环境监测讲义

1、/bbs/环境监测本课程目的：了解环境保护的概念、范围、内容，尤其掌握一定关于环境监测的基本知识，结合个人专业培养环境观念和技能。以适应市场对人才关于环境保护方面的要求。第一章 绪论提问（本课程要解决的问题）：什么叫环境（enviroment）？什么叫监测(monitor)？ 什么需要监测？监测的目的是什么？以及怎样来监测？ whats the problem? why its necessary to solve it? how to solve it?学会用分类学（taxology，taxonomy）的观点分析解决问题。重点：环境监测

2、的基本概念、内涵、特点、环境监测技术、环境优先污染物环境标准的作用与类别一、环境监测的概念及其发展1. 环境与监测1.1 环境：circumstance，condition，entironment，environment，setting，surroundings围绕人类所构成的空间中可以影响人类生存和发展的各种自然因素与社会因素的综合。人类与环境：能量流动与物质循环。其过程：自然环境问题（第一/原生环境问题），人为环境问题（第二环境问题）危害：上个世纪40年代开始，出现较大的环境污染事件。特别是50年代以后，发生频率迅速加快（工业化的起因）。人类生命健康受到威胁，如日本四日市哮喘（硫）、水俣病

3、（甲基汞）、骨痛病（镉）、伦敦烟雾时间（燃煤引起死亡）等。现在有更多，温室效应、臭氧层破坏、酸雨、水土流失、战争引起生态环境破坏以及畸形儿出生率升高（伊拉克战争、越南战争等）。污染的特点：时间分布不均匀空间分布不均匀（环境系统工程、环境化学）、环境污染与污染因素强度有一定关系污染因素之间存在综合效应（环境毒理学）、环境污染有较强的社会性（环境管理学、环境法学等）。1.2 监测：监视、测定、监控。监管并检测。2. 环境分析与环境监测2.1 环境分析为寻求危害的原因，人们着手调查研究污染物质（对象）的性质、来源、含量以及分布状态，并以基本化学物质为单位进行定性、定量的分析（目的），即环境分析。环境

4、监测的前身及基础。特点：不连续操作，局部、短时间、单个的分析研究。2.2 环境监测环境监测：是在一定时期内对影响环境质量因素的代表值（对象）进行重复测定，确定环境质量及其变化趋势（目的）。要素：时间、空间、对象（自然变化、污染因子）步骤：准备设计采集保存分析数据评价信息过程：捕获传递解析综合获得数据提供依据（环境研究、环境法规、环境标准）特点：手段的综合性，监测的连续性，监测的追踪性。分类：目的分类：常规、特定目的（污染事故、仲裁、验收、服务）、科研介质分类：根据监测介质（对象）不同而不同。发展历史：化学监测（被动监测，即污染监测）全面监测（即综合监测）污染防治监测（自动监测）重点方向，充分利

5、用计算机、遥感、自控技术等建立全方位的自动监测控制系统。内涵丰富：化学、物理、生物、生态。二、环境监测技术化学和物理：无机、有机、分析、物化 仪器分析法（物理和物化为基础）为主：光谱、色谱、电化学、放射分析等生物技术：生态学、生物学、生态毒理学 根据生物反映信息判断环境质量。如用水中的某些鱼类可以反映环境污染状况、陆地上的地衣、苔藓类植物可以反映空气质量等。简便，综合，环保。发展：大型、自动、联与小型便携、简易快速两个方向。高科技为核心。启发思考：如何快速确定油轮泄漏的范围、程度以及控制方案？三、环境监测对象监测对象不断扩大，尤其以环境优先污染物pps（包含了环境内分泌干扰化合物edcs、环境

6、持久性有机污染物pops等）为主要监测重点，gb38382002地面水质量标准增加了40项集中式水源地监测项目（痕量有毒有机污染物重金属等）。特点：难降解、残留高、出现多、易于生物积累、三致作用强、毒性较大、已有检测方法四、环境标准标准相关规定和技术规范，体现政策、法规。4.1 作用：工作目标和手段、判断准绳、执法依据、促进环保的手段和条件。环境管理的技术基础4.2 分类和分级（重要内容）分类：环境标准：环境质量标准（目标）、污染物排放标准（对象）、环境基础标准（对标准的统一规定）、环境方法标准、环境标准物质标准、环保仪器设备标准（过程：方法用到的物质、仪器设备）分级：国家地方之间关系国际标准

7、4.3制定标准的原则科学依据技术先进经济合理协调性靠拢国际标准准确度、精密度、干扰因素、方法比较、成熟程度、可行性、预期效果bpt、bat、tie：toxicity identification evaluation毒性鉴别评价4.4 各类标准及控制目标讨论：你认为应该有什么样的标准来控制我们周边的环境质量提示：例如室内空气质量、通风、校园空气质量、水质量等4.5未列入标准物质最高允许浓度估算参考国外、公式估算（qsar研究特定分子体系的主要几何和化学特征与其性质之间关系的多变量统计相关方法。定量结构与活性关系/定量构效关系）、毒理试验下节课安排：水和废水监测（方案制定、水样采集与保存、预处理

8、、测定方法）课堂作业：1. 作为一个个体，估计每天用水量及产生的废水量？其中可能的污染物质是什么？如何测定？每天呼出的二氧化碳量？辐射的热量？生产出的固体废物量（种类及数量）？2. 哪里的水最好喝？最干净？污染源有那些？造成什么样的污染？水质因为污染源的排入会有什么变化？怎么样判断污染程度或水质状况（水质参数、水质标准）？第二章 环境监测方案的制定监测方案：监测任务总体构思和设计根据监测目的实地污染调查研究（来源及背景）确定监测对象，监测项目（内容）设计监测网点（地点）合理安排采样时间、频率，选定采样方法和分析测定技术（方法及步骤）提出监测报告要求制定质量保证措施和方案实施计划（保证结果的可信

9、性）以水和为例一、水质监测方案的制定1.1 污染调查（来源和背景） 根据监测目的，确定调查范围和内容。如进行区域性污染控制设施监测，就需要对该区域的污染状况进行全面的调查；如为了某项工程设计取得原始资料，则应按设计规范或卫生标准的要求，调查该项工程及其范围内的污染状况。a、 地下水污染调查收集、汇总监测区域的水文、地质、气象等方面的有关资料和以往的监测资料。如：地质图、剖面图、测绘图、水井的成套参数、含水层、地下水补给、径流和流向，以及温度、湿度、降水量等。 调查监测区域内城市发展、工业分布、资源开发和土地利用情况，尤其是地下工程规模、应用等；了解化肥和农药的施用面积和施用量；查清污水灌溉、排

10、污、纳污和地表水污染现状。 测量或查知水位、水深，以确定采水器和泵的类型、费用和采样程序。 确定主要污染源和污染物，并根据地区特定与地下水的主要类型把地下水分成若干个水文地质单元。b、 水污染调查水污染来源：工业废水、生活污水、医院污水等。调查研究：用水情况、废水或污水类型、主要污染物、排污去向、排放量、 车间、工厂或地区的排污口数量及位置、废水处理情况等综合分析，确定监测项目、点位、采样方案、分析方法、质量保证措施等。1.2 监测项目（内容） （1） 确定原则 目的和要求：根据目的要求及相关的水质标准及规范要求，选择测定项目。 水质状况：不同水源天然水和不同的工业废水，需要考虑的污染物分析项

11、目 不同，应对危害大、影响范围广的污染物质进行监测。 分析测定条件：实际的仪器设备、操作人员等选择可靠的分析方法和监测手段以保证监测质量。（2）通常监测项目（见书）1.3 分析方法（保证监测质量） 常量（1）：滴定分析法 如：酸碱用酸碱滴定；金属离子用配位滴定；卤素用沉淀滴定；有机物用氧化还原法。 微量（0.1，0.01）或痕量（0.01）：仪器分析法原则（保证质量）：应采用验证合格、通用的监测分析方法（标准分析方法），根据样品实际情况及仪器设备条件，选择最适宜的方法； 如采用其他等效分析方法，则必须验证合格，其检出限、准确度、精密度不低于相应的通用方法的要求水平。1.4 监测布点（地点）（1

12、） 地下水监测布点以浅层地下水（潜水）为主，水井（机井），深层地下水（承压水），孔隙水（第四纪），基岩裂隙水（泉水） 背景值监测点设置：污染区外围不受或少受污染的地方。新开发区应在引入污染源之前设背景值监测点。 监测井（点）布设考虑因素：环境水文地质条件、地下水开采情况、污染物的分布和扩散形式（平行、垂直）（土层的渗透性）、以及区域水化学特征等一般监测井在液面下0.3-0.5 m处采样。（2） 废水污染源监测布点工业废水： 车间或车间设备的废水排放口设置采样点监测1类污染物，有汞、镉、砷、铅、六价铬、有机氯化合物和强致癌物质等； 在工厂废水总排放口布设采样点监测2类污染物，主要有悬浮物、硫化物

13、、挥发酚、氰化物、有机磷、石油类、硝基苯、苯胺类等，根据具体污染物而定。 有废水处理设施的应在其进出水口均设采样点 排污渠道：渠道较直、水量稳定、上游无污水汇入的地方。生活污水和医院污水：总排放口污水处理厂：进出口第三章 环境监测样品的采集和保存重点：采样时间和频率，各种样品的采集和保存（水、大气、固废）一、 采样基础1.1 采样总体方案由监测方案确定采样点、采样时间、采样频率和采样量1.2 采样时间和频率 采样时间a 相应于监测对象的被测定参数随时间发生变化的周期。如一条河流某水质参数可能以天、周、月、年为周期发生变化。变化：随机随时或有序随时间变化。需在变化周期内按采样频率多次采样分析。b

14、 某采样点上进行采样的约定时日和时刻c 采样持续时间，如对空气中悬浮颗粒物做大流量采样时，采样持续时间为24h 采样频率指在一个时段内的采样次数，如1天、1月或1年内的采样次数。取决于监测对象的被测参数的内在变异性和评价环境质量所需数据的精确程度。要求越高则频率越高；连续自动采样能满足很高要求。二、 水样的采集和保存（以地表水的采集为例）2.1 水样类型 瞬间水样：适用于流量不固定、不连续流动、污染物最高值与最低值都变化的情况； 如稳定的工厂废液有代表性；如高峰期采集可间隔一定时间计算平均浓度。 混合水样：在同一采样点上的，以时间、流量或体积为基础，按照已知的比例（间隔或连续的）混合的水样。提

15、供的数值为平均值，可人工也可自动采样。包括：平均混合水样（隔相同时间采集等量废水样混合，适宜废水流量稳定情况）平均比例混合水样（不同时间依照流量大小按比例采集的混合水样） 综合水样：从不同采样点同时采得的瞬时水样混合为一个样品，为综合水样。2.2 采样布点2.2.1 合适的采样地段（断面）：水量大、水面宽、水深大、水流急的较大河流2.2.2 所选地段上选择具体采样位置即采样点：对一般水量较小、水深不大、水面宽度不超过10m的较小江河或水渠，可以单点采样，即通常在河流中心的主流线处布设一个采样点。漓江2月6日上午的水位是一百四十點五米，水流量十三點二立方米/秒。代表性：在该点可获得特定的条件或参

16、数，用以表征或近似表征水体质量或条件。基本原则：主要居民区和工业区的河流上、下游；湖泊、水库、河口的主要出口和入口；河流驻留、河口、湖泊和水库的代表性位置；主要用水地区，如公用给水取水处、商业性捕鱼水域和娱乐水域；重要支流汇入主流、河口或沿海水域的汇合口。（1）断面：河流： 对照断面/背景断面（流入监测河段前水体水质情况/清洁河段上），一般设在上游，没有受到污染影响的地方。 控制断面（确定特定污染源对水体的影响，评价污染状况，以控制污染物排放而设置的采样断面）。一般设在排污区下游500-1000m处；特殊要求的地方也需设置控制断面（如风景游览区如漓江、地方病发病区如洞庭湖区、严重水土流失区及地

17、球化学异常区等地方）。 削减断面/净化断面（反映水体自净情况），一般设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段。湖泊、水库：原则相同。 进出口汇合区；各功能区为中心的辐射线上设弧形断面；不同水流状态区（湖库中心、深、浅水区、滞流区）；回游产卵区；水生生物经济区（2）点位确定断面水面宽度采样垂线不同深度采样点位置和数目 垂线：宽度50m：中泓垂线1条；50宽度100：左右近岸有明显水流处各设1条垂线；100宽度1000：左中右各一条；宽度1500m：至少5条等距离采样垂线，随宽度增加酌情增加垂线数。 点：水深5m：0.3-0.5m处设一个采样点；5宽度10m： 0.3-0.5m处与河

18、底以上约0.5m处设一个采样点；10宽度50：上述两点，加上1/2水深处一点 宽度50m：酌情增加采样点数。 标志物（自然或人工固定而明显的标志物）2.3采样时间、频率和数量 大水系、干流、中小河流：不少于6次每年（枯水期、丰水期）；流经城市、工矿企业、旅游区等水系12次每年，底泥在枯水期采样1次，同时采集背景断面样品 排污渠不少于3次每年，设专门监测站湖、库每月1次，全年不少于12次，其他湖泊、水库全年采样2次（丰、枯），有污染排入的酌情增加 工业废水：掌握规律2次每月，需掌握规律，则每个1-2h甚至更短间隔采样 生活污水：春夏各1次 医院废水：1次每季度采样量：水样0.5-1.0l，全分析

19、水样不少于3.0l，底泥样品一般1-2kg。2.3 采样设备和方法 采样设备：单层采样器，急流采样器（河流），有机玻璃采样器（湖泊水库），双瓶采样器、直立式采样器（do），泵式采样器，塑料手摇泵采样器，固定式自动采样装置 注意事项：水样：除污并润洗（如可能有吸附作用则需清洁干燥一次灌入）；避免水样污染（手、瓶盖和瓶塞等）；铅坠加重确保位置的准确性；样品流失过多需重采；沉积物样：去除杂物搅拌均匀；在同一采样点周围应采样23次混合；滤干水样，无机物（塑料袋）有机物（棕色磨口玻璃瓶，洁净铝箔或聚四氟乙烯薄膜衬垫瓶盖）2.4 样品运输和保存运输：塞子塞紧、封口；盛水器避免外部污染；装箱避免震动碰撞流失

20、样品；冷藏样品需隔热容器并加入制冷剂；防冻（冬季玻璃瓶）；运输以24h为最大允许时间保存：基本要求尽量减少待测组分变化 减缓生物化学作用 减缓氧化还原作用 减少挥发损失 避免沉淀吸附或结晶物析出引起的组分变化容器要求：避免容器吸附或玷污水样。化学性能稳定、杂质含量低的材料的容器。如硼硅玻璃、聚乙烯（常用）、石英、聚四氟乙烯（昂贵）等贮防时间：清洁水样不超过72h，轻污染水样不超过48h，重污染水样不超过12h保存方法：冷藏冷冻法（5度以下）、加入化学试剂（酸、碱、生物抑制剂、氧化或还原剂）、其他措施（过滤、固定法）三、大气样品的采集3.1 采样方法 直接采样法：采气管采样（置换法采样），610

21、倍保证原有气体被置换 注射器采样，抽洗23次，抽取大气样品，密封进样口，并朝下放置 真空瓶采样 塑料袋采样，同样用现场气体冲洗袋子23次 浓缩采样法：溶液吸收法，吸收管、吸收液（特定对象）、 固体阻留法，填充柱（吸附、溶解或化学反应阻留在填充剂上） 优点：无挥发，稳定可长期使用，可用于微量组分 滤料阻留法，滤料（定量滤纸、玻璃纤维纸、有机合成纤维滤料、微孔滤膜、直孔滤膜和浸渍试剂滤料等） 低温冷凝浓缩法，沸点较低的气态物质如烯烃类、醛类等。制冷剂（冰盐冰，液氧、液氮等-196度） 静电沉降法：气溶胶的采样。爆炸性气体、蒸汽或粉尘存在不可使用。 无动力采样： 降尘（集尘器测定灰尘自然沉降量）；雨

22、水采集；碱片法采集分子状含硫污染物（碳酸钾与硫化物生成硫酸盐，用重量法测定）；石灰滤纸法采集氟化物（氟化钙固定在滤纸上，酸溶解后用氟离子电极测定）；活性炭收集空气中有机蒸汽（如徽章式采样器）vocs：挥发性有机化合物volatilized organic compounds3.2 专用采样装置 大气采样器、颗粒物采样器（总悬浮颗粒物tsp采样器、可吸入颗粒物采样器、撞击式采样器）、个体计量器、烟道气采样装置、汽车排气采样装置（直接、全量、比例）3.3 采样效率采样方法的效率指在规定的采样条件下所采集到的污染物量占总量的百分数。平均采样效率（总进入量总漏穿量）/总进入量影响因素：合适的采样方法和

23、仪器；合适的吸收液等吸收剂；合适的抽气速度、适当的采气量和采样时间第四章 环境监测数据处理与质量保证一、 概述1.1 意义可比性，避免浪费，保证法律意义，复杂任务的统一协调1.2 质量要求获得高质量的可靠的环境监测数据高质量：代表性（时间地点）、完整性（系统周期）、准确性（结果与客观接近程度）、精密性（结果的平行性、可重复性和再现性）、可比性（标准物质和标准方法实现可比性和一致性）1.3 原则技术、经济、法律的合理性效益可能性与复杂程度成反比最小质量控制程序1.4 质量控制与保证内容a 质量控制的内容采样：样品的采集、处理、保存和运输实验室质量控制内部控制：通过空白试验、校准曲线核查、仪器设备

24、定期标定、平行样分析、加标样分析、密码样品分析和编制质量控制图等常规程序，反映分析质量稳定性，以便随时发现异常，采取相应校正措施（纵向比较）外部措施：分析测量系统的现场平均爱和分析标准样品的实验室间评价等，协助各实验室发现问题，提高质量。（横向比较）b 质量保证的内容制定合理的监测计划、确定质量要求；规定相应的分析方法、编写相关文件等c 最低限度的质量保证内容核心部分室监测仪器的校准、标准和修正。1.5 主要措施 准确一致的测量系统基本单位权威方法一级标准物质标准方法二级标准物质现场方法现场应用权威方法标准方法发展和评价标准方法，生产二级标准物质，评价质量保证的应用标准方法现场方法发展和评价现

25、场方法，制备常规的工作标准，常规内部和外部质量保证 有效的全面质量管理方法手册指南等的编写和制定推广。如：who world health organization 主持的全球环境监测系统对水、大气酸雨和生物样品监测的质量控制做出了专门的要求和规定。中国环境监测分析方法，涵盖水、大气、噪声和生物监测等二、数据处理2.1 数据与误差数理统计 总体、样本、平均数（算术均数、几何均数、中位数、众数）监测数据正态分布时，其算术均数、中位数和众数重合）提问？哪三数重合 分布特征正态分布：对称性、单峰性、低偿性（误差极限为0）、对数正态分布：对数值呈正态分布，如大气中的co、so2浓度t分布：t为与置信水

26、平和自由度有关的统计量 误差和偏差真值：理论真值、约定真值（基本单位、辅助单位和导出单位等，由国际计量大会定义的国际单位制）、标准器的相对真值准确度：特定条件下，分析结果与真值之间的负荷程度。由分析的随机误差和系统误差决定。包括绝对误差和相对误差回收率（加标试样测定值试样测定值）/加标样100精密度：特定条件下，重复分析同一样品所得结果的一致程度，由分析的随机误差决定。平行性（replicablility）全同；重复性（repeatability）人、设备、时间有一项以上不同再现性（reproducibility）实验室不同，分析方法与样品相同偏差与方差绝对偏差、相对偏差、平均偏差、相对平均偏

27、差、差方和、样本方差、样本标准偏差、样本相对标准偏差（变异系数）、极差误差：系统误差和随机误差；误差会传递；发现和减少误差2.2 数据处理方法修约：四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一如：15.4546修为整数15 约一位15.455 约两位15.45 约三位15.4取舍：q检验法（3-10），可疑数据与相邻数据的差值/极差 cochran检验法：等精密度检验法，标准偏差最大这平方/标准偏差平方和 dixon检验法：一组测量值的一致性检验和剔除离群值，与q检验有相似地方，但更严格，根据显著性水平和样本容量查临界值 grubbs检验法：多组或一组测量值的

28、一致性和检验和提出多组测量值的离群均值有关均值的检验：发现误差方差分析：分析结果的分散性，分析影响因素的程度和性质 因素：condition 水平：situation 交互作用：多因素交互作用 固定效应和随机效应：因素的固定和随机性 总差方和做f检验，明显与否决定因素的影响作用是否显著回归和相关：直线回归方程和相关系数三、监测质量控制和质量保证3.1 概念灵敏度：分析方法对单位浓度或单位量的待测物质的变化所引起的响应量变化的程度，可以用仪器的响应量或其它指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述，常用标准曲线的斜率来度量。空白试验：用蒸馏水代替样品而其他完全相同的测定。消除干扰物质对测定的影响

29、。其响应值为空白试验值。校准曲线：标准曲线（有所省略）和工作曲线。测量值与响应量间的定量关系。检测限：可靠程度内可检测的最小浓度或最小量，检测上限为校准曲线直线部分的最高限点对应的浓度值（拐点）测定限：误差允许范围内的上限和下限。最佳测定范围和方法运用范围3.2实验室内部质量控制质量控制图： 均数控制图；准确度控制图与回收率控制图（控制准确度）数值平均值，总平均值，标准偏差/平均回收率代替则为回收率控制图中心线cl：control line 上下控制线：up/low control line 3s上下警告线 2s上下辅助线 s注意：超出控制线剔除，总数少于20个落在控制线内应补充重新计算，辅助

30、线内点数占总数68以上，少于50不可靠；连续7个点在同一侧图不可靠 均数极差哦内阁制图（同时控制准确度与精密度，较复杂）多样控制图与其他质量控制方法（平行双样常用、比较实验、对照分析）3.3 实验室间的质量控制考核方案：测定项目、分析方法、参加单位、统一程序、结果评定考核内容：分析标准样品或统一样品；测定加标样品；测定空白平行；核查检测下限；测定标准系列；检查相关系数、计算回归方程、截距检验等双样法：youden法，相似样品xy在不同实验室的测定结果（x,y）与其平均值直线的点状分布图，以（）为中心的圆圈代表不存在系统误差，如存在系统误差，则会偏高或偏低，出现与横轴成45度角的椭圆形。 可根据

31、点到斜线的距离，度量随机误差 的大小，而根据各点在45斜线上的投影到（）的距离，可度量各实验室的系统误差。四、方法的标准化和标准方法标准分析方法：规定的程序编制、格式编写、成熟性得到公认、确定了误差范围、由权威机构审批和发布。 国家标准、专业标准和企业标准目的趋势国际间相互统一以便于比较/homepage.htm 中国国家标准咨询服务网环境标准物质：reference material (rm)international organization for standardization, 国际标准化组织 iso：certified reference

32、material (crm)national bureau of standards 国家标准局（美国）：standard reference material （srm）中国环境科学研究院举办环境标准学术报告会2004年1月8日，中国环境科学研究院环境标准研究所在京举办环境标准学术报告会。国家环境保护总局科技标准司司长尹改、中国环科院院长孟伟出席报告会并讲话。中国环科院党委书记、副院长樊元生、国家环境保护总局科技标准司副司长罗毅、总局科技标准处和环境标准研究所全体同志以及有关专家，共计31人参加了报告会。孟伟在讲话中指出，环境标准是环境科学技术研究和开发的重要驱动力，是环境管理的重要组成部分

33、。环境标准研究所不仅要编制标准，而且要研究编制什么标准，怎么编制标准，标准编制的同时就要考虑管理方面如何调整。他希望标准所追踪国际发展趋势，为环境管理创新提出新思路和可实施的技术法规。2003年环境标准研究所编制的5项环境标准、技术规范和规范文件业经总局批准发布，5项标准通过专家审议。此次学术报告会是环境标准所重组两年来首次举办的学术报告会，报告的内容主要围绕总局下达的环境标准计划项目的中期研究成果。报告内容如下： 周扬胜： 1、行政许可法信赖保护原则对排放标准修订的影响 2、环境标准与环保法律修改 徐 成：废弃电器与电子产品污染防治技术政策研究 姚芝茂：国外有色金属工业污染物排放标准研究 陈

34、艳卿：美国富营养化评价方法研究 张国宁：国外环境噪声标准研究 郑晓宇：美国预处理制度与标准的研究 袁 盈：美国移动源污染控制管理新思路 第五章 水和废水检测回忆水质监测方案设计，水样的采集、保存与运输，检测三大类指标：物理、化学、生物水样预处理消解：破坏有机物，溶解悬浮性固体，将各种价态的欲测元素转化为单一高价态或易于分离的无机化合物。清澈、透明、无沉淀。方法：湿式、干式（不适合处理测定易挥发组分）。富集浓缩与分离 蒸发与挥发浓缩：挥发为收集挥发物质，蒸发为收集剩下物质 蒸馏法：不同沸点时蒸发而分离，同时有消解作用控温 溶剂萃取法：利用物质在不同溶剂中的不同分配系数。 离子交换法：离子交换树脂

35、，可渗透的三维网状高分子聚合物，在网状结构的骨架上含有可电离的或可被交换的阳离子或阴离子活性基团。 共沉淀：分离富集微量组分，机理：表面吸附，形成混晶、异电核胶态物质相互作用及包藏。 吸附法：活性炭、氧化铝、分子筛、大网状树脂等，吸附富集解吸萃取脱水检测。回收率的检测！一、 物理性指标1、 温度热污染 提问：后果（温度升高，溶解氧下降，水质下降）2、色度工业废水如染料工业废水中的有色物质（金属化合物，有机化合物）（检测方法1：将有色污水用蒸馏水稀释后与参比水样对比，一直稀释到二水样色差一样，此时的稀释倍数就是其色度。（稀释法）检测方法2：1毫克/升ptcl62-的颜色一个色度单位。原水与特配的

36、色度标准色阶比色而得。常用的标准是用氯铂酸钾和氯化钴配成的标准色阶。（比色法）l 水样的色度应以除去悬浮物后上清液的色度为准。）3、嗅和味异臭物质（s2-、nh4+、挥发性有机物，氯气等）、味（金属盐） 臭：冷法和热法（定性描述 分5级：无、微弱、弱、明显、强、很强） 100ml水样于250ml锥形瓶，振荡从瓶口闻气味。（20度和沸腾） 稀释法无臭水稀释到刚刚闻到气味时为臭阈浓度，稀释倍数为臭阈值。提问：感官性指标有哪些？4、固体物质悬浮物组成：不溶于水的淤泥、粘土、有机物、微生物及矿物质等的微小粒子。 (total solid)ts=ds(dissolved solid)+ss(suspen

37、ded solid)（测定水样：水样古式坩锅过滤滤液滤渣滤液蒸干ds盐类含量滤渣脱水烘干（105110摄氏度）ss水中不溶解固体物质的量ss600摄氏度灼烧vs(volatilized solid)+残渣fs(firmed/fixed solid)）另：浊度也可用来作为水中悬浮物含量多少的指标。测定：浊度仪或分光光度计；单位：1升水中含有1mg白陶土（或高岭土）所产生的混浊度定为1度，其中白陶土的粒度为200目。我国饮用水标准为浊度3度，某些地方可放宽到5度。透明度：赛氏盘法（直径200mm，黑白各半原盘）、十字法等（白瓷片上10mm宽黑十字和四个直径为1mm的黑点）矿化度：总盐量，重量法、电

38、导法等，用于天然水氧化还原电位：电化学特性电导率：相距1cm的两平行电极间充以1cm3溶液所具有的电导，代表溶液的离子总浓度。二、 化学性指标1、 有机物来源：生活污水、某些工业废水组成：碳水化合物（carbohydrate），蛋白质（protein）、脂肪（fat）特点：耗氧物质，有机物（还原物质o, 微生物无机物二氧化碳水衡量指标：bod、cod、toc、tod等1.1 bod：生化需氧量（mg/l） biochemical oxygen demand定义：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量。反映在有氧条件下，水中可生物降解的有机物的量。主要为第一阶段：有机物二氧化碳水含氮有机物（

39、20天，20摄氏度）第二阶段：含氮有机物no2-+no3-（57天甚至10天后才显著进行：生活污水及与之性质相近的工业废水）bod5约为70bod，测定标准为20摄氏度，5天（反馈时间太长，已有快速测定方法，有待各位提高）。稀释法测定（查手册）：某些工业废水需接种再进行测定。稀释倍数应根据经验进行估算（查手册）。提问：a、含有对微生物有抑制作用的有毒物质时，可采取什么措施？ 增加稀释倍数；使用经驯化微生物接种的稀释水。 b、如果水样中含有少量氯，怎么办？ 少量1-2h自行消失；若不能，则可加入亚硫酸钠除去。 c、怎样检查测定的准确性？ 测定人工溶液的bod5以对照。 d、如果废水的可生化降解性

40、很差，即含有大量难以生化降解的物质，能否用bod5衡量水体的有机物量？ 不行。bod作用：反映水体被有机物污染程度的综合指标，也是研究废水的可生化降解性和生化处理的效果，以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。1.2 cod: 化学需氧量（mg/l） chemical oxygen demand定义：用化学氧化剂氧化水中有机污染物/还原性物质时所消耗的氧化剂量，用耗氧量表示。*还原性物质：有机物亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等无机物。codcr codmn（iso建议，高锰酸盐指数用于测定地表水、饮用水和生活污水）codcr ：大部分氧化，吡啶、芳香族不易氧化，挥发性直链脂肪族化合物、苯存

41、在于蒸汽相中，氧化不明显；氯离子能被氧化，并与硫酸银作用生成沉淀，可加入适量硫酸汞络合消除干扰。codmn：酸性和碱性两种，酸性适用于氯离子浓度不超过300mg/l的水样，当cod大于5mg/l时需稀释；碱性适用于氯离子浓度较高水样。1.3 toc, tod总有机碳、总需氧量均为水体有机物总量的表示形式，通过燃烧反应测定、表示方式不同（碳、氧）。思考：a bod/toc代表什么含义？ 代表污水的可生化降解性的指标之一。0.6，0.250.6，0.25 b bod5cod比值可作为废水是否适宜生化法处理的指标之二。比值越大，越容易被生化处理。一般认为bod5cod0.3的废水才适宜采用生化处理。

42、c codbod20bod5codmn。1.4 油类污染物石油泄漏，动植物油脂 0.01-0.1mg/l 对鱼类和水生生物产生影响，0.3-0.5mg/l，产生石油气味。油膜1.5 有毒有害有机污染物（优先污染物黑名单、pops、edcs）如：酚phenol、苯系物benzene 、pcb p(oly)c(hlorinated) b(iphenyl)、pah polycyclic aromatic hydrocarbon、卤代烃 halohydrocarbon、测定：gc-ms、hplc等2. 无机类指标2.1 植物营养元素（n nitrogen p phosphorus）废水中所含的n和p是

43、植物和微生物的主要营养物质。当废水排入受纳水体，使水中n和p的浓度分别超过0.2和0.02mg/l时，就会引起受纳水体的富营养化，促进各种水生生物(主要是藻类)的活性，刺激它们的异常增殖，这样会造成一系列的危害（哪些危害？）。 藻类占据的空间越来越大，使鱼类活动空间越来越小，衰死藻类将沉积水底，增加水体有机物量（耗氧物质）； 沉水植物无法进行光合作用，减少了水体中氧浓度的回升； 藻类种类逐渐减少，从以硅藻和绿藻为主转为以迅速繁殖的蓝藻为主，蓝藻不是鱼类的良好饲料，并且有些还会产生出毒素危害水体鱼类乃至人类的身体健康（已有很多研究表明对肝脏有危害，肝癌的原因之一）； 藻类过度生长，将造成水中溶解

44、氧的急剧减少，使水体处于严重缺氧状态，造成鱼类死亡，水体腐败发臭。 来源：n的主要来源是氮肥厂、洗毛厂、制革厂、造纸厂、印染厂、食品厂和饲养厂等。p的主要来源是磷肥厂和含磷洗涤剂等。生活污水经普通生化法处理，也会转化出无机n和p。此外bod、温度、维生素类物质也能促进和触发营养性污染。作用：pn，禁磷洗衣粉可减少富营养化的发生。提问：水华（water blooms）、赤潮(red tide)的差别？提示：地点（江河湖泊、海），引起的藻类（蓝藻blue-green algae/cyanophyta; 甲藻 armous/dimoflagellate/inoflagellate裸藻 eugleno

45、phyta）现状：中国的湖泊绝大部分已经富营养化甚至超营养化（太湖、滇池、巢湖、洪泽湖都有“水华”，就连流动的河流，如长江最大支流-汉江下游汉口江段中也出现“水华”）。重要课题：如滇池、巢湖等，花费巨大，效果有待观察主要防治方法：有兴趣的话作个专题研究讨论水华影响：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物mcrst能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。此外，自来水厂的过滤装置被藻类“水华”填塞，漂浮在水面上的“水华”影响景观，并有难闻的臭昧。 赤潮（red tide）是海洋中某些微小（2-20微米）的浮游藻类、原生动物或更小的细菌，在满足一定的

46、条件下爆发性繁殖或突然性聚集，引起水体变色的一种自然生态现象。 海洋中约有4000余种浮游藻类，其中约300种是可导致海水变色的赤潮种。在300种赤潮种中约有70种能产生毒素，可通过鱼或贝类等食物链对人类造成毒害，可造成人类消化系统或神经系统中毒，如麻痹性贝毒（psp）、腹泻性贝毒（dsp）、神经性贝毒（nsp）、记忆缺失性贝毒（asp），严重的还可致死。此外，还可造成大量的养殖贝类、虾类、蟹类和鱼类中毒死亡。保护动物，如鳟鱼、海豚、海牛、海鸟、海狮、海鲸也有中毒致死的报道。在赤潮消失期，赤潮生物大量死亡和分解，耗尽了水中的溶解氧，分解物产生大量的有害气体，恶臭难闻，严重威胁海洋养殖业和旅游业

47、的发展。 测定磷：分总磷和无机磷两种。氮：氨氮，硝酸氮、亚硝酸氮、凯氏氮、总氮。凯氏氮氨氮有机氮使用仪器：分光光度计，方法，消解、显色、滴定、电极等2.2 ph天然水体：69污染来源：工业废水中的酸碱及酸雨作用：影响水生态平衡，影响污水处理工艺的运行2.3 重金属（有毒无机物）无机化学毒物比重大于4.5的金属。来源：采矿、冶炼等特点：点源污染，后果严重。 无机化学毒物包括金属和非金属两类。金属毒物主要为汞、铬、镉、铅、锌、镍、铜、钻、锰、钦、钒、钼等，特别是前几种危害更大。如汞进入人体后被转化为甲基汞，在脑组织内积累，破坏神经功能，无法用药物治疗，严重时能造成死亡。镉中毒时引起全身疼痛腰关节受

48、损、骨节变形，有时还会引起心血管病。金属毒物具有以下特点： 不能被微生物降解，只能在各种形态间相互转化、分散，如无机汞能在微生物作用下，转化为毒性更大的甲基汞； 其毒性以离子态存在时最严重，金属离子在水中容易被带负电荷的胶体吸附，吸附金属离子的胶体可随水流迁移，但大多数会迅速沉降，因此重金属一般都富集在排污口下游一定范围内的底泥中； 能被生物富集于体内，既危害生物，又通过食物链危害人体。如淡水鱼能将汞富集1000倍、镉300倍、铬200倍等； 重金属进入人体后，能够和生理高分子物质，如蛋白质和酶等发生作用而使这些生理高分子物质失去活性，也可能在人体的某些器官积累，造成慢性中毒，其危害有时需10

49、一20年才能显露出来。重要的非金属毒物有砷、硒、氰、氟、硫、亚硝酸根等。如砷中毒时能引起中枢神经紊乱，诱发皮肤癌等。亚硝酸盐在人体内还能与仲胺生成亚硝胺，具有强烈的致癌作用。必须指出的是许多毒物元素，往往是生物体所必需的微量元素，只是在超过一定限值时才会致毒（与医学、微量元素营养学等有交叉）。另：放射性物质核工业废物癌症，遗传性损害 测定：分光光度法、原子吸收分光光度法、阳极溶出伏安法、容量法（常量金属等。分光光度法、原子吸收分光光度法最常用。 一般步骤：消解还原过剩氧化剂加入显色剂萃取洗净比色三、 生物性指标 （环境微生物学、生态毒理学）1、 细菌总数：反映水体受细菌污染的程度。2、 大肠杆

50、菌：水样被粪便污染的程度。3、 利用生态毒理学的研究成果，利用指示生物作为监测手段进行某些特定指标的监测。提问：生物性指标和化学性指标那种更好？生物群落法：水生生物：浮游生物（植物动物），着生生物，底栖动物，鱼类、细菌等污水生物系统法（saprobien system）（种群变化）；生物指数法（biotic index）（大型无脊椎动物、硅藻）水生生物毒性试验：藻类法、大型溞、鱼类作为毒性试验对象。急性(acute)、慢性毒性(chronic)；静水式、流水式（中、长期慢性试验）底质监测：沉积在水体底部堆积物质统称。一般不包括工厂废水沉积物和废水处理场污泥。 脱水（自然风干、真空冷冻干燥等）筛

51、分分解（氧化剂等）或提取（水、有机溶剂等） 含水率校正。第六章 大气污染监测大气污染是指大气中污染物质的浓度达到了有害程度，以致破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人和物造成危害的现象。目前世界上各地的大气污染主要是人为原因造成的。迄今为止，世界上发生的11次重大污染事件中，有7件属于强烈的大气污染造成的，因而大气污染尤为人们所关注。一、大气污染物据目前所知，对环境和人类产生危害的大气污染物不下100种。其中影响范围广、具有普遍性的污染物主要有颗粒物、二氧化碳、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等。依照污染物的存在形态，可分为颗粒污染物和气态污染物。依照与污染源的关系，可分为一次污染物与二次

52、污染物。(1) 颗粒污染物进入大气的固体粒子和液体粒子均属于颗粒污染物，降尘（直径大于10微米，易于沉降）和飘尘（小于10微米，飘于空中，易随呼吸进入肺脏，在肺泡积累，并进入血液进入全身，危害很大，可吸入颗粒物ip）按粒径大小及状态分为尘粒、粉尘、烟、雾。 尘粒：大于75微米 粉尘：小于75微米大于10微米 雾：指一般粒径小于10微米的小液体粒子的总称。水雾、酸雾、碱雾、油雾等都属之。 烟： 0.01-1微米气溶胶烟雾：二氧化硫和煤烟氧化剂、紫外线三氧化硫水蒸气硫酸烟雾 (2) 气态污染物（分子态）以气体形式进入大气的污染物为气态污染物，其种类繁多，但对大气环境危害较大的主要有5种污染物。 硫

53、化物。主要指so2、so3和h2s等。 碳氧化物。如co和co2。 氮氧化物。主要的是no、no2、nh3等。 碳氢化合物。主要指有机废气，如烃、醇等，尤其是多环芳烃化合物，如3，4-苯并芘。 卤素化合物。主要是含氯与含氟的化合物，如hcl、hf、sif4等。(3) 一次和二次污染物直接从各种排放源进入大气的各种气体、蒸汽和颗粒物都属于一次污染物。大气中的一次污染物如碳氢化合物和nox等，在阳光作用下发生光化学反应，生成臭氧、醛、酮、过氧乙酰硝酸酯(pan)等污染物，即为二次污染物，多为气溶胶，颗粒小，毒性较大光化学烟雾：汽车污染源排放的氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物阳光光化学反应臭氧、pan、醛类等物质悬浮于大气中构成。二次污染事故中有伦敦型烟雾、洛杉矶型烟雾以及工业型光化学烟雾。随时间变化规律：一次污染物：中午低，两头高。二次污染物：中午高，两头低。因此，锻炼时间最适宜：下午4点半后二、大气污染问题2.1 全球大气污染问题温室效应、酸雨、臭氧层破坏、对生物急慢性危害等方面。(1) 温室效应大气中某些微量气体含量增加而引起的地球平均气温上升的现象称为温室效应。这类微量气体叫做温室气体，主要包括co2、ch4、o3、n2o、cfc(氯氟烃)