環(huán)境監(jiān)測概論第一章 緒 論本章教學(xué)目的、要求1. 了解環(huán)境監(jiān)測的主要內(nèi)容和基本程序；2. 了解環(huán)境監(jiān)測的分類與特點；3. 了解環(huán)境監(jiān)測的基本原則與要求；4. 掌握環(huán)境監(jiān)測的主要分析技術(shù)。本章重點1. 環(huán)境監(jiān)測的主要內(nèi)容和基本程序；2. 環(huán)境監(jiān)測的基本原則與要求。本章難點1. 環(huán)境監(jiān)測的基本程序2. 環(huán)境監(jiān)測的主要分析技術(shù)本章教學(xué)目錄1.1環(huán)境監(jiān)測1.2環(huán)境監(jiān)測分析方法1.1 環(huán)境監(jiān)測1.1.1環(huán)境監(jiān)測的概念環(huán)境監(jiān)測是指由環(huán)境監(jiān)測機(jī)構(gòu)按照規(guī)定的程序和有關(guān)法規(guī)的要求，對代表環(huán)境質(zhì)量及發(fā)展趨勢的各種環(huán)境要素進(jìn)行技術(shù)性監(jiān)視、測試和解釋，對環(huán)境行為符合法規(guī)情況進(jìn)行執(zhí)法性監(jiān)督、控制和評價的全過程操作。1.1.2環(huán)境監(jiān)測的主要任務(wù)和內(nèi)容主要包括以下六個方面：1.1.2.1 監(jiān)視解釋代表(反映)環(huán)境質(zhì)量變化的各種要素；1.1.2.2 測試評價對人與環(huán)境有影響的各種環(huán)境因素；1.1.2.3監(jiān)督控制對環(huán)境造成污染或危害的各種行為；1.1.2.4 督察促進(jìn)有關(guān)污染防治和環(huán)保法規(guī)的貫徹執(zhí)行；1.1.2.5 為制定及執(zhí)行環(huán)境法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境污染防治對策等提供可靠、公正、科學(xué)的依據(jù)；1.1.2.6為環(huán)境管理提供技術(shù)支持、技術(shù)監(jiān)督和技術(shù)服務(wù)。1.1.3環(huán)境監(jiān)測的分類1.1.3.1環(huán)境監(jiān)測按其目的和性質(zhì)可分為以下三種類型：(1) 常規(guī)監(jiān)測污染源例行監(jiān)測和監(jiān)督監(jiān)測環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(2) 特例監(jiān)測污染事故監(jiān)測仲裁監(jiān)測考核驗證監(jiān)測咨詢服務(wù)監(jiān)測(3) 研究監(jiān)測1.1.3.2環(huán)境監(jiān)測按監(jiān)測介質(zhì)或?qū)ο罂煞譃橐韵聨追N類型水質(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、噪聲和振動監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測、放射性監(jiān)測、熱監(jiān)測、光監(jiān)測、衛(wèi)生(病原體、病毒、寄生蟲等)監(jiān)測等。1.1.4環(huán)境監(jiān)測的特點1.1.4.1生產(chǎn)性 環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)就是環(huán)境監(jiān)測的基本產(chǎn)品。1.1.4.2綜合性 環(huán)境監(jiān)測的對象、環(huán)境監(jiān)測手段、監(jiān)測數(shù)據(jù)解析評價都具有很強的綜合性。1.1.4.3追蹤性 要保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的追蹤溯源。1.1.4.4持續(xù)性 監(jiān)測數(shù)據(jù)如同水文氣象數(shù)據(jù)一樣具有持續(xù)性的特點。1.1.4.5 執(zhí)法性 環(huán)境監(jiān)測不同于一般檢驗測試，它還具有執(zhí)法性的特點。1.1.5環(huán)境監(jiān)測的基本程序環(huán)境監(jiān)測一般工作程序主要包括以下內(nèi)容：1.1.5.1 受領(lǐng)任務(wù) 任務(wù)主要來自環(huán)境保護(hù)主管部門的指令，單位、組織或個人的委托、申請和監(jiān)測機(jī)構(gòu)的安排三個方面。1.1.5.2 明確目的 確定針對性較強的監(jiān)測工作具體目的。1.1.5.3 現(xiàn)場調(diào)查 根據(jù)監(jiān)測目的，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查研究。1.1.5.4 方案設(shè)計 認(rèn)真做好監(jiān)測方案設(shè)計，并據(jù)此進(jìn)行現(xiàn)場布點作業(yè)。1.1.5.5 采集樣品 按照設(shè)計方案和規(guī)定的操作程序，實施樣品采集。1.1.5.6 運送保存 采集的樣品和記錄要及時安全的送往實驗室，辦好交接手續(xù)。1.1.5.7 分析測試 按照規(guī)定程序和規(guī)定的分析方法，對樣品進(jìn)行分析，如實記錄檢測信息。1.1.5.8 數(shù)據(jù)處理 對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和統(tǒng)計檢驗，整理入庫(數(shù)據(jù)庫)。1.1.5.9 綜合評價 對監(jiān)測結(jié)果作出合理解釋，編寫監(jiān)測報告，并按規(guī)定程序報出。1.1.6環(huán)境監(jiān)測的基本原則和要求1.1.6.1 環(huán)境監(jiān)測的原則環(huán)境監(jiān)測的原則包括優(yōu)先監(jiān)測原則、可靠性原則和實用性原則。（1）“優(yōu)先監(jiān)測”的原則經(jīng)過優(yōu)先選擇的污染物稱為環(huán)境優(yōu)先污染物，簡稱優(yōu)先污染物。對優(yōu)先污染物進(jìn)行的監(jiān)測稱為“優(yōu)先監(jiān)測”。優(yōu)先污染物是指難以降解、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、毒性較大的化學(xué)物質(zhì)。（2）可靠性原則對選擇的污染物必須有可靠的測試手段和有效的分析方法，保證獲得準(zhǔn)確、可靠、有代表性的數(shù)據(jù)。（3）實用性原則能對監(jiān)測數(shù)據(jù)作出正確的評價，若無標(biāo)準(zhǔn)可循，又不了解對人類健康或?qū)ι鷳B(tài)系統(tǒng)的影響，將使監(jiān)測陷入盲目性。1.1.6.2環(huán)境監(jiān)測的要求環(huán)境監(jiān)測的要求就是監(jiān)測結(jié)果要具有“五性”。（1）代表性代表性指在有代表性的時間、地點采集有代表性的樣品。（2）完整性完整性強調(diào)工作總體規(guī)劃切實完成，即保證按預(yù)期計劃取得有系統(tǒng)性和連續(xù)性的有效樣品，而且無缺漏地獲得這些樣品的監(jiān)測結(jié)果及有關(guān)信息。（3）可比性可比性不僅要求各實驗室之間對同一樣品的監(jiān)測結(jié)果相互可比，也要求每個實驗室為同一個樣品的監(jiān)測結(jié)果應(yīng)該達(dá)到相關(guān)項目之間的數(shù)據(jù)可比，相同項目沒有特殊情況時，歷年同期的數(shù)據(jù)也是可比的。（4）準(zhǔn)確性準(zhǔn)確性指測定值與真值的符合程度。（5）精密性精密性表現(xiàn)為測定值有良好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。1.2 環(huán)境監(jiān)測分析方法1.2.1監(jiān)測分析方法體系1.2.1.1選擇分析方法應(yīng)遵循的原則：（1）靈敏度能滿足定量要求；（2）方法成熟、準(zhǔn)確；（3）操作簡便，易于普及；（4）抗干擾能力強。1.2.2監(jiān)測分析方法體系的構(gòu)成1.2.2.1 國家標(biāo)準(zhǔn)分析方法我國已編制60多項包括采樣在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法，這是一些比較經(jīng)典、準(zhǔn)確度較高的方法，是環(huán)境污染糾紛法定的仲裁方法，也是用于評價其他分析方法的基準(zhǔn)方法。1.2.2.2 統(tǒng)一分析方法有些項目的監(jiān)測方法尚不夠成熟，但這些項目又急需測定，因此經(jīng)過研究作為統(tǒng)一方法予以推廣，在使用中積累經(jīng)驗，不斷完善，為上升為國家標(biāo)準(zhǔn)方法創(chuàng)造條件。1.2.2.3 等效方法與一、二類方法的靈敏度、準(zhǔn)確度具有可比性的分析方法稱為等效方法。這類方法可能采用新的技術(shù)，應(yīng)鼓勵有條件的單位先用起來，以推動監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步。但是，新方法必須經(jīng)過方法驗證和對比實驗，證明其與標(biāo)準(zhǔn)方法或統(tǒng)一方法是等效的才能使用。1.2.2環(huán)境監(jiān)測分析方法1.2.2.1化學(xué)分析法化學(xué)分析法是以特定的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法，分為重量分析法和容量分析法。（1） 重量分析法是將待測物質(zhì)以沉淀的形式析出，經(jīng)過過濾、烘干、用天平稱其質(zhì)量，通過計算得出待測物質(zhì)的含量。（2） 容量分析法又稱滴定分析法。它是用一種已知準(zhǔn)確濃度的溶液(標(biāo)準(zhǔn)溶液)，滴加到含有被測物質(zhì)的溶液中，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)完全時消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和濃度，計算出被測物質(zhì)的含量。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)類型的不同，滴定分析分為酸堿滴定、配位滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定四種方法。1.2.2.2儀器分析法儀器分析法是利用被測物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行分析的方法。根據(jù)分析原理和儀器的不同，環(huán)境監(jiān)測中常用到如下幾類。（1） 色譜分析法 包括氣相色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法、離子色譜法等。 氣相色譜法以氣體為流動相的色譜分析法稱氣相色譜法。由所用固定相的狀態(tài)不同，可分為氣固色譜和氣液色譜。 高效液相色譜法相對于氣相色譜，把流動相為液體的色譜過程稱為液相色譜。高效液相色譜是在液體柱色譜基礎(chǔ)上，引入氣相色譜的理論，采用高壓泵、高效固定相和高靈敏度的檢測器，實現(xiàn)了分析快速、分離效率高和操作自動化。 離子色譜法離子色譜法是一種分析離子的專用儀器?？捎糜诖髿?、水、固體廢物等多種環(huán)境樣品的分析。通常，可以同時測定一個樣品中的多種成分，如F、C1、Br、NO2、NO3、SO32、SO42、H2PO4等陰離子和K+、Na+、NH4+、Ca2+、Mg2+等陽離子。 薄層色譜法，薄層色譜法又稱為薄層層析，在環(huán)境監(jiān)測中主要用于樣品的預(yù)分離、純化或制備標(biāo)準(zhǔn)樣品。(2) 光學(xué)分析法光學(xué)分析法是根據(jù)物質(zhì)發(fā)射、吸收輻射能或物質(zhì)與輻射能相互作用建立的分析方法。 分子光譜法 分子光譜法包括紅外吸收、可見和紫外吸收、分子熒光等方法。 原子光譜法 包括原子發(fā)射、原子吸收和原子熒光光譜法。目前應(yīng)用最多的是原子吸收光譜法，簡稱為原子吸收法。 (3) 電化學(xué)分析法電化學(xué)分析法是依據(jù)物質(zhì)的電學(xué)及電化學(xué)性質(zhì)測定其含量的分析方法，通常是使待分析的樣品試液構(gòu)成化學(xué)電池，根據(jù)電池的某些物理量與化學(xué)量之間的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行定量分析。 電導(dǎo)分析法 通過測量溶液的電導(dǎo)或電阻來確定被測物質(zhì)的含量。 電位分析法 用一個指示電極和一個參比電極與試液組成化學(xué)電池，根據(jù)電池電動勢(或指示電極電位)分析待測物質(zhì)。 庫侖分析法 待測物質(zhì)定量地進(jìn)行某一電極反應(yīng)，或者待測物質(zhì)與某一極反應(yīng)產(chǎn)物定量地進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)此過程所消耗的電量(庫侖數(shù))可以定量分析待測物質(zhì)濃度，即為庫侖分析法。 伏安和極譜法 用微電極電解被測物質(zhì)的溶液，根據(jù)所得到的電流電壓(或電極)極化曲線來測定物質(zhì)含量的方法。(4) 質(zhì)譜分析法質(zhì)譜分析的原理是通過測定有機(jī)物離子的質(zhì)量和強度來進(jìn)行成份和結(jié)構(gòu)分析。目前已成為環(huán)境有機(jī)污染物監(jiān)測的重要測試技術(shù)。(5) 其他監(jiān)測分析方法 生物指示分析法 生物指示分析法是利用生物體(主要是植物)對環(huán)境中某些污染物產(chǎn)生的反應(yīng)來判斷環(huán)境污染的一種手段。 結(jié)構(gòu)分析法 結(jié)構(gòu)分析法是分析污染物的物理化學(xué)狀態(tài)或結(jié)構(gòu)的方法。 放射化學(xué)分析法 放射化學(xué)分析是專門測定環(huán)境樣品中的放射性污染物。 酶分析法 酶是一種生物化學(xué)催化劑，酶分析法是利用酶催化反應(yīng)測定污染物含量的方法。1.2.2.3環(huán)境監(jiān)測分析技術(shù)發(fā)展動向目前環(huán)境監(jiān)測分析技術(shù)的發(fā)展較快，許多新技術(shù)在監(jiān)測過程中已得到應(yīng)用。當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測技術(shù)發(fā)展主要表現(xiàn)在：（1） 遙感技術(shù)廣為采用；（2） 監(jiān)測技術(shù)連續(xù)自動化；（3） 分析技術(shù)聯(lián)用；（4） 痕量和超痕量分析技術(shù)進(jìn)展迅猛，（5） 監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)化，（6） 監(jiān)測數(shù)據(jù)處理計算機(jī)化等。1.2.2.4分析方法的選擇根據(jù)水中待測物質(zhì)的含量，一般常量物質(zhì)用滴定分析法。例如，酸堿性物質(zhì)用酸堿滴定法，金屬離子用配位滴定法，鹵素用沉淀滴定法，有機(jī)污染物可用氧化還原法，微量或痕景物質(zhì)用各類儀器分析法。有時一種物質(zhì)，幾種方法均可測定。例如Cd可用比色分光光度法，也可用原子吸收或極譜法。選用何種方法要看測定的目的要求、各種分析方法的特點和具體