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第一章绪论环境监测通过对影响环境质量因素的代表值的测定,确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势(掌握)环境监测的过程:现场调查一监测方案制订一优化布点一样品采集一运送保存一分析测试一数据处理f综合评价等(理解)环境监测的目的准确、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(了解)环境监测的分类1)按监测目的分类
1.监视性监测
2.特定目的监测
①污染事故监测
②仲裁监测
③考核验证监测
④咨询服务监测
3.研究性监测(又称科研监测)2)按监测介质对象分类水质监测、空气监测、土壤监测、固体废物监测、生物监测、生态监测、噪声和振动监测、电磁辐射监测、放射性监测、热监测、光监测、卫生((病原体、病毒、寄生虫)监测等环境监测的对象(了解)反映环境质量变化的各种自然因素、对人类活动与环境有影响的各种人为因素、对环境造成污染危害的各种成分优先污染物经过优先选择的污染物对优先污染物进行的监测称为优先监测特点难以降解,在环境中有一定残留水平,出现频率较高,具有生物积累性,具有致癌、致畸、致突变(三致)性质,毒性较大,以及目前已有检测方法的一类物质㈡土壤有机质㈢土壤生物㈣土壤溶液㈤土壤空气土壤污染物的测定土壤水分含水量(湿基,%)=(ml-m2)X100/(ml-m0)含水量(干基,%)=(ml-m2)X100/(m2-m0).式中mo—烘至恒重的空铝盒质量,gnd一铝盒及土样烘干前的质量,gm2一铝盒及土样烘至恒重时的质量,g铜锌w=p.V/m(1-f)式中w—土壤样品中铜、锌的质量分数,%P一样品溶液中的吸光度减去空白试验的吸光度后,在标准曲线上查得铜锌的质量浓度,mg/LV—溶液定容体积,mL...M—称取土壤样品的质量,gf—土壤样品的含水量第六章环境污染生物监测生物监测法:受到污染的生物,在生态、生理和生化指标、污染物在体内的行为等方面会发生变化,出现不同的症状或反应,利用这些变化来反映和度量环境污染程度的方法根据生物所处的环境介质可分为:境污染生物监测、空气污染生物监测和土壤污染监测从生物分类法划分:动物监测、植物监测和微生物监测以生物学层次划分生态监测(群落生态和个体生态)、生物测试(毒性测定、致突变测定等),生物的生理、生化指标测定及生物体内污染物残留量的测定等水环境污染生物监测的主要目的了解污染对谁生生物的危害状况,判别和测定水体污染的类型和程度,为制定控制污染措施,使水环境生态系统保持平衡提供依据监测方法㈠污水生物系统法原理将受有机物污染的河流按照污染程度和自净过程,自上游向下游划分为四个连续的河段、即多污带段、(X-中污带段、中污带段和寡污带段㈡生物群落监测方法理论依据:当水体受到污染后,水生生物的群落结构和生物个体数量就会发生变化,使自然生态平衡系统遭到破坏,最终结果是敏感生物消亡,抗性生物旺盛生长,群落结构单一
2、水污染指示法、指示生物浮游生物、着生生物、底栖生物、鱼类微生物
3、生物指数监测法、贝克一津田生物指数数值与水质的关系BI三20,为清洁水区;10BI20,为轻度污染水区;6VBIW10,为中等污染水区;0VBIW6,为严重污染水区
4、PFU微型生物群落检测法(简称PFU法)原理以聚氨酯泡沫塑料块(PFU)作为人工基质沉入水体中,经一定时间后,水体中大部分微型生物种类均可群集到PFU内,达到种数平衡,通过观察和测定该群落结构与功能的各种参数来评价水质状况根据水环境条件确定采样时间,一般在静水中采样约需四周,在流水中采样约需两周;采样结束后,带回实验室,把PFU中的水全部挤于烧杯内,用显微镜进行微型生物种类观察和活体计数群集过程三个参数的含义S为群落达平衡时的种类数;G为微型生物群集速率常数;T为达到90%S所需时间
(六)细菌学检验法细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中,于37℃经24h培养后,所生长的细菌菌落(CFU)的总数,它是判断引用水、水源水、地表水等污染程度的标志我国《生活饮用水标准》规定,每毫升生活饮用水中细菌总数不得超过100个利用植物监测指示植物指受到污染物的作用后能较敏感和快速地产生明显反应的植物,可以选择草本植物、木本植物及地衣、苔葬等气污染物一般通过叶面上的气孔或孔隙计入植物体内,侵袭细胞组织,并发生一系列生化反应,从而使植物组织遭受破坏,呈现受害状态这些症状虽然随污染物的种类、浓度,以及植物的品种、暴露时间不同而又差异,但仍具有某些共同特点,如叶绿素被破坏、细胞组织脱水,进而发生叶面失去光泽,出现不同颜色(黄色、褐色或灰白色)的斑点,叶片脱落,甚至全株枯死拄异常现象土壤中常见的污染物重金属(镉、铜、锌、铅)、石油类、农药和病原微生物等蚯蚓、原生动物、土壤线虫、土壤甲螭等均可作为指示动物监测土壤污染生物污染监测污染物进入生物体内的途径主要有黏附(附着)、生物吸收和生物积累第七章物理性污染监测噪声污染监测特点物理性污染(或称能量污染)一般情况下它并不致命,且与声源同时产生,同时消失,噪声源分布很广,较难集中处理声音当振动频率在时,作用于人耳的鼓膜而产生的感觉成为声音20〜20000环境噪声的四种来源交通噪声、、工厂噪声、、建筑工地噪声、社会生活噪声1>
2341.声功率(W)声功率是指单位时间内,声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量在噪声监测中,声功率是指声源总声功率,单位为叽
2.声强(I)声强是指单位时间内,声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量,单位为W/s
3.声压(p)声压是由于声波的存在而引起的压力增值声波是空气分子有指向、有节律的运动声压单位为Pa
1.分贝分贝是指两个相同的物理量(如A1和A0)之比取以10为底的对数并乘以10(或20)N=101gdLA)分贝符号为“dB”,它是无量纲的,是噪声测量中很重要的参量上式中A0是基准量或参考量,A1是被量度量被量度量和基准量之比取对数,该对数值称为被量度“级”,亦即用对数标度时,所得到的是比值,它代表被量度量比基准量高出多少“级”噪声的叠加两个以上独立声源作用于某一点,产生噪声的叠加声能量是可以代数相加的,设两个声源的声功率分别为W1和W2,那么总声功率W总=W1+W2o而两个声源在某点的声强为H和12时,叠加后的总声强I总二H+I2声压不能直接相加224=ioig旦半PoLpi Lp2w=101g10+10^
1.等效连续声级掌握一个用噪声能量按时间平均方法来评价噪声对人影响的问题,即等效连续声级,符号“Leq”或“LAeq,T”01^=101g^f10^dr式中LpA——某时刻t的瞬时A声级,dB;T——规定的测量时间,so昼夜等效声级考虑到夜间噪声具有更大的烦扰程度,故提出一个新的评价指标P355式中一昼间等效声级,时间是6:0022:00,共16h;〜—夜间等效声级,时间是2200次日6:夜,共8h〜为了表明夜间噪声对人的烦扰更大,故计算夜间的等效声级这一项是应加上10dB的计权声级计又叫噪声计,按照一定的频率计权和时间计权测量声音的声压级,是声学测量中最常用的基本仪器第二章水和废水监测水体污染一般分为化学型污染、物理型污染和生物型污染三种类型化学型污染系指随废污水及其他废物排入水体的无机和有机物质造成的水体污染物理型污染系指排入水体的有色物质、悬浮物、放射性物质及高于常温物质造成的污染生物型污染系指随生活污水、医院污水等排入水体的病原微生物造成的污染废污水监测项目第一类在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物第二类在排污单位排放口采样测定的污染物测定无机污染物的方法主要有
①化学分析方法
②原子吸收光谱法
③分光光度法
④电感耦合等离子体原子发射光谱法
⑤电化学法
⑥离子色谱法
⑦其他方法:原子荧光光谱法、气相分子吸收光谱法、电感耦合等离子体一质谱法等测定有机污染物的方法主要有1气象色谱法GC和高效液相色谱法HPLC2气相色谱-质谱GC-MS法3其他方法在常规检测中如有机物类别测定、耗氧有机物测定、石油类测定等,化学分析法、分光光度法、荧光光谱法、非红色散红外吸收法等也有一定应用水质监测方案的制订
5、安排采样时间和频率
1、明确监测目的
6、选定采样和保存方法
2、进行调查研究
7、选定分析测定技术
3、确定监测对象
8、提出监测报告要求
4、设计监测网点
9、制定质量保证程序、措施和方案的实施计划地表水监测方案制订一基础资料的收集与实地调查
1、基础资料的收集2实地调查二监测断面和采样点的布设
1、布设原则1在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上,根据水体深度范围,考虑代表性,可控性及经济性等因素,确定断面类型和采样点数量,并不断优化,尽可能以最少的断面获取足够的代表性环境信息2有大量废污水排入江河的主要居民区、工业区的上游与下游,支流与干流的汇合处,入海河流河口及受潮汐影响河段,国际河流出入国境线出入口,湖泊、水库出入口,应设置监测断面3饮用水源地和流经主要风景游览区,自然保护区,以及与水质有关的地方病区、严重水土流失区及地球化学异常区的水域或河段,应设置监测断面
(4)监测断面的位置要避开死水区、回水区、排污口处,尽量选择河床稳定、水流平稳,水面宽阔、无浅滩的顺直河段
(5)尽可能与水文测量断面重合;交通方便,岸边标志明显
2、河流监测断面的设定为评价完整江河水系的水质,需要设置背景断面、对照断面、控制断面和削减断面;对于某一河段,只需设置对照、控制和削减(或过境)三种断面
(1)背景断面设在基本上未受人类活动影响的河段,用于评价一完整水系污染程度
(2)对照断面为了解流入监测河段前的水体水质状况而设置一个河段一般只设一个对照断面⑶控制断面控制断面的数目应根据城市的工业布局和排污口分布情况而定,设在排污区(口)下游,污水与河水基本混匀处
(4)削减断面是指河流受纳废水和污水后,经稀释扩散和自净作用,使污染物浓度显著降低的断面,通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上
3、湖泊、水库监测垂线(或断面)的布设对不同类型的湖泊、水库应区别对待首先,判断是单一水体还是复杂水体汇入的河流数量,水体的径流量、季节变化及动态变化,沿岸污染源分布及污染物扩散与自净规律、生态环境特点等然后,按照前面讲的设置原则确定监测断面的位置
(1)在进出湖泊、水库的河流汇合处一一监测断面
(2)以各功能区(如城市和工厂的排污口、饮用水源、风景游览区、排灌站等)为中心,在其辐射线上一一弧形监测断面
(3)在湖库中心,深、浅水区,滞流区,不同鱼类的回游产卵区,水生生物经济区——监测断面
4、海洋根据污染物在较大面积海域分布不均匀性和局部海域的相对均匀性的时空特征,在调查研究的基础上,运用统计方法将监测海域划分为污染区、过渡区和对照区,在三类区域分别设置适量监测断面和采样垂线
5、采样点的确定断面上垂线的布设河宽V5050-1001001500垂线条条条条1235(中泓)(左、中、右)(等距离)(近左、右岸有明显水流处)说明
1.垂线布设应避开污染带,要测污染带应另加垂线
2.确能证明该断面水质均匀时,可仅设中泓垂线时,必须按本表设垂线
3.凡在该断面要计算污染物通量()水深5m5〜1010〜5050上下两层采样点数个点2上层个点3个点1二层个点3垂线上采样点的布设说明
1.上层指水面下
0.5m处,水深不到
0.5m时,在水深1/2处
2.下层指河底以上
0.5m处
3.中层指水深1/2处
4.封冻时在冰下
0.5m处,水深不到
0.5m时,在水深1/2处
5.在该断面要计算污染物通量时,必须按本表设采样点
(三)采样时间和采样频率的确定
(四)采样机监测技术的选择
(五)结果表达、质量保证及实施计划水样的保存方法
1、冷藏或冷冻保存法
2、加入化学试剂保存法(加入生物抑制剂、调节PH、加入氧化剂或还原剂)水样的消解的目的:破坏有机物,溶解悬浮物,将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机物消解后的水样应清澈、透明、无沉淀消解水样的方法有湿式消解法、干式分解法(干灰化法)和微波消解法萃取法溶剂萃取法:基于不同物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同,进行祖坟的分离和富集工⑷水相•有机分配比D与萃取率E的关系:1»100Dx100=----------------——Z⑷—乞[,]水相”有机+水相腺相D七和।萃取率.£(%)=有机相中被萃取物的量平取‘.I水相和有机相中被萃取物的总量xl00物理指标检验水温臭和味色度(钳钻标准比色法)浊度(散射浊度单位NTU)透明度固体物矿化度电导率氧化还原电位色度水的颜色分表色和真色真色是指除悬浮物后水的颜色,没有去除悬浮物的水具有的颜色称为表色钳钻标准比色法:该方法用氯钳酸钾与氯化钻配成标准色列,与水样进行目视比色确定水样的色度该方法适用于清洁的、带有黄色色调的天然水和饮用水的色度测定浊度:是反映水中的不溶性物质对光线透过时阻碍程度的指标,通常仅用于天然水和饮用水规定1000mL水中含有Img一定粒度硅藻土所产生的浊度为一个浊度单位,简称“度”散射浊度单位NTU固体物水中的固体物分为总固体物又称总残渣、溶解固体物又称可滤残渣和悬浮物又称不可滤残渣三种金属化合物的测定铝、汞、镉、铅、铜、锌、铭、碑、其他金属化合物镉限值
0.005mg/L主要方法:原子吸收光谱法、双硫踪分光光度法、阳极溶出伏安法和电感耦合等离子体原子发射光谱ICP-AES原子吸收光谱法P80溶解氧D0溶解于水中的分子态氧一般规定水体中的溶解氧至少在4mg/L以上碘量法反应式如下MnS04+2Na0H==Na2S04+Mn OH22Mn OH2+02==2Mn0OH2棕色沉淀MnOOH2+2H2s04=Mn S042+3H20MnS042+2KI=MnS04+K2S04+I22Na2s203+I2=Na2s406+2NaI化学需氧量COD指在一定条件下,氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量,以氧的质量浓度以哨/L为单位表示测定化学需氧量的标准方法是重铭酸钾法重铭酸钾法在强酸性溶液中,用一定量的重铭酸钾在有催化剂AgS04存在条件下氧化水中的还原性物质,过量的重铝酸钾以试铁灵作指示剂,用亚铁镂标准溶液回滴至溶液由蓝绿色变为红棕色即为终点,记录标准溶液消耗量,再以蒸偏水作空白溶液,按同法测定空白溶液消耗硫酸亚铁钱标准溶液量,根据水样实际消耗的硫酸亚铁镂的标准溶液计算化学需氧量氧化有机物及回滴过量重倍酸钾的反应式和化学需氧量计算式如下P114高镒酸盐指数以高锦酸钾为氧化剂测得的化学需氧量,称为高锌酸盐指数,以氧的质量浓度单位为mg/L表示一般来说,重铭酸钾法的氧化率可达90%,而高镒酸钾法的氧化率为50%左右,两者均未将水样中的还原性物质完全氧化,因此都只是想对参考数据生化需氧量BOD是指在有溶解氧的条件下,好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量稀释与接种法五日培养法的测定原理B0D5P118总有机碳TOC:是以碳的含量表示水体中有机物总量的综合指标含氮化合物氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、凯氏氮、总氮第三章空气和废气监测空气污染可分为自然源和人为源两种自然源是由于自然现象造成的,如火山爆发时喷射出大量粉尘、二氧化硫气体等;森林或火灾产生大量二氧化碳、碳氢化合物、热辐射等人为源是由于人类的生产和生活活动造成的,是空气污染的主演来源,主要有
1、工业企业排放的废气
2、交通运输工具排放的废气
3、室内空气污染源影响因子化学性影响因子、物理性影响因子、生物性影响因子、放射性影响因子空气中的污染物及其存在状态一次污染物是直接从各种污染源排放到空气中的有害物质常见的主要有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物等颗粒物中包含苯并[a]花等强致癌物质、有毒重金属、多种有机化合物和无机化合物等.二次污染物是一次污染物在空气中相互作用或它们与空气中的正常组分发生反应所产生的信污染物这些新污染物与一次污染物的化学、物理性质完全不同,多为气溶液,具有颗粒小毒性一般比一次污染物大等特点常见的二次污染物有硫酸盐、硝酸盐、臭氧、醛类乙醛和丙烯醛、过氧酰硝酸酯等分子状态污染物、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢、氯气、臭氧等粒子状态污染物降尘较粗的、靠重力即可较快沉降到地面上的颗粒物其粒径一般大于lOOum,总悬浮颗粒物粒径小于lOOum的颗粒物空气污染常规检测项目空气中污染物浓度方法质量浓度单位体积空气中所含污染物的质量常用mg/m3或ug/m3单位表示这种方法适用于任何状态的污染物体积分数:单位体积空气中所含污染气体或蒸汽的体积,常用ml/m3或uL/m3为单位表示非标准状况气体体积换算为标准状况下气体公式Vo=VtX273XP/[273+tX101,325]Vo标准状况下采样的体积L/m3Vt现场状况下的采样体积L/m3t采样时的温度℃P采样时的大气压kPa两种单位换算关系CV=
22.4XCm/M二氧化硫的测定分光光度法甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法原理:空气中的S02被甲醛缓冲溶液吸收后,生成稳定的羟基甲基磺酸加成化合物,加入氢氧化钠溶液使加成化合物分解,释放出S02与盐酸副玫瑰苯胺反应,生成紫红色络合物,其最大吸收波长为577nm,用分光光度法测定P=A-AO-a Vt/bXVsXVaP一空气中二氧化硫的质量浓度,mg/m3A一样品溶液的吸光度A0一试剂空白溶液的吸光度a一标准曲线的截距一般要求小于
0.005b一标准曲线的斜率,ug-1Vt一样品溶液的总体积,mLVs一测定时所取样品的体积,mLVa一换算成标准状况下
102.325kPa273K时的采样体积一氧化碳的测定方法非色散红外吸收法、气相色谱法、定电位电解法、汞置换法臭氧的测定方法硼酸碘化钾分光光度法、靛蓝二磺酸钠分光光度法、化学发光分析法和紫外吸收法空气污染指数的计算空气污染指API是指将空气中污染物的质量浓度依据适当的分级质量浓度限值进行等标化,计算得带简单的量纲为一的指数,可以直观、简明、定量地描述和比较环境污染的程度某种污染物的污染分指数按下式计算:L-c)(C-—!——X_(/M M(c_(、V IJ式中Ci,I.-分别为第种污染物的浓度值和污染分指数值;分别为第种污染物在转折点i i jCi J9Lj-的极限浓度值和污染分指数值查表
3.8;-分别为第种污染物在转折点的浓度极限值和污染分指数值ij+1CiJ+l,IiJ+l表污染指数分级浓度极限值3-8转折点号I TSPso NOxNO PM
102215001.
0002.
6200.
9400.
9400.
60024000.
8752.
1000.
7500.
7500.
50033000.
6251.
6000.
5650.
5650.
42042000.
5000.
2500.
1500.
1200.
25051000.
3000.
1500.
1000.
0800.
1506500.
1200.
0500.
0500.
0400.050对应空气质量的适用范污染指数质量级别质量描述对健康的影响围自然保护区、风景名胜区0〜50I优可正常活动和其他需要特殊保护的地区为城镇规划中确定的居住区、商业交通居民混51〜100II良可正常活动合区、文化区、一般工业区和农村长期接触,易感人群症状有轻度加101〜200m轻污染特定工业区剧,健康人群出现刺激症状一定时间接触后,心脏病和肺病患201~300IV中污染者症状显著加剧,运动耐受力降低,健康人群普遍出现症状健康人明显强烈症状,降低运动耐2300V重污染受力,提前出现某些疾病烟道排气的基本状态参数:体积、温度、压力,也是计算烟气流速、颗粒物及有害物质浓度的依据流速和流量的计算在测出烟气的温度、压力等参数后,按下式计算各测点的烟气流速(啰)p——烟气密度,kg/m3o式中rs——烟气流速,m/s;Kp——皮托管校正系数;4v——烟气动压,Pa;烟道断面上各测点烟气平均流速按下式计算烟气流量按下式计算Q=360M.S中Qs——烟气流量,m3/h;S——测定断面面积,m2标准状态下干烟气流量按下式计算Q=Q.([-X273_“nd幺I101325273+4式中Old——标准状态下烟气流量,m3/h;夕s—烟气静压,Pa;pa一大气压力,Pa;那一烟气含湿量体积分数,%标准气的配制静态配气法:注射器配气法、配气瓶配气法、塑料袋配气法及高压钢瓶配气法第四章固体废物监测动态配气法:连续配气法、负压喷射法、渗透观法、气体扩散法、电解法固体废物主要来源于人类生产和消费活动分类:按化学性质分有机废物无机废物按形状分固体废物泥状废物按危害状况分危险废物一般废物按来源分工业固体废物矿业固体废物生活垃圾(包括下水道污泥)电子废物农业固体废物放射性固体废物等危险物的鉴别
①是否引起或严重导致人类和动、植物死亡率增加
②是否引起各种疾病的增加
③是否降低对疾病的抵抗力
④在贮存、运输、处理、处置或其他管理不当时,对人体健康或环境会造成现实或潜在的危险生活垃圾是指城镇居民在日常生活中抛弃的固体垃圾,主要包括:生活垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和街道扫集物等,其中医院垃圾(特别是带有病原体的垃圾)和建筑垃圾应予单独处理,其他的垃圾通常由环卫部门集中处理,一般统称为生活垃圾处置方法:大致有焚烧(包括热解、气化)、(卫生)填埋和堆肥不同的方法检测的重点和项目也不一样例如:焚烧,垃圾的热值是决定性参数;而堆肥需要测定的是生物降解度、堆肥成熟程度;至于填埋,则渗透率分析和堆场周围的蝇类滋生密度等成为主要项目热值的测定高热值与低热值换算100-(/+W)-式中Hn—低热值,kJ/kg;——H〃=H0]00_/x
5.85W H高热值,kJ/kg;I―,惰性物质含量,%;°W—垃圾的表面湿度,%;WL—剩余的和吸湿性的湿度,%渗透率分析渗透率主要来源于生活垃圾填埋场渗滤液中的水主要来源于垃圾自身和降水特性取决于它的组成和浓度
①成分的不稳定性主要取决于垃圾组成
②浓度的可变性主要取决于填埋时间
③组成的特殊性垃圾中存在的物质渗滤液中不一定存在;一般废水中含有的污染物在渗滤液中不一定含有
④渗滤液是不同于生活污水的特殊污水第五章土壤质量监测土壤组成是由固、液、气三相物质构成的复杂体系土壤固相包括矿物质、有机质和生物在固相物质之间为形状和大小不同的孔隙,孔隙中存在水分和空气㈠土壤矿物质原生矿物质次生矿物质。