环境监测.docx

1、环境监测1.什么是环境监测？环境监测是环境科学的一个重要分支科学，是通过对影响环境质量因素代表值的测定，确定环境质量或污染程度及其变化趋势。2环境监测的任务b 判断环境质量状况b 判断环境质量背景数据（“七五”科技攻关、环境承载能力与可持续发展）b 确定污染物的浓度、分布状况、发展趋势3.环境监测技术包括采样技术、测试技术和数据处理技术。 采样技术和数据处理技术将在后面有关章节中进行介绍，测试技术中包括物理技术、化学技术（包括物理化学技术）和生物技术4.优先污染物(priority pollutants)：优先选出的潜在危险性大，在环境中出现频率高的污染物。5. 环境监测的特点1. 环境监测的

2、综合性2. 环境监测的连续性3. 环境监测的追踪性环境监测数据的五性：准确性、精密性、完整性、代表性、可比性6.环境质量标准是以保护人体健康与正常生活条件、工作条件、防止生态系统破坏而制定的各种污染物或因素在环境中的最高允许浓度或限值。二水和废水的监测1.环境容量：自然环境体系对其中的各种物质的变化所具有的一定程度的调节和缓冲能力2.水体污染：随着现代工农业的发展和人类生活水平的提高，大量的工业废水、农业污水和生活污水排入水体，使水中所含杂质在种类上和数量方面都超过原有水平，达到破坏水体原有用途的程度，这就是水体污染。3.水的自净能力：水体所具有的在一定程度下自然降低污染的能力4.水质指标是水

3、质的具体衡量标准，表示出水中杂质的种类、成分和数量。5.水质是指水和其中所含的杂质共同表现出来的综合特性。（以下是重点）6.水质监测方案的制订（以下是重点）监测方案是一项监测任务的总体构思和设计,制订时必须首先明确监测目的，然后在调查研究的基础上确定监测对象、设计监测网点，合理安排采样时间和采样频率，选定采样方法和分析测定技术，提出监测报告要求，制订质量保证程序、措施和方案的实施计划等。 制定水质监测方案首先取决于监测目的，根据监测目的的要求，必须进行实地污染调查，在掌握污染源和水体污染的基础上，结合分析测定条件来确定监测项目和选择适当的分析方法，然后进行布点、采样和测定。水质监测方案包括：水

4、质监测目的、污染调查，收集基础资料、监测项目的确定、监测方法的选择、水样的采集和保存、测定、结果表达、质量保证及实施计划7.地面水质监测方案的制订（一）基础资料的收集 在制订监测方案之前，应尽可能完备地收集欲监测水体及所在区域的有关资料，主要有：（1）水体的水文、气候、地质和地貌资料。如水位、水量、流速及流向的变化；降雨量、蒸发量及历史上的水情；河流的宽度、深度、河床结构及地质状况；湖泊沉积物的特性、间温层分布、等深线等。（2）水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等。（3）水体沿岸的资源现状和水资源的用途；饮用水源分布和重点水源保护区；水体流域土地功能及近期使用计划等

5、。（4）历年的水质资料等。（二）采样断面和采样点的布设地面水采样通常是以先设置采样断面，再在采样断面上设采样点的方法进行的。1.监测断面的设置原则（看书）2.河流监测断面的设置（看书）3.湖泊、水库监测断面的设置4.采样点位的确定(1)采样点位置的选择2)采样数目的选择（三）采样时间和采样频率的确定四）采样及监测技术的选择五）结果表达、质量保证及实施计划（看书二、地下水质监测方案的制订储存在土壤和岩石空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水统称地下水。 地下水埋藏在地层的不同深度，相对地面水而言，其流动性和水质参数的变化比较缓慢。地下水质监测方案的制订过程与地面水基本相同。（一）调查研究和收集资料（二）

6、采样点的设置 。由于地质结构复杂，使地下水采样点的设置也变得复杂。自监测井采集的水样只代表含水层平行和垂直的一小部分，所以，必须合理地选择采样点（三）采样时间和采样频率的确定三、水污染源监测方案的制订水污染源包括工业废水源、生活污水源、医院污水源等。在制订监测方案时，首先也要进行调查研究，收集有关资料，查清用水情况、废水或污水的类型、主要污染物及排污去向和排放量，车间、工厂或地区的排污口数量及位置，废水处理情况，是否排入江、河、湖、海，流经区域是否有渗坑等。然后进行综合分析，确定监测项目、监测点位，选定采样时间和频率、采样和监测方法及技术，制订质量保证程序、措施和实施计划等。第三节 水样的采集

7、和保存一、地面水样的采集（一）采样前的准备 采样前，要根据监测项目的性质和采样方法的要求，选择适宜材质的盛水容器和采样器，并清洗干净，对采样器具的材质要求化学性能稳定（二）采样方法 采集表层水时，可用桶、瓶等容器直接采取。一般将其沉至水面下0.30.5m处采集。采集深层水时，可使用带重锤的采样器沉入水中采集。对于水流急的河段，宜采用急流采样器。测定溶解气体（如溶解氧）的水样，常用双瓶采样器采集。（三）水样的的类型p42二 废水样品的采集p45三、地下水样的采集p44四、水样的的运输和保存p48：为将这些变化降低到最低程度，需要尽可能地缩短运输时间、尽快分析测定和采取必要的保护措施；有些项目必须

8、在采样现场测定。第四节 水样的预处理 水质监测中常见问题： 水样中含有悬浮物，不能直接在仪器上测定； 水样组成复杂，某些组分会干扰待测组份的测定； 待测组份含量很低，所用的方法不能直接测出其含量。通常采用的预处理方法分为： 悬浮物的去除；水样的消解；待测组份的浓缩和分离。悬浮物的去除：两方面含义：将悬浮物从水样中分离出去；将悬浮物中的可溶物溶解出来。分离悬浮物的方法：自然澄清法、离心沉降法、过滤法水样的采集采样布点采样时间和频率采样技术和设备一般水体工业废水和生活废水1.在污染源的上中下游和支流入口等布设断面2.小河流在其中心的主流线单点采样，大河流采35个样3.表层水样、中层水样、底层水样

9、4.一般采水面下0.20.5m1.水面下14到12水深处采样2.接纳水体离废水入口2030倍管径处1.瞬时水样2.平均混合水样3.平均混合比例水样4.连续比例混合水样 5.单独水样1.采样器2.盛水器3.采样量（单项分析0.51L；一般理化全分析3L) 水样保存1.冷冻或冷藏2.加入药剂水样预处理1.去除浑浊度干扰：离心分离、过滤、溶剂萃取、蒸发或挥发2.消除有机物干扰：消解3.提高浓度：浓缩富集（蒸发、蒸馏、萃取、吸附解吸等）第五节 物理性质的测定p591.水温测量应在现场进行。常用的测量仪器有水温计、颠倒温度计和热敏电阻温度计。一汞的测定p72（一）冷原子吸收法方法原理 汞原子蒸气对253

10、.7nm的紫外光有选择性吸收。在一定浓度范围内，吸光度与汞浓度成正比。 水样经消解后，将各种形态汞转变成二价汞，再用氯化亚锡将二价汞还原为元素汞，用载气将产生的汞蒸气带入测汞仪的吸收池测定吸光度，与汞标准溶液吸光度进行比较定量。（二）冷原子荧光法该方法是将水样中的汞离子还原为基态汞原子蒸气，吸收253.7nm的紫外光后，被激发而产生特征共振荧光，在一定的测量条件下和较低的浓度范围内，荧光强度与汞浓度成正比。方法最低检出浓度为0.05g/L，测定上限可达1g/L，且干扰因素少，适用于地面水、生活污水和工业废水的测定。（三）双硫腙分光光度法1.方法原理 样品的预处理: 水样于95，在酸性介质中用高

11、锰酸钾和过硫酸钾消解，将无机汞和有机汞转变为二价汞。2.测定：用盐酸羟胺还原过剩的氧化剂，加入双硫腙溶液，与汞离子生成橙色螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再用碱溶液洗去过量的双硫腙，于485nm波长处测定吸光度，以标准曲线法定量。二、镉p73双硫腙分光光度法原理：方法基于在强碱性介质中，镉离子与双硫腙生成红色螯合物，用三氯甲烷萃取分离后，于518nm处测其吸光度，与标准溶液比较定量。本方法适用于受镉污染的天然水和废水中镉的测定，测定前应对水样进行消解处理。三、铅测定水体中铅的方法与测定镉的方法相同双硫腙分光光度法基于在pH8.59.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原介质中，铅与双硫腙反应生成红色

12、螯合物，用三氯甲烷（或四氯化碳）萃取后于510nm波长处比色测定。四、铜测定水中铜的方法主要有原子吸收分光光度法、二乙氨基二硫代甲酸钠（DDTC)萃取分光光度法和新亚铜灵萃取分光光度法，还可以用阳极溶出伏安法或示波极谱法（一）二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法在pH为910的氨性溶液中，铜离子与DDTC作用，生成摩尔比为1:2的黄棕色胶体络合物。 该络合物可被四氯化碳或三氯甲烷萃取，其最大吸收波长为440nm。（二）新亚铜灵萃取分光光度法将水样中的二价铜离子用盐酸羟胺还原为亚铜离子。在中性或微酸性介质中，Cu+与新亚铜灵反应，生成摩尔比为1:2的黄色络合物，用三氯甲烷-甲醇混合溶剂萃取，于45

13、7nm波长处测定吸光度，用标准曲线法进行定量测定。.总铬的测定在酸性溶液中，首先，将水样中的Cr()用KMnO4氧化成Cr() ，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解；然后，加入二苯碳酰二肼显色，于540nm处进行分光光度测定。其最低检测浓度同六价铬。第七节 非金属无机物的测定p89测定水的pH的方法：比色法、玻璃电极法 1、水中酸度来源（1）主要的弱酸碳酸来源于CO2在水中的平衡 溶于水中的CO2绝大多数为游离CO2 水中的CO2来源于大气中和有机物的分解（2）强酸来源于冶金、化工等工业废水（3）味精等含硫废水在硫酸盐菌作用下产生硫酸2.水中的碱度水中碱的来源有哪些？ 天然

14、水：重碳酸盐、碳酸盐、氢氧化物等 藻类吸收水中游离和化合的二氧化碳 废水中的洗涤剂、农药、化肥等含有磷酸盐 造纸、印染、化工、电镀等工业废水含有碱度3.水中溶解氧意义1）衡量地面水体污染的一个重要指标2) 在废水生化处理过程中：控制曝气速度：既保持好氧条件，又避免过多DO，浪费能源 。 DO对活性污泥和生物膜的生长及活性影响很大3) DO是BOD测定的基础4)给水水源中DO过高6. 测定方法1）碘量法原理：氧在碱性溶液中使二价锰氧化成四价锰，而四价锰在酸溶液中使I-氧化成I2，释放出来的碘量水中的溶解氧量，碘用Na2S2O3测定2）溶解氧电极法原理：将两个金属电极浸没在一个电解质溶液中，电极和

15、电解质溶液装在一个用氧半透膜（仅氧和其它一些气体可以通过）包围的容器内。当外加电压时，产生电极反应产生一个扩散电流。该扩散电流在一定温度下与水中氧的浓度成正比五、氰化物的测定（1） AgNO3 滴定法 ：Ag+滴定CN-，过量的Ag与试银灵反应，黄色橙红色六、含氮化合物的测定 测定各种形态的含氮化合物，有助于评价水体被污染和自净状况测定结果环境意义氨氮亚硝酸盐氮硝酸盐氨氮清洁水或未污染水+新近受到污染水+污染不久的水，正在分解中受到污染，正在分解自净+所受污染已基本分解完毕+历史上曾受污染，现已分解自净+过去受过污染，现又正受污染+水中NO3反硝化成NO2所致 一）硝酸盐氮1. 酚二磺酸分光光

16、度法 原理：硝酸盐在无水存在情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，于碱性溶液中生成黄色硝基酚二磺酸三钾盐，410nm测定吸光度。2.外分光光度法 NO3在220 nm波长处有特征吸收二）硫化物的测定1. 碘量法 硫化物与ZnAC2生成ZnS沉淀，将其酸溶，加入过量的I2, 生成的S，过量的I2用Na2S2O3滴定。2. 对氨基二甲基苯胺分光光度法 含Fe3+的酸性溶液中，S2-与对氨基二甲基苯胺作用，生成亚甲蓝，665 nm测定水中有机物质的测定方法概述1.综合指标的测定？ 常用综合指标来间接测定水中的有机物。因为水中的有机物质分别测定比较困难 种类繁多 组成复杂 分子量范围大 环境中的含量

17、较低化学需氧量及其测定方法 在一定的条件下，水中的各种有机物质与外加的强氧化剂（如K2Cr2O7、KMnO4等）作用时所消耗的的氧量（强氧化剂的化合氧，而不是溶解氧）。结果一般用mg/L表示 根据所用的强氧化剂的不同，可分成： 重铬酸钾耗氧量习惯上称化学需氧量，COD 高锰酸钾耗氧量习惯上称耗氧量，OC，又称高锰酸钾指数化学需氧量测定方法：1）测定原理 在水样中加入一定量的K2Cr2O7，在一定条件（强酸性、加热回流2小时、Ag2SO4作催化剂）与水中的有机物相互作用，剩余的K2Cr2O7 用硫酸亚铁铵Fe(NH4)2(SO4)2滴定。 指示剂：试亚铁灵（硫酸亚铁和1,10-phenanthr

18、oline） 终点现象：溶液颜色由黄经绿、灰兰到最后的棕红色耗氧量的测定 在水中加入一定量的高锰酸钾，煮沸10分钟，使水中有机物氧化（红色） 加入草酸，使过量的高锰酸钾与草酸作用（无色） 最后用高锰酸钾反滴定多余的草酸（红色出现时为终点，自身指示剂） 根据用去的高锰酸钾量计算出耗氧量。以mg/L计生化需氧量的定义 在有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好气微生物（主要是细菌）的作用而被氧化分解，变成稳定的物质，完成该过程所需要的氧量称为生化需氧量。（1）、BOD测定的条件基本条件|：足够的氧气（溶解氧）加稀释水；微生物（不能有毒物抑制它）接种(seed)；必要的营养物质（K, Na, Ca,

19、Mg, Fe, S, P, N)直接法测定BOD 培养前测溶解氧 另一水样在201的恒温箱内培养5天后再测溶解氧 两次溶解氧的差值即为BOD5 适用范围：BOD5小于7mg/L的较清洁水 不能用于一般生活污水、工业废水、处理厂出水稀释法测定BOD: 用特别的稀释水将原水稀释后再测定。BOD5不包括：不可分解的有机物、用于合成细胞质的那部分有机物、硝化过程所消耗的氧 BOD、COD和OC的比较项目BOD5CODOC定义 在有氧条件下可分解有机物被微生物氧化分解所需的氧量 在一定条件下，有机物被K2CrO7氧化所需的氧量 在一定条件下，有机物KMnO4氧化所需的氧量 氧化动力微生物生物氧化 强氧化

20、剂化学氧化作用氧源水中的分子态O2强氧化剂中的化合态氧测定时间5天3小时（半天）1小时被测有机物范围 不含氮有机物与含氮有机物中的碳部分 不含氮有机物与部分含氮有机物一部分不含氮有机物适用范围河湖水、生活污水、一般工业废水河湖水、生活污水、工业废水较清洁的水1、总碳(TC)总有机碳(TOC)总无机碳(IC)2、测定原理：将水样注入高温炉，在900温度下，以铂为催化剂，使水样燃烧气化，碳变化二氧化碳，然后用红外分析仪测定气体中二氧化碳的量，得到总碳值。总需氧量（TOD）原理：使水样通过特殊的燃烧器，在900温度下，以铂为催化剂，使水样中的有机物燃烧，通过测定载气（通常用氮气）中氧的减少量来表示有

21、机物完全氧化时所需要的氧量。第一节 大气污染与大气质量标准大气污染：大气中一些物质的含量超过正常本底，对人体、生物、物体产生不良影响的大气状况。按存在状态分有气态状污染物（常温下以气体和蒸汽的形态存在于大气中）和颗粒状污染物（常以多分子“集合体”存在于大气中，运动时惯性大。如气溶胶：以胶体状态悬浮于空气中的固体或液体微粒，是一种分散体系，其中分散介质是空气，分散相是固体或液体。烟和雾就是一种气溶胶）大气污染监测方案的制定（重点）一、 监测目的（题目一般会说，直接抄）为空气质量状况评价提供依据；为研究空气质量的变化规律和发展趋势、开展空气污染的预测预报以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料；为政

22、府环保部门执行环境保护法规、开展空气质量管理及修订空气质量标准提供依据和基础资料。二、有关资料的收集污染调查：工业布局、污染源分布、气象、地形、人口分布三、监测项目四、大气监测网点的布设布点原则 应包括整个监测范围内高、中、低三种浓度区 下风向为主要监测区，应多布点，上风向少设，作为对照点 城市、工矿区多设，人口密度大多设,经常超标地方多设,郊区农村少设 采样点高度适当确定布点方法环境大气布点法1 功能区布点法 用于区域性常规监测。先分区，再设置采样点，各功能区的采样点数不要求平均，污染源集中的地方应多设置采样点。2 网格状布点法确定调查区域范围、按地理坐标进行网格分割(等密度或非等密度)、在

23、特定位置布设一定的控制点、适用于面源或线源同心园轴线布点法（适于点源） 以排放污染源为圆心 同心圆半径排放物性质、气象条件等 主导风向主轴、放射线 圆周与放射线交点扇形布点法 大气采样高度：距地面0.50-1.80米（通常1.5米），人的呼吸带五、采样时间和频率 参见P156表36六、采样方法和仪器一、直接采样法（适于浓度高、测定方法灵敏）（一）注射器采样（用于少量气体采集）（二）塑料袋采样（三）采气管采样（四）真空瓶采样二、富集(浓缩)采样法适于浓度低、毒性大、方法灵敏度低（一）溶液吸收法采气态状污染物（二） 固体阻留法五、采样记录1）采样样品被污染物的名称编号。（2）采样时间地点。（3）采

24、样流量采样体积及t,p。（4）采样仪器吸收液和采样时天气状况 以及周围状况。（5）采样者审核者姓名。气态和蒸气态污染物的测定1.SO2的紫外荧光测定：用波长190-230nm的紫外光照射，发射出波峰为330nm的荧光。发射的荧光强度与SO2的浓度成正比，由此测定SO2的浓度。2.氮氧化物（NOX）的测定测量化学发光强度对物质进行分析测定的方法称为化学发光分析。3. CO的测定气相色谱法（重点）：原理：利用、2、4经GC柱分离后于一定条件下转化为4，然后用FID检测。方法特点：简单、快速、灵敏、准确，该方法已成为一种成熟的测定方法。光电离检测法原理有机化合物分子在紫外光照射下可产生光电离现象，用

25、PID离子检测器收集产生的离子流，其大小与进入电离室的有机化合物的质量成正比。凡是电离能小于PID紫外辐射能（多用10.2ev )的物质（至少低0.3ev）均可被电离测定。特点：方法简单，可进行连续监测，所检测的非甲烷烃是指四碳以上的烃。空气污染指数(AIR POLLUTION INDEX，简称API)API是一种反映和评价空气质量的方法，就是将常规监测的几种空气污染物的浓度简化成为单一的概念性数值形式、并分级表征空气质量状况与空气污染的程度 第五节 颗粒物的测定总悬浮颗粒物（TSP）的测定测定原理为用抽气动力抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜，则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上，根据采样前后

26、滤膜重量之差及采样体积，即可计算TSP的质量浓度。二、可吸入尘（飘尘，IP）的测定（一）重量法大流量法使用带有10m以上颗粒物切割器的大流量采样器采样,使一定体积的大气通过采样器，先将粒径大于10m的颗粒物分离出去，小于10m的颗粒物被收集在预先恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜重量之差及采样体积，即可计算出飘尘的浓度。（二） 压电晶体振荡法这种方法以石英谐振器为测定飘尘的传感器，通过测量采样后两石英谐振器频率之差（f），即可得知飘尘浓度。（三） 射线吸收法该测量方法的原理基于：将射线通过特定物质后，其强度衰减程度与所透过的物质质量有关，而与物质的物理、化学性质无关。通过测清洁滤带（未采尘）和采尘

27、滤带（已采尘）对射线吸收程度的差异来测定采尘量。 三、自然降尘的测定 首先要按照本章第二、三节介绍的有关布点原则和采样方法进行布点采样。 采样结束后，剔除集尘器中的树叶、小虫等异物，其余部分定量转移至1000mL烧杯中，加热蒸发浓缩至1020mL后，再转移至已恒重的磁坩埚中，用水冲洗粘附在烧杯壁上的尘粒，并入瓷坩埚中，在电热板上蒸干后，于1055烘箱内烘至恒重，计算降尘量。第六节 大气降水监测大气降水监测的目的:了解在降雨（雪）过程中从大气中沉降到地球表面的沉降物的主要组成、性质及有关组分的含量，为分析大气污染状况和提出控制污染途径、方法提供基础资料和依据。一、采样点的布设一般常规监测，人口在

28、五十万以上的城市布三个点，人口在五十万以下的城市布设二个点。采样点位应尽可能的远离局部污染源二、样品的采集1.采样器2.采样方法（1）从每次降雨(雪)开始，要采集全过程(开始到结束)雨(雪)样。如遇连续几天降雨(雪)，每天上午8:00开始，连续采集24 h为一次样。 （2）采样器应高于基础面1.2m以上。 （3）样品采集后，应贴上标签，编好号，记录采样地点、日期、采样起止时间、雨量等。3. 水样的保存：采样后应尽快测定；如需要保存，一般不主张添加保存剂，水样密封后放于冰箱中。 三、降水组分的测定第七节 污染源监测污染源监测：随着环境管理和污染治理工作趋于法制化、科学化、定量化，环保部门的管理决

29、策、智力办法等必须以准确、及时、代表性强的监测数据为依据。大气污染源包括固定污染源和流动污染源一、固定污染源排气监测（一）监测目的和要求监测目的：检查排放的废气中有害物质含量是否符合国家或地方的排放标准和总量控制标准；评价净化装置及污染防治设施的性能和运行情况，为空气质量评价和管理提供依据。（二）采样点的布设采样位置：采样位置应选在气流分布均匀稳定的平直管段上（三）基本状态参数的测量1. 温度的测量2.压力的测量（四）含湿量的测定1. 重量法2.冷凝法（五）烟尘浓度的测定（六）烟尘(或气态污染物)排放速率的计算（七）烟气黑度的测定（八） 烟气组分的测定：1.样品的采集2.主要组分的测定第八节

30、标准气体的配制1.标准气体是已知含有一定浓度的某种物质的气体。2.标准气通常收集到钢瓶、玻璃容器或塑料袋等容器中保存，因其浓度较大，称为原料气，使用时要进行稀释制取。一般，商品标准气都会稀释成多种浓度出售，称稀释气。3、标准气体配制方法（一）、静态配气法 把一定量的气态或蒸气态的原料气加入到已知容积的容器中，再充入稀释气体混匀制得。 特点是设备简单，操作容易。但对有些较活泼气体或浓度较小时，常引起较大的误差。二）、动态配气法使已知浓度的原料气与稀释气按一定比例连续不断地进入混合器混合，从而可以不间断地配制并供给一定浓度的标准气，两股气流的流量比即稀释倍数，根据稀释倍数计算出标准气的浓度。 第四章 环境污染生物检测(重点)环境污染生物监测：是系统地利用生物反应来评价环境的变化，并将其信息应用于环境质量控制程序中的一门科学。生物监测：利用生物的组分、个体、种群或群落对环境污染或环境变化所产生的反应，从生物学的角度，为环境质量的监测和评价提供依据。生物监测的目的: 通