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1、第二节第二节 自动监测与遥感技术自动监测与遥感技术第三节第三节 环境应急监测环境应急监测第四节第四节 生态监测生态监测第一节第一节 超痕量分析技术超痕量分析技术7.1.1 7.1.1 超痕量分析概述超痕量分析概述在实验室分析样品时，常以样品用量的多在实验室分析样品时，常以样品用量的多少，分常量分析技术、半微量分析技术、微量少，分常量分析技术、半微量分析技术、微量分析技术和超微量分析技术。具体划分见表分析技术和超微量分析技术。具体划分见表7-7-1-11-1。表表表表7-1-1 7-1-1 7-1-1 7-1-1 样品用量分析技术分类样品用量分析技术分类样品用量分析技术分类样品用量分析技术分类7
2、.1 7.1 超痕量分析技术超痕量分析技术 按照样品成分的含量区分常量、微量和痕量按照样品成分的含量区分常量、微量和痕量按照样品成分的含量区分常量、微量和痕量按照样品成分的含量区分常量、微量和痕量分析技术见表分析技术见表分析技术见表分析技术见表7-1-27-1-27-1-27-1-2。 表表表表7-1-2 7-1-2 7-1-2 7-1-2 样品成分含量分析分类样品成分含量分析分类样品成分含量分析分类样品成分含量分析分类7.1.2 7.1.2 超痕量分析中常用的前处理方法超痕量分析中常用的前处理方法1. 1. 液液- -液萃取法（液萃取法（LLELLE） 液液- -液萃取法是一种传统经典的提取
3、方法。它液萃取法是一种传统经典的提取方法。它是利用相似相溶原理，选择一种极性接近于待测组是利用相似相溶原理，选择一种极性接近于待测组分的溶剂，把待测组分从水溶液中萃取出来。常用分的溶剂，把待测组分从水溶液中萃取出来。常用的萃取溶剂有正己烷、苯、乙醚、乙酸乙酯、二氯的萃取溶剂有正己烷、苯、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等甲烷等2. 2. 固相萃取法（固相萃取法（SPESPE） 固相萃取具有有机溶剂用量少、简便快固相萃取具有有机溶剂用量少、简便快速等优点。速等优点。 固相萃取的核心是固相吸附剂，不但能固相萃取的核心是固相吸附剂，不但能迅速定量吸附待测物质，而且还能在合适的迅速定量吸附待测物质，而且还能在
4、合适的溶剂洗脱时迅速定量释放出待测物质，整个溶剂洗脱时迅速定量释放出待测物质，整个萃取过程最好是完全可逆的。萃取过程最好是完全可逆的。 固相萃取柱基本上分两种：固相萃取柱固相萃取柱基本上分两种：固相萃取柱（cartridgecartridge）和固相萃取盘（）和固相萃取盘（diskdisk）。）。3. 3. 固相微萃取法（固相微萃取法（SPMESPME） 固相微萃取技术是以固相萃取为基础发展而来固相微萃取技术是以固相萃取为基础发展而来固相微萃取技术是以固相萃取为基础发展而来固相微萃取技术是以固相萃取为基础发展而来4. 4. 吹脱捕集法（吹脱捕集法（P&TP&T）和静态顶空法（）和静态顶空法（H
5、SHS） 吹脱捕集和静态顶空都是气相萃取技术，它吹脱捕集和静态顶空都是气相萃取技术，它吹脱捕集和静态顶空都是气相萃取技术，它吹脱捕集和静态顶空都是气相萃取技术，它们的共同特点是用氮气、氦气或其它惰性气体将们的共同特点是用氮气、氦气或其它惰性气体将们的共同特点是用氮气、氦气或其它惰性气体将们的共同特点是用氮气、氦气或其它惰性气体将待测物质从样品中抽提出来。但吹脱捕集与静态待测物质从样品中抽提出来。但吹脱捕集与静态待测物质从样品中抽提出来。但吹脱捕集与静态待测物质从样品中抽提出来。但吹脱捕集与静态顶空不同，它使气体连续通过样品，将其中的挥顶空不同，它使气体连续通过样品，将其中的挥顶空不同，它使气体
6、连续通过样品，将其中的挥顶空不同，它使气体连续通过样品，将其中的挥发组分萃取后在吸附剂或冷阱中捕集，是一种非发组分萃取后在吸附剂或冷阱中捕集，是一种非发组分萃取后在吸附剂或冷阱中捕集，是一种非发组分萃取后在吸附剂或冷阱中捕集，是一种非平衡态的连续萃取，因此吹脱捕集法又称为动态平衡态的连续萃取，因此吹脱捕集法又称为动态平衡态的连续萃取，因此吹脱捕集法又称为动态平衡态的连续萃取，因此吹脱捕集法又称为动态顶空法。顶空法。顶空法。顶空法。5. 5. 索氏提取法（索氏提取法（Soxhelt Soxhelt ExtractionExtraction） 索氏提取器是索氏提取器是索氏提取器是索氏提取器是187
7、9187918791879年年年年Franz von Franz von Franz von Franz von SoxhletSoxhletSoxhletSoxhlet发明的一种传统经典的实发明的一种传统经典的实发明的一种传统经典的实发明的一种传统经典的实验室样品前处理装置，用于萃取固验室样品前处理装置，用于萃取固验室样品前处理装置，用于萃取固验室样品前处理装置，用于萃取固体样品。常用的萃取溶剂有丙酮体样品。常用的萃取溶剂有丙酮体样品。常用的萃取溶剂有丙酮体样品。常用的萃取溶剂有丙酮- - - -正己烷混合溶剂、二氯甲烷正己烷混合溶剂、二氯甲烷正己烷混合溶剂、二氯甲烷正己烷混合溶剂、二氯甲烷
8、- - - -丙酮丙酮丙酮丙酮混合溶剂、二氯甲烷、甲苯混合溶剂、二氯甲烷、甲苯混合溶剂、二氯甲烷、甲苯混合溶剂、二氯甲烷、甲苯- - - -甲醇甲醇甲醇甲醇混合溶剂等。混合溶剂等。混合溶剂等。混合溶剂等。图图7-1-1 7-1-1 索氏提取器索氏提取器 6. 6. 超声提取法（超声提取法（Ultrasonic ExtractionUltrasonic Extraction） 超声提取法简单快速，但有可能提取不完全。超声提取法简单快速，但有可能提取不完全。超声提取法简单快速，但有可能提取不完全。超声提取法简单快速，但有可能提取不完全。必须进行方法验证，提供方法空白值、加标回收必须进行方法验证，提
9、供方法空白值、加标回收必须进行方法验证，提供方法空白值、加标回收必须进行方法验证，提供方法空白值、加标回收率、替代物回收率等质控数据，以说明得到的数率、替代物回收率等质控数据，以说明得到的数率、替代物回收率等质控数据，以说明得到的数率、替代物回收率等质控数据，以说明得到的数据结果的可信度据结果的可信度据结果的可信度据结果的可信度7. 7. 压力液体萃取法（压力液体萃取法（PLEPLE）和和亚临界水萃取亚临界水萃取法（法（SWESWE） 压力液体萃取法也被称为加速溶剂萃取法压力液体萃取法也被称为加速溶剂萃取法压力液体萃取法也被称为加速溶剂萃取法压力液体萃取法也被称为加速溶剂萃取法（ASEASEA
10、SEASE）（）（）（）（Accelerated Solvent ExtractionAccelerated Solvent ExtractionAccelerated Solvent ExtractionAccelerated Solvent Extraction），），），），是在提高压力和增加温度的条件下，用萃取溶剂是在提高压力和增加温度的条件下，用萃取溶剂是在提高压力和增加温度的条件下，用萃取溶剂是在提高压力和增加温度的条件下，用萃取溶剂将固体中的目标化合物提取出来。它能大大加快将固体中的目标化合物提取出来。它能大大加快将固体中的目标化合物提取出来。它能大大加快将固体中的目标化合物提取
11、出来。它能大大加快萃取过程又明显减少溶剂的使用量萃取过程又明显减少溶剂的使用量萃取过程又明显减少溶剂的使用量萃取过程又明显减少溶剂的使用量8. 8. 超临界流体萃取法（超临界流体萃取法（SFESFE） 超临界流体萃取法（超临界流体萃取法（Supercritical Fluid Supercritical Fluid ExtractionExtraction）是利用超临界流体的溶解能力和高扩散）是利用超临界流体的溶解能力和高扩散性能发展而来的萃取技术。性能发展而来的萃取技术。9. 9. 微波消解（微波消解（MDMD）和微波辅助萃取法（）和微波辅助萃取法（MAEMAE） 微波消解（微波消解（Mic
12、rowave DigestionMicrowave Digestion）和微波辅助）和微波辅助萃取法（萃取法（Microwave-Assisted ExtractionMicrowave-Assisted Extraction）是利用）是利用微波耦合的原理对介电常数大的物质快速加热来完成微波耦合的原理对介电常数大的物质快速加热来完成消解或加速溶出的方法。消解或加速溶出的方法。10. 10. 免疫亲和固相萃取法（免疫亲和固相萃取法（IASPEIASPE） 免疫亲和固相萃取法（免疫亲和固相萃取法（免疫亲和固相萃取法（免疫亲和固相萃取法（Immunoaffinity Solid Immunoaffi
13、nity Solid Immunoaffinity Solid Immunoaffinity Solid Phase ExtractionPhase ExtractionPhase ExtractionPhase Extraction）是随着免疫技术在分析化学中）是随着免疫技术在分析化学中）是随着免疫技术在分析化学中）是随着免疫技术在分析化学中的应用而发展起来的，其原理是将抗体固定在固相的应用而发展起来的，其原理是将抗体固定在固相的应用而发展起来的，其原理是将抗体固定在固相的应用而发展起来的，其原理是将抗体固定在固相载体上，制成免疫亲和吸附剂，将样品溶液通过吸载体上，制成免疫亲和吸附剂，将样品
14、溶液通过吸载体上，制成免疫亲和吸附剂，将样品溶液通过吸载体上，制成免疫亲和吸附剂，将样品溶液通过吸附剂，样品中的目标化合物因与抗体发生免疫亲和附剂，样品中的目标化合物因与抗体发生免疫亲和附剂，样品中的目标化合物因与抗体发生免疫亲和附剂，样品中的目标化合物因与抗体发生免疫亲和作用而被保留在固相吸附剂上。然后用酸性作用而被保留在固相吸附剂上。然后用酸性作用而被保留在固相吸附剂上。然后用酸性作用而被保留在固相吸附剂上。然后用酸性（pH=23pH=23pH=23pH=23）缓冲溶液或有机溶剂作为洗脱剂洗脱固）缓冲溶液或有机溶剂作为洗脱剂洗脱固）缓冲溶液或有机溶剂作为洗脱剂洗脱固）缓冲溶液或有机溶剂作为
15、洗脱剂洗脱固定相，使目标化合物从抗体上解离下来定相，使目标化合物从抗体上解离下来定相，使目标化合物从抗体上解离下来定相，使目标化合物从抗体上解离下来7.1.3 7.1.3 超痕量分析测试技术超痕量分析测试技术1 1 光谱分析法光谱分析法 光谱分析法是基于光与物质相互作用时，光谱分析法是基于光与物质相互作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射或吸收光谱的波长和强度变迁而产生的发射或吸收光谱的波长和强度变化的分析方法。化的分析方法。 n（1 1）荧光分析法）荧光分析法n在一定波长光照射下，荧光强度与荧光物质浓度在一定波长光照射下，荧光强度与
16、荧光物质浓度的定量关系如下：的定量关系如下：nF = KIF = KI0 0c cn式中：式中： F F荧光强度；荧光强度；n K K比例常数；比例常数；n 荧光物质的荧光效率；荧光物质的荧光效率；n I I0 0入射光强度；入射光强度；n c c荧光物质的浓度。荧光物质的浓度。（2 2）发光分析法发光分析法 发光分析是基于化学发光和生物发光而建立发光分析是基于化学发光和生物发光而建立发光分析是基于化学发光和生物发光而建立发光分析是基于化学发光和生物发光而建立起来的一种新的超微量分析技术起来的一种新的超微量分析技术起来的一种新的超微量分析技术起来的一种新的超微量分析技术 。它通过发光体。它通过
17、发光体。它通过发光体。它通过发光体系光强度测定来定量某一分析物浓度。系光强度测定来定量某一分析物浓度。系光强度测定来定量某一分析物浓度。系光强度测定来定量某一分析物浓度。（3 3）原子发射光谱分析法原子发射光谱分析法 发射光谱分析是利用物质受电能或热能的作发射光谱分析是利用物质受电能或热能的作发射光谱分析是利用物质受电能或热能的作发射光谱分析是利用物质受电能或热能的作用，产生气态的原子或离子价电子的跃迁特征光用，产生气态的原子或离子价电子的跃迁特征光用，产生气态的原子或离子价电子的跃迁特征光用，产生气态的原子或离子价电子的跃迁特征光谱线来研究物质的一种检测方法。用不同元素光谱线来研究物质的一种
18、检测方法。用不同元素光谱线来研究物质的一种检测方法。用不同元素光谱线来研究物质的一种检测方法。用不同元素光谱线的波长可以进行定性检测，光谱线的强度则谱线的波长可以进行定性检测，光谱线的强度则谱线的波长可以进行定性检测，光谱线的强度则谱线的波长可以进行定性检测，光谱线的强度则可以用来定量分析。可以用来定量分析。可以用来定量分析。可以用来定量分析。（4 4）原子吸收光谱法）原子吸收光谱法 原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法。它是原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法。它是一种测量基态原子对其特征谱线的吸收程度而进行一种测量基态原子对其特征谱线的吸收程度而进行定量分析的方法。其原理是：试样中待测元素
19、的化定量分析的方法。其原理是：试样中待测元素的化合物在高温下被解离成基态原子，光源发出的特征合物在高温下被解离成基态原子，光源发出的特征谱线通过原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原谱线通过原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子吸收子吸收 原子吸收光谱法具有灵敏度高、干扰小、操作简原子吸收光谱法具有灵敏度高、干扰小、操作简便、迅速等特点。可测定便、迅速等特点。可测定7070多种元素，是环境中痕多种元素，是环境中痕量金属污染物测定的主要方法量金属污染物测定的主要方法2 2 电化学分析法电化学分析法（1 1）电位滴定法电位滴定法电位滴定是用标准溶液滴定待测离子的过程电位滴定是用标准溶液滴定待测离子的
20、过程电位滴定是用标准溶液滴定待测离子的过程电位滴定是用标准溶液滴定待测离子的过程中，用指示电极的电位变化来代替指示剂颜色变中，用指示电极的电位变化来代替指示剂颜色变中，用指示电极的电位变化来代替指示剂颜色变中，用指示电极的电位变化来代替指示剂颜色变化显示终点的一种方法。它最大的特点是可以进化显示终点的一种方法。它最大的特点是可以进化显示终点的一种方法。它最大的特点是可以进化显示终点的一种方法。它最大的特点是可以进行连续滴定和自动滴定。行连续滴定和自动滴定。行连续滴定和自动滴定。行连续滴定和自动滴定。（2 2）极谱分析法极谱分析法 极谱法是测定电解过程中所得电压极谱法是测定电解过程中所得电压-
21、-电电流曲线为基础的电化学分析方法。极谱分析流曲线为基础的电化学分析方法。极谱分析法有经典极谱法、单扫描极谱法、脉冲极谱法有经典极谱法、单扫描极谱法、脉冲极谱法等，其中经典极谱法的灵敏度较低法等，其中经典极谱法的灵敏度较低 经典极谱法是以滴汞电极为工作电极，经典极谱法是以滴汞电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，在两电极间施加饱和甘汞电极为参比电极，在两电极间施加直流电压，然后测量在一定外加电压时通过直流电压，然后测量在一定外加电压时通过电解池的电流，绘制电流电解池的电流，绘制电流- -电压关系曲线电压关系曲线（3 3）溶出伏安法溶出伏安法 溶出伏安法所使用的仪器和装置与极谱法相溶出伏安法所
22、使用的仪器和装置与极谱法相溶出伏安法所使用的仪器和装置与极谱法相溶出伏安法所使用的仪器和装置与极谱法相同，仅工作电极不同。所得极化曲线为峰状。常同，仅工作电极不同。所得极化曲线为峰状。常同，仅工作电极不同。所得极化曲线为峰状。常同，仅工作电极不同。所得极化曲线为峰状。常用的工作电极有悬汞电极、玻碳电极和铂微电极用的工作电极有悬汞电极、玻碳电极和铂微电极用的工作电极有悬汞电极、玻碳电极和铂微电极用的工作电极有悬汞电极、玻碳电极和铂微电极等，包括电积和溶出两个过程等，包括电积和溶出两个过程等，包括电积和溶出两个过程等，包括电积和溶出两个过程 溶出伏安法有阳极溶出伏安法（溶出伏安法有阳极溶出伏安法（
23、溶出伏安法有阳极溶出伏安法（溶出伏安法有阳极溶出伏安法（ASVASVASVASV）和阴极）和阴极）和阴极）和阴极溶出伏安法（溶出伏安法（溶出伏安法（溶出伏安法（CSVCSVCSVCSV）两种。）两种。）两种。）两种。3 3 色谱分析法色谱分析法（1 1）气相色谱法）气相色谱法 气相色谱法是以气体为流动相对混合气相色谱法是以气体为流动相对混合物组分进行分离分析的色谱分析法。根据物组分进行分离分析的色谱分析法。根据固定相不同，气相色谱法可分为气固定相不同，气相色谱法可分为气- -固色谱固色谱和气和气- -液色谱。气液色谱。气- -固色谱的固定相是固体固色谱的固定相是固体吸附剂颗粒。气吸附剂颗粒。气
24、- -液色谱的固定相是表面涂液色谱的固定相是表面涂有固定液的担体有固定液的担体气相色谱法具有高效、灵敏、快速、能同时气相色谱法具有高效、灵敏、快速、能同时气相色谱法具有高效、灵敏、快速、能同时气相色谱法具有高效、灵敏、快速、能同时分离分析多种组分、样品用量少等特点，在环境分离分析多种组分、样品用量少等特点，在环境分离分析多种组分、样品用量少等特点，在环境分离分析多种组分、样品用量少等特点，在环境有机污染物的分析中得到广泛的应用，如苯、二有机污染物的分析中得到广泛的应用，如苯、二有机污染物的分析中得到广泛的应用，如苯、二有机污染物的分析中得到广泛的应用，如苯、二甲苯、多环芳烃、酚类、农药等。甲苯
25、、多环芳烃、酚类、农药等。甲苯、多环芳烃、酚类、农药等。甲苯、多环芳烃、酚类、农药等。 气相色谱仪主要有载气源、色谱柱、检测器气相色谱仪主要有载气源、色谱柱、检测器气相色谱仪主要有载气源、色谱柱、检测器气相色谱仪主要有载气源、色谱柱、检测器和记录仪四部分组成和记录仪四部分组成和记录仪四部分组成和记录仪四部分组成（2 2）高效液相色谱法高效液相色谱法 高效液相色谱法具有高效、高速、高灵敏度高效液相色谱法具有高效、高速、高灵敏度高效液相色谱法具有高效、高速、高灵敏度高效液相色谱法具有高效、高速、高灵敏度等特点，它已成为环境中有机污染物分析不可缺等特点，它已成为环境中有机污染物分析不可缺等特点，它已
26、成为环境中有机污染物分析不可缺等特点，它已成为环境中有机污染物分析不可缺少的重要分析方法之一。少的重要分析方法之一。少的重要分析方法之一。少的重要分析方法之一。 按分离机制不同，高效液相色谱法分为以下按分离机制不同，高效液相色谱法分为以下按分离机制不同，高效液相色谱法分为以下按分离机制不同，高效液相色谱法分为以下几种类型。几种类型。几种类型。几种类型。 液液液液- - - -固色谱固色谱固色谱固色谱 液液液液- - - -液色谱液色谱液色谱液色谱 离子交换色谱（离子色谱）离子交换色谱（离子色谱）离子交换色谱（离子色谱）离子交换色谱（离子色谱） 空间排斥色谱空间排斥色谱（3 3）色谱色谱- -质
27、谱联用技术质谱联用技术 气相色谱是强有力的分离手段，特别适合于气相色谱是强有力的分离手段，特别适合于气相色谱是强有力的分离手段，特别适合于气相色谱是强有力的分离手段，特别适合于分离复杂的环境有机污染物样品。同时，质谱和分离复杂的环境有机污染物样品。同时，质谱和分离复杂的环境有机污染物样品。同时，质谱和分离复杂的环境有机污染物样品。同时，质谱和气相色谱在工作状态上均为气相动态分析，除了气相色谱在工作状态上均为气相动态分析，除了气相色谱在工作状态上均为气相动态分析，除了气相色谱在工作状态上均为气相动态分析，除了工作气压之外，色谱的每一特征都能和质谱相匹工作气压之外，色谱的每一特征都能和质谱相匹工作
28、气压之外，色谱的每一特征都能和质谱相匹工作气压之外，色谱的每一特征都能和质谱相匹配，且都具有灵敏度高、样品用量少的共同特点配，且都具有灵敏度高、样品用量少的共同特点配，且都具有灵敏度高、样品用量少的共同特点配，且都具有灵敏度高、样品用量少的共同特点 质谱法是通过对样品离子的质量和强度的测质谱法是通过对样品离子的质量和强度的测质谱法是通过对样品离子的质量和强度的测质谱法是通过对样品离子的质量和强度的测定，进行成分和结构分析的一种分析方法。定，进行成分和结构分析的一种分析方法。定，进行成分和结构分析的一种分析方法。定，进行成分和结构分析的一种分析方法。4 4 高效毛细管电泳高效毛细管电泳 高效毛细
29、管电泳（高效毛细管电泳（高效毛细管电泳（高效毛细管电泳（HPCEHPCEHPCEHPCE）是离子或荷电粒子以）是离子或荷电粒子以）是离子或荷电粒子以）是离子或荷电粒子以电场为驱动力，在毛细管中按其速度或分配系数不电场为驱动力，在毛细管中按其速度或分配系数不电场为驱动力，在毛细管中按其速度或分配系数不电场为驱动力，在毛细管中按其速度或分配系数不同进行高效分离分析的新技术。同进行高效分离分析的新技术。同进行高效分离分析的新技术。同进行高效分离分析的新技术。（1 1 1 1）毛细管区带电泳）毛细管区带电泳）毛细管区带电泳）毛细管区带电泳 毛细管区带电泳（毛细管区带电泳（毛细管区带电泳（毛细管区带电泳
30、（CZECZECZECZE）是基于溶质有效淌度的）是基于溶质有效淌度的）是基于溶质有效淌度的）是基于溶质有效淌度的差异而进行分离的方法。差异而进行分离的方法。差异而进行分离的方法。差异而进行分离的方法。（2 2）胶束电动毛细管色谱）胶束电动毛细管色谱 在电泳缓冲溶液中加入表面活性剂，当溶液在电泳缓冲溶液中加入表面活性剂，当溶液在电泳缓冲溶液中加入表面活性剂，当溶液在电泳缓冲溶液中加入表面活性剂，当溶液中表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，表面活中表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，表面活中表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，表面活中表面活性剂浓度超过临界胶束浓度时，表面活性剂之间的疏水基团聚集在一起
31、形成胶束。溶质性剂之间的疏水基团聚集在一起形成胶束。溶质性剂之间的疏水基团聚集在一起形成胶束。溶质性剂之间的疏水基团聚集在一起形成胶束。溶质在水相（导电的水溶液）和胶束相（带电的离子在水相（导电的水溶液）和胶束相（带电的离子在水相（导电的水溶液）和胶束相（带电的离子在水相（导电的水溶液）和胶束相（带电的离子胶束）之间进行分配。溶质的迁移速度决定于它胶束）之间进行分配。溶质的迁移速度决定于它胶束）之间进行分配。溶质的迁移速度决定于它胶束）之间进行分配。溶质的迁移速度决定于它在两相间的分配系数在两相间的分配系数在两相间的分配系数在两相间的分配系数（3 3）毛细管凝胶电泳）毛细管凝胶电泳 在毛细管内
32、充入凝胶或其他筛分介质，利用在毛细管内充入凝胶或其他筛分介质，利用在毛细管内充入凝胶或其他筛分介质，利用在毛细管内充入凝胶或其他筛分介质，利用溶质中各组分在凝胶中的浓度不同而将它们分离。溶质中各组分在凝胶中的浓度不同而将它们分离。溶质中各组分在凝胶中的浓度不同而将它们分离。溶质中各组分在凝胶中的浓度不同而将它们分离。这些物质具有的三维多孔结构和分子筛效应，不这些物质具有的三维多孔结构和分子筛效应，不这些物质具有的三维多孔结构和分子筛效应，不这些物质具有的三维多孔结构和分子筛效应，不溶于水，呈电中性，无吸附作用。溶于水，呈电中性，无吸附作用。溶于水，呈电中性，无吸附作用。溶于水，呈电中性，无吸附
33、作用。5 5 免疫分析技术免疫分析技术（1 1）荧光免疫技术）荧光免疫技术 荧光免疫技术是荧光免疫技术是荧光免疫技术是荧光免疫技术是Cons & Kaplan 1941Cons & Kaplan 1941Cons & Kaplan 1941Cons & Kaplan 1941年创建年创建年创建年创建的，以荧光物作为标记物的免疫分析技术。即将的，以荧光物作为标记物的免疫分析技术。即将的，以荧光物作为标记物的免疫分析技术。即将的，以荧光物作为标记物的免疫分析技术。即将某些荧光物通过化学方法与特异性抗体结合制成某些荧光物通过化学方法与特异性抗体结合制成某些荧光物通过化学方法与特异性抗体结合制成某些荧
34、光物通过化学方法与特异性抗体结合制成荧光抗体，使其保持原抗体的免疫活性，然后使荧光抗体，使其保持原抗体的免疫活性，然后使荧光抗体，使其保持原抗体的免疫活性，然后使荧光抗体，使其保持原抗体的免疫活性，然后使荧光抗体与被检抗原发生特异性结合，形成的免荧光抗体与被检抗原发生特异性结合，形成的免荧光抗体与被检抗原发生特异性结合，形成的免荧光抗体与被检抗原发生特异性结合，形成的免疫复合物在一定波长光的激发下产生荧光，借助疫复合物在一定波长光的激发下产生荧光，借助疫复合物在一定波长光的激发下产生荧光，借助疫复合物在一定波长光的激发下产生荧光，借助荧光显微镜检测或定位被检抗原荧光显微镜检测或定位被检抗原荧光
35、显微镜检测或定位被检抗原荧光显微镜检测或定位被检抗原 常用的荧光物质有异硫氰酸荧光素常用的荧光物质有异硫氰酸荧光素常用的荧光物质有异硫氰酸荧光素常用的荧光物质有异硫氰酸荧光素(HITC)(HITC)(HITC)(HITC)、四、四、四、四乙基罗丹明乙基罗丹明乙基罗丹明乙基罗丹明(RR200)(RR200)(RR200)(RR200)、四甲基异硫氰酸罗丹明、四甲基异硫氰酸罗丹明、四甲基异硫氰酸罗丹明、四甲基异硫氰酸罗丹明(TRITC)(TRITC)(TRITC)(TRITC) 荧光免疫技术可分为直接荧光抗体法，间接荧光免疫技术可分为直接荧光抗体法，间接荧光免疫技术可分为直接荧光抗体法，间接荧光免
36、疫技术可分为直接荧光抗体法，间接荧光抗体法和补体荧光抗体法荧光抗体法和补体荧光抗体法荧光抗体法和补体荧光抗体法荧光抗体法和补体荧光抗体法（2 2）放射免疫分析）放射免疫分析 放射免疫分析（放射免疫分析（放射免疫分析（放射免疫分析（RIARIARIARIA）是根据同位素分析的敏）是根据同位素分析的敏）是根据同位素分析的敏）是根据同位素分析的敏感性和抗原感性和抗原感性和抗原感性和抗原- - - -抗体反应的特异性两大特点综合起来抗体反应的特异性两大特点综合起来抗体反应的特异性两大特点综合起来抗体反应的特异性两大特点综合起来建立的一种超微量分析技术。建立的一种超微量分析技术。建立的一种超微量分析技术
37、。建立的一种超微量分析技术。RIARIARIARIA分为放射免疫法、分为放射免疫法、分为放射免疫法、分为放射免疫法、放射自显影法等放射自显影法等放射自显影法等放射自显影法等 放射免疫分析具有准确度高、样品用量少、易放射免疫分析具有准确度高、样品用量少、易放射免疫分析具有准确度高、样品用量少、易放射免疫分析具有准确度高、样品用量少、易规范化和自动化等优点，但需特殊的仪器设备，有规范化和自动化等优点，但需特殊的仪器设备，有规范化和自动化等优点，但需特殊的仪器设备，有规范化和自动化等优点，但需特殊的仪器设备，有一定的放射危险一定的放射危险一定的放射危险一定的放射危险 在环境分析中，多用于对病毒中和抗
38、原的结构在环境分析中，多用于对病毒中和抗原的结构在环境分析中，多用于对病毒中和抗原的结构在环境分析中，多用于对病毒中和抗原的结构蛋白进行定位及位点分析蛋白进行定位及位点分析蛋白进行定位及位点分析蛋白进行定位及位点分析（3 3）酶联免疫分析）酶联免疫分析 酶联免疫分析（酶联免疫分析（ELISAELISA）是利用标记物的酶）是利用标记物的酶催化底物的显色反应来反映抗原抗体结合的过程，催化底物的显色反应来反映抗原抗体结合的过程，是将酶催化底物反应的灵敏性和抗原抗体反应的是将酶催化底物反应的灵敏性和抗原抗体反应的特异性结合，是一种定性和定量的综合技术。常特异性结合，是一种定性和定量的综合技术。常用的标
39、记酶有辣根过氧化物酶用的标记酶有辣根过氧化物酶(HRP)(HRP)和碱性磷酸酶和碱性磷酸酶（AKPAKP） 原理为：使抗原或抗体结合到某种固相载体原理为：使抗原或抗体结合到某种固相载体表面，并保持其免疫活性；使抗原或抗体与某种表面，并保持其免疫活性；使抗原或抗体与某种酶连接成酶标抗原或抗体，这种酶标抗原或抗体酶连接成酶标抗原或抗体，这种酶标抗原或抗体既保留其免疫活性，又保留酶的活性既保留其免疫活性，又保留酶的活性（4 4）发光免疫分析）发光免疫分析 发光免疫分析（发光免疫分析（发光免疫分析（发光免疫分析（LIALIALIALIA）是一种利用物质的发光特）是一种利用物质的发光特）是一种利用物质的
40、发光特）是一种利用物质的发光特征征征征 发光免疫分析按标记物的不同分为化学发光免发光免疫分析按标记物的不同分为化学发光免发光免疫分析按标记物的不同分为化学发光免发光免疫分析按标记物的不同分为化学发光免疫分析法疫分析法疫分析法疫分析法(CLIA)(CLIA)(CLIA)(CLIA)、化学发光酶免疫分析法（、化学发光酶免疫分析法（、化学发光酶免疫分析法（、化学发光酶免疫分析法（CLEIACLEIACLEIACLEIA）、）、）、）、电化学发光免疫分析及生物发光免疫分析（电化学发光免疫分析及生物发光免疫分析（电化学发光免疫分析及生物发光免疫分析（电化学发光免疫分析及生物发光免疫分析（BLIABLIA
41、BLIABLIA）等等等等6 6 生物传感技术生物传感技术 生物传感器是高科技的电子技术和生物工程生物传感器是高科技的电子技术和生物工程生物传感器是高科技的电子技术和生物工程生物传感器是高科技的电子技术和生物工程技术相结合的产物技术相结合的产物技术相结合的产物技术相结合的产物 生物传感器的选择性的好坏完全取决于它的生物传感器的选择性的好坏完全取决于它的生物传感器的选择性的好坏完全取决于它的生物传感器的选择性的好坏完全取决于它的分子识别元件，分子识别元件，分子识别元件，分子识别元件， 而其他性能则和它的整体组成有而其他性能则和它的整体组成有而其他性能则和它的整体组成有而其他性能则和它的整体组成有
42、关关关关7.2 7.2 自动监测与遥感技术自动监测与遥感技术7.2.1 7.2.1 空气污染自动监测技术空气污染自动监测技术1 系统组成与功能 空气质量自动监测系统由监测子站（包括流动空气质量自动监测系统由监测子站（包括流动监测车）、中心计算机室、质量保证实验室、系统监测车）、中心计算机室、质量保证实验室、系统支持实验室组成。监测子站和中心计算机室通过有支持实验室组成。监测子站和中心计算机室通过有线或无线方式相互传输数据信号和状态及控制信号线或无线方式相互传输数据信号和状态及控制信号图图7-2-1 7-2-1 空气质量自动监测系统基本结构框图空气质量自动监测系统基本结构框图监测子站监测子站 监
43、测子站是整个系统的基础，它由采样系统、监测子站是整个系统的基础，它由采样系统、监测子站是整个系统的基础，它由采样系统、监测子站是整个系统的基础，它由采样系统、污染物监测仪、校准设备、气象仪器、数据采集污染物监测仪、校准设备、气象仪器、数据采集污染物监测仪、校准设备、气象仪器、数据采集污染物监测仪、校准设备、气象仪器、数据采集器等组成（如图器等组成（如图器等组成（如图器等组成（如图7-2-27-2-27-2-27-2-2所示）。所示）。所示）。所示）。 完成监测数据的采集、处理和存储，并按中心完成监测数据的采集、处理和存储，并按中心完成监测数据的采集、处理和存储，并按中心完成监测数据的采集、处理
44、和存储，并按中心计算机指令向控制中心传输监测数据和设备状态计算机指令向控制中心传输监测数据和设备状态计算机指令向控制中心传输监测数据和设备状态计算机指令向控制中心传输监测数据和设备状态信息。信息。信息。信息。图7-2-2监测子站子站设备配置和配置和结构示意构示意图2 2 子站布设及监测项目子站布设及监测项目（1）监测点位布设与方法 监测点位布设的一般原则：监测点位应具有较好的代表性，能客观反映一定空间范围内的空气污染水平和变化规律。在布局上应结合城市规划、人口及功能区分布、区域空气污染程度、污染源的现状及变化趋势以及地形和气象条件的影响等因素，综合考虑监测点位的布设。（2 2 2 2）监测项目
45、监测项目 目前我国国家环境空气质量监测网规定的必目前我国国家环境空气质量监测网规定的必目前我国国家环境空气质量监测网规定的必目前我国国家环境空气质量监测网规定的必测项目为：二氧化硫（测项目为：二氧化硫（测项目为：二氧化硫（测项目为：二氧化硫（SOSOSOSO2 2 2 2）、二氧化氮（）、二氧化氮（）、二氧化氮（）、二氧化氮（NONONONO2 2 2 2）、）、）、）、可吸入颗粒物（可吸入颗粒物（可吸入颗粒物（可吸入颗粒物（PMPMPMPM10101010）、一氧化碳（）、一氧化碳（）、一氧化碳（）、一氧化碳（COCOCOCO）、臭氧）、臭氧）、臭氧）、臭氧（O O O O3 3 3 3）
46、选测项目为：总悬浮颗粒物（选测项目为：总悬浮颗粒物（选测项目为：总悬浮颗粒物（选测项目为：总悬浮颗粒物（TSPTSPTSPTSP）、铅）、铅）、铅）、铅（PbPbPbPb）、氟化物（）、氟化物（）、氟化物（）、氟化物（F F F F）、苯并）、苯并）、苯并）、苯并aaaa芘（芘（芘（芘（B(a)PB(a)PB(a)PB(a)P）、有）、有）、有）、有毒有害有机物毒有害有机物毒有害有机物毒有害有机物 此外，监测点根据需要可安装气象参数监测此外，监测点根据需要可安装气象参数监测此外，监测点根据需要可安装气象参数监测此外，监测点根据需要可安装气象参数监测仪器，监测风向、风速、温度、湿度、气压等气仪器
47、，监测风向、风速、温度、湿度、气压等气仪器，监测风向、风速、温度、湿度、气压等气仪器，监测风向、风速、温度、湿度、气压等气象参数象参数象参数象参数3 3 自动监测仪器自动监测仪器（1 1）点式气态污染物自动监测仪器）点式气态污染物自动监测仪器n nSOSO2 2自动监测仪自动监测仪 SO SO2 2自动监测方法有电导法、库仑滴定自动监测方法有电导法、库仑滴定法、比色法、紫外荧光法等。法、比色法、紫外荧光法等。 紫外荧光法紫外荧光法SOSO2 2监测仪监测仪工作原理工作原理 该法的原理是用紫外光（该法的原理是用紫外光（该法的原理是用紫外光（该法的原理是用紫外光（190-230 nm190-230
48、 nm190-230 nm190-230 nm）激发）激发）激发）激发SOSOSOSO2 2 2 2分子，处于激发态的分子，处于激发态的分子，处于激发态的分子，处于激发态的SOSOSOSO2 2 2 2分子返回基态时发出荧分子返回基态时发出荧分子返回基态时发出荧分子返回基态时发出荧光（光（光（光（240-420 nm240-420 nm240-420 nm240-420 nm），荧光的强度与），荧光的强度与），荧光的强度与），荧光的强度与SOSOSOSO2 2 2 2浓度成线性浓度成线性浓度成线性浓度成线性关系，由此测出关系，由此测出关系，由此测出关系，由此测出SOSOSOSO2 2 2 2浓
49、度浓度浓度浓度SOSO2 2+ hv+ hv1 1 SO SO2 2* *SOSO2 2* * SO SO2 2 + hv + hv2 2图7-2-3紫外紫外荧光法光法SO2自自动监测仪工作原理工作原理n nNOxNOx自动监测仪自动监测仪 NOxNOx自动监测方法有库仑滴定法、比色法、化自动监测方法有库仑滴定法、比色法、化学发光法等。目前广泛使用的是化学发光法学发光法等。目前广泛使用的是化学发光法 化学发光法NOx自动监测仪工作原理工作原理 该法的原理是基于该法的原理是基于NONO和和O O3 3的化学发光反应，的化学发光反应，生成激发态生成激发态NONO2 2分子分子, , 当激发态当激发
50、态NONO2 2分子回到基态时分子回到基态时发射出波长范围在发射出波长范围在600-2400 nm600-2400 nm范围的光，通过测范围的光，通过测量化学发光强度可进行定量测定。在量化学发光强度可进行定量测定。在O O3 3 过量并充过量并充分反应的情况下，发光强度与分反应的情况下，发光强度与NONO量成正比量成正比化学反应式为：化学反应式为： NO + ONO + O3 3 NO NO2 2* * + O + O2 2 NO NO2 2* * NO NO2 2 + hv + hv 式中：式中：NONO2 2* * 是激发态二氧化氮，是激发态二氧化氮，h h为普朗克常数，为普朗克常数，v
51、v为发射光子的频率。为发射光子的频率。图图7-2-4 7-2-4 化学发光法化学发光法NOxNOx自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理n nCO自动监测仪自动监测仪 COCO自动监测方法中非色散红外吸收法自动监测方法中非色散红外吸收法自动监测方法中非色散红外吸收法自动监测方法中非色散红外吸收法（NDIRNDIR）和气体滤波相关光谱法（）和气体滤波相关光谱法（）和气体滤波相关光谱法（）和气体滤波相关光谱法（GFCGFC）（）（）（）（也称也称也称也称气体滤波相关红外吸收法）应用最广泛。气体滤波相关红外吸收法）应用最广泛。气体滤波相关红外吸收法）应用最广泛。气体滤波相关红外吸收法）应用最广泛。 图
52、7-2-5气体气体滤波相关光波相关光谱法法CO自自动监测仪工作原理工作原理n nO O O O3 3 3 3自动监测仪自动监测仪自动监测仪自动监测仪 O O O O3 3 3 3自动监测方法有化学发光法、紫外光度法自动监测方法有化学发光法、紫外光度法自动监测方法有化学发光法、紫外光度法自动监测方法有化学发光法、紫外光度法等。在环境空气质量监测中多采用紫外光度法等。在环境空气质量监测中多采用紫外光度法等。在环境空气质量监测中多采用紫外光度法等。在环境空气质量监测中多采用紫外光度法 紫外光度法紫外光度法O O3 3自动监测仪自动监测仪工作原理：基于工作原理：基于工作原理：基于工作原理：基于O O
53、O O3 3 3 3分子对中心波长分子对中心波长分子对中心波长分子对中心波长254 nm254 nm254 nm254 nm的紫外光的特征吸收，直的紫外光的特征吸收，直的紫外光的特征吸收，直的紫外光的特征吸收，直接测定紫外光通过接测定紫外光通过接测定紫外光通过接测定紫外光通过O O O O3 3 3 3后减弱的程度，根据朗伯后减弱的程度，根据朗伯后减弱的程度，根据朗伯后减弱的程度，根据朗伯- - - -比比比比尔定律求出臭氧的浓度。尔定律求出臭氧的浓度。尔定律求出臭氧的浓度。尔定律求出臭氧的浓度。I/II/II/II/I0 0 0 0 =e =e =e =e-kcL-kcL-kcL-kcL其中
54、：其中：其中：其中： I I I I0 0 0 0当样气中不含臭氧时（经臭氧涤除器当样气中不含臭氧时（经臭氧涤除器当样气中不含臭氧时（经臭氧涤除器当样气中不含臭氧时（经臭氧涤除器去除去除去除去除O O O O3 3 3 3），测得的紫外光强度；），测得的紫外光强度；），测得的紫外光强度；），测得的紫外光强度； I I I I当样气中含臭氧时，测得的紫外光当样气中含臭氧时，测得的紫外光当样气中含臭氧时，测得的紫外光当样气中含臭氧时，测得的紫外光强度强度强度强度 L L L L光程长度；光程长度；光程长度；光程长度； kO kO kO kO3 3 3 3 的吸光系数；的吸光系数；的吸光系数；的吸光
55、系数； cO cO cO cO3 3 3 3 的浓度。的浓度。的浓度。的浓度。图图7-2-6 7-2-6 双光路型紫外光度法双光路型紫外光度法O O3 3自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理（2 2 2 2）差分吸收光谱系统（）差分吸收光谱系统（）差分吸收光谱系统（）差分吸收光谱系统（DOASDOASDOASDOAS）监测仪器）监测仪器）监测仪器）监测仪器 差分吸收光谱技术是利用空气中的气体分子的差分吸收光谱技术是利用空气中的气体分子的差分吸收光谱技术是利用空气中的气体分子的差分吸收光谱技术是利用空气中的气体分子的窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带
56、吸收窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收窄带吸收特性来鉴别气体成分，并根据窄带吸收强度来推演出微量气体的浓度，与传统点式仪器强度来推演出微量气体的浓度，与传统点式仪器强度来推演出微量气体的浓度，与传统点式仪器强度来推演出微量气体的浓度，与传统点式仪器相比，在许多方面显示了其优势相比，在许多方面显示了其优势相比，在许多方面显示了其优势相比，在许多方面显示了其优势 差分吸收光谱方法的测量周期短、响应快，并差分吸收光谱方法的测量周期短、响应快，并差分吸收光谱方法的测量周期短、响应快，并差分吸收光谱方法的测量周期短、响应快，并且仪器设计可实现紫外到可见光谱区的扫描，从且仪器设计可实现紫外到可见光
57、谱区的扫描，从且仪器设计可实现紫外到可见光谱区的扫描，从且仪器设计可实现紫外到可见光谱区的扫描，从而用一台仪器可实时检测多种不同气体的质量浓而用一台仪器可实时检测多种不同气体的质量浓而用一台仪器可实时检测多种不同气体的质量浓而用一台仪器可实时检测多种不同气体的质量浓度度度度 DOAS DOAS DOAS DOAS测量原理：各种气体在不同的光谱波段都测量原理：各种气体在不同的光谱波段都测量原理：各种气体在不同的光谱波段都测量原理：各种气体在不同的光谱波段都有自己的特征吸收光谱，如有自己的特征吸收光谱，如有自己的特征吸收光谱，如有自己的特征吸收光谱，如NH3NH3NH3NH3、NO NO NO N
58、O 在紫外在紫外在紫外在紫外200 200 200 200 nmnmnmnm附近有很强的吸收，附近有很强的吸收，附近有很强的吸收，附近有很强的吸收，SO2 SO2 SO2 SO2 和和和和O3 O3 O3 O3 在在在在200 nm200 nm200 nm200 nm350 350 350 350 nmnmnmnm光谱范围内有很强的吸收，光谱范围内有很强的吸收，光谱范围内有很强的吸收，光谱范围内有很强的吸收，NO2 NO2 NO2 NO2 在在在在440 nm440 nm440 nm440 nm附近附近附近附近的差分吸收非常强烈，的差分吸收非常强烈，的差分吸收非常强烈，的差分吸收非常强烈，CO
59、COCOCO的吸收则主要集中在红的吸收则主要集中在红的吸收则主要集中在红的吸收则主要集中在红外波段。外波段。外波段。外波段。 由由由由Beer-Lambert Beer-Lambert Beer-Lambert Beer-Lambert 定律定律定律定律, , , ,光强探测器所接收到的光强探测器所接收到的光强探测器所接收到的光强探测器所接收到的光强应为：光强应为：光强应为：光强应为：I()=I0()exp-()nlI()=I0()exp-()nlI()=I0()exp-()nlI()=I0()exp-()nl式中：式中：式中：式中：为波长，为波长，为波长，为波长，I0()I0()I0()I0
60、()为入射光在经过物质之为入射光在经过物质之为入射光在经过物质之为入射光在经过物质之前的光强，前的光强，前的光强，前的光强，I() I() I() I() 为经过物质后探测到的光强，为经过物质后探测到的光强，为经过物质后探测到的光强，为经过物质后探测到的光强，()()()()为吸收截面，为吸收截面，为吸收截面，为吸收截面，n n n n为吸收气体的浓度，为吸收气体的浓度，为吸收气体的浓度，为吸收气体的浓度，l l l l为吸为吸为吸为吸收光程长度。收光程长度。收光程长度。收光程长度。DOASDOASDOASDOAS整套仪器主要包括：光源、发射和接收系统、整套仪器主要包括：光源、发射和接收系统、
61、整套仪器主要包括：光源、发射和接收系统、整套仪器主要包括：光源、发射和接收系统、角反射镜（发射和接收系统如不在同一侧，不需角反射镜（发射和接收系统如不在同一侧，不需角反射镜（发射和接收系统如不在同一侧，不需角反射镜（发射和接收系统如不在同一侧，不需角反射镜）、光缆、光谱仪、光电探测器和计算角反射镜）、光缆、光谱仪、光电探测器和计算角反射镜）、光缆、光谱仪、光电探测器和计算角反射镜）、光缆、光谱仪、光电探测器和计算机等。机等。机等。机等。图图7-2-7 DOAS7-2-7 DOAS仪器基本组成仪器基本组成（3 3 3 3）颗粒物监测仪器）颗粒物监测仪器）颗粒物监测仪器）颗粒物监测仪器空气颗粒物的
62、自动监测方法有空气颗粒物的自动监测方法有空气颗粒物的自动监测方法有空气颗粒物的自动监测方法有射线吸收法、射线吸收法、射线吸收法、射线吸收法、振荡天平法、压电微量天平法和光散射法等。振荡天平法、压电微量天平法和光散射法等。振荡天平法、压电微量天平法和光散射法等。振荡天平法、压电微量天平法和光散射法等。 射线吸收法自动监测仪射线吸收法自动监测仪射线吸收法自动监测仪射线吸收法自动监测仪 当当当当射线通过被测物质后，射线衰减程度与所射线通过被测物质后，射线衰减程度与所射线通过被测物质后，射线衰减程度与所射线通过被测物质后，射线衰减程度与所透过物质的质量有关，而与物质的物理、化学性透过物质的质量有关，而
63、与物质的物理、化学性透过物质的质量有关，而与物质的物理、化学性透过物质的质量有关，而与物质的物理、化学性质无关。质无关。质无关。质无关。图7-2-8射射线法可吸入法可吸入颗粒物自粒物自动监测仪锥形元件振荡天平法（锥形元件振荡天平法（TEOM）监测仪）监测仪图7-2-9TEOM法法监测仪结构构组成成图 压电微量天平法压电微量天平法压电微量天平法压电微量天平法压电晶体在施加交流电压时会产生机械共振。压电晶体在施加交流电压时会产生机械共振。压电晶体在施加交流电压时会产生机械共振。压电晶体在施加交流电压时会产生机械共振。对于所有的机械共振，频率响应是质量的函数对于所有的机械共振，频率响应是质量的函数对
64、于所有的机械共振，频率响应是质量的函数对于所有的机械共振，频率响应是质量的函数 光散射法光散射法光散射法光散射法当空气中的颗粒物通过激光照射的测量区时，当空气中的颗粒物通过激光照射的测量区时，当空气中的颗粒物通过激光照射的测量区时，当空气中的颗粒物通过激光照射的测量区时，颗粒会散射入射的激光，散射光强的大小与颗粒颗粒会散射入射的激光，散射光强的大小与颗粒颗粒会散射入射的激光，散射光强的大小与颗粒颗粒会散射入射的激光，散射光强的大小与颗粒物的直径有关物的直径有关物的直径有关物的直径有关4 4 气象观测仪器气象观测仪器 空气污染状况与气象条件有着密切关系，因此空气污染状况与气象条件有着密切关系，因
65、此空气污染状况与气象条件有着密切关系，因此空气污染状况与气象条件有着密切关系，因此污染物质监测的同时，还要进行气象观测。气象污染物质监测的同时，还要进行气象观测。气象污染物质监测的同时，还要进行气象观测。气象污染物质监测的同时，还要进行气象观测。气象观测包括两部分，即地面常规气象观测和梯度观观测包括两部分，即地面常规气象观测和梯度观观测包括两部分，即地面常规气象观测和梯度观观测包括两部分，即地面常规气象观测和梯度观测。测。测。测。7.2.2 7.2.2 污染源烟气连续监测系统污染源烟气连续监测系统 污染源烟气连续监测系统是指安装在固定污染污染源烟气连续监测系统是指安装在固定污染源监测口对其排放
66、的污染物浓度和排放率进行连续源监测口对其排放的污染物浓度和排放率进行连续检测，实时跟踪监控数据的设备，也称检测，实时跟踪监控数据的设备，也称CEMSCEMS（Continuous Emission Monitoring Continuous Emission Monitoring SystemsSystems）1 1 气态污染物气态污染物CEMSCEMS 气态污染物连续监测的对象主要为二氧化硫、气态污染物连续监测的对象主要为二氧化硫、氮氧化物等有害气体，为了对其进行排放浓度和氮氧化物等有害气体，为了对其进行排放浓度和排放量的计算，同时监测氧含量。排放量的计算，同时监测氧含量。 监测方法根据采样
67、方式的不同分为采样稀释法、监测方法根据采样方式的不同分为采样稀释法、直接抽取法、直接测量法。直接抽取法、直接测量法。2 2 颗粒物颗粒物CEMSCEMS 烟道颗粒物监测主要有不透明度法、光烟道颗粒物监测主要有不透明度法、光散射法（前散射、后散射、边散射）、散射法（前散射、后散射、边散射）、射射线吸收法、光闪烁法及接触起电法线吸收法、光闪烁法及接触起电法（1 1）浊度仪）浊度仪 根据比尔根据比尔- -朗伯定律光通过含有颗粒物的烟气是朗伯定律光通过含有颗粒物的烟气是透明度随透明度随clcl呈指数下降：呈指数下降： Tr= Tr=I I/ /I I0=e-cl0=e-cl 式中：式中：T Trr光通
68、过烟气的透明度；光通过烟气的透明度； I I光通过烟气后的光强度；光通过烟气后的光强度； I I00无粒子光路中接收到的光强度；无粒子光路中接收到的光强度； c c颗粒物浓度；颗粒物浓度； 质量消光系数；质量消光系数； l l通过烟气光路的长度通过烟气光路的长度7.2.3 7.2.3 水污染连续自动监测系统水污染连续自动监测系统1 1 系统组成系统组成 水污染连续自动监测系统包括地表水和水污染连续自动监测系统包括地表水和废（污）水自动监测系统两类废（污）水自动监测系统两类 2 2 子站布设及监测项目子站布设及监测项目 地表水自动监测系统各测点布设时，首先要调地表水自动监测系统各测点布设时，首先
69、要调查研究并收集水文、气象、地质和地貌、污染源查研究并收集水文、气象、地质和地貌、污染源分布及污染现状、水体功能、重点水源保护区等分布及污染现状、水体功能、重点水源保护区等基础资料，然后经过综合分析，确定代表性的监基础资料，然后经过综合分析，确定代表性的监测断面和监测点测断面和监测点 废（污）水自动监测系统一般建在大型企业内，废（污）水自动监测系统一般建在大型企业内，测点设于工厂废水的排放口或污水处理系统的排测点设于工厂废水的排放口或污水处理系统的排放口等处放口等处3 3 自动监测仪器自动监测仪器（1 1）水温（）水温（WTWT）自动监测仪）自动监测仪 测量水温一般用感温元件如铂电阻、热敏电阻
70、测量水温一般用感温元件如铂电阻、热敏电阻做传感器做传感器图7-2-10 水温自动测量原理（2 2）电导率（）电导率（ECEC）自动监测仪）自动监测仪 电导率的测定可以反映出水中存在电解质的程电导率的测定可以反映出水中存在电解质的程度，它是检验水体质量的一种快速方法，常用于纯度，它是检验水体质量的一种快速方法，常用于纯净水、超纯水、电子工厂的水质检测。净水、超纯水、电子工厂的水质检测。1 1 电导电极电导电极 2 2 温度补偿电阻温度补偿电阻 3 3 发送池发送池 4 4 运算放大器运算放大器 5 5 整流器整流器图图7-2-11 7-2-11 电流法电导率仪工作原理电流法电导率仪工作原理（3
71、3）pHpH自动监测仪自动监测仪 pH pH值是水质监测与控制的最基本的理化参数之值是水质监测与控制的最基本的理化参数之一，对于工厂生产、饮用水、废水监测有着重要的一，对于工厂生产、饮用水、废水监测有着重要的辅助作用。辅助作用。pHpH值自动监测一般采用玻璃电极法。值自动监测一般采用玻璃电极法。1-1-复合复合pHpH电极；电极；2-2-温度补偿电极；温度补偿电极；3-3-电极夹；电极夹；4-4-电线连接箱；电线连接箱；5-5-电缆；电缆；6-6-阻抗转换及放大器；阻抗转换及放大器；7-7-指示表；指示表；8-8-记录仪；记录仪；9-9-小计算机小计算机图图7-2-12 pH7-2-12 pH
72、自动监测仪工作原理自动监测仪工作原理（4 4）溶解氧）溶解氧(DO) (DO) 自动监测仪自动监测仪1-1-隔膜式电极隔膜式电极 2-2-热敏电阻热敏电阻 3-3-发送池发送池图图7-2-13 7-2-13 溶解氧自动监测仪工作原理溶解氧自动监测仪工作原理（5 5）浊度（）浊度（TBTB）自动监测仪）自动监测仪 浊度测定常采用表面散射法。表面散射式浊浊度测定常采用表面散射法。表面散射式浊度自动监测仪工作原理示意图见图度自动监测仪工作原理示意图见图7-2-147-2-14。图7-2-14表面散射式表面散射式浊度自度自动监测仪工作原理工作原理（6 6）生化需氧量（）生化需氧量（BODBOD）自动监
73、测仪）自动监测仪 BOD BOD自动监测仪有恒电流库仑滴定式、检压自动监测仪有恒电流库仑滴定式、检压式和微生物传感器法三种类型。前两种为半自动式。式和微生物传感器法三种类型。前两种为半自动式。图7-2-15微生物微生物传感器法感器法BOD自自动监测仪工作原理工作原理（7 7）高锰酸盐指数自动监测仪）高锰酸盐指数自动监测仪 有比色式和电位式两种高锰酸盐指数自动监测有比色式和电位式两种高锰酸盐指数自动监测图7-2-16电位滴定高位滴定高锰酸酸盐指数自指数自动监测仪工作原理示意工作原理示意图（8 8）化学需氧量（）化学需氧量（CODCOD）自动监测仪）自动监测仪 常用常用CODCOD自动监测仪有比色
74、式、恒电流库仑滴定自动监测仪有比色式、恒电流库仑滴定式等类型式等类型图7-17COD自自动监测仪测定流程定流程示意示意图（9 9）总有机碳（）总有机碳（TOCTOC）自动监测仪）自动监测仪 适用于河流污染和废水处理工程中有机物分解适用于河流污染和废水处理工程中有机物分解过程的监测，水质过程的监测，水质TOCTOC在线自动分析仪多采用非色散在线自动分析仪多采用非色散红外吸收法原理设计红外吸收法原理设计（1010）总需氧量（）总需氧量（TODTOD）自动测定仪）自动测定仪 有机物中除碳元素外，尚含有有机物中除碳元素外，尚含有H H、N N、S S、P P等元等元素，有机物全部被氧化所需氧的量称为总
75、需氧量素，有机物全部被氧化所需氧的量称为总需氧量TODTOD，其耗氧过程也是化学燃烧氧化反应。，其耗氧过程也是化学燃烧氧化反应。 自动监测仪有燃料电池法和高温氧化锆自动监测仪有燃料电池法和高温氧化锆- -库仑滴库仑滴定法两种类型定法两种类型（1111）氨氮（）氨氮（NHNH3 3-N-N）自动分析仪）自动分析仪 分光光度法、离子选择电极法分光光度法、离子选择电极法（1212）总氮自动分析仪）总氮自动分析仪 总氮是指水样中可溶性及悬浮颗粒中的含氮量。总氮是指水样中可溶性及悬浮颗粒中的含氮量。总氮在线自动分析仪的主要类型有过硫酸盐消总氮在线自动分析仪的主要类型有过硫酸盐消解解- -光度法，密闭燃烧
76、氧化光度法，密闭燃烧氧化- -化学发光分析法化学发光分析法（1313）总磷自动分析仪）总磷自动分析仪 总磷包括溶解磷、颗粒磷、有机磷和无机磷总磷包括溶解磷、颗粒磷、有机磷和无机磷总磷在线自动分析仪类型有过硫酸盐消解总磷在线自动分析仪类型有过硫酸盐消解- -光度光度法、紫外线照射法、紫外线照射- -钼催化加热消解钼催化加热消解- -光度法等光度法等7.2.4 7.2.4 遥感监测技术遥感监测技术遥感技术遥感技术4 4个要素：遥感对象、遥感器、信息传播媒个要素：遥感对象、遥感器、信息传播媒介和遥感平台介和遥感平台1 1 摄影遥感技术摄影遥感技术原理：基于目标物或现象对电磁波的反射特性的差原理：基于
77、目标物或现象对电磁波的反射特性的差异，用感光胶片感光记录就会得到不同颜色或色调异，用感光胶片感光记录就会得到不同颜色或色调的照片的照片2 2 红外扫描遥测技术红外扫描遥测技术原理：原理：利用红外扫描仪接受监测对象的热辐射能，利用红外扫描仪接受监测对象的热辐射能，转换成电信号或其他形式的能量后加以测量，获得转换成电信号或其他形式的能量后加以测量，获得它们的波长和强度，借以判断不同物质及其污染类它们的波长和强度，借以判断不同物质及其污染类型和污染程度型和污染程度3 3 光谱遥感监测技术光谱遥感监测技术 光谱学遥感技术以其大范围、多组分检测、实光谱学遥感技术以其大范围、多组分检测、实时快速的监测方式
78、，使其具有其它方法不可比拟的时快速的监测方式，使其具有其它方法不可比拟的优点，在环境遥感监测中得到广泛的应用优点，在环境遥感监测中得到广泛的应用（1 1）差分吸收光谱技术（）差分吸收光谱技术（DOASDOAS） DOAS DOAS是利用光线在大气中传输时，大气中各种是利用光线在大气中传输时，大气中各种气体分子在不同的波段对其有不同的差分吸收的特气体分子在不同的波段对其有不同的差分吸收的特性来反演这些微量气体在大气中的浓度性来反演这些微量气体在大气中的浓度（2 2）傅里叶变换红外吸收光谱技术）傅里叶变换红外吸收光谱技术(FTIR)(FTIR) 采用采用FTIRFTIR技术可获得污染物许多化学成分
79、的光技术可获得污染物许多化学成分的光谱信息。常用于测量和鉴别污染严重的空气成分、谱信息。常用于测量和鉴别污染严重的空气成分、有机物或酸类有机物或酸类（3 3）激光长程吸收光谱技术）激光长程吸收光谱技术 工作方式：一是利用大气本身的向后散射，得到污染气体随工作方式：一是利用大气本身的向后散射，得到污染气体随距离的分布，这就是后面介绍的激光雷达技术；二是利用地距离的分布，这就是后面介绍的激光雷达技术；二是利用地面物体或反射器的反射来获得光程平均浓度，称为激光长程面物体或反射器的反射来获得光程平均浓度，称为激光长程吸收吸收（4 4）激光雷达遥测技术）激光雷达遥测技术 激光雷达遥测环境污染物质是利用测
80、定激光与监测对象激光雷达遥测环境污染物质是利用测定激光与监测对象作用后发生散射、发射、吸收等现象来实现作用后发生散射、发射、吸收等现象来实现图7-18拉曼激光雷达系拉曼激光雷达系统示意示意图4 4 “4S4S”技术拓展环境遥感技术的发展技术拓展环境遥感技术的发展 “4S4S”：环境污染遥感监测技术：环境污染遥感监测技术(RS) (RS) 、地理信息、地理信息系统系统( GIS) ( GIS) 、全球定位系统、全球定位系统(GPS) (GPS) 、专家系统、专家系统(ES) (ES) 进行技术集成进行技术集成 遥感为地理信息系统提供自然环境信息，为地遥感为地理信息系统提供自然环境信息，为地理现象
81、的空间分析提供定位、定性和定量的空间动理现象的空间分析提供定位、定性和定量的空间动态数据；地理信息系统为遥感影像处理提供辅助，态数据；地理信息系统为遥感影像处理提供辅助，用于图像处理时的几何配准和辐射订正等用于图像处理时的几何配准和辐射订正等 4S 4S技术使遥感技术的综合应用的深度和广度不技术使遥感技术的综合应用的深度和广度不断扩展，为生态研究、资源开发、环境保护以及区断扩展，为生态研究、资源开发、环境保护以及区域域经济经济发展提供科学数据和信息服务发展提供科学数据和信息服务7.3 7.3 环境应急监测环境应急监测n应急监测应急监测指因生产、经营、储存、运输、使用指因生产、经营、储存、运输、
82、使用指因生产、经营、储存、运输、使用指因生产、经营、储存、运输、使用和处置危险化学品或危险废物以及意外因素或不可和处置危险化学品或危险废物以及意外因素或不可和处置危险化学品或危险废物以及意外因素或不可和处置危险化学品或危险废物以及意外因素或不可抗拒的自然灾害等原因而引发的突发性环境污染事抗拒的自然灾害等原因而引发的突发性环境污染事抗拒的自然灾害等原因而引发的突发性环境污染事抗拒的自然灾害等原因而引发的突发性环境污染事故的应急监测，包括地表水、地下水、大气和土壤故的应急监测，包括地表水、地下水、大气和土壤故的应急监测，包括地表水、地下水、大气和土壤故的应急监测，包括地表水、地下水、大气和土壤（包
83、括作物）环境等的应急监测。（包括作物）环境等的应急监测。（包括作物）环境等的应急监测。（包括作物）环境等的应急监测。7.3.1 7.3.1 应急监测概述应急监测概述1 1 突发性污染事故的基本特征突发性污染事故的基本特征n n突发性突发性突发性突发性 环境污染事故往往在短时间内突然发生，难环境污染事故往往在短时间内突然发生，难环境污染事故往往在短时间内突然发生，难环境污染事故往往在短时间内突然发生，难以预料以预料以预料以预料n n复杂性复杂性复杂性复杂性突发性的环境污染事故发生时，无固定的排突发性的环境污染事故发生时，无固定的排突发性的环境污染事故发生时，无固定的排突发性的环境污染事故发生时，
84、无固定的排放途径、释放的污染物以及在环境中反应后生成放途径、释放的污染物以及在环境中反应后生成放途径、释放的污染物以及在环境中反应后生成放途径、释放的污染物以及在环境中反应后生成污染物质千变万化，因此具有较强的复杂性污染物质千变万化，因此具有较强的复杂性污染物质千变万化，因此具有较强的复杂性污染物质千变万化，因此具有较强的复杂性n n高危害性高危害性高危害性高危害性 突发性污染事故在瞬时释放高浓度的污染物，突发性污染事故在瞬时释放高浓度的污染物，突发性污染事故在瞬时释放高浓度的污染物，突发性污染事故在瞬时释放高浓度的污染物，造成了污染物在空气、水体、土壤等环境介质中造成了污染物在空气、水体、土
85、壤等环境介质中造成了污染物在空气、水体、土壤等环境介质中造成了污染物在空气、水体、土壤等环境介质中一定范围内的高度积聚，并能够在受污染的介质一定范围内的高度积聚，并能够在受污染的介质一定范围内的高度积聚，并能够在受污染的介质一定范围内的高度积聚，并能够在受污染的介质中如空气、水体中快速扩散，对人体及生态环境中如空气、水体中快速扩散，对人体及生态环境中如空气、水体中快速扩散，对人体及生态环境中如空气、水体中快速扩散，对人体及生态环境造成极大的危害造成极大的危害造成极大的危害造成极大的危害n n长期性长期性长期性长期性 突发性环境污染事故所造成的危害，具有一突发性环境污染事故所造成的危害，具有一突
86、发性环境污染事故所造成的危害，具有一突发性环境污染事故所造成的危害，具有一定的持续性和累积性特征定的持续性和累积性特征定的持续性和累积性特征定的持续性和累积性特征2 2 突发性污染事故的分级与分类突发性污染事故的分级与分类 按照突发污染事故的严重性和紧急程度分：按照突发污染事故的严重性和紧急程度分：按照突发污染事故的严重性和紧急程度分：按照突发污染事故的严重性和紧急程度分：特别重大环境事件（特别重大环境事件（特别重大环境事件（特别重大环境事件（级）、重大环境事件（级）、重大环境事件（级）、重大环境事件（级）、重大环境事件（级）、较大环境事件（级）、较大环境事件（级）、较大环境事件（级）、较大环
87、境事件（级）和一般环境事件级）和一般环境事件级）和一般环境事件级）和一般环境事件（级）级）级）级） 环境应急污染事故类型按污染来源大概可以环境应急污染事故类型按污染来源大概可以环境应急污染事故类型按污染来源大概可以环境应急污染事故类型按污染来源大概可以分为固定源、流动源、危险废物、放射源这样四分为固定源、流动源、危险废物、放射源这样四分为固定源、流动源、危险废物、放射源这样四分为固定源、流动源、危险废物、放射源这样四种类型源造成的污染事故。种类型源造成的污染事故。种类型源造成的污染事故。种类型源造成的污染事故。表表表表7-3-1 7-3-1 7-3-1 7-3-1 环境应急事故分类表环境应急事
88、故分类表环境应急事故分类表环境应急事故分类表3 3 应急监测工作的基本原则应急监测工作的基本原则就近快速反应的原则就近快速反应的原则网络协同作战并优势互补的原则网络协同作战并优势互补的原则现场快速测定与实验室分析相结合的原则现场快速测定与实验室分析相结合的原则定性与定量分析相结合的原则定性与定量分析相结合的原则快速报送与综合分析相结合的原则快速报送与综合分析相结合的原则7.3.2 7.3.2 应急监测的程序应急监测的程序1 1 确定响应方案确定响应方案2 2 监测项目的确定监测项目的确定（1 1 1 1）已知污染物的突发性环境污染事故监测项目的）已知污染物的突发性环境污染事故监测项目的）已知污
89、染物的突发性环境污染事故监测项目的）已知污染物的突发性环境污染事故监测项目的确定确定确定确定 根据已知污染物来确定主要监测项目。包括根据已知污染物来确定主要监测项目。包括根据已知污染物来确定主要监测项目。包括根据已知污染物来确定主要监测项目。包括衍生的其它有毒有害物衍生的其它有毒有害物衍生的其它有毒有害物衍生的其它有毒有害物（2 2 2 2）未知污染物的突发性环境污染事故监测项目的）未知污染物的突发性环境污染事故监测项目的）未知污染物的突发性环境污染事故监测项目的）未知污染物的突发性环境污染事故监测项目的确定确定确定确定n n通过污染事故现场的一些特征，初步确定主通过污染事故现场的一些特征，初
90、步确定主通过污染事故现场的一些特征，初步确定主通过污染事故现场的一些特征，初步确定主要污染物和监测项目要污染物和监测项目要污染物和监测项目要污染物和监测项目n n通过事故现场周围可能产生污染的排放源的生产、通过事故现场周围可能产生污染的排放源的生产、通过事故现场周围可能产生污染的排放源的生产、通过事故现场周围可能产生污染的排放源的生产、环保、安全记录，初步确定主要污染物和监测项环保、安全记录，初步确定主要污染物和监测项环保、安全记录，初步确定主要污染物和监测项环保、安全记录，初步确定主要污染物和监测项目目目目n n利用空气自动监测站、水质自动监测站和污染源利用空气自动监测站、水质自动监测站和污
91、染源利用空气自动监测站、水质自动监测站和污染源利用空气自动监测站、水质自动监测站和污染源在线监测系统等现有的仪器设备的监测，来确定在线监测系统等现有的仪器设备的监测，来确定在线监测系统等现有的仪器设备的监测，来确定在线监测系统等现有的仪器设备的监测，来确定主要污染物和监测项目主要污染物和监测项目主要污染物和监测项目主要污染物和监测项目n n通过现场采样，初步确定主要污染物和监测项目通过现场采样，初步确定主要污染物和监测项目通过现场采样，初步确定主要污染物和监测项目通过现场采样，初步确定主要污染物和监测项目n n通过采集样品，包括采集有代表性的污染源样品，通过采集样品，包括采集有代表性的污染源样
92、品，通过采集样品，包括采集有代表性的污染源样品，通过采集样品，包括采集有代表性的污染源样品，送实验室分析后，来确定主要污染物和监测项目送实验室分析后，来确定主要污染物和监测项目送实验室分析后，来确定主要污染物和监测项目送实验室分析后，来确定主要污染物和监测项目7.3.3 7.3.3 应急监测基本方法应急监测基本方法1 1 应急监测的环节与方法应急监测的环节与方法（1 1 1 1）布点方法）布点方法）布点方法）布点方法 根据现场的具体情况和污染区域的特性进行布点根据现场的具体情况和污染区域的特性进行布点根据现场的具体情况和污染区域的特性进行布点根据现场的具体情况和污染区域的特性进行布点（2 2
93、2 2）采样）采样）采样）采样（3 3 3 3）分析）分析）分析）分析 现场监测现场监测现场监测现场监测 实验室分析实验室分析实验室分析实验室分析（4 4 4 4）质量保证）质量保证）质量保证）质量保证 现场监测的质量保证现场监测的质量保证现场监测的质量保证现场监测的质量保证 用于应急监测的便携式直读仪器，应定期检用于应急监测的便携式直读仪器，应定期检用于应急监测的便携式直读仪器，应定期检用于应急监测的便携式直读仪器，应定期检定定定定/ / / /校准，两次检定校准，两次检定校准，两次检定校准，两次检定/ / / /校准期间进行期间核查，仪校准期间进行期间核查，仪校准期间进行期间核查，仪校准期
94、间进行期间核查，仪器使用前需经功能检查器使用前需经功能检查器使用前需经功能检查器使用前需经功能检查 实验室质量保证实验室质量保证实验室质量保证实验室质量保证（5 5 5 5）结果报告）结果报告）结果报告）结果报告 基本原则基本原则基本原则基本原则- - - -突发性污染事故应急监测报告以及突发性污染事故应急监测报告以及突发性污染事故应急监测报告以及突发性污染事故应急监测报告以及时、快速报送为原则时、快速报送为原则时、快速报送为原则时、快速报送为原则（6 6）污染事故处理处置建议）污染事故处理处置建议 环境监测人员根据污染事故特征，如污染物、环境监测人员根据污染事故特征，如污染物、环境监测人员根
95、据污染事故特征，如污染物、环境监测人员根据污染事故特征，如污染物、污染程度、污染介质（大气、水、土壤、农作物污染程度、污染介质（大气、水、土壤、农作物污染程度、污染介质（大气、水、土壤、农作物污染程度、污染介质（大气、水、土壤、农作物等）和污染范围，向污染事故处理处置主管部门等）和污染范围，向污染事故处理处置主管部门等）和污染范围，向污染事故处理处置主管部门等）和污染范围，向污染事故处理处置主管部门提出污染物处理处置建议提出污染物处理处置建议提出污染物处理处置建议提出污染物处理处置建议（7）污染事故生态环境影响后评估 后评估的内容主要为：后评估的内容主要为：后评估的内容主要为：后评估的内容主要
96、为： 处理处置措施效果的后评估处理处置措施效果的后评估处理处置措施效果的后评估处理处置措施效果的后评估 水体生态环境长期影响的后评估水体生态环境长期影响的后评估水体生态环境长期影响的后评估水体生态环境长期影响的后评估 土壤生态环境长期影响的后评估土壤生态环境长期影响的后评估土壤生态环境长期影响的后评估土壤生态环境长期影响的后评估2 2 应急监测分析方法应急监测分析方法n试纸法试纸法 基本原理是根据某种污染物的特效反应，将基本原理是根据某种污染物的特效反应，将基本原理是根据某种污染物的特效反应，将基本原理是根据某种污染物的特效反应，将试纸（或普通滤纸）浸渍与该污染物具有选择性试纸（或普通滤纸）浸
97、渍与该污染物具有选择性试纸（或普通滤纸）浸渍与该污染物具有选择性试纸（或普通滤纸）浸渍与该污染物具有选择性反应的分析试剂后制成该污染物的专用分析试纸反应的分析试剂后制成该污染物的专用分析试纸反应的分析试剂后制成该污染物的专用分析试纸反应的分析试剂后制成该污染物的专用分析试纸n检测管法检测管法 基本原理是当被测气体通过检测管时，造成基本原理是当被测气体通过检测管时，造成基本原理是当被测气体通过检测管时，造成基本原理是当被测气体通过检测管时，造成检测管内填充物（指示胶）颜色的变化来测定。检测管内填充物（指示胶）颜色的变化来测定。检测管内填充物（指示胶）颜色的变化来测定。检测管内填充物（指示胶）颜色
98、的变化来测定。该方法的特点是简便、快速、准确该方法的特点是简便、快速、准确该方法的特点是简便、快速、准确该方法的特点是简便、快速、准确“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。n比色及滴定法比色及滴定法 基本原理是利用比色立体柱、比色盘、比色基本原理是利用比色立体柱、比色盘、比色基本原理是利用比色立体柱、比色盘、比色
99、基本原理是利用比色立体柱、比色盘、比色卡、微型滴定管、计数滴定器、数字式滴定器等，卡、微型滴定管、计数滴定器、数字式滴定器等，卡、微型滴定管、计数滴定器、数字式滴定器等，卡、微型滴定管、计数滴定器、数字式滴定器等，配合包装一次量试剂，组成一套现场快速检测箱配合包装一次量试剂，组成一套现场快速检测箱配合包装一次量试剂，组成一套现场快速检测箱配合包装一次量试剂，组成一套现场快速检测箱（试剂测试箱、包、盒等），通过现场目视比色（试剂测试箱、包、盒等），通过现场目视比色（试剂测试箱、包、盒等），通过现场目视比色（试剂测试箱、包、盒等），通过现场目视比色或滴定，得到待测物质的浓度值。该方法相当于或滴定，
100、得到待测物质的浓度值。该方法相当于或滴定，得到待测物质的浓度值。该方法相当于或滴定，得到待测物质的浓度值。该方法相当于小型的实验室。小型的实验室。小型的实验室。小型的实验室。n便携式仪器法便携式仪器法 适用于现场快速检测分析适用于现场快速检测分析适用于现场快速检测分析适用于现场快速检测分析n n实验室分析法实验室分析法7.3.4 7.3.4 应急监测预案的编制应急监测预案的编制1. 1. 1. 1. 总则总则总则总则2. 2. 2. 2. 适用范围适用范围适用范围适用范围 应根据监测站业务技术覆盖的行政范围和管应根据监测站业务技术覆盖的行政范围和管应根据监测站业务技术覆盖的行政范围和管应根据监
101、测站业务技术覆盖的行政范围和管辖区域，确定该预案的适用范围辖区域，确定该预案的适用范围辖区域，确定该预案的适用范围辖区域，确定该预案的适用范围3. 3. 3. 3. 组织机构与职责分工组织机构与职责分工组织机构与职责分工组织机构与职责分工4. 4. 4. 4. 应急监测仪器配置应急监测仪器配置应急监测仪器配置应急监测仪器配置5. 5. 5. 5. 应急监测工作基本程序应急监测工作基本程序应急监测工作基本程序应急监测工作基本程序 预案中应急监测工作基本程序的编制至少应预案中应急监测工作基本程序的编制至少应预案中应急监测工作基本程序的编制至少应预案中应急监测工作基本程序的编制至少应包括应急监测工作
102、网络运作程序、具体工作程序包括应急监测工作网络运作程序、具体工作程序包括应急监测工作网络运作程序、具体工作程序包括应急监测工作网络运作程序、具体工作程序和质量保证工作程序三方面内容，可以用流程图和质量保证工作程序三方面内容，可以用流程图和质量保证工作程序三方面内容，可以用流程图和质量保证工作程序三方面内容，可以用流程图的形式表示的形式表示的形式表示的形式表示 6. 6.应急监测方案制定的基本原则应急监测方案制定的基本原则 应根据应根据应根据应根据“突发性环境污染事故应急监测技术突发性环境污染事故应急监测技术突发性环境污染事故应急监测技术突发性环境污染事故应急监测技术规范规范规范规范”，明确应急
103、监测方案的制定责任人员、应，明确应急监测方案的制定责任人员、应，明确应急监测方案的制定责任人员、应，明确应急监测方案的制定责任人员、应急监测方案中所应包括的基本内容等急监测方案中所应包括的基本内容等急监测方案中所应包括的基本内容等急监测方案中所应包括的基本内容等7.7.应急监测技术支持系统应急监测技术支持系统8.8.应急监测防护装备、通讯设备及后勤保应急监测防护装备、通讯设备及后勤保障体系障体系7.3.5 环境应急监测信息化系统建设应急地理信息导航子系统污染源信息查询子系统环境及排放标准信息查询子系统预测及扩散模型计算信息子系统现场监测防护知识信息查询子系统污染事故周边生态环境信息查询子系统环
104、境监测方法信息查询子系统污染物信息查询子系统环境应急应急监测监测信息信息化系化系统统国家及地方相关法律法规信息查询子系统污染事故处理处置方法信息查询子系统咨询专家支持信息子系统应急监测报告模块查询污染源/危险源/放射源/流动源等信息及此污染源包含的危险品信息；按条件检索已有的污染源及危险品。危险品的详细描述信息，如基本信息，健康危害、毒理学资料及环境行为、泄漏应急处理、防护措施、急救措施等详细资料介绍。提供河流污染扩散、空气污染扩散模型（两类共五种模型）分析功能，并将污染扩散分析结果在地图上渲染表现，为监测、疏散人群及事故的处理处置提供科学依据。查询环境敏感点，如居民、医院、学校、动植物等敏感
105、区域分布及距离。为方便、快速到达事故现场提供支撑。7.3.6 7.3.6 突发性污染事故应急监测实例突发性污染事故应急监测实例1 1 松花江水污染事故监测方案松花江水污染事故监测方案1. 1. 1. 1. 监测目的监测目的监测目的监测目的 为了解本次吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生为了解本次吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生为了解本次吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生为了解本次吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生爆炸事故对松花江、黑龙江水环境的影响，拟在松爆炸事故对松花江、黑龙江水环境的影响，拟在松爆炸事故对松花江、黑龙江水环境的影响，拟在松爆炸事故对松花江、黑龙江水环境的影响，拟在松花江的主要断面进行水质、
106、底泥、水生生物花江的主要断面进行水质、底泥、水生生物花江的主要断面进行水质、底泥、水生生物花江的主要断面进行水质、底泥、水生生物( ( ( (鱼类鱼类鱼类鱼类) ) ) )和冰样的监测工作，制定本方案和冰样的监测工作，制定本方案和冰样的监测工作，制定本方案和冰样的监测工作，制定本方案“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控
107、工程”。2. 2. 监测内容监测内容（1 1 1 1）污染带跟踪监测）污染带跟踪监测）污染带跟踪监测）污染带跟踪监测（2 2 2 2）水环境背景及影响监测）水环境背景及影响监测）水环境背景及影响监测）水环境背景及影响监测n n监测断面监测断面监测断面监测断面n n监测方法及质量控制监测方法及质量控制监测方法及质量控制监测方法及质量控制n n监测结果报告制度监测结果报告制度监测结果报告制度监测结果报告制度7.4 7.4 生态监测生态监测7.4.1 7.4.1 生态监测的定义生态监测的定义 生态监测生态监测( Ecological Monitoring) ( Ecological Monitori
108、ng) ( Ecological Monitoring) ( Ecological Monitoring) 是以生是以生是以生是以生态学原理为理论基础态学原理为理论基础态学原理为理论基础态学原理为理论基础, , , ,运用可比的和较成熟的方法运用可比的和较成熟的方法运用可比的和较成熟的方法运用可比的和较成熟的方法, , , ,在时间和空间上对特定区域范围内生态系统和生态在时间和空间上对特定区域范围内生态系统和生态在时间和空间上对特定区域范围内生态系统和生态在时间和空间上对特定区域范围内生态系统和生态系统组合体的类型、结构和功能及其组合要素进行系统组合体的类型、结构和功能及其组合要素进行系统组合
109、体的类型、结构和功能及其组合要素进行系统组合体的类型、结构和功能及其组合要素进行系统地测定系统地测定系统地测定系统地测定, , , ,为评价和预测人类活动对生态系统的影为评价和预测人类活动对生态系统的影为评价和预测人类活动对生态系统的影为评价和预测人类活动对生态系统的影响响响响, , , ,为合理利用资源、改善生态环境提供决策依据为合理利用资源、改善生态环境提供决策依据为合理利用资源、改善生态环境提供决策依据为合理利用资源、改善生态环境提供决策依据 7.4.2 7.4.2 生态监测的原理生态监测的原理 生态监测是环境监测工作的深入与发展生态监测是环境监测工作的深入与发展生态监测是环境监测工作的
110、深入与发展生态监测是环境监测工作的深入与发展, , , , 由由由由于生态系统本身的复杂性于生态系统本身的复杂性于生态系统本身的复杂性于生态系统本身的复杂性, , , , 要完全将生态系统的要完全将生态系统的要完全将生态系统的要完全将生态系统的组成、结构、功能进行全方位的监测十分困难组成、结构、功能进行全方位的监测十分困难组成、结构、功能进行全方位的监测十分困难组成、结构、功能进行全方位的监测十分困难 生态系统生态学的研究领域主要涵盖了自然生态系统生态学的研究领域主要涵盖了自然生态系统生态学的研究领域主要涵盖了自然生态系统生态学的研究领域主要涵盖了自然生态系统的保护和利用生态系统的保护和利用生
111、态系统的保护和利用生态系统的保护和利用, , , ,生态系统的调控机制生态系统的调控机制生态系统的调控机制生态系统的调控机制, , , , 生生生生态系统退化的机理、恢复模型及修复技术态系统退化的机理、恢复模型及修复技术态系统退化的机理、恢复模型及修复技术态系统退化的机理、恢复模型及修复技术, , , , 生态生态生态生态系统可持续发展问题以及全球生态问题等系统可持续发展问题以及全球生态问题等系统可持续发展问题以及全球生态问题等系统可持续发展问题以及全球生态问题等 7.4.3 7.4.3 生态监测、环境监测和生物监测之间生态监测、环境监测和生物监测之间的关系的关系 生物监测生物监测生物监测生物
112、监测属于环境监测的重要组成部分属于环境监测的重要组成部分属于环境监测的重要组成部分属于环境监测的重要组成部分, , , ,是利是利是利是利用生物在各种污染环境中所发出的各种信息用生物在各种污染环境中所发出的各种信息用生物在各种污染环境中所发出的各种信息用生物在各种污染环境中所发出的各种信息, , , ,来判来判来判来判断环境污染的状况断环境污染的状况断环境污染的状况断环境污染的状况, , , ,即通过观察生物的分布状况、即通过观察生物的分布状况、即通过观察生物的分布状况、即通过观察生物的分布状况、生长、发育、繁殖状况、生化指标及生态系统工生长、发育、繁殖状况、生化指标及生态系统工生长、发育、繁
113、殖状况、生化指标及生态系统工生长、发育、繁殖状况、生化指标及生态系统工程的变化规律来研究环境污染的情况、污染物的程的变化规律来研究环境污染的情况、污染物的程的变化规律来研究环境污染的情况、污染物的程的变化规律来研究环境污染的情况、污染物的毒性毒性毒性毒性, , , ,并与物理、化学监测和医药卫生学的调查结并与物理、化学监测和医药卫生学的调查结并与物理、化学监测和医药卫生学的调查结并与物理、化学监测和医药卫生学的调查结合起来合起来合起来合起来, , , ,对环境污染做出正确评价对环境污染做出正确评价对环境污染做出正确评价对环境污染做出正确评价 生态监测生态监测生态监测生态监测是指通过各种物理、化
114、学、生化、是指通过各种物理、化学、生化、是指通过各种物理、化学、生化、是指通过各种物理、化学、生化、生态学原理等各种技术手段生态学原理等各种技术手段生态学原理等各种技术手段生态学原理等各种技术手段, , , ,对生态环境中的各个对生态环境中的各个对生态环境中的各个对生态环境中的各个要素、生物与环境之间的相互关系、生态系统结要素、生物与环境之间的相互关系、生态系统结要素、生物与环境之间的相互关系、生态系统结要素、生物与环境之间的相互关系、生态系统结构和功能进行监控和测试构和功能进行监控和测试构和功能进行监控和测试构和功能进行监控和测试, , , ,为评价生态环境质量、为评价生态环境质量、为评价生
115、态环境质量、为评价生态环境质量、保护生态环境、恢复重建生态、合理利用自然资保护生态环境、恢复重建生态、合理利用自然资保护生态环境、恢复重建生态、合理利用自然资保护生态环境、恢复重建生态、合理利用自然资源提供依据源提供依据源提供依据源提供依据, , , ,它包括了环境监测和生物监测。它包括了环境监测和生物监测。它包括了环境监测和生物监测。它包括了环境监测和生物监测。n n环境监测环境监测环境监测环境监测属于环境科学范畴，是伴随着环境属于环境科学范畴，是伴随着环境属于环境科学范畴，是伴随着环境属于环境科学范畴，是伴随着环境科学的形成和发展而出现科学的形成和发展而出现科学的形成和发展而出现科学的形成
116、和发展而出现, , , ,以环境为对象以环境为对象以环境为对象以环境为对象, , , ,运用物运用物运用物运用物理、化学和生物技术方法对其中的污染物及其有理、化学和生物技术方法对其中的污染物及其有理、化学和生物技术方法对其中的污染物及其有理、化学和生物技术方法对其中的污染物及其有关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析关的组成成分进行定性、定量和系统的综合分析, , , ,运用环境质量数据、资料来表征环境质量的变化运用环境质量数据、资料来表征环境质量的变化运用环境质量数据、资料来表征环境质量的变化运用环境质量
117、数据、资料来表征环境质量的变化趋势及污染的来龙去脉趋势及污染的来龙去脉趋势及污染的来龙去脉趋势及污染的来龙去脉7.4.4 7.4.4 生态监测的类型及内容生态监测的类型及内容 宏观生态监测宏观生态监测宏观监测地域面积至少应在一定区域范围之内，宏观监测地域面积至少应在一定区域范围之内，对一个或若干个生态系统进行监测，最大范围可扩对一个或若干个生态系统进行监测，最大范围可扩展至一个国家、一个地区基至全球。主要监测区域展至一个国家、一个地区基至全球。主要监测区域范围内具有特殊意义的生态系统的分布、面积及生范围内具有特殊意义的生态系统的分布、面积及生态功能的动态变化。态功能的动态变化。 微观生态监测微
118、观生态监测 微观监测指对一个或几个生态系统内各生态要微观监测指对一个或几个生态系统内各生态要素指标进行物理、化学、生态学方面的监测。根据素指标进行物理、化学、生态学方面的监测。根据监测的目的一般可分为：监测的目的一般可分为： 干扰性生态监测干扰性生态监测 污染性生态监测污染性生态监测 治理性生态监测治理性生态监测 环境质量现状评价监测环境质量现状评价监测7.4.5 7.4.5 生态监测的任务与热点生态监测的任务与热点1. 1. 1. 1. 生态监测的基本任务生态监测的基本任务生态监测的基本任务生态监测的基本任务生态监测的基本任务是对生态系统现状以及因生态监测的基本任务是对生态系统现状以及因生态
119、监测的基本任务是对生态系统现状以及因生态监测的基本任务是对生态系统现状以及因人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；对人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；对人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；对人类活动所引起的重要生态问题进行动态监测；对破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复破坏的生态系统在人类的治理过程中生态平衡恢复过程的监测；通过监测数据的集积，研究上述各种过程的监测；通过监测数据的集积，研究上述各种过程的监测；通过监测数据的集积，研究上述各种过程的监测；通过监测数据的集积，研究上述
120、各种生态问题的变化规律及发展趋势，建立数学模型，生态问题的变化规律及发展趋势，建立数学模型，生态问题的变化规律及发展趋势，建立数学模型，生态问题的变化规律及发展趋势，建立数学模型，为预测预报和影响评价打下基础；支持国际上一些为预测预报和影响评价打下基础；支持国际上一些为预测预报和影响评价打下基础；支持国际上一些为预测预报和影响评价打下基础；支持国际上一些重要的生态研究及监测计划，如重要的生态研究及监测计划，如重要的生态研究及监测计划，如重要的生态研究及监测计划，如GEMSGEMSGEMSGEMS（全球环境监（全球环境监（全球环境监（全球环境监测系统），测系统），测系统），测系统），MABMAB
121、MABMAB（人与生物圈）等，加入国际生态监（人与生物圈）等，加入国际生态监（人与生物圈）等，加入国际生态监（人与生物圈）等，加入国际生态监测网络测网络测网络测网络 “雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。2. 2. 2. 2. 生态监测的特点生态监测的特点生态监测的特点生态监测的特点 n n综合性综合性综合性综合
122、性n n长期性长期性长期性长期性n n复杂性复杂性复杂性复杂性n n分散性分散性分散性分散性3.3.生态监测指标体系生态监测指标体系（1 1）非生命系统的监测指标）非生命系统的监测指标（2）生命系统的监测内容（3 3）生态系统的监测指标）生态系统的监测指标 主要对生态系统的分布范围、面积大小进行统主要对生态系统的分布范围、面积大小进行统计，在生态图上绘出各生态系统的分布区域，然后计，在生态图上绘出各生态系统的分布区域，然后分析生态系统的镶嵌特征、空间格局及动态变化过分析生态系统的镶嵌特征、空间格局及动态变化过程程 （4 4）生物与环境之间相互作用关系及其发展）生物与环境之间相互作用关系及其发展
123、规律的监测指标规律的监测指标 生态系统功能指标：生物生产量生态系统功能指标：生物生产量( (初级生产、净初级生产、净初级生产、次级生产、净次级生产初级生产、次级生产、净次级生产) )、生物量、生长、生物量、生长量、呼吸量、物质周转率、物质循环周转时间、同量、呼吸量、物质周转率、物质循环周转时间、同化效率、摄食效率、生产效率、利用效率等化效率、摄食效率、生产效率、利用效率等 （5 5）社会经济系统的监测指标）社会经济系统的监测指标 包包括括人人口口总总数数、人人口口密密度度、性性别别比比例例、出出生生率率、死死亡亡率率、流流动动人人口口数数、工工业业人人口口、农农业业人人口口、工工业产值、农业产
124、值、人均收入、能源结构等业产值、农业产值、人均收入、能源结构等 7.4.6 7.4.6 生态监测的主要技术支持生态监测的主要技术支持1.1.“3S3S”技术技术 “3S” “3S”技术：是遥感（技术：是遥感（RSRS）、地理信息系统）、地理信息系统（GISGIS）和全球定位系统（）和全球定位系统（GPSGPS）的统称。）的统称。 其中其中GPSGPS主要是实时，快速地提供目标的空间主要是实时，快速地提供目标的空间位置，位置，RSRS用于实时、快速地提供监测数据，用于实时、快速地提供监测数据，GISGIS则是则是多种来源时空数据的综合处理和应用分析平台多种来源时空数据的综合处理和应用分析平台2.
125、 2. 电磁台网监测系统电磁台网监测系统 该系统通过对中长电磁波衰减因子数据的研究，该系统通过对中长电磁波衰减因子数据的研究，利用现代层析成像技术，建立高分辨率浅层三维导利用现代层析成像技术，建立高分辨率浅层三维导电率地理信息系统，为监测、研究、预测环境变化电率地理信息系统，为监测、研究、预测环境变化提供依据提供依据3. 3. 其他高新技术其他高新技术“雪亮工程雪亮工程是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的是以区（县）、乡（镇）、村（社区）三级综治中心为指挥平台、以综治信息化为支撑、以网格化管理为基础、以公共安全视频监控联网应用为重点的“群众性治安防控工程群众性治安防控工程”。本本 章章 结结 束束谢谢 谢谢
