环境科学与工程导论环境分析与环境监测环境保护科学课件

第一节环境分析与环境监测概述一、环境分析与环境监测的概念环境分析是运用量的化学因素进行分析研究的方法，是环境化学的一个分支学科，也为分析化学开辟了新的研究领域。环境分析的工作流程第一节环境分析与环境监测概述环境分析的工作流程1环境监测是利用物理的、化学的和生物的方法，对影响环境质量的因素中有代表性的因子（包括化学污染物、物理污染因子和生物污染因子）进行长时间的监视和测定，它可弥补单纯用化学手段进行环境分析的不足。环境监测的工作流程环境监测是利用物理的、化学的和生物的方法，对影响环境质量的因2二、环境监测的特点1.环境监测的发展环境监测的发展大体上可分为三个阶段：依靠化学手段,以分析环境中有害化学毒物为主要任务的被动监测阶段。以化学、物理和生物等综合手段进行区域性监测的主动监测阶段。用遥感、遥测等手段和自动连续监测系统对污染因子进行自动、连续监测,甚至预测环境质量的自动监测阶段。二、环境监测的特点32.环境污染因子特点(1)污染物质种类繁多环境中污染物质种类繁多,且同一种物质也会以不同的形态存在.监测每一种污染物质几乎是不可能的,目前只能选择那些常见、毒性大、对环境影响较大的污染物质作为优先监测的对象.美国提出了水体中六大类129种污染物质作为优先监测污染物。我国于1989年提出了包括14类68种污染物的“中国环境优先污染物黑名单”。2.环境污染因子特点4环境科学与工程导论环境分析与环境监测环境保护科学课件5（2）污染物质浓度低

污染物质进入环境中后，经过大气、水的稀释，其在环境中的含量是很低的，浓度往往是10-6、10-8，甚至是10-12级的，这就对环境监测方法的灵敏度、检测限提出了较高的要求，有时还要对多环境样品进行分离、富集等预处理后，才能满足监测的要求。

（3）污染物质的时空分布性污染源排放的污染物质或污染因子的强度随时间而变化，污染物和污染因子进入环境后，随空气和水的流动而被稀释、扩散，其扩散速度取决于污染因子的性质。考虑到污染因子的时间和空间的分布性，设计出科学的环境监测计划，从而对环境质量进行比较客观的监测。（4）污染因子的综合效应多种污染因子同时作用于环境时，表现出并非单个污染因子效应的简单相加。这就要求我们考虑多种因素同时存在时对环境的综合效应。（2）污染物质浓度低63.环境监测的特点（1）综合性包括环境监测的手段的多样性（物理、化学、生物等一切能表达环境污染因子的方法都已被用于环境监测）、监测对象的多样性（环境监测的对象包括水、大气、土壤、固体废物、生物等客体）等方面。（2）连续性环境污染因子的时空分布性决定了环境监测必须坚持长期连续测定，才能从大量的数据中揭示污染因子的分布和变化规律，进而预测其变化趋势。（3）追踪性环境监测是一个复杂的过程，包括监测项目的确定，监测方案的设计，样品的采集、运送、处理，实验室测定和数据处理等程序，每一步骤都将对结果产生影响。特别是区域性的大型监测项目，参与监测的人员、实验室和仪器各不相同，为了保证监测结果的准确性，建立一套完善的质量保证体系是十分必要的。3.环境监测的特点7三、环境监测的作用和目的1.环境监测的作用环境监测对环境科学研究和环境保护是十分必要的，具体体现在：（1）环境监测提供了及时、准确的环境质量信息。这些信息是确定环境管理目标、进行环境决策的重要依据。（2）具有中国特色的强化环境管理制度的贯彻执行要依靠环境监测，否则所制定的制度和措施将流于形式。（3）评价环境管理的效果必须依靠环境监测的结果，否则难以提高科学管理环境的水平。三、环境监测的作用和目的82.环境监测的目的环境监测的最终目的是提供及时、准确、全面反映环境质量和污染源现状及发展趋势的信息，为环境管理、环境规划和环境治理提供科学的依据。（1）根据相关环境质量标准，对环境质量进行评价。（2）根据环境污染状况，对污染源进行追踪，确定污染最严重的区域，为防治污染提供依据，并对治理效果进行评价。（3）研究环境污染因子扩散模式，为新污染源的评价和环境预报提供依据。（4）收集环境本底数据，为环境质量标准、环境保护法规等的制定和修订提供科学依据。2.环境监测的目的9四、环境监测的分类可以按监测目的和监测对象的不同来分类：1.按监测目的分类（1）常规性监测常规监测又称例行监测或监视性监测，是对指定的项目进行长期、连续的监测，以确定环境质量和污染源状况、评价环境标准的实施情况和环境保护工作的进展等，是环境监测部门的日常工作。（2）应急性监测应急监测又称特定目的监测，主要是指：污染事故监测仲裁监测考核验证监测咨询服务监测（3）研究性监测针对特定目的的科学研究所进行的高层次检测。如环境监测新方法的建立、环境标准物质的研制、环境本底值的确定等。四、环境监测的分类102.按监测对象分类（1）水质污染监测（2）大气污染监测（3）土壤污染监测（4）固体废弃物监测（5）生物污染监测（6）噪声污染监测（7）放射性污染监测3.按照专业部门分类环境监测可分为卫生监测、气象监测和资源监测等。2.按监测对象分类11环境监测是在严格的技术标准、操作规范和质量保证体系中完成的。法定程序有：(1)现场调查与资料收集；(2)确定监测项目；(3)确定监测点位、采样时间和方法；(4)选择和确定环境样品的保存方法；(5)环境样品的分析测试；(6)数据处理与结果上报或发送。第二节环境监测的程序环境监测是在严格的技术标准、操作规范和质量保12一、调查研究和收集资料在制定环境监测方案之前，应尽可能收集被监测对象及所处区域的相关资料。如监测地面水质时：要收集水体的水文、地质、地貌和气候资料；水体沿岸城市分布、工业布局、污染源分布及污染排放资料；水体沿岸资源分布，饮用水、重点水源保护区、土地功能和使用计划以及历年的水质资料等。如监测大气污染时：要收集污染源的类型、分布及排放资料；监测区域的气象资料、土地利用情况和功能分区资料、人口分布及人群健康资料等。环境科学与工程导论环境分析与环境监测环境保护科学课件13二、监测网点的设计1.监测断面的设置（1）水质监测断面的设置水质监测采样点布置的原则根据河流的不同断面，将采样点分为对照点、控制点、削减点和背景点。河流监测断面的设置设置三种断面，对照断面、控制断面和削减断面，可补充背景断面。湖泊、水库监测断面的设置对湖泊、水库，要根据汇入的河流数量、沿岸污染源分布、水体的径流量等情况，按采样点布置的原则设置监测断面。二、监测网点的设计14（2）大气监测断面的设置大气监测采样点布置的原则对采样点设置的要求：在整个监测区域高、中、低不同污染物浓度的地方都应设置采样点；在污染源集中的情况下，应在下风向多设置采样点，上风向设置少量采样点作为对照；工矿区、交通密集区、污染物超标区及人口集中的区域，要增设采样点，城郊、污染物浓度低的地区和农村，可减少采样点。采样点应避开树木和吸附能力强的建筑物，交通密集区的采样点要距人行道至少1.5m，采样口水平线与建筑物高度的夹角不应大于300。采样点的高度应根据监测目的而定。各采样点设置条件应一致或标准化，以使检测结果有可比性。大气监测网点的设置有同心圆法、扇形布点法等多种形式。（2）大气监测断面的设置152.监测站点的数目（1）水质监测采样点的数目水深小于5m时，只在水面下0.3~0.5m处设置一个采样点；当水深在5~10m时，在水面下0.3~0.5m和河底以上0.5m处各设一个采样点。水深在10~50m时，在水面下0.3~0.5m、河底以上0.5m和1/2水深处各设一个采样点。当水深超过50m时，应酌情增加采样点的数目。（2）大气监测采样点的数目我国1986年颁布的大气监测技术规范中明确规定了城市大气监测点的数目2.监测站点的数目16三、采样时间和频率采样时间是指每次采样过程所经历的时间；采样时间依据监测目的、污染物分布特征等因素决定。采样频率是指单位时间内采样的次数。采样频率则取决于污染物内在的变异性和评价环境质量所需数据的精确程度。1.水质监测采样的时间和频率（1）对于水系的采样（2）对于废水的采样瞬时水样平均水样平均比例水样三、采样时间和频率172.大气监测采样点的时间和频率（1）采样时间短期采样间歇性采样长期采样长期采样是指在一段较长时间内，连续自动采样测定。（2）采样频率采用连续自动采样监测仪器，采样频率可以达到很高，对于间歇性采样，则采样频率就比较低。2.大气监测采样点的时间和频率18四、样品的采集和保存1.水样的采集和保存（1）水样的采集涉水采样桥梁采样一般采样索道采样（2）水样的保存水样的保存依监测项目不同而定。四、样品的采集和保存192.大气样品的采集大气样品的采样方法和采样设备取决于污染物质在大气中存在的形态、浓度、分析检测方法的灵敏度等。当大气中污染物浓度较高或分析检测方法的灵敏度足够高时，可选用直接采样法。当大气中污染物浓度较小或分析检测方法的灵敏度不够高时，可选用浓缩采样法。（1）直接采样法采气管法注射器采样法真空瓶采样法塑料袋采样法2.大气样品的采集20（2）浓缩采样法溶液吸收法固体阻留法滤纸滤膜阻留法采样管法低温冷凝法（2）浓缩采样法21五、样品的预处理常用的处理方法有：1.过滤2.灰化处理（1）湿法消化硝酸-硫酸消化硝酸-高氯酸消化（2）干法灰化3.提取（1）振荡浸取（2）组织捣碎（3）脂肪提取器提取五、样品的预处理22第一节环境分析与环境监测概述一、环境分析与环境监测的概念环境分析是运用量的化学因素进行分析研究的方法，是环境化学的一个分支学科，也为分析化学开辟了新的研究领域。环境分析的工作流程第一节环境分析与环境监测概述环境分析的工作流程23环境监测是利用物理的、化学的和生物的方法，对影响环境质量的因素中有代表性的因子（包括化学污染物、物理污染因子和生物污染因子）进行长时间的监视和测定，它可弥补单纯用化学手段进行环境分析的不足。环境监测的工作流程环境监测是利用物理的、化学的和生物的方法，对影响环境质量的因24二、环境监测的特点1.环境监测的发展环境监测的发展大体上可分为三个阶段：依靠化学手段,以分析环境中有害化学毒物为主要任务的被动监测阶段。以化学、物理和生物等综合手段进行区域性监测的主动监测阶段。用遥感、遥测等手段和自动连续监测系统对污染因子进行自动、连续监测,甚至预测环境质量的自动监测阶段。二、环境监测的特点252.环境污染因子特点(1)污染物质种类繁多环境中污染物质种类繁多,且同一种物质也会以不同的形态存在.监测每一种污染物质几乎是不可能的,目前只能选择那些常见、毒性大、对环境影响较大的污染物质作为优先监测的对象.美国提出了水体中六大类129种污染物质作为优先监测污染物。我国于1989年提出了包括14类68种污染物的“中国环境优先污染物黑名单”。2.环境污染因子特点26环境科学与工程导论环境分析与环境监测环境保护科学课件27（2）污染物质浓度低

污染物质进入环境中后，经过大气、水的稀释，其在环境中的含量是很低的，浓度往往是10-6、10-8，甚至是10-12级的，这就对环境监测方法的灵敏度、检测限提出了较高的要求，有时还要对多环境样品进行分离、富集等预处理后，才能满足监测的要求。

（3）污染物质的时空分布性污染源排放的污染物质或污染因子的强度随时间而变化，污染物和污染因子进入环境后，随空气和水的流动而被稀释、扩散，其扩散速度取决于污染因子的性质。考虑到污染因子的时间和空间的分布性，设计出科学的环境监测计划，从而对环境质量进行比较客观的监测。（4）污染因子的综合效应多种污染因子同时作用于环境时，表现出并非单个污染因子效应的简单相加。这就要求我们考虑多种因素同时存在时对环境的综合效应。（2）污染物质浓度低283.环境监测的特点（1）综合性包括环境监测的手段的多样性（物理、化学、生物等一切能表达环境污染因子的方法都已被用于环境监测）、监测对象的多样性（环境监测的对象包括水、大气、土壤、固体废物、生物等客体）等方面。（2）连续性环境污染因子的时空分布性决定了环境监测必须坚持长期连续测定，才能从大量的数据中揭示污染因子的分布和变化规律，进而预测其变化趋势。（3）追踪性环境监测是一个复杂的过程，包括监测项目的确定，监测方案的设计，样品的采集、运送、处理，实验室测定和数据处理等程序，每一步骤都将对结果产生影响。特别是区域性的大型监测项目，参与监测的人员、实验室和仪器各不相同，为了保证监测结果的准确性，建立一套完善的质量保证体系是十分必要的。3.环境监测的特点29三、环境监测的作用和目的1.环境监测的作用环境监测对环境科学研究和环境保护是十分必要的，具体体现在：（1）环境监测提供了及时、准确的环境质量信息。这些信息是确定环境管理目标、进行环境决策的重要依据。（2）具有中国特色的强化环境管理制度的贯彻执行要依靠环境监测，否则所制定的制度和措施将流于形式。（3）评价环境管理的效果必须依靠环境监测的结果，否则难以提高科学管理环境的水平。三、环境监测的作用和目的302.环境监测的目的环境监测的最终目的是提供及时、准确、全面反映环境质量和污染源现状及发展趋势的信息，为环境管理、环境规划和环境治理提供科学的依据。（1）根据相关环境质量标准，对环境质量进行评价。（2）根据环境污染状况，对污染源进行追踪，确定污染最严重的区域，为防治污染提供依据，并对治理效果进行评价。（3）研究环境污染因子扩散模式，为新污染源的评价和环境预报提供依据。（4）收集环境本底数据，为环境质量标准、环境保护法规等的制定和修订提供科学依据。2.环境监测的目的31四、环境监测的分类可以按监测目的和监测对象的不同来分类：1.按监测目的分类（1）常规性监测常规监测又称例行监测或监视性监测，是对指定的项目进行长期、连续的监测，以确定环境质量和污染源状况、评价环境标准的实施情况和环境保护工作的进展等，是环境监测部门的日常工作。（2）应急性监测应急监测又称特定目的监测，主要是指：污染事故监测仲裁监测考核验证监测咨询服务监测（3）研究性监测针对特定目的的科学研究所进行的高层次检测。如环境监测新方法的建立、环境标准物质的研制、环境本底值的确定等。四、环境监测的分类322.按监测对象分类（1）水质污染监测（2）大气污染监测（3）土壤污染监测（4）固体废弃物监测（5）生物污染监测（6）噪声污染监测（7）放射性污染监测3.按照专业部门分类环境监测可分为卫生监测、气象监测和资源监测等。2.按监测对象分类33环境监测是在严格的技术标准、操作规范和质量保证体系中完成的。法定程序有：(1)现场调查与资料收集；(2)确定监测项目；(3)确定监测点位、采样时间和方法；(4)选择和确定环境样品的保存方法；(5)环境样品的分析测试；(6)数据处理与结果上报或发送。第二节环境监测的程序环境监测是在严格的技术标准、操作规范和质量保34一、调查研究和收集资料在制定环境监测方案之前，应尽可能收集被监测对象及所处区域的相关资料。如监测地面水质时：要收集水体的水文、地质、地貌和气候资料；水体沿岸城市分布、工业布局、污染源分布及污染排放资料；水体沿岸资源分布，饮用水、重点水源保护区、土地功能和使用计划以及历年的水质资料等。如监测大气污染时：要收集污染源的类型、分布及排放资料；监测区域的气象资料、土地利用情况和功能分区资料、人口分布及人群健康资料等。环境科学与工程导论环境分析与环境监测环境保护科学课件35二、监测网点的设计1.监测断面的设置（1）水质监测断面的设置水质监测采样点布置的原则根据河流的不同断面，将采样点分为对照点、控制点、削减点和背景点。河流监测断面的设置设置三种断面，对照断面、控制断面和削减断面，可补充背景断面。湖泊、水库监测断面的设置对湖泊、水库，要根据汇入的河流数量、沿岸污染源分布、水体的径流量等情况，按采样点布置的原则设置监测断面。二、监测网点的设计36（2）大气监测断面的设置大气监测采样点布置的原则对采样点设置的要求：在整个监测区域高、中、低不同污染物浓度的地方都应设置采样点；在污染源集中的情况下，应在下风向多设置采样点，上风向设置少量采样点作为对照；工矿区、交通密集区、污染物超标区及人口集中的区域，要增设采样点，城郊、污染物浓度低的地区和农村，可减少采样点。采样点应避开树木和吸附能力强的建筑物，交通密集区的采样点要距人行道至少1.5m，采样口水平线与建筑物高度的夹角不应大于300。采样点的高度应根据监测目的而定。各采样点设置条件应一致或标准化，以使检测结果有可比性。大气监测网点的设置有同心圆法、扇形布点法等多种形式。（2）大气监测断面的设置372.监测站点的数目（1）水质监测采样点的数目水深小于5m时，只在水面下0.3~0.5m处设置一个采样点；当水深在5~10m时，在水面下0.3~0.5m和河底以上0.5m处各设一个采样点。水深在10~50m时，在水面下0.3~0.5m、河底以上0.5m和1/2水深处各设一个采样点。当