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文檔簡(jiǎn)介

環(huán)境監(jiān)測(cè)方法一、環(huán)境監(jiān)測(cè)概述

環(huán)境監(jiān)測(cè)是指通過(guò)系統(tǒng)性的技術(shù)手段,對(duì)大氣、水體、土壤等環(huán)境要素的質(zhì)量狀況進(jìn)行定期或連續(xù)的觀察、測(cè)量、分析和評(píng)價(jià)。其目的是掌握環(huán)境變化趨勢(shì),為環(huán)境保護(hù)和污染治理提供科學(xué)依據(jù)。

(一)環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要性

1.為環(huán)境管理提供決策支持

2.評(píng)估污染治理效果

3.預(yù)警環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

4.促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

(二)環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本原則

1.科學(xué)性:采用標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的監(jiān)測(cè)方法

2.代表性:監(jiān)測(cè)點(diǎn)位應(yīng)能反映區(qū)域環(huán)境特征

3.可比性:確保不同時(shí)期、不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)具有可比性

4.完整性:全面覆蓋各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)

二、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方法

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)主要針對(duì)顆粒物、氣態(tài)污染物和氣象參數(shù)等指標(biāo),常用方法包括:

(一)顆粒物監(jiān)測(cè)

1.PM10/PM2.5采樣方法

(1)重量法:使用標(biāo)準(zhǔn)采樣器收集顆粒物,稱重分析

(2)光散射法:通過(guò)激光散射原理實(shí)時(shí)測(cè)量濃度

2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置

(1)工業(yè)區(qū):距離污染源200-500米

(2)居民區(qū):距離地面1-3米高度

(3)交通干線:道路側(cè)方20米處

(二)氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)

1.SO2監(jiān)測(cè):采用紫外熒光法或熒光法

(1)采樣流程:標(biāo)準(zhǔn)流量采樣→吸收液吸收→濃度測(cè)定

2.NOx監(jiān)測(cè):使用化學(xué)發(fā)光法

(1)原理:通過(guò)化學(xué)反應(yīng)釋放光子強(qiáng)度定量分析

3.O3監(jiān)測(cè):差分光學(xué)吸收光譜法(DOAS)

(1)優(yōu)勢(shì):無(wú)需采樣,可連續(xù)監(jiān)測(cè)垂直分布

(三)氣象參數(shù)監(jiān)測(cè)

1.溫濕度:使用干濕球溫度計(jì)或自動(dòng)氣象站

2.風(fēng)速風(fēng)向:旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速儀或超聲波設(shè)備

3.數(shù)據(jù)采集頻率:小時(shí)平均值(每小時(shí)1次)、日均值(每2小時(shí)1次)

三、水環(huán)境監(jiān)測(cè)方法

水環(huán)境監(jiān)測(cè)涵蓋物理、化學(xué)和生物指標(biāo),主要方法如下:

(一)物理指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.pH值測(cè)定

(1)儀器:pH計(jì)(精度±0.01)

(2)標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校準(zhǔn):每天使用

2.水溫測(cè)量

(1)方法:插入式溫度計(jì)(深度≥1米)

(2)數(shù)據(jù)采集:每日早中晚各一次

(二)化學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.COD(化學(xué)需氧量)

(1)重鉻酸鉀法:加熱回流消解→比色測(cè)定

(2)濃度范圍:典型值20-100mg/L(工業(yè)廢水可至1000mg/L)

2.氨氮測(cè)定

(1)納氏試劑分光光度法

(2)低濃度檢測(cè)限:0.5mg/L

3.總磷/總氮

(1)磷:鉬藍(lán)比色法

(2)氮:過(guò)硫酸鉀氧化后紫外分光法

(三)生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.大腸桿菌群

(1)采樣:水樣靜置30分鐘取上清

(2)培養(yǎng)時(shí)間:37℃培養(yǎng)24-48小時(shí)

2.葉綠素a

(1)提?。菏褂帽腿》?/p>

(2)定量:熒光分光光度計(jì)測(cè)定

四、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法

土壤監(jiān)測(cè)主要針對(duì)重金屬、有機(jī)污染物和土壤理化性質(zhì):

(一)重金屬監(jiān)測(cè)

1.樣品采集

(1)方法:五點(diǎn)梅花法(每1000㎡取5個(gè)點(diǎn))

(2)浸提:使用醋酸提取液(pH=2.0)

2.測(cè)定技術(shù)

(1)電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)

(2)可測(cè)元素:鉛、鎘、汞、砷(檢測(cè)限0.01-1mg/kg)

(二)有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)

1.PAHs(多環(huán)芳烴)

(1)提?。核魇咸崛。ㄊ兔?二氯甲烷混合溶劑)

(2)分析:氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)

2.農(nóng)藥殘留

(1)乙腈提取法

(2)檢測(cè)方法:液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)

(三)理化性質(zhì)監(jiān)測(cè)

1.土壤質(zhì)地

(1)粒徑分析:篩分法或比重計(jì)法

2.速效養(yǎng)分

(1)全氮:凱氏定氮法

(2)速效磷:鉬藍(lán)比色法

五、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與報(bào)告

1.數(shù)據(jù)處理流程

(1)質(zhì)控:空白樣、平行樣、加標(biāo)回收率檢測(cè)

(2)校準(zhǔn):儀器曲線繪制(至少6個(gè)濃度點(diǎn))

2.報(bào)告編制要點(diǎn)

(1)監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì):均值、標(biāo)準(zhǔn)差、超標(biāo)率

(2)趨勢(shì)分析:月度/年度變化圖

(3)對(duì)策建議:基于超標(biāo)指標(biāo)提出修復(fù)措施

六、監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)

1.無(wú)人化監(jiān)測(cè):無(wú)人機(jī)搭載傳感器進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)

2.智能化系統(tǒng):自動(dòng)站+云平臺(tái)實(shí)時(shí)預(yù)警

3.微量污染物檢測(cè)技術(shù):同位素示蹤法等

4.3S技術(shù)集成:GIS+遙感+地面監(jiān)測(cè)的時(shí)空分析

---

**一、環(huán)境監(jiān)測(cè)概述**

環(huán)境監(jiān)測(cè)是指通過(guò)系統(tǒng)性的技術(shù)手段,對(duì)大氣、水體、土壤等環(huán)境要素的質(zhì)量狀況進(jìn)行定期或連續(xù)的觀察、測(cè)量、分析和評(píng)價(jià)。其目的是掌握環(huán)境變化趨勢(shì),為環(huán)境保護(hù)和污染治理提供科學(xué)依據(jù),并保障生態(tài)系統(tǒng)的健康與平衡。環(huán)境監(jiān)測(cè)不僅是環(huán)境管理的基礎(chǔ),也是評(píng)估環(huán)境政策效果、預(yù)警潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、指導(dǎo)公眾健康防護(hù)的重要工具。

(一)環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要性

1.為環(huán)境管理提供決策支持:通過(guò)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),可以識(shí)別污染源、評(píng)估污染程度,為制定和調(diào)整環(huán)境保護(hù)政策、優(yōu)化資源配置提供科學(xué)依據(jù)。例如,基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以確定重點(diǎn)監(jiān)管區(qū)域和行業(yè),制定差異化的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.評(píng)估污染治理效果:在實(shí)施污染控制措施后,通過(guò)對(duì)比監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化,可以量化評(píng)估治理措施的有效性,及時(shí)調(diào)整方案。例如,某化工廠安裝了脫硫脫硝設(shè)備后,定期監(jiān)測(cè)排氣口SO2和NOx濃度,驗(yàn)證設(shè)備運(yùn)行是否達(dá)標(biāo)。

3.預(yù)警環(huán)境風(fēng)險(xiǎn):對(duì)于突發(fā)性污染事件(如化工廠泄漏、垃圾填埋場(chǎng)滲漏等),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠快速發(fā)現(xiàn)異常指標(biāo)變化,為應(yīng)急響應(yīng)爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。例如,地下水監(jiān)測(cè)站發(fā)現(xiàn)某區(qū)域氯離子濃度異常升高,提示可能存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

4.促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展:環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有助于了解自然資源的承載能力,指導(dǎo)可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用。例如,通過(guò)監(jiān)測(cè)流域水資源質(zhì)量與流量,可以合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)用水。

(二)環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本原則

1.科學(xué)性:監(jiān)測(cè)方法必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際公認(rèn)規(guī)范,儀器設(shè)備需經(jīng)過(guò)校準(zhǔn),確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。采用公認(rèn)的采樣、保存、分析技術(shù),避免人為干擾。

2.代表性:監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇應(yīng)能真實(shí)反映特定區(qū)域或污染源的環(huán)境特征。例如,城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)考慮交通干道、工業(yè)區(qū)、居民區(qū)等不同功能區(qū)的代表性;水體監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇能反映整個(gè)水域水質(zhì)狀況的河段或湖心。

3.可比性:不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)具有可比性,以便進(jìn)行趨勢(shì)分析和區(qū)域?qū)Ρ?。這要求統(tǒng)一監(jiān)測(cè)方法、儀器參數(shù)、數(shù)據(jù)處理流程。

4.完整性:監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)全面覆蓋需要評(píng)估的環(huán)境要素和指標(biāo),確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性和完整性。例如,大氣監(jiān)測(cè)不僅包括常規(guī)污染物,還應(yīng)考慮臭氧、揮發(fā)性有機(jī)物等新興污染物。

**二、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方法**

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)主要針對(duì)顆粒物、氣態(tài)污染物和氣象參數(shù)等指標(biāo),常用方法包括:

(一)顆粒物監(jiān)測(cè)

顆粒物(PM)是大氣污染物的重要組成部分,根據(jù)粒徑大小可分為PM10(直徑≤10微米)和PM2.5(直徑≤2.5微米)。PM2.5因其更強(qiáng)的穿透性和健康危害,受到重點(diǎn)關(guān)注。

1.PM10/PM2.5采樣方法

(1)重量法:使用符合標(biāo)準(zhǔn)的β射線測(cè)重采樣器(如PM1000A型),通過(guò)濾膜阻留顆粒物。采樣流量通常為1.13L/min。采樣后,將濾膜放入烘箱105℃恒溫干燥4小時(shí),冷卻至室溫后稱重,計(jì)算濃度(mg/m3)。此方法為標(biāo)準(zhǔn)方法,但需較長(zhǎng)時(shí)間采樣(如24小時(shí))。

(2)光散射法:采用激光散射原理實(shí)時(shí)測(cè)量顆粒物濃度。儀器內(nèi)置激光二極管發(fā)射光束,顆粒物通過(guò)時(shí)散射光強(qiáng)度與濃度成正比。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好,可連續(xù)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)傳輸方便。常見(jiàn)設(shè)備如ThermoScientific?ParticleMonitor系列。需定期使用標(biāo)準(zhǔn)顆粒物進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置

(1)工業(yè)區(qū):應(yīng)設(shè)置在距離主要污染源(如煙囪)至少200米處,且遠(yuǎn)離其他干擾源(如大型建筑物、樹(shù)木)。高度通常為距地面3-5米。

(2)居民區(qū):選擇能反映周邊環(huán)境特征的點(diǎn)位,如社區(qū)中心廣場(chǎng)或公園,距離地面1-3米。應(yīng)避開(kāi)主要交通干道側(cè)風(fēng)處和揚(yáng)塵源。

(3)交通干線:沿道路側(cè)方20-50米處,高度1.5米。需考慮車(chē)流密度和道路等級(jí)。

(4)農(nóng)村背景點(diǎn):遠(yuǎn)離村莊、道路和農(nóng)田,設(shè)置在開(kāi)闊地帶,高度1-2米。用于評(píng)估區(qū)域背景空氣質(zhì)量。

(二)氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)

氣態(tài)污染物種類(lèi)繁多,主要包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)等。

1.SO2監(jiān)測(cè):采用紫外熒光法或熒光法

(1)紫外熒光法:利用SO2分子在紫外光照射下與熒光劑反應(yīng)產(chǎn)生特征熒光信號(hào)進(jìn)行定量。儀器需配備紫外燈、熒光檢測(cè)器和反應(yīng)池。優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,響應(yīng)快。需定期更換熒光劑溶液并校準(zhǔn)。

(2)熒光法:原理類(lèi)似,但可能使用不同的熒光化學(xué)體系。需注意試劑干擾和穩(wěn)定性問(wèn)題。

2.NOx監(jiān)測(cè):使用化學(xué)發(fā)光法(CLD)

(1)原理:將NO和NO2分別還原為NO,再與臭氧反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光,通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng)定量。儀器包含還原器、反應(yīng)器和光電倍增管。需確保臭氧發(fā)生器穩(wěn)定工作。

(2)校準(zhǔn):使用標(biāo)準(zhǔn)氣(NO或NO2)進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn),建立校準(zhǔn)曲線。

3.O3監(jiān)測(cè):差分光學(xué)吸收光譜法(DOAS)

(1)原理:利用臭氧對(duì)特定波長(zhǎng)紫外光的特征吸收進(jìn)行定量分析。通過(guò)掃描光譜并擬合吸收曲線計(jì)算濃度。無(wú)需采樣,可同時(shí)獲取垂直方向信息。

(2)優(yōu)勢(shì):抗干擾能力強(qiáng),可連續(xù)監(jiān)測(cè),適用于研究臭氧垂直分布和邊界層高度。但設(shè)備成本較高。

4.VOCs監(jiān)測(cè):主要采用氣相色譜法(GC)

(1)采樣:通常使用Tenax填充管或活性炭管進(jìn)行被動(dòng)采樣(暴露一定時(shí)間后解析)或主動(dòng)采樣(以特定流量抽氣)。采樣時(shí)間和流量需根據(jù)目標(biāo)化合物和空氣濃度確定。

(2)分析:將采樣管中的VOCs解吸后,注入GC-MS或GC-FID進(jìn)行分析。需建立標(biāo)準(zhǔn)方法,包括溶劑選擇、解吸條件、色譜柱選擇和檢測(cè)器配置。

(三)氣象參數(shù)監(jiān)測(cè)

氣象參數(shù)是影響大氣擴(kuò)散和污染物遷移轉(zhuǎn)化的重要因素,也是空氣質(zhì)量模型的重要輸入。

1.溫濕度:使用干濕球溫度計(jì)或自動(dòng)氣象站

(1)干濕球溫度計(jì):通過(guò)干球溫度和濕球溫度差計(jì)算相對(duì)濕度。需定期校準(zhǔn)并確保濕球紗布濕潤(rùn)。

(2)自動(dòng)氣象站:集成溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等多種傳感器,數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄并傳輸。傳感器需定期校準(zhǔn),如溫度傳感器用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)比對(duì)。

2.風(fēng)速風(fēng)向:使用旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速儀或超聲波設(shè)備

(1)旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速儀:通過(guò)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)測(cè)量風(fēng)速,通常配有尾翼穩(wěn)定方向。需定期檢查風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)是否順暢,校準(zhǔn)刻度。

(2)超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀:通過(guò)測(cè)量超聲波在前后兩個(gè)方向上的傳播時(shí)間差計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向。無(wú)移動(dòng)部件,維護(hù)量小,精度高。需避免近地面遮擋物影響測(cè)量。

3.數(shù)據(jù)采集頻率:根據(jù)監(jiān)測(cè)目的確定

(1)小時(shí)平均值:每小時(shí)累積1分鐘數(shù)據(jù)計(jì)算平均值,適用于評(píng)估小時(shí)濃度限值達(dá)標(biāo)情況。

(2)日均值:每2小時(shí)累積數(shù)據(jù)計(jì)算平均值,適用于評(píng)估日平均濃度限值達(dá)標(biāo)情況。

(3)年均值:日均值按月統(tǒng)計(jì)后計(jì)算月均值,再匯總計(jì)算年均值,用于長(zhǎng)期趨勢(shì)分析。

**三、水環(huán)境監(jiān)測(cè)方法**

水環(huán)境監(jiān)測(cè)涵蓋物理、化學(xué)和生物指標(biāo),主要方法如下:

(一)物理指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.pH值測(cè)定

(1)儀器:pH計(jì)(精度±0.01或更高)。使用前需用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(如pH7.00和pH4.00)進(jìn)行校準(zhǔn),確保電極響應(yīng)正常。

(2)樣品采集:避免接觸空氣和容器壁,使用專(zhuān)用采樣瓶。若需保存,需添加固定劑(如HCl或NaOH,濃度需明確)并冷藏。測(cè)量前需在相同溫度下用緩沖液對(duì)電極進(jìn)行再次校準(zhǔn)。

2.水溫測(cè)量

(1)方法:插入式溫度計(jì)(如WTW?Multi340i),測(cè)量點(diǎn)深度需根據(jù)監(jiān)測(cè)目的確定(如河流監(jiān)測(cè)通常為水面下0.5米和河底0.2米)。溫度計(jì)需提前在樣品水溫下預(yù)熱。

(2)數(shù)據(jù)采集:每日早中晚各一次,或在水質(zhì)變化劇烈時(shí)增加頻率。記錄測(cè)量時(shí)的水溫(°C)。

(二)化學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.COD(化學(xué)需氧量)

(1)重鉻酸鉀法:加熱回流消解→比色測(cè)定。詳細(xì)步驟:

a.樣品預(yù)處理:取200mL水樣(COD較高時(shí)可稀釋?zhuān)?,加?0mL重鉻酸鉀溶液和幾粒玻璃珠。

b.消解:將錐形瓶放入加熱裝置(如消解儀),在150-160℃下加熱2小時(shí),確保溶液沸騰。

c.冷卻與比色:冷卻至室溫,用蒸餾水稀釋至一定體積,使用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)620nm)測(cè)定吸光度。

d.計(jì)算:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線或公式計(jì)算COD值(mg/L)。

(2)濃度范圍:典型值20-100mg/L(地表水),工業(yè)廢水可至1000mg/L或更高。需根據(jù)樣品濃度選擇是否稀釋。

2.氨氮測(cè)定

(1)納氏試劑分光光度法:樣品經(jīng)蒸餾或酸化后,與納氏試劑反應(yīng)生成黃褐色絡(luò)合物,通過(guò)比色定量。詳細(xì)步驟:

a.樣品預(yù)處理:若為濁度較高的樣品,需過(guò)濾或離心。加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH>11,加熱蒸餾(餾出液收集)。

b.反應(yīng):取一定體積餾出液,加入納氏試劑,混勻后靜置10分鐘。

c.比色:使用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)425nm)測(cè)定吸光度。

d.計(jì)算:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算氨氮濃度(mg/L)。

(2)低濃度檢測(cè)限:0.5mg/L(標(biāo)準(zhǔn)方法要求)。

3.總磷/總氮

(1)總磷:通常采用過(guò)硫酸鉀氧化法。詳細(xì)步驟:

a.樣品預(yù)處理:取水樣,加入過(guò)硫酸鉀溶液,密封,在高溫(105-110℃)下消解1-2小時(shí)。

b.轉(zhuǎn)化:冷卻后,用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH>12,加熱消解30分鐘。

c.蒸餾:加入鉬酸銨溶液,蒸餾(餾出液收集)。

d.比色:加入抗壞血酸溶液(還原劑),用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)680nm)測(cè)定吸光度。

e.計(jì)算:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總磷濃度(mg/L)。

(2)總氮:通常采用過(guò)硫酸鉀氧化-紫外分光光度法。詳細(xì)步驟:

a.樣品預(yù)處理:同總磷消解步驟。

b.反應(yīng):冷卻后,加入硫酸溶液酸化,再加入硝酸鹽顯色劑(如N-(1-萘基)乙二胺二鹽酸鹽)。

c.比色:使用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)540nm)測(cè)定吸光度。

d.計(jì)算:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總氮濃度(mg/L)。

(三)生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.大腸桿菌群

(1)采樣:使用無(wú)菌采樣瓶采集水樣。對(duì)于濁度較高的樣品,需先過(guò)濾(如使用孔徑45μm濾膜)。樣品采集后應(yīng)盡快處理,或冷藏(4℃)保存。

(2)培養(yǎng)與計(jì)數(shù):采用MPN(多管發(fā)酵法)或平板計(jì)數(shù)法。若用平板法,需制備選擇培養(yǎng)基(如伊紅美藍(lán)瓊脂或MAC瓊脂),傾注培養(yǎng)(37℃,18-24小時(shí)),計(jì)數(shù)典型大腸桿菌菌落(藍(lán)綠色、金屬光澤)。

(3)結(jié)果表示:通常以每100mL水樣中大腸桿菌群的MPN值或菌落數(shù)表示。

2.葉綠素a

(1)提?。菏褂帽?0%或95%)萃取法。取適量水樣(如1-10mL),加入適量丙酮,密封避光,搖勻,于4℃下萃取24小時(shí)。必要時(shí)過(guò)濾去除懸浮物。

(2)定量:使用熒光分光光度計(jì)(激發(fā)波長(zhǎng)465nm,發(fā)射波長(zhǎng)665nm)測(cè)定萃取液熒光強(qiáng)度。需用已知濃度的葉綠素a標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(3)結(jié)果表示:以每升水樣中葉綠素a的質(zhì)量(μg/L)表示。

**四、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法**

土壤監(jiān)測(cè)主要針對(duì)重金屬、有機(jī)污染物和土壤理化性質(zhì):

(一)重金屬監(jiān)測(cè)

1.樣品采集

(1)方法:五點(diǎn)梅花法(每1000㎡取5個(gè)點(diǎn),呈梅花狀分布)、棋盤(pán)式法(適用于大面積)或?qū)蔷€法。每個(gè)點(diǎn)采集0-20cm表層土混合,或按層次采集(如0-5cm、5-20cm)。

(2)樣品處理:去除石塊、植物根系等雜物,風(fēng)干(避免陽(yáng)光直射),研磨過(guò)篩(如60目或80目),混勻后裝袋,記錄采樣信息。

2.測(cè)定技術(shù)

(1)電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS):將樣品消解后,通過(guò)高溫等離子體激發(fā)樣品中的重金屬原子,根據(jù)質(zhì)譜峰強(qiáng)度定量。優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、通量大。

a.消解:常用硝酸-高氯酸或硝酸-鹽酸混合酸消解,需加熱回流,確保樣品完全溶解。加入內(nèi)標(biāo)(如Rh、In)提高準(zhǔn)確性。

b.校準(zhǔn):使用多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液系列制作校準(zhǔn)曲線。

(2)可測(cè)元素:鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鋅(Zn)等。檢測(cè)限通常在0.01-1mg/kg范圍。

(3)質(zhì)量控制:每批樣品需包含空白樣(試劑空白)、平行樣(同一樣品重復(fù)消解測(cè)定)、加標(biāo)回收樣(向樣品中加入已知量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),測(cè)定回收率)。

(二)有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)

1.PAHs(多環(huán)芳烴)

(1)提?。翰捎盟魇咸崛。ㄊ兔?二氯甲烷混合溶劑)或加速溶劑萃?。ˋSE)。索氏提取操作步驟:

a.安裝:將土壤樣品(約20g)置于索氏提取器提取瓶中,加入適量提取溶劑。

b.提?。哼B接冷凝管,加熱提取瓶,使溶劑循環(huán)回流,提取6-12小時(shí)。

c.收集:待溶劑滴定完畢,收集提取液。

(2)分析:將提取液濃縮,用硅膠柱凈化(去除脂肪族化合物等干擾物),再用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)進(jìn)行分析。需選擇合適的離子對(duì)和碰撞能量進(jìn)行多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)以確認(rèn)化合物身份。

(3)結(jié)果表示:以每公斤土壤中各PAHs的質(zhì)量(mg/kg)表示。

2.農(nóng)藥殘留

(1)提取:常用乙腈提取法。稱取適量土壤樣品(如5g),加入乙腈(含內(nèi)標(biāo)),振蕩提取30分鐘,過(guò)濾。

(2)凈化:使用固相萃取柱(如弗羅里硅土柱)凈化提取液,去除色素和干擾物。

(3)分析:使用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)進(jìn)行分析。LC-MS/MS具有高選擇性和靈敏度,適合檢測(cè)痕量農(nóng)藥殘留。

(4)結(jié)果表示:以每公斤土壤中各農(nóng)藥的質(zhì)量(mg/kg)表示,需符合相關(guān)安全限量要求。

(三)理化性質(zhì)監(jiān)測(cè)

1.土壤質(zhì)地

(1)粒徑分析:篩分法(將風(fēng)干樣品通過(guò)一套標(biāo)準(zhǔn)篩,稱量各篩上殘余物質(zhì)量)或比重計(jì)法(測(cè)量不同粒徑顆粒的浮力差異)。篩分法適用于粗顆粒(>0.075mm),比重計(jì)法適用于細(xì)顆粒。

(2)結(jié)果表示:以砂粒(>2mm)、粉粒(0.075-0.002mm)、黏粒(<0.002mm)的質(zhì)量百分比表示。

2.速效養(yǎng)分

(1)全氮:采用凱氏定氮法。操作步驟:樣品用濃硫酸和催化劑消解,將氨氣蒸餾并用硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。

(2)速效磷:采用鉬藍(lán)比色法。操作步驟:樣品用鹽酸提?。╬H<2),加入鉬酸銨顯色劑,用抗壞血酸還原,用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)680nm)測(cè)定吸光度。

(3)速效鉀:采用火焰原子吸收光譜法(FAAS)。操作步驟:樣品用醋酸提取,通過(guò)火焰燃燒,根據(jù)吸收光強(qiáng)定量。

**五、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與報(bào)告**

1.數(shù)據(jù)處理流程

(1)質(zhì)控:每批樣品必須包含空白樣(檢查試劑和操作污染)、平行樣(評(píng)估操作誤差,允許相對(duì)偏差<5%-10%)、加標(biāo)回收樣(評(píng)估方法回收率,要求在80%-120%范圍內(nèi))。

(2)校準(zhǔn):使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或標(biāo)準(zhǔn)溶液,按照標(biāo)準(zhǔn)方法繪制校準(zhǔn)曲線。校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)不少于5個(gè),覆蓋預(yù)期濃度范圍。定期檢查校準(zhǔn)曲線線性(R2值通常要求>0.99)。

(3)數(shù)據(jù)修約:按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行有效數(shù)字修約。例如,重量法COD結(jié)果保留兩位小數(shù)(mg/L)。

(4)異常值處理:對(duì)超出預(yù)期范圍或與平行樣偏差過(guò)大的結(jié)果,需重新檢測(cè)確認(rèn)。必要時(shí)進(jìn)行方法復(fù)核。

2.報(bào)告編制要點(diǎn)

(1)監(jiān)測(cè)概況:說(shuō)明監(jiān)測(cè)目的、區(qū)域范圍、監(jiān)測(cè)時(shí)間、點(diǎn)位布設(shè)依據(jù)、監(jiān)測(cè)指標(biāo)和方法。

(2)監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì):列出各指標(biāo)的單次測(cè)量值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值、超標(biāo)率(與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)限值對(duì)比)。可使用表格清晰展示數(shù)據(jù)。

(3)趨勢(shì)分析:繪制時(shí)間序列圖(如月度/季度平均濃度變化圖),分析污染物濃度的時(shí)間變化規(guī)律。必要時(shí)進(jìn)行相關(guān)性分析(如污染物間關(guān)系、與氣象因素關(guān)系)。

(4)對(duì)策建議:基于監(jiān)測(cè)結(jié)果和趨勢(shì)分析,提出針對(duì)性的管理建議。例如,若某區(qū)域PM2.5持續(xù)超標(biāo),建議加強(qiáng)周邊揚(yáng)塵源控制、優(yōu)化交通管理、增加綠化覆蓋率等。

(5)報(bào)告附件:包含監(jiān)測(cè)方案、儀器校準(zhǔn)記錄、原始數(shù)據(jù)匯總表、質(zhì)控結(jié)果等。

**六、監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)**

1.無(wú)人化監(jiān)測(cè):利用無(wú)人機(jī)、無(wú)人船等平臺(tái)搭載小型傳感器(如PM2.5、CO傳感器),進(jìn)行大范圍、高頻次、立體化的空氣或水體采樣與監(jiān)測(cè),尤其適用于地形復(fù)雜或人力難以到達(dá)區(qū)域。需考慮無(wú)人平臺(tái)的續(xù)航能力、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸鏈路穩(wěn)定性。

2.智能化系統(tǒng):將自動(dòng)監(jiān)測(cè)站(自備電源、自動(dòng)校準(zhǔn)功能)、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)傳感器網(wǎng)絡(luò)、云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)相結(jié)合。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理、可視化展示和超標(biāo)自動(dòng)報(bào)警。例如,基于AI算法預(yù)測(cè)未來(lái)幾小時(shí)空氣質(zhì)量變化。

3.微量污染物檢測(cè)技術(shù):發(fā)展更靈敏、更快速的方法檢測(cè)新興污染物,如內(nèi)分泌干擾物(EDCs)、抗生素、微塑料等。例如,采用液相色譜-高分辨質(zhì)譜(LC-HRMS)技術(shù)檢測(cè)水體中幾十種目標(biāo)EDCs。

4.3S技術(shù)集成:將地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感(RS)和全球定位系統(tǒng)(GPS,主要作為數(shù)據(jù)地理定位工具)技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。通過(guò)GIS進(jìn)行空間分析(如污染源影響范圍模擬、環(huán)境質(zhì)量制圖),利用RS獲取大范圍地表信息(如衛(wèi)星遙感影像分析水體變化、植被覆蓋度),GPS確保監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的精確定位。

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一、環(huán)境監(jiān)測(cè)概述

環(huán)境監(jiān)測(cè)是指通過(guò)系統(tǒng)性的技術(shù)手段,對(duì)大氣、水體、土壤等環(huán)境要素的質(zhì)量狀況進(jìn)行定期或連續(xù)的觀察、測(cè)量、分析和評(píng)價(jià)。其目的是掌握環(huán)境變化趨勢(shì),為環(huán)境保護(hù)和污染治理提供科學(xué)依據(jù)。

(一)環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要性

1.為環(huán)境管理提供決策支持

2.評(píng)估污染治理效果

3.預(yù)警環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

4.促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展

(二)環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本原則

1.科學(xué)性:采用標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的監(jiān)測(cè)方法

2.代表性:監(jiān)測(cè)點(diǎn)位應(yīng)能反映區(qū)域環(huán)境特征

3.可比性:確保不同時(shí)期、不同地點(diǎn)的數(shù)據(jù)具有可比性

4.完整性:全面覆蓋各項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)

二、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方法

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)主要針對(duì)顆粒物、氣態(tài)污染物和氣象參數(shù)等指標(biāo),常用方法包括:

(一)顆粒物監(jiān)測(cè)

1.PM10/PM2.5采樣方法

(1)重量法:使用標(biāo)準(zhǔn)采樣器收集顆粒物,稱重分析

(2)光散射法:通過(guò)激光散射原理實(shí)時(shí)測(cè)量濃度

2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置

(1)工業(yè)區(qū):距離污染源200-500米

(2)居民區(qū):距離地面1-3米高度

(3)交通干線:道路側(cè)方20米處

(二)氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)

1.SO2監(jiān)測(cè):采用紫外熒光法或熒光法

(1)采樣流程:標(biāo)準(zhǔn)流量采樣→吸收液吸收→濃度測(cè)定

2.NOx監(jiān)測(cè):使用化學(xué)發(fā)光法

(1)原理:通過(guò)化學(xué)反應(yīng)釋放光子強(qiáng)度定量分析

3.O3監(jiān)測(cè):差分光學(xué)吸收光譜法(DOAS)

(1)優(yōu)勢(shì):無(wú)需采樣,可連續(xù)監(jiān)測(cè)垂直分布

(三)氣象參數(shù)監(jiān)測(cè)

1.溫濕度:使用干濕球溫度計(jì)或自動(dòng)氣象站

2.風(fēng)速風(fēng)向:旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速儀或超聲波設(shè)備

3.數(shù)據(jù)采集頻率:小時(shí)平均值(每小時(shí)1次)、日均值(每2小時(shí)1次)

三、水環(huán)境監(jiān)測(cè)方法

水環(huán)境監(jiān)測(cè)涵蓋物理、化學(xué)和生物指標(biāo),主要方法如下:

(一)物理指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.pH值測(cè)定

(1)儀器:pH計(jì)(精度±0.01)

(2)標(biāo)準(zhǔn)緩沖液校準(zhǔn):每天使用

2.水溫測(cè)量

(1)方法:插入式溫度計(jì)(深度≥1米)

(2)數(shù)據(jù)采集:每日早中晚各一次

(二)化學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.COD(化學(xué)需氧量)

(1)重鉻酸鉀法:加熱回流消解→比色測(cè)定

(2)濃度范圍:典型值20-100mg/L(工業(yè)廢水可至1000mg/L)

2.氨氮測(cè)定

(1)納氏試劑分光光度法

(2)低濃度檢測(cè)限:0.5mg/L

3.總磷/總氮

(1)磷:鉬藍(lán)比色法

(2)氮:過(guò)硫酸鉀氧化后紫外分光法

(三)生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.大腸桿菌群

(1)采樣:水樣靜置30分鐘取上清

(2)培養(yǎng)時(shí)間:37℃培養(yǎng)24-48小時(shí)

2.葉綠素a

(1)提?。菏褂帽腿》?/p>

(2)定量:熒光分光光度計(jì)測(cè)定

四、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法

土壤監(jiān)測(cè)主要針對(duì)重金屬、有機(jī)污染物和土壤理化性質(zhì):

(一)重金屬監(jiān)測(cè)

1.樣品采集

(1)方法:五點(diǎn)梅花法(每1000㎡取5個(gè)點(diǎn))

(2)浸提:使用醋酸提取液(pH=2.0)

2.測(cè)定技術(shù)

(1)電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)

(2)可測(cè)元素:鉛、鎘、汞、砷(檢測(cè)限0.01-1mg/kg)

(二)有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)

1.PAHs(多環(huán)芳烴)

(1)提?。核魇咸崛。ㄊ兔?二氯甲烷混合溶劑)

(2)分析:氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)

2.農(nóng)藥殘留

(1)乙腈提取法

(2)檢測(cè)方法:液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)

(三)理化性質(zhì)監(jiān)測(cè)

1.土壤質(zhì)地

(1)粒徑分析:篩分法或比重計(jì)法

2.速效養(yǎng)分

(1)全氮:凱氏定氮法

(2)速效磷:鉬藍(lán)比色法

五、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理與報(bào)告

1.數(shù)據(jù)處理流程

(1)質(zhì)控:空白樣、平行樣、加標(biāo)回收率檢測(cè)

(2)校準(zhǔn):儀器曲線繪制(至少6個(gè)濃度點(diǎn))

2.報(bào)告編制要點(diǎn)

(1)監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì):均值、標(biāo)準(zhǔn)差、超標(biāo)率

(2)趨勢(shì)分析:月度/年度變化圖

(3)對(duì)策建議:基于超標(biāo)指標(biāo)提出修復(fù)措施

六、監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用趨勢(shì)

1.無(wú)人化監(jiān)測(cè):無(wú)人機(jī)搭載傳感器進(jìn)行立體監(jiān)測(cè)

2.智能化系統(tǒng):自動(dòng)站+云平臺(tái)實(shí)時(shí)預(yù)警

3.微量污染物檢測(cè)技術(shù):同位素示蹤法等

4.3S技術(shù)集成:GIS+遙感+地面監(jiān)測(cè)的時(shí)空分析

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**一、環(huán)境監(jiān)測(cè)概述**

環(huán)境監(jiān)測(cè)是指通過(guò)系統(tǒng)性的技術(shù)手段,對(duì)大氣、水體、土壤等環(huán)境要素的質(zhì)量狀況進(jìn)行定期或連續(xù)的觀察、測(cè)量、分析和評(píng)價(jià)。其目的是掌握環(huán)境變化趨勢(shì),為環(huán)境保護(hù)和污染治理提供科學(xué)依據(jù),并保障生態(tài)系統(tǒng)的健康與平衡。環(huán)境監(jiān)測(cè)不僅是環(huán)境管理的基礎(chǔ),也是評(píng)估環(huán)境政策效果、預(yù)警潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、指導(dǎo)公眾健康防護(hù)的重要工具。

(一)環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要性

1.為環(huán)境管理提供決策支持:通過(guò)對(duì)環(huán)境質(zhì)量的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),可以識(shí)別污染源、評(píng)估污染程度,為制定和調(diào)整環(huán)境保護(hù)政策、優(yōu)化資源配置提供科學(xué)依據(jù)。例如,基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以確定重點(diǎn)監(jiān)管區(qū)域和行業(yè),制定差異化的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.評(píng)估污染治理效果:在實(shí)施污染控制措施后,通過(guò)對(duì)比監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化,可以量化評(píng)估治理措施的有效性,及時(shí)調(diào)整方案。例如,某化工廠安裝了脫硫脫硝設(shè)備后,定期監(jiān)測(cè)排氣口SO2和NOx濃度,驗(yàn)證設(shè)備運(yùn)行是否達(dá)標(biāo)。

3.預(yù)警環(huán)境風(fēng)險(xiǎn):對(duì)于突發(fā)性污染事件(如化工廠泄漏、垃圾填埋場(chǎng)滲漏等),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠快速發(fā)現(xiàn)異常指標(biāo)變化,為應(yīng)急響應(yīng)爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。例如,地下水監(jiān)測(cè)站發(fā)現(xiàn)某區(qū)域氯離子濃度異常升高,提示可能存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

4.促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展:環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有助于了解自然資源的承載能力,指導(dǎo)可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用。例如,通過(guò)監(jiān)測(cè)流域水資源質(zhì)量與流量,可以合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)用水。

(二)環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本原則

1.科學(xué)性:監(jiān)測(cè)方法必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際公認(rèn)規(guī)范,儀器設(shè)備需經(jīng)過(guò)校準(zhǔn),確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。采用公認(rèn)的采樣、保存、分析技術(shù),避免人為干擾。

2.代表性:監(jiān)測(cè)點(diǎn)位的選擇應(yīng)能真實(shí)反映特定區(qū)域或污染源的環(huán)境特征。例如,城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)考慮交通干道、工業(yè)區(qū)、居民區(qū)等不同功能區(qū)的代表性;水體監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇能反映整個(gè)水域水質(zhì)狀況的河段或湖心。

3.可比性:不同時(shí)間、不同地點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)具有可比性,以便進(jìn)行趨勢(shì)分析和區(qū)域?qū)Ρ?。這要求統(tǒng)一監(jiān)測(cè)方法、儀器參數(shù)、數(shù)據(jù)處理流程。

4.完整性:監(jiān)測(cè)項(xiàng)目應(yīng)全面覆蓋需要評(píng)估的環(huán)境要素和指標(biāo),確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性和完整性。例如,大氣監(jiān)測(cè)不僅包括常規(guī)污染物,還應(yīng)考慮臭氧、揮發(fā)性有機(jī)物等新興污染物。

**二、大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)方法**

大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)主要針對(duì)顆粒物、氣態(tài)污染物和氣象參數(shù)等指標(biāo),常用方法包括:

(一)顆粒物監(jiān)測(cè)

顆粒物(PM)是大氣污染物的重要組成部分,根據(jù)粒徑大小可分為PM10(直徑≤10微米)和PM2.5(直徑≤2.5微米)。PM2.5因其更強(qiáng)的穿透性和健康危害,受到重點(diǎn)關(guān)注。

1.PM10/PM2.5采樣方法

(1)重量法:使用符合標(biāo)準(zhǔn)的β射線測(cè)重采樣器(如PM1000A型),通過(guò)濾膜阻留顆粒物。采樣流量通常為1.13L/min。采樣后,將濾膜放入烘箱105℃恒溫干燥4小時(shí),冷卻至室溫后稱重,計(jì)算濃度(mg/m3)。此方法為標(biāo)準(zhǔn)方法,但需較長(zhǎng)時(shí)間采樣(如24小時(shí))。

(2)光散射法:采用激光散射原理實(shí)時(shí)測(cè)量顆粒物濃度。儀器內(nèi)置激光二極管發(fā)射光束,顆粒物通過(guò)時(shí)散射光強(qiáng)度與濃度成正比。優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性好,可連續(xù)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)傳輸方便。常見(jiàn)設(shè)備如ThermoScientific?ParticleMonitor系列。需定期使用標(biāo)準(zhǔn)顆粒物進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.監(jiān)測(cè)點(diǎn)位設(shè)置

(1)工業(yè)區(qū):應(yīng)設(shè)置在距離主要污染源(如煙囪)至少200米處,且遠(yuǎn)離其他干擾源(如大型建筑物、樹(shù)木)。高度通常為距地面3-5米。

(2)居民區(qū):選擇能反映周邊環(huán)境特征的點(diǎn)位,如社區(qū)中心廣場(chǎng)或公園,距離地面1-3米。應(yīng)避開(kāi)主要交通干道側(cè)風(fēng)處和揚(yáng)塵源。

(3)交通干線:沿道路側(cè)方20-50米處,高度1.5米。需考慮車(chē)流密度和道路等級(jí)。

(4)農(nóng)村背景點(diǎn):遠(yuǎn)離村莊、道路和農(nóng)田,設(shè)置在開(kāi)闊地帶,高度1-2米。用于評(píng)估區(qū)域背景空氣質(zhì)量。

(二)氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)

氣態(tài)污染物種類(lèi)繁多,主要包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、臭氧(O3)、揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)等。

1.SO2監(jiān)測(cè):采用紫外熒光法或熒光法

(1)紫外熒光法:利用SO2分子在紫外光照射下與熒光劑反應(yīng)產(chǎn)生特征熒光信號(hào)進(jìn)行定量。儀器需配備紫外燈、熒光檢測(cè)器和反應(yīng)池。優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,響應(yīng)快。需定期更換熒光劑溶液并校準(zhǔn)。

(2)熒光法:原理類(lèi)似,但可能使用不同的熒光化學(xué)體系。需注意試劑干擾和穩(wěn)定性問(wèn)題。

2.NOx監(jiān)測(cè):使用化學(xué)發(fā)光法(CLD)

(1)原理:將NO和NO2分別還原為NO,再與臭氧反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光,通過(guò)檢測(cè)光強(qiáng)定量。儀器包含還原器、反應(yīng)器和光電倍增管。需確保臭氧發(fā)生器穩(wěn)定工作。

(2)校準(zhǔn):使用標(biāo)準(zhǔn)氣(NO或NO2)進(jìn)行多點(diǎn)校準(zhǔn),建立校準(zhǔn)曲線。

3.O3監(jiān)測(cè):差分光學(xué)吸收光譜法(DOAS)

(1)原理:利用臭氧對(duì)特定波長(zhǎng)紫外光的特征吸收進(jìn)行定量分析。通過(guò)掃描光譜并擬合吸收曲線計(jì)算濃度。無(wú)需采樣,可同時(shí)獲取垂直方向信息。

(2)優(yōu)勢(shì):抗干擾能力強(qiáng),可連續(xù)監(jiān)測(cè),適用于研究臭氧垂直分布和邊界層高度。但設(shè)備成本較高。

4.VOCs監(jiān)測(cè):主要采用氣相色譜法(GC)

(1)采樣:通常使用Tenax填充管或活性炭管進(jìn)行被動(dòng)采樣(暴露一定時(shí)間后解析)或主動(dòng)采樣(以特定流量抽氣)。采樣時(shí)間和流量需根據(jù)目標(biāo)化合物和空氣濃度確定。

(2)分析:將采樣管中的VOCs解吸后,注入GC-MS或GC-FID進(jìn)行分析。需建立標(biāo)準(zhǔn)方法,包括溶劑選擇、解吸條件、色譜柱選擇和檢測(cè)器配置。

(三)氣象參數(shù)監(jiān)測(cè)

氣象參數(shù)是影響大氣擴(kuò)散和污染物遷移轉(zhuǎn)化的重要因素,也是空氣質(zhì)量模型的重要輸入。

1.溫濕度:使用干濕球溫度計(jì)或自動(dòng)氣象站

(1)干濕球溫度計(jì):通過(guò)干球溫度和濕球溫度差計(jì)算相對(duì)濕度。需定期校準(zhǔn)并確保濕球紗布濕潤(rùn)。

(2)自動(dòng)氣象站:集成溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等多種傳感器,數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄并傳輸。傳感器需定期校準(zhǔn),如溫度傳感器用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)比對(duì)。

2.風(fēng)速風(fēng)向:使用旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速儀或超聲波設(shè)備

(1)旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速儀:通過(guò)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)測(cè)量風(fēng)速,通常配有尾翼穩(wěn)定方向。需定期檢查風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)是否順暢,校準(zhǔn)刻度。

(2)超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀:通過(guò)測(cè)量超聲波在前后兩個(gè)方向上的傳播時(shí)間差計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向。無(wú)移動(dòng)部件,維護(hù)量小,精度高。需避免近地面遮擋物影響測(cè)量。

3.數(shù)據(jù)采集頻率:根據(jù)監(jiān)測(cè)目的確定

(1)小時(shí)平均值:每小時(shí)累積1分鐘數(shù)據(jù)計(jì)算平均值,適用于評(píng)估小時(shí)濃度限值達(dá)標(biāo)情況。

(2)日均值:每2小時(shí)累積數(shù)據(jù)計(jì)算平均值,適用于評(píng)估日平均濃度限值達(dá)標(biāo)情況。

(3)年均值:日均值按月統(tǒng)計(jì)后計(jì)算月均值,再匯總計(jì)算年均值,用于長(zhǎng)期趨勢(shì)分析。

**三、水環(huán)境監(jiān)測(cè)方法**

水環(huán)境監(jiān)測(cè)涵蓋物理、化學(xué)和生物指標(biāo),主要方法如下:

(一)物理指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.pH值測(cè)定

(1)儀器:pH計(jì)(精度±0.01或更高)。使用前需用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液(如pH7.00和pH4.00)進(jìn)行校準(zhǔn),確保電極響應(yīng)正常。

(2)樣品采集:避免接觸空氣和容器壁,使用專(zhuān)用采樣瓶。若需保存,需添加固定劑(如HCl或NaOH,濃度需明確)并冷藏。測(cè)量前需在相同溫度下用緩沖液對(duì)電極進(jìn)行再次校準(zhǔn)。

2.水溫測(cè)量

(1)方法:插入式溫度計(jì)(如WTW?Multi340i),測(cè)量點(diǎn)深度需根據(jù)監(jiān)測(cè)目的確定(如河流監(jiān)測(cè)通常為水面下0.5米和河底0.2米)。溫度計(jì)需提前在樣品水溫下預(yù)熱。

(2)數(shù)據(jù)采集:每日早中晚各一次,或在水質(zhì)變化劇烈時(shí)增加頻率。記錄測(cè)量時(shí)的水溫(°C)。

(二)化學(xué)指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.COD(化學(xué)需氧量)

(1)重鉻酸鉀法:加熱回流消解→比色測(cè)定。詳細(xì)步驟:

a.樣品預(yù)處理:取200mL水樣(COD較高時(shí)可稀釋?zhuān)?,加?0mL重鉻酸鉀溶液和幾粒玻璃珠。

b.消解:將錐形瓶放入加熱裝置(如消解儀),在150-160℃下加熱2小時(shí),確保溶液沸騰。

c.冷卻與比色:冷卻至室溫,用蒸餾水稀釋至一定體積,使用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)620nm)測(cè)定吸光度。

d.計(jì)算:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線或公式計(jì)算COD值(mg/L)。

(2)濃度范圍:典型值20-100mg/L(地表水),工業(yè)廢水可至1000mg/L或更高。需根據(jù)樣品濃度選擇是否稀釋。

2.氨氮測(cè)定

(1)納氏試劑分光光度法:樣品經(jīng)蒸餾或酸化后,與納氏試劑反應(yīng)生成黃褐色絡(luò)合物,通過(guò)比色定量。詳細(xì)步驟:

a.樣品預(yù)處理:若為濁度較高的樣品,需過(guò)濾或離心。加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH>11,加熱蒸餾(餾出液收集)。

b.反應(yīng):取一定體積餾出液,加入納氏試劑,混勻后靜置10分鐘。

c.比色:使用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)425nm)測(cè)定吸光度。

d.計(jì)算:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算氨氮濃度(mg/L)。

(2)低濃度檢測(cè)限:0.5mg/L(標(biāo)準(zhǔn)方法要求)。

3.總磷/總氮

(1)總磷:通常采用過(guò)硫酸鉀氧化法。詳細(xì)步驟:

a.樣品預(yù)處理:取水樣,加入過(guò)硫酸鉀溶液,密封,在高溫(105-110℃)下消解1-2小時(shí)。

b.轉(zhuǎn)化:冷卻后,用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH>12,加熱消解30分鐘。

c.蒸餾:加入鉬酸銨溶液,蒸餾(餾出液收集)。

d.比色:加入抗壞血酸溶液(還原劑),用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)680nm)測(cè)定吸光度。

e.計(jì)算:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總磷濃度(mg/L)。

(2)總氮:通常采用過(guò)硫酸鉀氧化-紫外分光光度法。詳細(xì)步驟:

a.樣品預(yù)處理:同總磷消解步驟。

b.反應(yīng):冷卻后,加入硫酸溶液酸化,再加入硝酸鹽顯色劑(如N-(1-萘基)乙二胺二鹽酸鹽)。

c.比色:使用分光光度計(jì)(波長(zhǎng)540nm)測(cè)定吸光度。

d.計(jì)算:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總氮濃度(mg/L)。

(三)生物指標(biāo)監(jiān)測(cè)

1.大腸桿菌群

(1)采樣:使用無(wú)菌采樣瓶采集水樣。對(duì)于濁度較高的樣品,需先過(guò)濾(如使用孔徑45μm濾膜)。樣品采集后應(yīng)盡快處理,或冷藏(4℃)保存。

(2)培養(yǎng)與計(jì)數(shù):采用MPN(多管發(fā)酵法)或平板計(jì)數(shù)法。若用平板法,需制備選擇培養(yǎng)基(如伊紅美藍(lán)瓊脂或MAC瓊脂),傾注培養(yǎng)(37℃,18-24小時(shí)),計(jì)數(shù)典型大腸桿菌菌落(藍(lán)綠色、金屬光澤)。

(3)結(jié)果表示:通常以每100mL水樣中大腸桿菌群的MPN值或菌落數(shù)表示。

2.葉綠素a

(1)提?。菏褂帽?0%或95%)萃取法。取適量水樣(如1-10mL),加入適量丙酮,密封避光,搖勻,于4℃下萃取24小時(shí)。必要時(shí)過(guò)濾去除懸浮物。

(2)定量:使用熒光分光光度計(jì)(激發(fā)波長(zhǎng)465nm,發(fā)射波長(zhǎng)665nm)測(cè)定萃取液熒光強(qiáng)度。需用已知濃度的葉綠素a標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(3)結(jié)果表示:以每升水樣中葉綠素a的質(zhì)量(μg/L)表示。

**四、土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)方法**

土壤監(jiān)測(cè)主要針對(duì)重金屬、有機(jī)污染物和土壤理化性質(zhì):

(一)重金屬監(jiān)測(cè)

1.樣品采集

(1)方法:五點(diǎn)梅花法(每1000㎡取5個(gè)點(diǎn),呈梅花狀分布)、棋盤(pán)式法(適用于大面積)或?qū)蔷€法。每個(gè)點(diǎn)采集0-20cm表層土混合,或按層次采集(如0-5cm、5-20cm)。

(2)樣品處理:去除石塊、植物根系等雜物,風(fēng)干(避免陽(yáng)光直射),研磨過(guò)篩(如60目或80目),混勻后裝袋,記錄采樣信息。

2.測(cè)定技術(shù)

(1)電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS):將樣品消解后,通過(guò)高溫等離子體激發(fā)樣品中的重金屬原子,根據(jù)質(zhì)譜峰強(qiáng)度定量。優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、通量大。

a.消解:常用硝酸-高氯酸或硝酸-鹽酸混合酸消解,需加熱回流,確保樣品完全溶解。加入內(nèi)標(biāo)(如Rh、In)提高準(zhǔn)確性。

b.校準(zhǔn):使用多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液系列制作校準(zhǔn)曲線。

(2)可測(cè)元素:鉛(Pb)、鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、鉻(Cr)、銅(Cu)、鋅(Zn)等。檢測(cè)限通常在0.01-1mg/kg范圍。

(3)質(zhì)量控制:每批樣品需包含空白樣(試劑空白)、平行樣(同一樣品重復(fù)消解測(cè)定)、加標(biāo)回收樣(向樣品中加入已知量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),測(cè)定回收率)。

(二)有機(jī)污染物監(jiān)測(cè)

1.PAHs(多環(huán)芳烴)

(1)提?。翰捎盟魇咸崛。ㄊ兔?二氯甲烷混合溶劑)或加速溶劑萃?。ˋSE)。索氏提取操作步驟:

a.安裝:將土壤樣品(約20g)置于索氏提取器提取瓶中,加入適量提取溶劑。

b.提?。哼B接冷凝管,加熱提取瓶,使溶劑循環(huán)回流,提取6-12小時(shí)。

c.收集:待溶劑滴定完畢,收集提取液。

(2)分析:將提取液濃縮,用硅膠柱凈化(去除脂肪族化合物等干擾物),再用氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)進(jìn)行分析。需選擇合適的離子對(duì)和碰撞能量進(jìn)行多

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