境監(jiān)測特點和監(jiān)測技術(shù)概述

（一）、環(huán)境污染的特點⑴、時間分布性⑵、空間分布性⑶、環(huán)境污染與污染物含量之間的關(guān)系⑷、污染因素的綜合效應(yīng)（單獨作用、相加作用、相乘作用、拮抗作用）⑸、環(huán)境污染的社會評價一、環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展（自學）

（二）、環(huán)境監(jiān)測的特點

⑴、綜合性⑵、連續(xù)性⑶、追蹤性

目前我國環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展很快，最基本的化學分析法在很多場合還在應(yīng)用：如重量法常用在殘渣、降塵、硫酸鹽等的測定中，容量分析法被廣泛用于DO、BOD、COD、酸堿度、總硬度、氰化物等的測定中；應(yīng)用更多的為儀器分析法：如光譜分析法（可見分光光度法、紫外分光光度法、紅外光譜法、原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、X－熒光射線分析法、熒光分析法、化學發(fā)光分析法等），色譜分析法（氣相色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法、離子色譜法、色譜－質(zhì)譜聯(lián)用等）二、環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展，電化學分析法（極譜法、溶出伏安法、電導分析法、電位分析法、離子選擇電極法、庫侖分析法），放射分析法（同位素稀釋法、中子活化分析法）等。許多新技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中已得到應(yīng)用，如氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS）,高效液相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀（HPLC-MS），氣相色譜－富里葉紅外光譜儀（GC-FTIR）,電感耦合等離子體－發(fā)射光譜法（ICP-AES），流動注射分析法（FIA)，酶免疫檢測（EIA）。遙感（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）三S技術(shù)在環(huán)境科技上也得到了不同程度的應(yīng)用。環(huán)境監(jiān)測技術(shù)化學分析法儀器分析法三S技術(shù)光譜分析法：可見分光光度法、紫外分光光度法、紅外光譜法、原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、X－熒光射線分析法、熒光分析法、化學發(fā)光分析法等

色譜分析法：氣相色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法、離子色譜法等電化學分析法：極譜法、溶出伏安法、電導分析法、電位分析法、離子選擇電極法、庫侖分析法放射分析法：同位素稀釋法、中子活化分析法儀器聯(lián)用及新技術(shù)：GC-MS、HPLC-MS、GC-FTIR、ICP-AES、ICP-MS、FIA（流動注射法）、EIA等（重量法、容量法）（遙感RS、全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS)

優(yōu)先污染物：難降解、在環(huán)境中有一定殘留水平、出現(xiàn)頻率較高、具有生物積累性、三致物質(zhì)、毒性較大以及現(xiàn)代已有檢出方法的物質(zhì)。

優(yōu)先監(jiān)測：對優(yōu)先污染物進行的監(jiān)測稱為優(yōu)先監(jiān)測。

世界上已知的污染物有700萬種，進入環(huán)境的化學物質(zhì)已達10萬種。我國提出的優(yōu)先污染物包括14種化學類別，共68種有毒化學物質(zhì)。三、環(huán)境優(yōu)先污染物和優(yōu)先監(jiān)測化學類別名稱1、鹵代烴類二氯甲烷、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、鄰—二甲苯、間—二甲苯、對—二甲苯3、氯代苯類氯苯、鄰—二氯苯、對—二氯苯、六氯苯4、多氯聯(lián)苯類多氯聯(lián)苯5、酚類苯酚、間—甲酚、2，4---氯酚、2，4，6—三氯酚、五氯酚、對—硝基酚6、硝基苯類硝基苯、對—硝基甲苯、2，4—二硝基甲苯、三硝基甲苯、對—硝基氯苯、2，4—硝基氯苯7、苯胺類苯胺、二硝基苯胺、對—硝基苯胺、2，6—二氯硝基苯胺8、多環(huán)芳烴萘、熒葸、苯并Lb]熒葸、苯并[k]熒葸、苯并[a]芘、茚并[1，2，3－c．d)芘、苯并[ghi]芘9、酞酸酯類酞酸二甲酯、酞酸二丁酯、酞酸二辛酯10、農(nóng)藥六六六、滴滴涕、滴滴畏、樂果、對硫磷、甲基對硫磷、除草醚、敵百蟲11、丙烯腈丙烯腈12、亞硝胺類N-亞硝基二丙胺、N-亞硝基二正丙胺13、氰化物氰化物14、重金屬及其化合物

砷及其化合物、鈹及其化合物、鎘及其化合物、鉻及其化合物、銅及其化合物、鉛及其化合物、汞及其化合物、鎳及其化合物、鉈及其化合物中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單第三節(jié)環(huán)境標準

環(huán)境標準：為了防止環(huán)境污染、維護生態(tài)平衡、保護人群健康，根據(jù)國家的環(huán)境政策和法規(guī)，在綜合考慮本國自然環(huán)境特征、社會經(jīng)濟條件和科學技術(shù)水平的基礎(chǔ)上規(guī)定環(huán)境中污染物的允許含量和污染源排放污染物的數(shù)量、濃度、時間和速度以及監(jiān)測方法和其他有關(guān)技術(shù)規(guī)范。一、環(huán)境標準的分類和分級分級：國家標準和地方標準兩級。地方標準包括地方環(huán)境質(zhì)量標準和地方污染物排放標準。國家環(huán)境標準包括（分類）：環(huán)境質(zhì)量標準、污染物排放標準、環(huán)境基礎(chǔ)標準、環(huán)境方法標準、環(huán)境標準物質(zhì)標準和環(huán)境保護行業(yè)標準六大類。

(1)、環(huán)境質(zhì)量標準：根據(jù)經(jīng)濟技術(shù)條件對環(huán)境中有害物質(zhì)和因素所作的限制性規(guī)定。

(2)、污染物排放標準：為了實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量目標，結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟條件和環(huán)境特點，對排入環(huán)境的有害物質(zhì)或有害因素所作的控制規(guī)定。排放標準可以分為國家標準和地方標準兩種，地方標準是對國家標準的補充和完善，執(zhí)行上地方標準優(yōu)先于國家標準。地方標準應(yīng)符合的條件：

①、國家標準中所沒有規(guī)定的項目；

②、地方標準應(yīng)嚴于國家標準。污染物排放標準分為跨行業(yè)的綜合性排放標準和行業(yè)性排放標準，綜合性排放標準和行業(yè)性排放標準不交叉執(zhí)行，即：有行業(yè)性排放標準的執(zhí)行行業(yè)排放標準，沒有行業(yè)排放標準的執(zhí)行綜合排放標準。

(3)、方法標準：為監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量和污染物排放，規(guī)范采樣、分析、測試、數(shù)據(jù)處理等所作的統(tǒng)一規(guī)定。如分析方法、測定方法、采樣方法等。(4)、環(huán)境標準樣品標準：為保證環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確、可靠，對用于量質(zhì)傳遞或質(zhì)量控制的材料、實物樣品而制定的標準物質(zhì)。（5）、環(huán)境基礎(chǔ)標準：在環(huán)境標準化工作中對具有指導意義的符號、代號、指南、程序、規(guī)范等所作的統(tǒng)一規(guī)定。（6）、環(huán)境保護行業(yè)標準：對統(tǒng)一的技術(shù)要求所制定的標準（包括：執(zhí)行各項環(huán)境管理制度、監(jiān)測技術(shù)、環(huán)境區(qū)劃、規(guī)劃的技術(shù)要求、規(guī)范、導則等）。（一）、環(huán)境質(zhì)量標準水環(huán)境質(zhì)量標準地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB3838-2002)海水水質(zhì)標準（GB3097－1997）地下水質(zhì)標準（GB/T14848－1993）漁業(yè)水質(zhì)標準（GB11607－89）農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準（GB5084－92）

大氣環(huán)境質(zhì)量標準環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-1996）

室內(nèi)空