第八章环境监测及环境质量评价

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1、第八章 环境监测及环境质量评价第一节 环境监测一、环境监测的目的1环境监测基本概念随着社会进步、科技发展自然界储存的资源被广泛地开采和利用，新的物质不断合成应用，大量的化学物质也被引入环境，在环境中积累，产生了一定的环境公害，甚至超过了环境容量，使我们的生存环境质量变化。为了寻找环境变化的原因，更好地保护环境，就必须先从环境中污染物的来源、性质、含量入手。于是，环境监测就应运而生，并在环境科学中发挥重要的作用。环境监测是在环境分析的基础上发展而来的，环境分析是以环境中基本物质为单位，以对物质进行定性、定量分析为基础，从而对影响环境质量的原因进行研究的一门科学。环境分析的主要对象为工业、农业、交

2、通、生活中污染源排放出来的污染物，也包括大气、水体、土壤等各种材料中的污染物。其分析方式，可以现场测定，也可以采集样品在实验室测定。环境分析为环境化学、环境医学、环境工程学、环境经济学提供各种污染物的性质及含量等数据。但判断环境质量的好坏，仅对单个污染物样品短时分析是不够的，需要有代表环境质量的各种标志数据，及各种污染物在一定范围的长时间数据，才能对环境质量进行准确的评价。这不仅需要对污染物的化学性质、含量的确定，还需要对其物理性质进行测定。物理测定是指测定那些与物理量有关的现象或状态。包括对物理（或能量）因子热、声、光、电磁辐射、振动及放射性等强度、能量和状态的测定，利用物理原理和测量工艺相

3、结合，可以实现连续化、自动化。此外，环境中生物信息也不容忽视，生物长期生活在环境中，不仅可以反映出多种因子污染的综合效应，也能反映环境污染的历史状况。所以，生物监测可以为环境治理提供较物理测定和化学分析更全面的信息。生物监测这种利用生物对环境污染所发生的各种信息作为判断环境污染的一种手段，在环境监测中发挥日益丰富的作用。环境监测就是在环境分析基础上，运用化学、生物学等方法，间断或连续地测定代表环境质量的指标数据，研究环境污染物的检测技术，监测环境质量变化的过程。2环境监测的目的环境监测是环境科学的一个分支科学，其目的是准确、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

4、划等提供科学依据。具体如下：（1）收集环境中污染物的本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据。（2）根据环境质量标准和监测到的环境污染物数据，评价环境质量。（3）根据污染特点、分布情况和环境条件，追踪寻找污染源，为实现监督管理，控制污染提供依据。（4）为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源、制定环境法规、标准、规划等服务。3环境监测的分类：根据环境监测的目的不同，可将其分为：（1）监视性监测：监视性监测是指对污染源排放和区域环境质量以及环境污染趋势进行的例行监测。它是环境监测的主体，是环境综合整治和环境管理的基础。监测的内容包括：污染源排

5、放的监控。即在工业、生活等污染源排放口设置自动监测仪器，或定期采样，测定有害物质的瞬间浓度，单位时间平均浓度和排放量，污染物形态等，并建立监测台帐及污染源档案，编制表报、判断排放标准执行情况和治理措施效果，为环境总量控制提供依据。区域环境的趋势监测。定期、定点年复一年地测定大气、水体、土壤、生物等环境要素中已知污染物的形态浓度在时间和空间的分布状况，并调查或测定影响环境质量变化的气象、水文、地质、地理、社会生产、能源和人口情况，综合分析环境质量现状、问题和变化趋势，提出改善环境质量和实现环境目标的对策。其发展方向是进一步扩大监视视野和增强监视功能，建立综合观测体系和国际合作监测网络，对多要素进

6、行同步监测，并运用现代信息传递系统，使世界环境状况瞬间进入视野，实现对环境质量的有效控制。污染趋势监测基本上是采用各种监测网（如水质监测网），在设置的测定点上长时间、年复一年不间断的收集数据，用以评价污染现状及变化趋势，以及环境改善所取得的进展等。（2）研究性监测：研究性监测是为研究环境质量，发展监测分析方法、监测技术和监测管理而进行的探索。是推动环境监测和环境科学发展的基础性工作。主要包括：研究环境质量。如研究环境背景值，分析环境质量变化趋势，鉴定污染因素，验证污染物扩散模式，为制定环境标准提供依据，为环境科研提示方向，为预测预报环境质量服务。研究监测方法。如研究布点、采样优化方法，环境分析

7、标准分析方法，监测质量保证方法，研制标准物质，研究监测数据处理方法，提高数据信息化程度及其应用价值。研究环境监测手段。主要是研制和鉴定采样与分析、在线监测与遥感遥测仪器，实现监测硬件系统标准化。研究和验证环境监测的管理方法。如监测网络管理方法，优化网络布局，建立和验证监测站的最大空间覆盖面和最合理的监测频率的数学模型；研究监测技术路线，确定监测的近期对策和远期目标；研究信息传递技术、提供监测情报和数据库的运营技术等。（3）特定目的监测（特例监测、应急监测） 这类监测多为严重污染发出警报，确定各种紧急情况下的污染程度和波及范围，以便污染造成危害之前采取措施。主要内容包括：污染事故监测：在发生污染

8、事故时及时深入事故地点进行应急监测，确定污染物的种类、扩散方向、速度和污染程度及危害范围，查找污染发生的原因，为控制污染事故提供科学依据。这类监测常采用流动监测（车、船等）、简易监测、低空航测、遥感等手段。 纠纷仲裁监测 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，提供公证数据。 仲裁监测应由国家指定的具有质量认证资质的部门进行，以提供具有法律效力的数据，供执法部门仲裁。考核验证监测 包括人员考核、方法验证、新建项目的环境考核评价、排污许可证制度考核监测、项目验收监测、污染治理项目竣工时的验收监测。 咨询服务监测 为政府部门、科研机构、生产单位所提供的服务性监测。为国家政府部门制

9、订环境保护法规、标准、规划提供基础数据和手段。如建设新企业应进行环境影响评价时，需要按评价要求进行监测。二、环境监测的内容环境监测的过程一般为接受任务，现场调查和收集资料，监测计划设计，优化布点，样品采集，样品运输和保存，样品的预处理，分析测试，数据处理，综合评价等。根据监测对象不同，可分为如下几类：1. 大气环境监测清洁的空气是人类和生物赖以生存的环境要素之一，随着工业及交通的发展，大量有害物质如粉尘、二氧化硫、一氧化碳、碳氢化合物等排放到空气中。当这些有害物质浓度超过大气的环境容量时，就会破换大气环境、对人体健康和动植物产生危害，也会腐蚀各种建筑物和材料，这种情况即空气污染。大气环境监测就

10、是通过对大气中污染物质进行定期或连续的监测，判断是否符合环境空气质量标准或环境规划的要求，为空气质量状况评价、研究大气中污染物迁移、转化和治理提供依据。大气中的主要污染物有二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳以及颗粒污染物等。各种污染物监测方法如下：（1）二氧化硫测定二氧化硫是最常见的硫氧化物，大气主要污染物之一。许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时也会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分）。二氧化硫是无色气体，有强烈刺激性气味，能通过呼吸道进入气管，对局部组织产生刺激和腐蚀作用，是诱发支气管炎等疾病的原因之一。二氧化硫与空气中的烟尘有

11、协同作用，可加重对呼吸道粘膜的损害，使呼吸道疾病发病率增高。测定空气中的二氧化硫常用的方法有分光光度法、紫外荧光法、电导法、库仑滴定法、气相色谱法等。其中紫外荧光法和电导法主要用于自动监测。分光光度法是采用四氯汞钾、甲醛缓冲溶液等吸收液吸收二氧化硫气体，再与络合剂反应生成紫红色的络合物，可用分光光度法进行定量分析测定。现颁布的大气质量分析方法标准，共规定了两个大气中二氧化硫含量的测定方法，即四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法（GB/T89701988） 和甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法（GB/T152621994）。四氯汞盐-盐酸副玫瑰苯胺比色法空气中的二氧化硫被四氯汞钾溶液吸收后，生成稳定的二氯

12、亚硫酸盐络合物，该络合物与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色络合物，其颜色深浅与吸收液中二氧化硫的含量成正比，用分光光度法在575nm 处进行测定。使用这种方法测定时需要注意的是显色反应受温度、酸度、显色时间影响较大，监测时标准溶液和试样溶液操作条件应保持一致，另外，氮氧化物、臭氧及锰、铁、铬等离子对测定有干扰，采样后放置片刻可使臭氧自行分解，加入磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐可减小或消除某些金属离子的干扰。该方法是国内外广泛采用的测定空气中二氧化硫的标准方法，具有灵敏度高、选择性好等优点，但缺点是吸收液毒性较大。甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法空气中的二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟基甲

13、基磺酸加成化合物，加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与盐酸副玫瑰苯胺反应，生成紫红色络合物，用分光光度法在577nm 处进行测定。用甲醛缓冲液吸收-副玫瑰苯胺分光光度法测定二氧化硫，其优点是避免使用毒性大的四氯汞钾吸收液。该方法在灵敏度、准确度方面均可与使用四氯汞钾吸收液的方法相媲美，样品采集后相当稳定，但操作条件要求较严格。钍试剂分光光度法空气中的二氧化硫用过氧化氢溶液吸收并氧化为硫酸。SO42-与定量加入的过量高氯酸钡反应，生成硫酸钡沉淀，剩余钡离子与钍试剂作用生成钍试剂-钡络合物（紫红色）。根据颜色深浅，用分光光度法间接进行定量测定。该方法也是国际标准化组织（ISO）推荐的测定

14、二氧化硫标准方法。它所用的吸收液无毒，采集样品后稳定，但灵敏度较低，所需气体样品体积大，适合测定二氧化硫日平均浓度。（2）氮氧化物测定大气中氮氧化物的主要成分为一氧化氮和二氧化氮。一氧化氮在大气中可逐渐氧化成二氧化氮。大气中的氮氧化物污染物的主要来源是：石化燃料的高温燃烧；硝酸和硫酸制造工业、氮肥工厂、硝化工艺、硝酸处理或熔解金属、硝酸盐的熔炼等工艺过程中排放的废气；城市汽车尾气等。当氮氧化物与碳氢化合物共存于大气中时，经阳光紫外线照射，发生光化学反应，生成光化学烟雾。二氧化氮使植物枯黄。一氧化氮毒性不大，只有轻度刺激性，高浓度时可引起变性血红蛋白的形成和中枢神经系统的轻度障碍等。大气中氮氧化

15、物和二氧化氮的检测方法有分光光度法、化学发光法及原电池库仑滴定法等。环境空气质量标准(GB30951996)指定环境空气中二氧化氮和氮氧化物检测的方法标准为二氧化氮的测定Saltzman 法(GB/T15435-1995)和氮氧化物的测定Saltzman法(GB/T15436-1995)。二者均为分光光度法。盐酸萘乙二胺分光光度法用对氨基苯磺酸、无水乙酸和盐酸萘乙二胺配制成吸收液采样，空气中的二氧化氮与吸收液中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色的偶氮染料，其颜色深浅与气样中二氧化氮的含量成正比，于波长540545nm 之间，测定吸光度，进行定量分析。酸性高锰酸钾溶

16、液氧化法采样时取两支内装吸收液的多孔玻板吸收瓶和一支内装酸性高锰酸钾的氧化瓶，按吸收瓶氧化瓶吸收瓶的顺序连接。当空气通过吸收瓶时，二氧化氮被串联的第一支吸收瓶中的吸收液吸收生成玫瑰红色的偶氮染料。空气中的一氧化氮不与第一支吸收瓶中的吸收液反应，进入串联在两支吸收瓶中间的氧化瓶内，被氧化瓶内的酸性高锰酸钾溶液氧化为二氧化氮，然后进入第二支吸收瓶中，被吸收液吸收生成玫瑰红色偶氮染料，于波长540545nm 之间处测定两支吸收瓶中吸收液的吸光度。三氧化铬-石英砂氧化法将装有三氧化铬-石英砂的双球氧化管用硅橡胶管连接在吸收瓶前面。空气中的一氧化氮被三氧化铬氧化为二氧化氮，再进入吸收瓶，二氧化氮与吸收液

17、中的对氨基苯磺酸进行重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，于波长540545nm 之间处测定吸光度。（3）一氧化碳一氧化碳是大气中的主要污染物质之一，一氧化碳的主要来源是炼焦、炼钢、炼铁、炼油、汽车尾气及家庭用煤的不完全燃烧产物等。CO是无色无臭的气体，是一种窒息性的有毒气体，由于CO 和血液中有输氧能力的血红蛋白的亲和力比氧气和血红蛋白的亲和力大200300 倍，因而能很快和血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，使血液的输氧能力大大降低，导致心脏、头脑等重要器官严重缺氧。大气中CO的测定方法有非色散红外吸收法、气相色谱法、定电位电解法、间接冷原子吸收法等。我国颁布的空气质量CO测定

18、的方法标准为非色散红外吸收法（GB98011988）。非色散红外法是通过一氧化碳对红外光的特征吸收进行定量分析。其依据是一氧化碳对特征波长的吸收强度与一氧化碳的浓度之间的关系遵守朗伯-比尔定律，故可根据吸光度测定CO的浓度。气相色谱法气相色谱法的原理是基于不同物质在相对运动的两相中具有不同的分配系数，当这些物质随流动相移动时，就在两相之间进行反复多次分配，使原来分配系数只有微小差异的各组分得到很好的分离，依次送入检测器测定达到分离、分析各组分的目的。大气中CO、CO2、和CH4经TDX01碳分子筛柱分离后，于氢气流中在镍催化剂（36010）作用下，CO、CO2转化为CH4，然后用氢火焰离子化检

19、测器分别测定上述三种物质，出峰顺序为：CO、CH4、CO2。先用气样测校正值： 然后测定气样 （4）臭氧的测定臭氧是大气中的重要微量气体成分之一，90%的臭氧集中于平流层中，是地球大气中能有效吸收太阳紫外辐射的重要气体。但是在低层大气中（对流层），臭氧是氧化性光化学烟雾的主要参与者。在紫外线的作用下，大气中的烃类、NOx 和氧化剂之间发生一系列光化学反应，生成光化学烟雾。大气中O3 的测定方法有分光光度法、化学发光法、紫外光度法等。我国颁布的空气质量O3 测定的方法标准为靛蓝二磺酸钠分光光度法（GB/T154371995）和紫外光度法(GBT154381995)。靛蓝二磺酸钠分光光度法空气中的

20、臭氧，在磷酸盐缓冲溶液存在下，与吸收液中蓝色的靛蓝二磺酸钠（C16H18Na2O8S2，简称IDS）等摩尔反应，褪色生成靛红二磺酸钠。在610nm 处测量吸光度。该方法适用于测量环境中高含量的臭氧，当采样体积为530L时，测定质量浓度范围为0.0301.200mg/m3。二氧化氮产生正干扰；空气中二氧化硫、硫化氢、过氧乙酰硝酸酯(PAN)和氟化氢的浓度分别高于750gm3、110gm3、1800gm3 和2.5gm3 时，产生负干扰。硼酸碘化钾分光光度法用含有硫代硫酸钠的硼酸碘化钾溶液作吸收液采样，空气中的O3等氧化剂氧化碘离子为碘分子，而碘分子又立即被硫代硫酸钠还原，剩余硫代硫酸钠加入过量碘

21、标准溶液氧化，剩余碘于352nm处以水为参比测定吸光度。紫外光度法臭氧分子由三个氧原子组成。根据臭氧对254nm 波长的紫外光有特征吸收，且吸收程度与臭氧浓度之间的关系符合朗伯比尔定律进行定量分析。采用紫外臭氧分析仪的光源可以产生254nm 的紫外单色光，光辐射穿过吸收池被检测器接收。空气样品以恒定的流速进入仪器的气路系统，样品空气通过颗粒物过滤器滤去对臭氧测定有干扰的颗粒物。样品空气通过臭氧去除器可生成不含臭氧的零空气，零空气通过吸收池后被光检测器检测的光强度为I0，而不经过臭氧去除器的含臭氧样品气体通过吸收池时被光检测器检测的光强度为I，经数据处理器根据I/ I0计算出气样中臭氧浓度，直接

22、显示和记录消除背景干扰后的测定结果。（5）空气中颗粒物的测定空气中总悬浮颗粒物（TSP）的测定总悬浮颗粒物(TSP)是指飘浮在空气中的固体和液体颗粒物的总称，其粒径范围为0.1100m。监测方法采用重量法。重量法即通过具有一定切割特征的采样器，以恒速抽取一定体积的空气，空气中粒径大于100m 的颗粒被除去，小于100m 的悬浮颗粒物被截留在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜质量之差及气体采样体积，计算TSP 的质量浓度。滤膜经处理后，可进行组分分析。可吸入颗粒物（PM10）的测定一般将空气动力学当量直径10m 的颗粒物称为可吸入颗粒物，简称PM10。监测PM10的方法与TSP相似，采用重量法。气

23、体首先进入采样器附带的10m 以上颗粒物切割器，将采样气体中粒径大于10m 以上的微粒分离出去。小于这一粒径的微粒随气流经分离器的出口被阻留在已恒重的滤膜上，根据采样前后滤膜的质量差及采样体积，计算可吸入颗粒物的浓度(mgm3)。2.水环境监测水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。监测范围十分广泛，包括未被污染和已受污染的天然水（江、河、湖、海和地下水）及各种各样的工业排水等。主要监测项目可分为两大类：一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生化需氧量等；另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、

24、铅、铬、镉、汞和有机农药等。（1）水质状况综合指标的测定水温水的理化性质、pH值、水中溶解氧的浓度、水生生物和微生物的活动等都与水温的变化有关。水温应在现场测定，常用测量水温的仪器有水温计。水温计是安装于金属半圆槽壳内的水银温度表，下端连接一金属储水杯，温度计位于金属杯的中央，顶端的槽壳带一环，环上拴一定长度的绳子。测定水温时，将温度计插入水中，感温5分钟后，提出水面并读数。这种方法适用于测量水的表层温度，深层水温计的储水杯较大，上有上下活动门，放入水中和提升是自动开启和关闭，使水桶装满水样。pH值pH值表示水的酸碱度，天然水的pH值在69之间，当水体受到污染后，酸碱度可能会发生变化。测量水体

25、的pH值可以用pH试纸（粗略测量），比色法和电位法。比色法是基于各种酸碱指示剂在不同pH值的水中显不同颜色，根据指示剂的变色范围，用已知pH值的缓冲溶液加入指示剂，配制成一系列的标准溶液，再将相同的指示剂加入到待测水样中，与标准溶液比较得到水样的pH值；电位法是以pH玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，将二者与被测液组成原电池，根据电池电动势得出水样的pH值。溶解氧水中的溶解氧（dissolved oxygen）是指溶解在水中的分子态氧，简称DO。水中溶解氧的含量与大气压、水温和水质有密切的关系。在20、100kPa下，纯水里大约溶解氧9mg/L。有些有机化合物在好氧菌作用下发生生物降

26、解，要消耗水里的溶解氧。水里的溶解氧由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用会不断得到补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。溶解氧值是评价水体水质指标之一。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，否则说明水体污染严重，自净能力弱。常用的水中溶解氧的测定方法有碘量法和溶解氧仪。碘量法是在水中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀。加酸后，氢氧化物沉淀溶解，并与碘离子反应而释放出游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出

27、的碘，据滴定溶液消耗量计算溶解氧含量。溶解氧仪是一种稳定可靠、操作简单方便（可单手操作）的仪器，适合各行业水溶液中氧浓度(mg/L或ppm)和氧的饱和百分含量(%)及被测介质的温度（T）的测量，标配进口氧电极，采用极谱法测量，无需更换氧膜。适用于测量0.020.0mg/L 范围内的溶解氧。浊度浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及对光的散射特性等有关。浊度可用目视比浊法或浊度仪法进行测定。浊度仪是通过测定水样对一定波长光的透射或散射强度而实现

28、浊度测定的专用仪器，有透射光式浊度仪、散射光式浊度仪和透射光-散射光式浊度仪。散射光式浊度仪的测定原理基于：浊度仪发出光线，使之穿过一段样品，并从与入射光呈90的方向上检测散射光，散射光强度与水样浊度成正比。浊度仪既适用于野外和实验室内的测量，也适用于全天候的连续监测。色度色度是水质的外观指标，纯水无色透明，天然水中含有泥土、有机质、无机矿物质、浮游生物等，往往呈现一定的颜色。工业废水含有染料、生物色素、有色悬浮物等，是环境水体着色的主要来源。有颜色的水减弱水的透光性，影响水生生物生长和观赏的价值，而且还含有有危害性的化学物质。色度的测定方法有铂钴比色法和稀释倍数法。钴比色法是用氯铂酸钾和氯化

29、钴配制颜色标准溶液，与被测样品进行目视比较，以测定样品的颜色强度，即色度。稀释倍数法首先用文字描述水样的颜色种类和深浅程度，如深蓝色、棕黄色、暗黑色等，然后将水样用光学纯水稀释至用目视比较与光学纯水相比刚好看不见颜色时的稀释倍数作为表达颜色的强度，单位为倍。 悬浮物悬浮物（suspended solids）指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。水中的悬浮物测定指水样通过孔径为0.45m的滤膜，截留在滤膜上并于103105烘干至恒重的物质。测量时量取充分混合均匀的试样100mL抽吸过滤。使水分全部通过滤膜。再以每次

30、10mL蒸馏水连续洗涤三次，继续吸滤以除去痕量水分。停止吸滤后，仔细取出载有悬浮物的滤膜放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103105下烘干一小时后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量，即可计算水质中悬浮物的量。（2）水中重金属污染物的测定汞汞及其化合物属于剧毒物质，天然水含汞极少，水中汞污染的主要来源是贵金属冶炼、农药、军工等工业废水。汞的测定方法主要有双硫腙法、EDTA滴定法、冷原子吸收法、冷原子荧光法等。常用冷原子吸收法，基于汞原子蒸气对波长253.7nm的紫外光具有选择性吸收，在一定浓度下，吸光度与浓度成正比，测量吸光度，计算试样中汞的含量。镉镉是能在人体中蓄积、损害肾脏的一种金属。水

31、中镉的主要污染源有电镀、冶金、采矿的行业排放的污水。常用的镉的测定方法是原子吸收分光光度法，根据基态镉原子蒸气对该元素特征谱线的选择性吸收，采用镉空心阴极灯发射的特征谱线，穿越被测水样中经原子化后产生的镉原子蒸气，产生特征吸收，吸光度与镉原子浓度成正比，测量吸光度确定试样中镉的浓度。这种方法同样适用于测定水中其它重金属，如铜、锌、铅、铬等，测定不同金属时，采用相应元素的空心阴极灯。（3）水中非金属无机物的测定氨氮水中的氨氮是指以游离氨（NH3）和离子态氨（NH4+）形式存在的氮，两者的组成比取决于水的pH。氨氮的测定方法，常用纳氏试剂分光光度法、蒸馏-酸滴定法和电极法等。纳氏试剂分光光度法是利

32、用碘化汞和碘化钾的强碱性溶液与氨反应生成黄棕色胶态化合物，其颜色深浅与氨氮含量成正比，通常可在波长410425nm范围内测其吸光度，计算其含量。该方法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水中氨氮的测定，具有操作简便、灵敏度高等特点。氨氮含量较高时，可采用蒸馏-酸滴定法。总磷水中总磷的测定可以根据水质分析规定方法进行，水中的含磷化合物,在过硫酸钾的作用下,转变为正磷酸盐。正磷酸盐在酸性介质中,可同钼酸铵和酒石酸锑氧钾反应,生成磷钼杂多酸，再被抗坏血酸还原,生成蓝色络合物磷钼蓝。在700nm波长下,测定样品的吸光度。从用同样方法处理的校准曲线上,查出水样含磷量,计算总磷浓度,用P,mg/L表示

33、。本法最低检出浓度为0.01mg/L。 （4）有机化合物化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）化学需氧量表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化1升污水中有机物所需的氧量,可大致表示污水中的有机物的含量。COD是指示水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水体受有机物污染的程度。化学需氧量测定的标准方法是重铬酸钾法。其测定原理为：在硫酸酸性介质中，以重铬酸钾为氧化剂，硫酸银为催化剂，硫酸汞为氯离子的掩蔽剂，消解反应液硫酸酸度为9mol/L，加热使消解反应液沸腾，1482的沸点温度为消解温度，以水冷却回流加热反应反应2h，消解液自然冷却后，以试亚铁灵为指示剂，以硫酸亚铁铵溶液滴定

34、剩余的重铬酸钾，根据硫酸亚铁铵溶液的消耗量计算水样的COD值。生化需氧量（biochemical oxygen demand，BOD）生化需氧量是指在一定期间内，微生物分解一定体积水中的某些可被氧化物质，特别是有机物质所消耗的溶解氧的数量。它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。如果进行生物氧化的时间为五天就称为五日生化需氧量（BOD5）。测定水中生化需氧量常用稀释与接种法和微生物电极法。微生物电极是一种将微生物技术与电化学检测技术相结合传感器，微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成，其原理是当含有饱和溶解氧的样品进入流通池中与微生物传感器接触，样品中溶解性可生化降解的有机物受到微生物菌膜中

35、菌种的作用，而消耗一定量的氧，使扩散到氧电极表面上氧的质量减少。当样品中可生化降解的有机物向菌膜扩散速度（质量）达到恒定时，此时扩散到氧电极表面上氧的质量也达到恒定，因此产生一个恒定电流。由于恒定电流的差值与氧的减少量存在定量关系，据此可换算出样品中生化需氧量。该测定方法适用于地表水、生活污水和不含对微生物有明显毒害作用的工业废水的生化需氧量的测定。总需氧量（total oxygen demand，TOD）总需氧量是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。环境监测中用TOD测定仪测定TOD，其原理是将一定量水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管，通入含已知氧浓度的

36、载气(氮气)作为原料气，则水样中的还原性物质在900下被瞬间燃烧氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量，便可求得水样的总需氧量值。 总有机碳（TOC）总有机碳是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。TOC是一个快速测定的综合指标，它以碳的数量表示水中含有机物的总量。TOC的测定采用燃烧法，测定时，先用催化燃烧或湿法氧化法将样品中的有机碳全部转化为二氧化碳，生成的二氧化碳可直接用红外线检测器测量，亦可转化为甲烷，用氢火焰离子化检测器测量，然后将二氧化碳含量折算成含碳量。 3.土壤环境监测土壤是指覆盖于地球陆地表面，具有肥力特征的，能够生长绿色植物的疏松物质层。土壤是人类生存的基础和活动场所，

37、人类的生产、生活造成了土壤的污染，土壤污染又会影响人类生产和生活以及健康。由于土壤在人类生活中的地位比较重要，其结构、组成以及污染源又比较复杂。因此，对土壤污染进行监测、防治土壤污染对人类生产、生活以及地球上各种动植物的生存非常重要。土壤环境监测的主要内容包括水分、重金属及有机物的测定。（1）土壤水分含量的测定土壤水分主要来源于大气降水和灌溉水，此外，地下水上升和大气中水汽的凝结也是土壤水分的来源。 水分由于在土壤中受到重力、毛细管引力、水分子引力、土粒表面分子引力等各种力的作用，形成不同类型的水分并反映出不同的性质。 土壤中水分的测量方法很多，常用的有干燥法和酒精燃烧法。干燥法是目前测量土壤

38、水分的标准方法，方法原理：在1052的温度下水从土壤中全部蒸发，而结构水不会破坏，土壤有机质也不被分解。因此，将土壤样品于1052下烘至恒重，根据其烘干前后质量之差，就可以计算出土壤水分含量的百分数。其测定结果比较准确，适合于大批量样品的测定，但这种方法需要时间较长。酒精燃烧法是利用酒精在土壤样品中燃烧释放出的热量，使土壤水分蒸发干燥，通过燃烧前后的质量之差，计算出土壤含水量的百分数。酒精燃烧在火焰熄灭前几秒钟，即火焰下降时，土温才迅速上升到180200，然后温度很快降至8590，再缓慢冷却。由于高温阶段时间短，样品中有机质及盐类损失很少，此法测定土壤水分含量有一定的参考价值。（2）土壤中重金

39、属含量的测定土壤中的重金属元素主要有铜、锌、铅、镉等，其中铜、锌为生物体必需的微量元素，可在土壤中蓄积，当含量超过最高允许浓度时，将会危害作物；铅、镉是动植物非必需的有害元素，也可在土壤中蓄积并通过食物链进入动物和人体中。测定土壤中重金属的方法与水中重金属测定方法相似，都是采用原子吸收分光光度法，所不同的是在测量前要先对土壤进行前处理（消解）。将土样风干并通过100目孔筛，采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸全水解法，在聚四氟乙烯干锅中消解，使土样中的待测金属全部进入溶液，再用原子吸收分光光度计测定。（3）土壤中的有机污染物主要来源是有机农药在土壤中的残留。目前常用的有机农药有有机氯和有机磷农药。滴

40、滴涕和六六六都属于高毒性有机氯农药，在土壤中残留时间较长，不仅会对土壤产生直接危害，还会通过食物链、生物富集进入人体，危害人类健康。这两种农药的测定方法广泛采用气相色谱法，用丙酮-石油醚提取土壤中的滴滴涕和六六六，经硫酸净化处理后，进入气相色谱仪，用电子捕获检测器，根据色谱峰的相对保留值对两种物质异构体定性分析，根据峰高或峰面积进行定量分析。有机磷农药主要有乐果、马拉硫磷等。其检测方法也是气相色谱法，采用柱提取操作，再用石油醚-乙腈净化，用气相色谱的火焰光度检测器进行分析。第二节 环境质量现状评价环境质量现状评价（environmental quality assessment）一般是根据近两

41、、三年的环境监测资料，从环境卫生学角度按照一定的评价标准和评价方法对一定区域范围内的环境质量加以调查研究并在此基础上作出科学、客观和定量的评定和预测。环境质量现状评价有助于较全面揭示环境质量状况及其变化趋势，找出污染治理重点对象，为制定环境综合防治方案和城市总体规划及环境规划提供依据并预测和评价拟建的工业或其他建设项目对周围环境可能产生的影响。1.环境质量现状评价的内容比较全面的环境质量现状评价，应包括对污染源、环境质量和环境效应三部分的评价，并在此基础上作出环境质量综合评价，提出环境污染综合防治方案，为环境污染治理、环境规划制定和环境管理提供参考。具体内容包括：环境污染评价，系为说明人类活动

42、所排放的污染物对生态系统，特别是对人群健康已经造成的或即将造成的危害而进行的评价。 环境生态评价，系为保护生态平衡、合理利用和开发自然资源而进行的自然环境质量评价； 环境美学评价，系为说明旅游环境的质量而进行的评价。通过评价，可以了解人类活动造成的环境质量的变化，为区域环境污染综合防治提供科学依据。2.环境质量现状评价的步骤与程序根据环境评价工作自身特点、规律，结合我国环境现状，以一个区域的环境质量现状评价为例，评价工作可按图8-1所示的基本程序进行。确定评价对象，明确评价目的，确定评价精度环境调查监测评价污染源调查监测评价环境效应分析环境质量综合评价研究污染规律，建立环境污染数学模型 环境质

43、量现状评价图8-1 环境质量现状评价的工作程序从图7-1可以看出，环境评价基本上可以分为三方面的工作，即环境调查、环境监测和环境评价，而环境调查、监测和评价的内容包括污染源、环境污染和生态环境效应三个方面，总的工作程序是：调查监测评价综合防治。调查和监测是评价的基础，为评价提供数据和资料信息。评价的过程就是对参数进行选择、确定评价标准，建立评价的数学模式，对环境质量进行分级，作出评价结论。环境质量评价只是一种手段，目的是对区域环境污染综合防治，改善环境质量。在环境评价后要进行环境规划，包括土地利用、污染治理方法、环境管理措施等，以达到区域环境目标要求。3.环境质量现状评价的方法环境评价是按照一

44、定的标准和方法对环境质量优劣进行评定，这个过程包含环境资料获取、环境标准选择、环境评价模式的建立与选择，环境评价结果的检验与应用等。目前国内外使用的环境评价方法有很多，常用的主要有：专家评价法、指数评价法、模型预测法等。（1）专家评价法专家评价法是一种出现较早且应用较广的一种评价方法。它是将专家们作为信息索取的对象，组织环境领域或多个领域的专家，运用专业方面的知识和经验对环境质量进行评价的一种方法。专家评价法具有使用简单、直观性强的特点，对于某些难以定量化的因素，如政治、美学等因素给于考虑和评价，有时还可在缺乏足够统计数据和原始资料的情况下，作出定性和定量的估计。但古老的专家评价法理论性和系统

45、性尚有欠缺，有时难以保证评价结果的客观性和准确性。现代的专家评估法与古老的专家直接评估法比较，已有本质不同，它已形成一套组织专家，充分利用专家们创造性思维进行评价的力量和方法，不是利用个别专家，而是依靠专家集体，可以消除少数专家的局限性。所谓专家一般指在该领域从事10年以上技术工作的科学技术人员或专业干部，专家组的人数一般在1015人。（2）指数评价法指数评价法是最早应用于环境评价的一种方法，应用也最广泛，具有一定的客观性和可比性。根据不同评价目的的需要，环境质量评价指数可设计为随环境质量的提高而递增，也可设计为随环境污染程度的提高而递增。当只有一种污染物作用于环境要素的情况下，可采用单项质量

46、指数法，其环境质量指数的公式可写为： （7-1）Ci第i种污染物不同取样时间的浓度预测值，mg/m3； Si第i种污染物评价质量标准限值，mg/m3；Pi第i种污染物质量指数，Pi1,清洁；Pi 1，污染。若环境中有多种污染物，且这些污染物之间没有明显的激发或抑制作用时，可近似的认为他们是各自独立地发生作用，环境质量指数可认为是各污染指数之和，即： （7-2）若要考虑多种污染物之间发生明显的化学反应，上式可分别乘以修正系数Ki，也可根据环境要素与人为发生关系所占比重来确定其权重。4.大气环境质量评价大气环境质量评价(atmosphericenvironmentalqualityevaluati

47、on)是指根据不同的目的和要求，按照一定的原则和评价标准，用一定的评价方法对大气环境质量的优劣进行定性或定量的评估。大气环境质量评价的目的是准确阐明大气污染的现状和质量水平，指出未来发展的趋势和可能采取的最优化对策或措施等。（1）大气环境质量评价一般步骤:调查准备：对污染源的调查与分析，从而确定主要的污染源和污染物，找出污染物的排放方式、途径、特点和规律。污染监测：对大气污染现状的评价。根据污染源调查结果和环境监测数据的分析，确定大气污染的程度。评价分析：对大气自净能力的评价；研究主要污染物的大气扩散、变化规律，阐明在不同气象条件下对环境污染的分布范围与强度。对生态系统及人体健康影响的评价；通

48、过环境流行病学调查，分析大气污染对生态系统和人体健康已产生的效应。对环境经济学的评价；通过因大气污染所造成的直接或间接的经济损失，进行调查与统计分析。进行大气环境质量评价一般用大气质量指数来衡量与评定大气污染的程度。成果运用：根据评价结果，提出综合防治大气污染的对策。如改变燃料构成、调整工业布局和能源结构等。（2）大气环境质量评价的方法目前，我国进行大气污染监测评价的方法多数是采用大气质量指数法。大气质量指数是评价大气质量的一种数量尺度，用它来表示大气质量可以综合多种污染物的影响，反应多种污染同时存在情况下的大气质量。大气质量指数法即指数评价法应用于大气环境质量评价中。 （7-3）Pi越大，该

49、污染物对环境空气的污染越严重，以此来确定评价区域各种污染物中的主要污染物。5.水体环境质量评价水体环境质量评价(waterenvironmentalqualityevaluation)，简称为水质评价，是根据水体的用途，按照一定的评价参数、水质标准和评价方法，对水体质量进行定性或定量评定的过程。进行水质评价，先要收集、整理、分析水质监测的数据及有关资料，根据评价目的，确定水质评价的参数；然后选择适当的数学模型对水质参数进行单项或综合评价，最后提出评价结论。（1）水质评价的一股步骤是：水环境背景值调查。指在未受人为污染影响状况下，确定水体在自然发展过程中原有的化学组成。因目前难以找到绝对不受污染

50、影响的水体，所以测得的水环境背景值实际上是一个相对值，可以作为判别水体受污染影响程度的参考比较指标。进行一个区域或河段的评价时，可将对照断面的监测值作为背景值。污染源调查评价。污染源是影响水质的重要因素，通过污染源调查与评价，可确定水体的主要污染物质，从而确定水质监测及评价项目。水质监测。根据水质调查和污染源评价结论，结合水质评价目的、评价水体的特性和影响水体水质的重要污染物质，制定水质监测方案，进行取样分析，获取进行水质评价必需的水质监测数据。确定评价标准。水质标准是水质评价的准则和依据。对于同一水体，采用不同的标准，会得出不同评价结果，甚至对水质是否污染，结论也不同。因此，应根据评价水体的

51、用途和评价目的选择相应的评价标准。按照一定的数学模型进行评价。评价结论。根据计算结果进行水质优劣分级，提出评价结论。为了更直观地反映水质状况，可绘制水质图。（2）水质评价的方法 水质评价的方法很多，有指数法、生物评价法、模糊数学方法、层次分析法等，它们在说明水质状况方面各有特点。指数法评价水质，由于简单明了、容易使用，评价结果易于比较，因而应用比较广泛。利用表征水体水质的物理、化学参数的污染物浓度值，通过数学处理，得出一个较简单的相对数值（一般为无量纲值），用以反映水体的污染程度。这种处理方法，称为指数法。指数是定量表示水质的一种数量指标，有反映单一污染物影响下的“单指数”和反映多项污染物共同

52、影响下的“综合指数”两种。借助它们可进行不同水体之间，同一水体不同部分之间，或同一水体不同时间的水质状况的比较。单指数Pi表示某种污染物对水环境产生等效影响的程度。它是污染物的实测浓度Ci与该污染物在水环境中的允许浓度Si的比值，即公式（7-4）： （7-4）综合指数表示多项污染物对水环境产生的综合影响的程度。它以单指数为基础，通过各种数学关系式综合求得的。综合计算的方法有数量统计法、评分法、叠加法等，根据叠加时的算法不同，又分为算术平均法、加权平均法、均值和最大值平方和的均方根法及几何均值法等。第三节 环境影响评价环境影响评价（environmental impact assessment）

53、是指对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析、预测和评估，提出预防或者减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法与制度。通俗说就是分析项目建成投产后可能对环境产生的影响，并提出污染防治对策和措施。一、环境影响评价的目的和内容1. 环境影响评价的目的环境影响评价其目的是切实从源头上防止污染，防止建设项目产生新的污染，或将污染限制在尽可能小的程度。经过环境影响评价审批的项目，对其建设后可能造成的环境影响进行预测，对预防和防治环境污染有着至关重要的作用，同时也能有效的减少因没有采取必要的预防措施产生污染而导致对人类和动植物的危害，以及由此引发的纠纷。环境影响评价实质是国家降低社会公共成

54、本，降低投资风险，保护人民健康，维护社会稳定。2. 环境影响评价的内容（1）确定环境影响评价工作等级环境影响评价工作等级是对环境影响评价几个专题工作进行深度划分，建设项目各环境要素专项评价原则上应划分工作等级， 一般可划分为三级。 一级评价对环境影响进行全面、 详细、深入评价，二级评价对环境影响进行较为详细、深入评价，三级评价可只进行环境影响分析。建设项目其它专题评价可根据评价工作需要划分评价等级。 （2）编写环境影响评价大纲环境影响评价大纲是在开展评价工作之前编制的环境影响报书的总体设计和行动指南。它是具体指导某建设项目环境影响评价的技术文件，也是检查环境影响报告书内容和质量的主要依据。（3

55、）环境现状调查环境现状调查是每个环境影响评价共有的内容，其目的是为了充分掌握项目所在区域环境质量现状或本底值，为后续的环境影响预测、评价和积累效应分析及进行环境影响评价提供数据。（4）环境影响预测与评价环境影响预测与评价一般按照环境要素（大气环境、水环境、生态环境、声环境）分别进行。预测的范围、内容根据评价工作等级、环境特点和环境要求而定，预测的方法通常采用数学模型法、物理模型法、类比调查法和专业判断法。二、环境影响评价主要方法环境评价方法，是指在环境评价工作中，针对环境影响评价的特点，为解决某些环境问题综合性地发展起来的一类反映人类活动与环境状况的方法。广义的环境评价法包括环境识别法、环境影

56、响预测法和环境影响评价法，狭义的环境影响评价法是指在经过影响识别和预测后对环境影响作出的评价。1.清单法清单法也叫核查表法，是指在环境识别和影响评价时，把必须考虑的环境参数和影响一一列出，经修正后可反映人类活动的性质。2.矩阵法矩阵法是清单法的延伸，该方法是把人类活动和受影响的环境特征和标志组成一个矩阵，在它们之间建立起直接因果关系，定量或半定量地说明人类活动对环境的影响。3.网络法网络法是采用原因结果分析的网络来阐明和推广矩阵法，它要求首先弄清楚建设项目的原生影响面，并说明在一定范围内对环境的继发性影响。4.评价函数作图法评价函数作图法是利用评价函数，采用函数曲线作图的方法，将各种参数值转换

57、成环境质量等级值，然后将环境质量等级值与参数重要性的权重值相乘，得出环境影响值，根据环境影响值对各种活动进行评价。5.模拟模型法根据一个地区内的生产、消耗和环境污染之间的相互关系建立起来的模型，在对各个单要素进行评价的基础上，通过对影响的加权或集合产生出所有影响的总评价值；也可以采用动态系统模拟模型，以动态观点综合研究一定范围内人口、经济发展、环境和资源之间的复杂关系。6.环境系统综合评价法环境系统综合评价法由环境影响分析、环境要素与环境过程变化预测、对策分析法三部分组成，这种方法是把各环境要素作为环境系统整体的一个组成部分，研究它们之间的联系和各种过程的时空变化规律，并在区域自然环境特点和社

58、会经济特点的背景上来研究建设项目的环境影响。本章小结环境监测和环境评价为治理环境中污染物、保护环境提供可靠、重要的资料。本章分别介绍了环境监测和环境评价的意义、内容和方法。1.环境监测是在环境分析基础上，运用化学、生物学等方法，间断或连续地测定代表环境质量的指标数据，研究环境污染物的检测技术，监测环境质量；环境监测是环境科学的一个分支科学，其目的是准确、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。根据监测对象不同，环境监测可分为大气环境监测、水环境监测、土壤环境监测等。2.环境质量现状评价是根据近两、三年的环境监测资料，按照一定的评价标准和评价方法对

59、一定区域范围内的环境质量加以调查研究并作出科学、客观和定量的评定和预测。环境质量现状评价方法主要有专家评价法、指数评价法等。3.环境影响评价是分析项目建成投产后可能对环境产生的影响，并提出污染防治对策和措施，其目的是切实从源头上防止污染，防止建设项目产生新的污染，或将污染限制在尽可能小的程度。环境影响评价方法主要有清单法、矩阵法、模拟模型法等。思考题1.环境监测的目的和分类？2.大气环境中的主要污染物及其监测方法？3.水质状况综合指标及其测定方法有哪些？4.水环境和土壤环境中的重金属污染物的监测方法？5. 环境质量现状评价的主要内容有哪些？6. 水质评价的一般步骤是什么？7. 环境影响评价的目的和内容是什么？8. 环境影响评价主要方法有哪些？