环境监测讲义第一章 引言.docx
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环境监测讲义第一章引言
环境监测（EnvironmentalMonitoring）
教材：
奚旦立等著《环境监测》，高等教育出版社
黄秀莲等编《环境监测与分析》，高等教育出版社。
学时安排：
讲课54学时；实验48学时。
引言
随着经济的发展，生产力和科学技术水平的提高，人们改造自然的能力在逐渐增强，同时也意味着人们对自然的破坏能力也极大地增加了。
从而出现了一系列的环境问题：
1.臭氧空洞问题
当人们向大气中排放的氟氯烃的等一系列人工合成的化学物质的量超过了大气的自净能力时，大气上空氯代烃等物质的增加，同臭氧发生化学反应，消除了臭氧，使大气层上方臭氧层的臭氧浓度降低，臭氧层变薄或出现了空洞，导致太阳辐射中的紫外线被吸收的量大大减少，到达地面的紫外线强度增加，结果会引起人类皮肤癌的发病率上升，也会引起农作物的减产或对生态环境造成一定的不良影响等。
2.大气污染问题
随着工业废气和汽车废气排放量的增加目前我国大多数城市面临空气污染问题。
3.环境污染事故
由于油轮、化学药品运输轮船的海难事故，大量的原油、或有毒化学药品被排放到大海，引起海洋生物和海水养殖生物的大量死亡。
4.赤潮
目前在我国海洋赤潮和淡水湖库水花的出现越来越频繁，这主要是因为工业和生活污水中营养盐向自然水体的过量排放导致水体富营养化所致。
综上所述：
目前环境问题已经成为当前人类所面临的严重的问题之一。
世界各国都在积极进行环境污染物的防治工作，进行有效的环境管理。
要做到这一点，人们首先要了解目前我们所处的环境的质量状况。
如：
环境中目前有那些污染物？
它们的含量或强度是多少？
对人类和生态环境有没有毒害作用？
这些污染物的来源是那里？
怎样控制这些污染源对污染物的排放？
等等。
要解决这些问题首先要进行环境分析或环境监测。
环境监测起源于环境分析
环境分析是环境分析化学的简称，其主要任务是用化学分析方法和仪器分析方法对自然的水体、空气、土壤、生物等环境要素中的化学污染物作定性检测（detection）和定量测定（determination）。
环境分析是环境化学的一个分支，环境化学中的很多研究性专题（如酸雨、大气光化学烟雾等）都需要环境分析技术提供准确的分析数据。
成为人们鉴别环境是否污染，并判断污染程度的一个重要手段。
但是随着社会的发展，人类面临的环境污染问题日益复杂，对环境分析提出了更高的要求。
其一是：
污染物除了化学因子之外还有各种物理参数（如：
噪声、震动、电磁波、放射线和热污染等）和生物参数（如：
生物种类、生物量（细菌数量）等）。
其二是：
为了满足人们对环境质量和污染源的污染物排放量的实时数据了解的要求。
因此单纯的环境分析满足不了人们的需要从而发展出来了环境监测。
环境监测的定义：
A.间断或连续地测定环境中污染物的浓度，观察、分析其变化对环境影响的过程。
B.通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。
C.利用化学、物理或生物等方法测定环境中污染物质的存在状态和浓度的过程。
环境监测的过程一般为：
基础资料的收集、监测方案的制定、样品的采集、样品的运输和保存、分析测试、数据处理、综合评价等。
环境分析与环境监测的区别
环境分析：
是环境分析化学的简称，其主要任务是应用化学分析法和仪器分析法对水、空气、土壤或生物等环境要素中的化学污染物进行定性检测（detection）和定量测定（determination）。
其检测内容主要是化学因子；其测定频率一般是指一次性和不连续性的分析测试过程。
环境监测：
是在环境分析的基础之上，将监测内容扩展到化学因子以外的物理参数（如噪声、电磁波、放射性、热污染等）和生物参数（如生物量、生物多样性等）等，并且其监测频率一般是连续性，有时甚至是实时监测。
第一章绪论
第一节环境监测的目的和分类
第二节环境监测的特点
第三节环境标准
第一节环境监测的目的和分类
一.环境监测的目的：
准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。
具体包括以下内容：
1.是环境质量评价的依据。
2.是污染源管理的依据：
通过环境监测可以了解污染源的污染物排放情况，可以通过某种特定污染物的分布规律追踪寻找未知的污染源，对污染源进行控制。
3.是环境科学研究的依据：
在环境科学中目前研究环境容量，环境预报，总量控制等，是目前非常热门的研究课题。
这些课题的研究都需要研究在自然界某个自然过程下（如：
大气的中尺度天气过程，海洋的潮汐过程中）根据污染物的分布与动态变化资料建立污染物数值预报模型，然后根据已经建立的模式进行环境科学研究。
4.为环境法规、标准、规划等的制定提供基础资料。
二.环境监测的分类：
1.根据监测目的分类
1）.监视性监测又称为常规监测：
一般是指环境保护部门，按照国家有关技术规定，对环境中已知污染因素和污染物质定期进行监测，以确定环境质量及污染源状况、评价控制措施的效果，衡量环境标准的实施情况和环境保护工作的进展。
对指定的有关污染物进行定期的、长时间的监测。
目的是为了确定环境质量、控制污染源等。
2）.特定目的监测：
又称特例监测或应急监测。
是为了达到某些特定目的而进行的监测。
如：
污染事故监测：
当发生污染事故时，要及时进行监测，确定污染物种类、污染程度及危害范围，以便找出原因，为控制污染提供依据。
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。
仲裁监测应由国家指定的具有权威的监测部门进行，以提供具有法律效力的数据，供执法部门、司法部门仲裁。
考核监测：
包括两部分，其一是对环境处理设施的验收考核。
其二是对国家或单位设置的环境监测机构的验收考核和质量控制考核。
咨询服务监测：
为国家机关和厂矿企业或科研机构进行环境监测服务。
如：
环境影响评价。
3）研究性监测（科研监测）：
是针对特定的科研课题而进行的监测。
2.根据监测对象分类
水质监测、大气监测、土壤监测、固体废气物监测、生物监测、噪声监测、电磁辐射监测、放射性监测等。
第二节环境监测特点和监测技术概述
一.环境污染的特点：
时间分布性：
污染物的排放量和污染因素的强度随时间而变化。
空间分布性：
污染物和污染因素随空间位置而变化。
污染物存在的微量性：
自然界的污染物很低接近自然本底值。
污染因素的综合性：
环境中不同污染物之间有相互作用。
二.环境监测的特点
环境监测的综合性：
监测对象的综合性；监测手段的综合性；
环境监测的连续性：
了解污染物的时空分布特点。
环境监测数据的可比性：
环境监测的数据要有时间和空间上的可比性，因此需要建立环境监测的质量保证体系。
三.环境监测的原则和要求
一）原则
1.环境监测应遵循优先监测原则。
有毒化学物质的监测和控制是环境监测的重点。
目前世界上已知的化学物质有700万种之多，而进入环境的估计有10万种以上。
人们不可能对每一种化学物质都进行监测，而只能有重点地、针对性地对部分污染物进行监测和控制。
这就需要对众多的化学物质进行分级筛选，从中筛选出潜在危害性大，在环境中出现频率高的污染物作为监测和控制对象。
象这样经过优先选择的污染物称为环境优先污染物，简称优先污染物。
对优先污染物的监测称为优先监测。
2.优先污染物是指难以降解、在环境中有一定残留水平、出现频率较高、具有生物积累性、毒性较大以及现代已经有检出方法的化学物质。
3.中国环境优先监测研究已经完成，提出了中国环境优先监测污染物的“黑名单”，包括14种化学类别，共68种有毒化学物质，其中有机物58种，无机物10种。
二）要求
人们对环境监测的要求就是监测结果要有“五性”。
1.代表性
是指在监测结果能够真实地反映出自然界的污染状态。
2.完整性：
强调工作的总体规划切实完成，即保证按预期计划取得有系统性和连续性的有效样品，而且无缺漏地获得这些样品的监测结果及有关信息。
3.可比性：
实验室之间的检测结果有可比性。
4.准确性：
测定值与真值的符合程度达到要求。
5.精密性：
测定值具有良好的重复性和再现性。
四.环境监测技术
一）化学分析和仪器分析方法
重量分析；容量分析；仪器分析：
光谱分析、色谱分析、电化学分析、质谱分析、放射性分析等。
二）生物分析
应用生物技术对环境中污染物质的浓度和毒性效应进行监测。
三）监测技术的发展
仪器分析；自动检测；在线监测。
第三节环境标准
EnvironmentalStandards
一、环境标准的定义和作用
二、环境标准的分类和分级
三、常见的环境标准
（一）水质标准
（二）大气标准
（三）固体废弃物控制标准
一、环境标准的定义：
为了保护人群健康、防治环境污染、促进环境良性循环，同时又合理利用资源，促进经济发展，依据环境保护法和有关政策，对环境中有害成分含量及其排放源规定的限量阈值技术规范。
作用：
是环境保护和环境管理的依据。
二、环境标准的分类和分级
一）分类
1.环境质量标准：
为了保护人类健康、维持生态良性平衡和保障社会物质财富，并考虑技术经济条件、对环境中有害物质和因素所作的限制性规定。
2.污染物控制标准（污染物排放标准）：
为了实现环境质量目标，结合技术经济条件和环境特点，对排入环境的有害物质或因素所作的控制规定。
3.环境基础标准：
在环境标准化工作范围内，对有指导意义的符号、代号、指南、程序、规范所作的统一规定，是指定其他环境标准的基础。
4.环境方法标准：
环境监测方法和技术标准。
5.环境标准样品标准：
环境标准样品：
是指在环境监测中，用来标定仪器、验证测定方法、进行量值传递或质量控制的材料或物质。
环境标准样品标准：
对环境标准样品的制备方法和工艺所作的规定。
环保仪器、设备标准：
对环境保护仪器、设备的技术要求所作的统一规定。
二）分级
国家环境标准：
有国家制定的环境标准；通常标有GBXXXX-YYYY。
地方环境标准：
由地方政府制定的环境标准。
要求：
地方标准应是国家标准中所没有规定的项目；
地方标准要严于国家标准。
三、常见的环境标准
一）水质标准
1.地面水环境质量标准GB3838-88：
使用范围：
江河、湖泊、水库等具有使用功能的地面水域。
地面水的分类：
1类：
源头水、国家自然保护区。
2类：
集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。
3类：
集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。
4类：
一般工业用水及人体非直接接触的娱乐用水。
5类：
农业用水及一般景观要求用水。
注意：
同一水域兼有多类功能的，依最高功能划分类别；有季节性功能的，可分季划分类别。
表1-2地面水环境质量标准GB3838-88（m/L）
序号
参数
类
基本要求
所有水体不应有非自然原因所导致的下述物质：
a.凡能沉淀而形成令人厌恶的沉淀物
b.漂浮物、诸如碎片、浮渣、油类或其他的一些引起感官不快的物质
c.产生令人厌恶的色、臭、味或浑浊度的
d.对人类、动物或植物有损害、毒性或不良生理反应的
e.易滋生令人厌恶的水生生物的；
1
水温（℃）
人为造成的环境水温变化应限制在：
夏季周平均最大温升≤1
冬季周平均最大温降≤2
2
pH
6.5~8.5
6~9
3
硫酸盐（以SO4计）≤
<250
250
250
250
250
4
氯化物（以Cl—计）≤
250
250
250
250
250
5
溶解性铁≤
0.3
0.3
0.5
0.5
1.0
6
总锰≤
0.1
0.1
0.1
0.5
1.0
7
总铜≤
0.01
1.0（渔0.01）
1.0（渔0.01）
1.0
1.0
8
总锌≤
0.05
1.0（渔0.01）
1.0（渔0.01）
2.0
2.0
9
硝酸盐（以N计）≤
0.06
0.1
0.15
1.0
1.0
10
亚硝酸盐（以N计）≤
0.06
0.1
0.15
1.0
1.0
11
非离子氨≤
0.02
0.02
0.02
0.2
0.2
12
凯氏氮≤
0.5
0.5
1
2
2
13
总磷≤
0.02
0.1（湖库0.025）
0.1（湖库0.05）
0.2
0.2
14
高锰酸盐指数≤
2
4
6
8
10
15
溶解氧≥
饱和率90%
6
5
3
2
16
化学需氧量（CODCr）≤
15
15
15
20
25
17
生化需氧量BOD5≤
3
3
4
6
10
序号
参数
类
18
氟化物（以F-计）≤
1.0
1.0
1.0
1.5
1.5
19
硒（四价）≤
0.01
0.01
0.01
0.02
0.02
20
总砷≤
0.05
0.05
0.05
0.1
0.1
21
总汞≤
0.00005
0.00005
0.0001
0.001
0.001
22
总镉≤
0.001
0.005
0.005
0.005
0.01
23
铬（六价）≤
0.01
0.05
0.05
0.05
0.1
24
总铅≤
0.01
0.05
0.05
0.05
0.1
25
总氰化物≤
0.005
0.05（渔0.005）
0.2（渔0.005）
0.2
0.2
26
挥发酚≤
0.002
0.002
0.005
0.01
0.1
27
石油类≤
0.05
0.05
0.05
0.5
1.0
28
阴离子表面活性剂≤
0.2
0.2
0.2
0.3
0.3
29
总大肠菌群（个/L）≤
10000
30
苯并（a）芘（μg/L）≤
0.0025
0.0025
0.0025
2.生活饮用水卫生标准
生活饮用水包括：
自来水、井水和深井水等。
标准的主要内容见表1-3
表1-3生活饮用水卫生标准GB5749-85
项目
标准
感官性状和
一般化学
指标
色
色度不超过15度，并不得呈现其他异色
浑浊度
不超过3度，特殊情况不超过5度
臭和味
不得有异臭、异味
肉眼可见物
不得含有
pH
6.5~8.5
总硬度（以碳酸钙计）
450mg/L
铁
0.3mg/L
锰
0.1mg/L
铜
1.0mg/L
锌
1.0mg/L
挥发酚（以苯计）
0.002mg/L
阴离子合成洗涤剂
0.3mg/L
硫酸盐
250mg/L
氯化物
250mg/L
溶解性总固体
1000mg/L
表1-3生活饮用水卫生标准GB5749-85
项目
标准
感官性状和
一般化学
指标
色
色度不超过15度，并不得呈现其他异色
浑浊度
不超过3度，特殊情况不超过5度
臭和味
不得有异臭、异味
肉眼可见物
不得含有
pH
6.5~8.5
总硬度（以碳酸钙计）
450mg/L
铁
0.3mg/L
锰
0.1mg/L
铜
1.0mg/L
锌
1.0mg/L
挥发酚（以苯计）
0.002mg/L
阴离子合成洗涤剂
0.3mg/L
硫酸盐
250mg/L
氯化物
250mg/L
溶解性总固体
1000mg/L
项目
标准
细菌学指标
细菌总数
100个/mL
总大肠菌群
3个/L
游离余氯
在与水接触30min后应不低于0.3mg/L。
集中式给水除出厂水应符合上述要求外，
管网末梢水不应低于0.05mg/L。
放射性指标
总α放射性
0.1Bq/L
总β放射性
1Bq/L
2.污水综合排放标准
1）使用范围：
排放污水的一切企、事业单位。
适用类别：
特殊保护水域（地面水1，2类水域，海水1类水域）：
不得新建排污口，现有的排污单位由环保部门严格控制，以保护受纳水体水质，符合规定用途的水质标准。
重点保护水域（地面水3类和海水2类）：
执行一级标准。
一般保护水域（地面水4，5类，海水3类）：
执行二级标准。
对排入进入污水处理厂的城市下水道的污水执行三级标准。
污染物的排放标准根据污染物毒性的不同而有差别。
根据污染物的毒性的差别我们把污染物分成一类污染物和二类污染物。
第一类污染物：
指能在环境和动植物体内积蓄，对人体健康产生长远不良影响的污染物。
对于一类污染物一律在车间或车间的处理设施排出口取样，其最高允许排放浓度必须符合表1-4的要求。
第二类污染物：
指长远影响小于第一类污染物的物质。
对于第二类污染物可以在排污单位排出口取样，其最高允许排放浓度必须符合表1-5的规定。
第一类污染物最高允许排放浓度（表1-4）
第二类污染物最高允许排放浓度（表1-5）
表1-4第一类污染物最高允许排放浓度（mg/L）
序号
污染物
最高允许排放浓度
1
总汞
0.05
2
烷基汞
不得检出
3
总镉
0.1
4
总铬
1.5
5
六价铬
0.5
6
总砷
0.5
7
总铅
1.0
8
总镍
1.0
9
苯并（a）芘
0.00003
表1-5第二类污染物最高允许排放浓度（mg/L）
序号
污染物
一级标准
二级标准
三级标准
新、扩、改
现有
新、扩、改
现有
1
pH值
6—9
6—9
6—9
6—9
6—9
2
色度（稀释倍数）
50
80
80
100
——
3
悬浮物
70
100
200
250
400
4
生化需氧量
30
60
60
80
300
5
化学需氧量
100
150
150
200
500
6
石油类
10
15
10
20
30
7
动植物油
20
30
20
40
100
8
挥发酚
0.5
1.0
0.5
1.0
2.0
9
氰化物
0.5
0.5
0.5
0.5
1.0
10
硫化物
1.0
1.0
1.0
2.0
2.0
11
氨氮
15
25
25
40
——
12
氟化物
10
15
10
15
20
13
磷酸盐（以P计）
0.5
1.0
1.0
2.0
——
14
甲醛
1.0
2.0
2.0
3.0
——
15
苯胺类
1.0
2.0
2.0
3.0
5.0
16
硝基苯类
2.0
3.0
3.0
5.0
5.0
17
阴离子合成洗涤剂
5.0
10
10
15
20
18
铜
0.5
0.5
1.0
1.0
2.0
19
锌
2.0
2.0
4.0
5.0
5.0
20
锰
2.0
5.0
2.0
5.0
5.0
二）大气标准
1.大气环境质量标准（GB3095-82）
大气环境质量标准的制定目的是为控制和改善大气质量，为人民生活和生产创造清洁适宜的环境，防止生态破坏，保护人民健康，促进经济发展制订的对大气中的污染物的最高浓度限值。
标准分为三级：
一级标准：
为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的空气质量要求。
二级标准：
为保护人群健康和城市、乡村的动植物，在长期和短期的情况下，不发生伤害的空气质量要求。
三级标准：
为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动植物（敏感者除外）能正常生长的空气质量要求。
一级标准适用于一类区，二级标准适用于二类区，三级标准适用于三类区。
一类区：
国家规定的自然保护区、风景旅游区、名胜古迹和疗养地等。
二类区：
为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和农村。
三类区：
为大气污染程度比较严重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。
表1-6大气污染物三级标准浓度限值GB3095-82
浓度限值（mg/m3N）
取值时间
一级标准
二级标准
三级标准
总悬浮微粒
日平均
0.15
0.30
0.50
任何一次
0.30
1.00
1.50
飘尘
日平均
0.05
0.15
0.25
任何一次
0.15
0.50
0.70
二氧化硫
年日平均
0.02
0.06
0.10
日平均
0.05
0.15
0.25
任何一次
0.15
0.50
0.70
氮氧化物
日平均
0.05
0.10
0.15
任何一次
0.10
0.15
0.30
一氧化碳
日平均
4.00
4.00
6.00
任何一次
10.00
10.00
20.00
光化学氧化剂（O3）
1小时平均
0.12
0.16
0.20
2.保护农作物的大气污染物最高允许浓度标准GB9137-88
为维护生态系统的良性循环，保护农作物的正常生长，国家还制定了保护农作物的大气污染物浓度限值GB9137-88作为大气环境质量标准的补充。
表1-7保护农作物的大气污染物浓度限值
污染物
作物敏感程度
生长季平均浓度
日平均
任何一次
农作物种类
二氧
化硫
敏感
0.05
0.15
0.50
冬小麦、春小麦、大麦、荞麦、大豆、甜菜、芝麻、菠菜、青菜、白菜、莴苣、黄瓜、南瓜、西葫芦、马铃薯、苹果、梨、葡萄、苜蓿、三叶草、鸭茅、黑麦草
中等敏感
0.08
0.25
0.70
水稻、玉米、燕麦、高粱、棉花、烟草、番茄、茄子、胡萝卜、桃、杏、李、柑橘、樱桃
抗性作物
0.12
0.30
0.80
蚕豆、油菜、向日葵、甘蓝、芋头、草莓
氟化物
敏感
1.0
5.0
冬小麦、花生、甘蓝、苹果、梨、桃、杏、李、葡萄、草莓、樱桃、紫花苜蓿、黑麦草、鸭茅
中等敏感
2.0
10.0
大麦、水稻、玉米、高粱、大豆、白菜、芥菜、花椰菜、柑橘、三叶草
抗性作物
4.5
15.0
向日葵、棉花、茶、茴香、番茄、茄子、辣椒、马铃薯
3.锅炉烟尘排放标准
锅炉烟尘是我国主要的大气污染源，控制锅炉烟尘排放是改善大气质量的重要方面。
因此该标准是控制大气质量标准的基础。
表1-8各类区域锅炉烟尘排放标准
区域类型
适用地区
标准值
最大允许烟尘浓度（mg/m3）
最大允许林格曼
黑度级
1
自然保护区、风景游览区、疗养区、名胜古迹区、重要建筑物周围
200
1
2
市区、郊区、工业区、县以上城镇
400
1
3
其他地区
600
2
三）固体废物控制标准
目的：
为防止农用污泥、农用粉煤灰、农药、城镇垃圾农用、有色金属工业固体废弃物、建材工业废渣等对土壤、农作物、地面和地下水的污染而制定的标准。
例如：
表1-10农用污泥中污染
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