【精品PPT】现代环境监测技术.ppt

,课堂教学 54学时 主要教学内容：第一章 绪论（3学时）第九章 监测过程的质量保证（12学时）第二章 水和废水监测（12学时）第三章 大气和废气监测（9学时）第四章 固体废物监测（3学时）第五章 土壤污染物监测（3学时）第六章 生物污染的监测（3学时）第七章 噪声监测（6学时）总复习（3学时）,课时安排,实验课 54学时 实验一、CODcr测定 实验二、溶解氧测定 实验三、BOD测定 实验四、铵离子测定 实验五、挥发酚测定 实验六、氯离子测定 实验七、SO2测定 实验八、NOx测定 实验九、矿物油类测定 实验十、土壤中重金属测定 实验十一、气相色谱 实验十二、实验考察,第一节 环境监测的概念和基本职能 一、环境监测定义 二、环境监测过程 三、环境监测和环境分析的区别 四、环境监测的三种基本职能第二节 环境监测的目的和分类 一、环境监测的目的 二、环境监测的分类,第一章 绪 论,第三节 环境监测的特点、现状与发展 一、环境监测的特点 二、环境监测的现状与发展 三、优先污染物和优先监测 四、中国环境优先污染物黑名单第四节 环境标准 一、环境标准的作用 二、环境标准的分类与分级,作业,书 P17 3、6、8,环境监测是以环境为对象，运用物理、化学和生物等现代技术方法，对其中污染物及其有关的组成成分进行间断的或连续的监视、检测和系统的综合分析，以探索研究环境质量及其变化规律的一门学科。,环境科学包括：环境化学、环境物理学、环境地学、环境工程学、环境医学、环境管理学、环境经济学、环境法学等。环境监测是所有这些环境科学分支学科的基础。,环境监测是环境科学的一个重要分支学科。,1、环境,一、基本概念,2、监测（监视、测定、监控等）,确定目的现场调查监测计划设计优化布点样品采集运送保存分析测试数据处理综合评价提出措施,二、环境监测的过程,环境监测技术不仅包括各种分析测试技术，还应包括布点技术、采样技术、数据处理技术和综合评价技术等。因此，环境监测技术涉及的知识面、专业面宽，它不仅需要有坚实的分析化学基础，还需要有足够的物理学、生物学、生态学、气象学、地学、工程学等多方面的知识。,环境分析：环境分析化学的简称。,三、环境监测和环境分析的区别和联系,环境分析是环境监测中的重要组成部分，环境监测是在环境分析的基础上发展起来的。,环境分析的一般工作顺序：,取样样品前处理和保存定性或定量测定数据处理,它主要是以化学分析和仪器分析方法为手段，对环境中的化学污染因子作定性的检测（detection)和定量的测定(determination)或测量(measurement)，是间断的、定时的、局部的分析结果，并不与时间和空间以及其他的因子进行关联。,早期的（6070年代）环境监测即为环境分析，到70年代后期，随着科学技术的进步，仪器分析、计算机控制等现代化手段在环境监测中得到了广泛的应用，各种自动连续监测系统相继问世，环境监测从单一的环境分析发展到物理监测、生物监测、生态监测、遥感、卫星监测等，从间断性监测逐步过渡到自动连续监测，监测范围也从原来的局部监测发展到一个城市、一个区域、整个国家乃至全球范围。,1、对污染物及其强度作时间和空间方面的追踪，掌握其来源、迁移、分布、反应、转化、影响、归宿等情况以及对环境质量的影响程度，评价环境质量的过去、现在和将来，掌握其变化规律，并在此基础上，对环境污染物作出预测、预报和预防。,3、在监测污染源并对照控制排放标准的基础上，为环境执法部门提供执法依据。,四、环境监测的三种基本职能,2、在收集环境背景及趋势数据、积累长期监测资料的基础上，为制定和修订各类环境标准提供依据。,第二节 环境监测的目的和分类,环境监测的目的是准确、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。具体可归纳为：(1)、根据环境质量标准，评价环境质量。(2)、根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据。(3)、收集本底数据，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。(4)、为保护人类健康、保护环境、合理使用自然资源、制订环境法规、标准、规划等服务。,一、环境监测的目的,环境监测可按其监测目的或监测介质对象进行分类，也可按专业部门进行分类（如气象监测、卫生监测和资源监测等）。,1监视性监测(又称为例行监测或常规监测),2特定目的监测(又称为特例监测或应急监测)、污染事故监测（简易、低空航测、遥感）、仲裁监测（事故纠纷）、考核验证监测（人员、方法验收、治理验收）、咨询服务监测（政府部门、科研机构、生 产单位等）,二、环境监测的分类,(一)按监测目的分类,可分为水质监测、大气监测、土壤监测、固体废物监测、生物监测、噪声和振动监测、电磁辐射监测、放射性监测等。,3研究性监测(又称科研监测),、环境本底监测及研究、污染规律研究监测（研究污染物从污染源到受体的运动规律，污染物对人、生物和其它物体的影响，如职业病、地方病的研究等）。、标法研制监测（统一监测分析方法、标准物质、标准液的研制等）。、综合评价研究监测（如温室效应、臭氧层破坏、酸雨规律研究等）。,(二)按监测介质（或环境要素）为对象分类,1、大气污染监测,大气污染监测是监测大气中的污染物及其含量，又可分为空气环境质量监测和大气污染源监测两种。目前被列为大气污染物的已约100多种，这些污染物以分子和粒子状两种形式存在于大气中。我国已有多种标准对大气污染物的最高允许浓度和最大允许排放量作了规定。如大气环境质量标准对SO2、NO2、TSP、PM10、CO、O3、Pb、苯并a芘(BaP)、氟化物共10种物质的浓度标准作了限制性规定。在大气污染物综合排放标准中对SO2、NOx、TSP、卤化氢、苯并a芘、碳氢化合物等33种有害工业气体作了最高允许排放浓度和最高允许排放速率的限制。在企业设计卫生标准中又对居住区中的CO、乙醛、乙醚、甲醛、苯、二甲苯等34种物质的最高允许浓度作了规定，对车间空气中的CO、一甲胺、乙醚等111种物质的最高允许浓度也作了规定。近年来，全球大气污染问题日趋严重，如：酸雨、臭氧层空洞等，与之有关的氯氟烃浓度，温室气体（CO2、N2O、CH4等）也成为大气监测的对象。,水质监测可分为环境水体监测和水污染源监测。环境水体包括地表水（如：江、河、湖、海）和地下水。水污染源包括各种各样的工业废水和生活污水等。水质监测的项目很多，大体可分为三类：一类是物理性状的指标，如温度、色度、浊度、电导率、悬浮物（SS)、气味等，另一类是化学指标，如溶解氧（DO）、化学耗氧量（CODcr）、生化需氧量（BOD5）、总有机碳（TOC）、重金属、有毒有害的有机污染物等，再一类是与生物有关的指标，如大肠菌群、细菌总数等。,2、水质污染监测,3、土壤污染监测,土壤污染主要由两方面的因素所引起，一是工业废弃物（如废水浇灌、废渣的不合理填埋）引起，另一方面是化肥和农药的使用不当引起。受到污染的河流的河床底泥污染，也属于土壤污染之列。土壤污染的主要监测项目是对土壤、作物、有害的重金属如铬、汞、镉、铅、镍等;非金属类：Sn、CN-、F-、S2-;有机类:苯并芘、三氯乙醛、油类、DDT、六六六等。,4、固体废物监测 易燃性、腐蚀性、反应性、放射性、浸出性、急性毒性（包括口服毒性、吸入毒性和皮肤吸收毒性）等。5、生物监测 生物群落监测、植物群落监测法、细菌检验监测法、水生生物毒性试验监测法等。6、噪声、振动监测 区域环境噪声、交通噪声、噪声源、厂界噪声、建筑工地噪声、振动等。,一、环境污染和环境监测的特点,第三节 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、空间分布性、环境污染与污染物含量之间的关系、污染因素的综合效应（单独作用、相加作用、相乘作用、拮抗作用）、环境污染的社会性,（二）、环境监测的特点、综合性、连续性、追踪性,目前我国环境监测技术的发展很快，最基本的化学分析法在很多场合还在应用：如重量法常用在残渣、降尘、硫酸盐等的测定中，容量分析法被广泛用于DO、BOD、COD、酸碱度、硫化物、氰化物等的测定中；应用更多的为仪器分析法：如光谱分析法（可见分光光度法、紫外分光光度法、红外光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、X荧光射线分析法、荧光分析法、化学发光分析法等），色谱分析法（气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法、离子色谱法、色谱质谱联用等），电化学分析法（极谱法、溶出伏安法、电导分析法、电位分析法、离子选择电极法、库仑分析法），放射分析法（同位素稀释法、中子活化分析法）等。许多新技术在环境监测中已得到应用，如气相色谱质谱联用仪(GC-MS）,高效液相色谱质谱联用仪（HPLC-MS），气相色谱富里叶红外光谱仪（GC-FTIR）,电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES），流动注射分析法（FIA)，酶免疫检测（EIA）。遥感（RS）、全球定位系统（GPS）和地理信息系统（GIS）三S技术在环境科技上也得到了不同程度的应用。,二、环境监测技术的现状与发展,环境监测技术,化学分析法,仪器分析法,三S技术,（重量法、容量法）,（遥感RS、全球定位系统GPS、地理信息系统GIS),优先污染物：难降解、在环境种有一定残留水平、出现频率较高、具有生物积累性、三致物质、毒性较大以及现代已有检出方法的物质。优先监测：对优先污染物进行的监测称为优先监测。,世界上已知的污染物有700万种，进入环境的化学物质已达10万种。我国提出的优先污染物包括14种化学类别，共68种有毒化学物质，其中有机物占58种。,三、环境优先污染物和优先监测,中国环境优先污染物黑名单,第四节 环境标准,环境标准：为了保护人体健康、社会物质财富和维持生态平衡，对环境质量、污染源排放和有关环境保护的方法等，由国家按规定的程序制定和批准的一整套技术规范。,(1)、环境标准既是环境保护和有关工作的目标，又是环境保护的手段。它是制订环境保护规划和计划的重要依据。(2)、环境标准是判断环境质量和衡量环保工作优劣的准绳。评价一个地区环境质量的优劣、评价一个企业对环境的影响，只有与环境标准相比较才能有意义。(3)、环境标准是执法的依据。不论是环境问题的诉讼、排污费的收取、污染治理的目标等，执法的依据都是环境标准。(4)、环境标准是组织现代化生产的重要手段和条件。通过实施标准可以制止任意排污，促使企业对污染进行治理和管理；采用先进的无污染、少污染工艺；设备更新；资源和能源的综合利用等。,一、环境标准的作用,二、环境标准的分类和分级,包括环境质量标准、污染源（物）排放标准、环境基础标准、环境方法标准、环境标准物标准和环保仪器设备标准六大类。,（一）、环境质量标准,（二）、污染源（物）排放标准（控制标准）,（三）、环境方法标准,在环境保护工作中以试验、检查、分析、抽样、统计计算为对象制订的一系列标准称为方法标准。,、国家标准分析方法（GB）、全国统一监测分析方法（通用法）水和废水监测分析方法（第三版，1989年）中包括91个项目，216个监测方法；空气和废气监测分析方法（第三版，1990年）中包括80个项目，148个监测方法；水和气的监测方法中总共有150个方法为国家标准方法。工业固体废弃物有害特性鉴别与监测分析方法、大气污染生物监测方法、水生生物监测手册、环境监测技术规范（噪声部分）。、试行法（非统一法）地区和部门项目中急需的但又无标准方法和统一方法，自行研究建立的方法。,目前我国环境监测分析方法基本上分为三类,（四）、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、规范等所作的统一规定，是制订其他环境标准的基础。,(五)、环境标准物标准,环境标准样品是在环境保护工作中，用来标定仪器、验证测量方法、进行量值传递或质量控制的材料或物质。对这类材料或物质必须达到的要求所作的规定称为环境标准样品标准。,(六)、环保仪器、设备标准,为了保证污染治理设备的效率和环境监测数据的可靠性和可比性，对环境保护仪器、设备的技术要求所作的统一规定。,环境,监视性监测（例行监测或常规监测）,环境质量监测、空气环境质量监测、水环境质量监测、环境噪声监测污染源监督监测,上海市区大气环境质量常规监测点,上海市郊区大气环境质量常规监测点,上海市环境空气质量监测由连续自动监测和连续采样实验室分析(化学法)两部分组成。监测范围分为上海市城区、郊区、郊县和浦东新区，覆盖面积约6218平方公里。重点监测范围为城市建成区，其面积约为550平方公里。监测项目有二氧化硫、二氧化氮、氮氧化物、总悬浮颗粒物(包括铅)、一氧化碳、降尘(包括可燃物百分含量)、硫酸盐化速率、氟化物等10项，其中二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物三项为重点监测项目。降水中的监测项目包括降水量、pH、电导率、硫酸根、硝酸根、铵、钙、氯、镁、钠、钾和氟离子等12个项目。连续自动监测系统包括10个监测子站，分布在不同的功能区域，其中9个自动监测子站作为区域环境空气国控点；另一个自动监测子站(淀山湖测点)作为城区清洁对照点。化学法监测点的布设针对不同区域，不同监测项目，在考虑数据代表性、可比性和连续性的基础上，全市布设二氧化硫、二氧化氮、氮氧化物监测点23个；总悬浮颗粒物监测点26个，其中16个监测点加测铅，布设降尘(包括可燃物)和硫酸盐化速率监测点各145个，布设氟化物监测点118个。全市布设降水监测点22个，其中卢湾区、市环境监测中心、闵行和淀山湖监测点为降水国控点。各监测点逢雨必测降水量、pH和电导率3项，此外，每月第一场降水增测SO42-、NO3-、NH4+、Cl-、F-、K+、Na+、Ca2+、Mg2+等9项指标。,环境空气质量监测概况,上海市地面水环境常规监测点,地表水常规监测概况,一、主要河流及上游水源 1、淀山湖 共设13个常规监测点，全年共测6次，枯水期、平水期和丰水期各测2次，水面下0.5米处采样。2、黄浦江 共设8个常规监测断面，分别为淀峰、松浦大桥、临江、南市水厂、杨浦大桥和吴淞口等。每年测6次，每次分别于低平、涨急、高平和落急时各采1个水样。松浦大桥和临江断面每月测1次。3、黄浦江主要支流 苏州河、藴藻浜、川杨河、淀浦河等。4、市区河流 龙华港、桃浦河、虹口港、杨浦港和虬江等。5、郊区河流 太浦河、园泄泾、大泖港、淀浦河、浦东运河、随塘河、大治河、练祁河和南横引河等。,上海市地表水常规监测断面（点）一览表,本底监测（背景监测）摘自,环境背景值(本底）是指各环境要素在未受人类活动影响或未受污染的原生环境的本征组成与特征结构，表现环境的原有状态。全球范围的背景监测始于50年代，70年代以后更多，监测点几乎遍布各大洋和世界各洲。我国的背景值监测始于70年代初期。这类监测计划主要用于考察由于污染物质的较长时期作用或积累而引起的全球或大范围的环境质量的逐步变化。这类监测的站点设立在不直接受到人类活动影响的地点或设立在生理学上被认为是典型的地方，如位于大洋中岛屿，位于高纬度的海域和大陆上的未开发无人区，大多数可与气象台站结合进行。监测对象主要为土壤、岩石、大气、降雨、水（地表水、地下水、海水）、作物和植物等。,环境污染的背景监测前苏联 伊兹拉埃里等主编环境背景值数据手册李健等编著,