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1、第八章环境监测及环境质量评价第一节环境监测一、环境监测的目的1. 环境监测基本概念随着社会进步、科技发展自然界储存的资源被广泛地开采和利用，新的物质不断合成 应用，大量的化学物质也被引入环境，在环境中积累，产生了一定的环境公害，甚至超过 了环境容量，使我们的生存环境质量变化。为了寻找环境变化的原因，更好地保护环境， 就必须先从环境中污染物的来源、性质、含量入手。于是，环境监测就应运而生，并在环 境科学中发挥重要的作用。环境监测是在环境分析的基础上发展而来的，环境分析是以环境中基本物质为单位， 以对物质进行定性、定量分析为基础，从而对影响环境质量的原因进行研究的一门科学。环境分析的主要对象为工业
2、、农业、交通、生活中污染源排放出来的污染物，也包括 大气、水体、土壤等各种材料中的污染物。其分析方式，可以现场测定，也可以采集样品 在实验室测定。环境分析为环境化学、环境医学、环境项目学、环境经济学提供各种污染 物的性质及含量等数据。但判断环境质量的好坏，仅对单个污染物样品短时分析是不够 的，需要有代表环境质量的各种标志数据，及各种污染物在一定范围的长时间数据，才能 对环境质量进行准确的评价。这不仅需要对污染物的化学性质、含量的确定，还需要对其 物理性质进行测定。物理测定是指测定那些与物理量有关的现象或状态。包括对物理或能量）因子热、声、光、电磁辐射、振动及放射性等强度、能量和状态的测定，利用
3、物理原理和测量工艺 相结合，可以实现连续化、自动化。此外，环境中生物信息也不容忽视，生物长期生活在环境中，不仅可以反映出多种因 子污染的综合效应，也能反映环境污染的历史状况。所以，生物监测可以为环境治理提供 较物理测定和化学分析更全面的信息。生物监测这种利用生物对环境污染所发生的各种信 息作为判断环境污染的一种手段，在环境监测中发挥日益丰富的作用。环境监测就是在环境分析基础上，运用化学、生物学等方法，间断或连续地测定代表 环境质量的指标数据，研究环境污染物的检测技术，监测环境质量变化的过程。2. 环境监测的目的环境监测是环境科学的一个分支科学，其目的是准确、及时、全面地反映环境质量现 状及发展
4、趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。具体如下：1）收集环境中污染物的本底数据，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。2）根据环境质量标准和监测到的环境污染物数据，评价环境质量。3）根据污染特点、分布情况和环境条件，追踪寻找污染源，为实现监督管理，控制 污染提供依据。4）为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源、制定环境法规、标准、规划等 服务。3 环境监测的分类：根据环境监测的目的不同，可将其分为：1）监视性监测：监视性监测是指对污染源排放和区域环境质量以及环境污染趋势进行的例行监测。它 是环境监测的主体，是环境综合整治和环境
5、管理的基础。监测的内容包括： 污染源排放的监控。即在工业、生活等污染源排放口设置自动监测仪器，或定期采 样，测定有害物质的瞬间浓度，单位时间平均浓度和排放量，污染物形态等，并建立监测 台帐及污染源档案，编制表报、判断排放标准执行情况和治理措施效果，为环境总量控制 提供依据。 区域环境的趋势监测。定期、定点年复一年地测定大气、水体、土壤、生物等环境 要素中已知污染物的形态浓度在时间和空间的分布状况，并调查或测定影响环境质量变化 的气象、水文、地质、地理、社会生产、能源和人口情况，综合分析环境质量现状、问题 和变化趋势，提出改善环境质量和实现环境目标的对策。其发展方向是进一步扩大监视视 野和增强监
6、视功能，建立综合观测体系和国际合作监测网络，对多要素进行同步监测，并 运用现代信息传递系统，使世界环境状况瞬间进入视野，实现对环境质量的有效控制。污染趋势监测基本上是采用各种监测网如水质监测网），在设置的测定点上长时间、年复一年不间断的收集数据，用以评价污染现状及变化趋势，以及环境改善所取得的进展等。2）研究性监测：研究性监测是为研究环境质量，发展监测分析方法、监测技术和监测管理而进行的探 索。是推动环境监测和环境科学发展的基础性工作。主要包括： 研究环境质量。如研究环境背景值，分析环境质量变化趋势，鉴定污染因素，验证 污染物扩散模式，为制定环境标准提供依据，为环境科研提示方向，为预测预报环境
7、质量 服务。 研究监测方法。如研究布点、采样优化方法，环境分析标准分析方法，监测质量保 证方法，研制标准物质，研究监测数据处理方法，提高数据信息化程度及其应用价值。 研究环境监测手段。主要是研制和鉴定采样与分析、在线监测与遥感遥测仪器，实 现监测硬件系统标准化。 研究和验证环境监测的管理方法。如监测网络管理方法，优化网络布局，建立和验 证监测站的最大空间覆盖面和最合理的监测频率的数学模型；研究监测技术路线，确定监 测的近期对策和远期目标；研究信息传递技术、提供监测情报和数据库的运营技术等。3）特定目的监测 特例监测、应急监测）这类监测多为严重污染发出警报，确定各种紧急情况下的污染程度和波及范围
8、，以便 污染造成危害之前采取措施。主要内容包括： 污染事故监测：在发生污染事故时及时深入事故地点进行应急监测，确定污染物的 种类、扩散方向、速度和污染程度及危害范围，查找污染发生的原因，为控制污染事故提 供科学依据。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。 纠纷仲裁监测主要针对污染事故纠纷、环境执法过程中所产生的矛盾进行监测，提供公证数据。仲裁监测应由国家指定的具有质量认证资质的部门进行，以提供具有法律效力的数据，供执 法部门仲裁。 考核验证监测包括人员考核、方法验证、新建项目的环境考核评价、排污许可证制度考核监测、项 目验收监测、污染治理项目竣工时的验收监测。 咨询
9、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。为国家政府部门制订环境保 护法规、标准、规划提供基础数据和手段。如建设新企业应进行环境影响评价时，需要按 评价要求进行监测。二、环境监测的内容环境监测的过程一般为接受任务，现场调查和收集资料，监测计划设计，优化布 点，样品采集，样品运输和保存，样品的预处理，分析测试，数据处理，综合评价等。 根据监测对象不同，可分为如下几类：1. 大气环境监测清洁的空气是人类和生物赖以生存的环境要素之一，随着工业及交通的发展，大量有 害物质如粉尘、二氧化硫、一氧化碳、碳氢化合物等排放到空气中。当这些有害物质浓度 超过大气的环境容量时，就会破换大气环境、对
10、人体健康和动植物产生危害，也会腐蚀各 种建筑物和材料，这种情况即空气污染。大气环境监测就是通过对大气中污染物质进行定 期或连续的监测，判断是否符合环境空气质量标准或环境规划的要求，为空气质量状 况评价、研究大气中污染物迁移、转化和治理提供依据。大气中的主要污染物有二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳以及颗粒污染物等。各种污 染物监测方法如下：1）二氧化硫测定二氧化硫是最常见的硫氧化物，大气主要污染物之一。许多工业过程中也会产生二氧 化硫。因为煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时也会生成二氧化硫。当二氧化硫溶 于水中，会形成亚硫酸 酸雨的主要成分）。二氧化硫是无色气体，有强烈刺激性气味，能 通过呼吸
11、道进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之 一。二氧化硫与空气中的烟尘有协同作用，可加重对呼吸道粘膜的损害，使呼吸道疾病发 病率增高。测定空气中的二氧化硫常用的方法有分光光度法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定 法、气相色谱法等。其中紫外荧光法和电导法主要用于自动监测。分光光度法是采用四氯汞钾、甲醛缓冲溶液等吸收液吸收二氧化硫气体，再与络合剂 反应生成紫红色的络合物，可用分光光度法进行定量分析测定。现颁布的大气质量分析 方法标准，共规定了两个大气中二氧化硫含量的测定方法，即四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法GB/T8970 1988 ）和甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法 GB
12、/T15262 1994 ）。 四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，该络 合物与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色络合物，其颜色深浅与吸收液中二氧化 硫的含量成正比，用分光光度法在575nm处进行测定。使用这种方法测定时需要注意的是显色反应受温度、酸度、显色时间影响较大，监测时标准溶液和试样溶液操作条件 应保持一致，另外，氮氧化物、臭氧及锰、铁、铬等离子对测定有干扰，采样后放置片 刻可使臭氧自行分解，加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐可减小或消除某些金属离子的干 扰。该方法是国内外广泛采用的测定空气中二氧化硫的标准方法，具有灵敏度高、选
13、择 性好等优点，但缺点是吸收液毒性较大。 甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法空气中的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲基磺酸加成化合物， 加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺反应，生成紫红色 络合物，用分光光度法在577nm处进行测定。用甲醛缓冲液吸收-副玫瑰苯胺分光光度法测定二氧化硫，其优点是避免使用毒性大的四氯汞钾吸收液。该方法在灵敏度、准确 度方面均可与使用四氯汞钾吸收液的方法相媲美，样品采集后相当稳定，但操作条件要 求较严格。 钍试剂分光光度法空气中的二氧化硫用过氧化氢溶液吸收并氧化为硫酸。SO42-与定量加入的过量高氯酸钡反应，生成硫酸钡沉淀，剩余钡离
14、子与钍试剂作用生成钍试剂-钡络合物 紫红色）。根据颜色深浅，用分光光度法间接进行定量测定。该方法也是国际标准化组织 ISO ）推荐的测定二氧化硫标准方法。它所用的吸收液无毒，采集样品后稳定，但灵 敏度较低，所需气体样品体积大，适合测定二氧化硫日平均浓度。指定环境空气中二氧化氮和氮氧化物检测的方法标准为二氧化氮的测定Saltzman法（GB/T15435-1995和氮氧化物的测定Saltzman法（GB/T15436-1995 。二者均为分光光度法。 盐酸萘乙二胺分光光度法用对氨基苯磺酸、无水乙酸和盐酸萘乙二胺配制成吸收液采样，空气中的二氧化氮 与吸收液中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与盐酸萘
15、乙二胺偶合，生成玫瑰红色的 偶氮染料，其颜色深浅与气样中二氧化氮的含量成正比，于波长540545nm之间，测 定吸光度，进行定量分析。 酸性高锰酸钾溶液氧化法采样时取两支内装吸收液的多孔玻板吸收瓶和一支内装酸性高锰酸钾的氧化瓶，按吸收瓶一氧化瓶一吸收瓶的顺序连接。当空气通过吸收瓶时，二氧化氮被串联的第一支 吸收瓶中的吸收液吸收生成玫瑰红色的偶氮染料。空气中的一氧化氮不与第一支吸收瓶 中的吸收液反应，进入串联在两支吸收瓶中间的氧化瓶内，被氧化瓶内的酸性高锰酸钾 溶液氧化为二氧化氮，然后进入第二支吸收瓶中，被吸收液吸收生成玫瑰红色偶氮染 料，于波长 540545nm之间处测定两支吸收瓶中吸收液的吸
