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环境监测
《环境监测》讲义
第一章绪论
第二章水和废水监测
第三章大气和废气监测
第四章固体废物监测
第五章土壤污染监测
第六章生物污染监测
第七章噪声污染监测
第八章环境放射性监测
第九章监测过程的质量保证
第十章连续自动监测技术与简易监测方法
环境监测
第一章绪论
环境监测的概念
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。
环境监测的过程
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
第一节环境监测的目的和分类
一、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。
（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。
二、环境监测的分类
（一）按监测目的分类
1．监视性监测（又称为例行监测或常规监测）（定期、长时间）
2．特定目的监测（又称为特例监测或应急监测）
（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）
（二）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，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、寄生虫等）监测等
第二节环境监测的特点和监测技术概述
一、环境监测的发展
污染监测阶段或被动监测阶段监测化学毒物，环境分析（分析化学）
环境监测阶段，也称主动监测或目的监测阶段
有物理、生物监测，从点污染的监测发展到面污染以及区域性的监测
污染防治监测阶段或自动监测阶
自动连续监测系统，并使用了遥感、遥测手段，监测仪器用电子计算机遥控，据用有线或无线传输的方式送到监测中心控制室
二、环境污染和环境监测的特点
（一）环境污染的特点
1．时间分布性污染物的排放量和污染因素的强度随时间而变化
2．空间分布性：
不同空间位置上污染物的浓度和强度分布不同
3．环境污染与污染物含量（或污染因素强度）的关系：
污染因素对环境的危害有一阈值
4．污染因素的综合效应：
各种因素的综合效应
单独作用、相加作用、相乘作用、桔抗作用
5．环境污染的社会评价：
环境污染的社会评价是与社会制度、文明程度、技术经济发展水平、民族的风俗习惯、哲学、法律等问题有关。
（二）环境监测的特点
1．环境监测的综合性
（1）监测手段包括化学、物理、生物、物理化学、生物化学及生物物理等一切可以表征环境质量的方法。
（2）监测对象包括空气、水体（江、河、湖、海及地下水）、土壤、固体废物、生物等客体，只有对这些客体进行综合分析，才能确切描述环境质量状况。
（3）对监测数据进行统计处理、综合分析时，需涉及该地区的自然和社会各个方面情况，因此，必须综合考虑才能正确阐明数据的内涵。
2．环境监测的连续性
3．环境监测的追踪性
三、环境技术概述监测技术包括采样技术、测试技术和数据处理技术
（一）化学、物理技术
污染物的成分分析及其状态与结构的分析，如重量法、容量分析、仪器分析等。
（二）生物技术
包括生物体内污染物含量的测定；观察生物在环境中受伤害症状；生物的生理生化反应；生物群落结构和种类变化等手段来判断环境质量。
（三）监测技术的发展
气相色谱—原于吸收光谱联用仪；遥测技术；大型、自动、连续监测系统；小型便携式、简易快速的监测技术
四、环境优先污染物和优先监测
世界上已知的化学品有700万种，进入环境的已达10万种。
优先污染物（PriorityPollutants）：
经过优先选择的污染物
优先监测：
对优先污染物进行的监测
优先污染物的特点：
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、三致物质、毒性较大以及现代已有检出方法的。
黑名单：
美国：
129+43
前苏联：
1975年：
无机物103+有机物（496+65）=664种
我国：
68种（其中有机物58种）
一、环境标准的作用—环境管理的技术基础
1、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、是判断环境质量和衡量环保工作优劣的准绳。
3、是执法的依据。
4、是组织现代化生产的重要手段和条件。
二、环境标准的分类和分级
（一）分类
环境质量标准
污染物排放标准（或污染控制标准）
环境基础标准：
符号、代号、指南、程序、规范等
环境方法标准：
试验、检查、分析、抽样、计算
环境标准物质标准
环保仪器和设备标准
（二）分级
国家标准我国已有环境国家标准300多项
地方标准
三、制订环境标准的原则
（一）要有充分的科学依据
（二）技术先进、经济合理
（三）与有关标准、规范、制度协调配套
（四）积极采用或等效采用国际标准
（一）、饮用水卫生标准
回顾历史，改善的方向；
注重水的外观、预防传染病、去除重金属、去除微量有机物
过去比较重视三致物质（致癌、致突变、致畸），近年讨论得多的是内分泌紊乱物质。
有关的内分泌紊乱物质的提出始于90年代初野生动物学者的会议上。
96年美国开始食品、饮用水中内分泌紊乱物的筛控方法研究。
然后欧洲经济协力开发组织开始研究。
97年日本，定出被怀疑的物质67。
包括：
（1）杀虫剂、除草剂，45种；
（2）工业原料，有机氯化合物；（3）副产物，如二恶英。
国际上：
有现代意义的饮用水标准是在本世纪初在美国出现―《公共卫生署饮用水水质标准》1914年，只针对细菌数量，由此大大减少了伤寒病死亡的人数。
到1962年期间，有过修订，但主要是针对化学物质、生物学指标和感官指标
1974年通过了《安全饮用水法》（Safedrinkingwateract），
1975年颁布了《国家暂行饮用水基本规则》（NationalInterimprimarydrinkingwaterregulations）―美国饮用水水质标准上的里程碑增加了6种有机物的限制
1979年修改《国家暂行饮用水基本规则》
1986年提出了《安全饮用水法修正案》（SafeDrinkingWaterActAmendments）
《暂行规定》、《国家饮用水基本规定》（NationalPrimaryDrinkingWaterRegulations）不仅规定了有机物限制浓度，而且还提出了达到该标准的最佳可行技术（Bestavailabletechnology）。
以后，不断改进，增加限制有机物的种类。
美国等的情况代表了国际上先进水平水质标准的发展趋势。
有机物指标的数目超过了水质指标总数的2/3，特别是消毒副产物项目的增加。
世界卫生组织美国（1994）欧共体（1980）WHO（1992）
日本（1993）
1．细菌学指标
2．无机物（包括器官）
1
（1）56
30（18）2042
2
20
3．有机物
氯代乙绵
芳烃
氯化苯
其他有机物
4．农药
5（4）6有机氯化物:
1
5（5）7
6（6）5多环芳烃（PAHs）:
1
5（4）6总量指标:
10
9（8）8
36（35）23总量农药:
1
6
6
3
1
6
5
5.消毒剂及消毒副产物
消毒剂
消毒副产物
5
（2）—包括在有机氯
23（15）2化物中
1
10
6.放射性
共计
26—
133（98）8861
—
80
注：
WHO标准中括弧中的数字是规定了浓度准确值的指标数。
国内情况：
1956年制订了第1个「生活饮用水卫生标准（试行）」，16项水质指标
1976年项目修订增加到23项
1986年「――――」GB5749-85
共35项
1〕 感官性指标4项
2〕 理化指标14
3〕 毒理学指标12
4〕 细菌学指标3
5〕 放射性指标2
关于有机物指标只有6项
修订版正在报批。
有机物增加到了80项。
（二）、工业与其它用水标准
1．工业用水标准
因工艺、工业而不同。
食品、酿造及饮料业：
高于生活饮用水标准
纺织、造纸工业用水：
要求水质清澈
锅炉用水：
杂质少
电子业：
纯水
2．其它
游泳、渔业、灌溉
（三）地表水环境质量标准
首次发布1983年；第1次修订1988年；第2次修订1999年；
GHZB1-1999，2000年1月1日起实施。
分成基本项目和特定项目，共计75项，其中基本项目31项
特定项目适用于地表水域特定污染物的控制。
以控制湖泊水库富营养化为目的的特定项目4项
以控制地表水I，II，III类水域有机化学物质为目的的特定项目40项。
水体分类：
（四）污水综合排放标准（GB8978－88）
1.污染物分成两类：
a）I类（9项）：
对人体健康产生长远影响，不允许稀释，一律执行严格标准
b）II类（20项）：
长远影响小于I类
2.针对排放区域和新建、现有，执行不同的标准。
3.修订标准：
GB8978－1996颁布，98年1月1日开始实施。
I类：
增加到了13项
II类：
增加到了56项目
仍按排放区域不同执行不同的标准。
按排放区域不同执行不同的标准。
地面水环境质量标准中的I类和II类水域，不得新建排污口
排入III类水域的污水，执行一级标准
排入IV类和V类水域的污水，执行二级标准
排入城镇下水道并进入二级污水处理厂进行生物处理的污水执行三级标准
五、大气标准
（一）大气环境质量标准（GB3095—82）
标准分为三级：
一级标准：
为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害影响的空气质量要求。
二级标准：
为保护人群健康和城市、乡村的动、植物在长期和短期的情况下，不发生伤害的空气质量要求。
三级标准：
为保护人群不发生急、慢性中毒和城市一般动、植物（敏感者除外）能正常生长的空气质量要求。
三类地区：
一类区：
如国家规定的自然保护区、风景游览区、名胜古迹和疗养地等。
二类区：
为城市规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、名胜古迹和广大农村寨。
三类区：
为大气污染程度比较重的城镇和工业区以及城市交通枢纽、干线等。
标准规定：
一类区一般执行一级标准；二类区一般执行二级标准；三类区一般执行三级标准
“日平均”：
任何一日的平均浓度不允许超过的限值。
“任何一次”：
任何一次采样测定不允许超过的浓度限值。
“年日平均”：
任何一年的日平均浓度均值不许超过的限值
总悬浮微粒（TSP）系指100µm以下微粒。
飘尘系指10µm以下微粒
（二）保护农作物的大气污染物最高允许浓度标准（GB9137—88）（见表1—7）
“生长季乎均浓度”：
任何一个生长季的日平均浓度值不许超过的限值
（三）锅炉烟尘排放标准
六、固体废物控制标准
农用污泥中污染物控制标准（GB4284—84）
农用粉煤灰中污染物控制标准（GB8173—87）
农药安全使用标准（GB4285—84）
城镇垃圾农用控制标准（GB8172—87）
有色金属工业固体废物控制标准（GB5085—85）
建材工业废渣放射性限制标准（GB6763—86）等
七、未列人标准的物质最高允许浓度的估算
（一）参考国外标准
（二）从公式估算
（三）直接做毒理试验再估算
第二章水和废水监测
第一节概述
一、水质监测的对象和目的
环境水体监测：
包括地表水（江、河、湖、库、海水）和地下水
水污染源监测：
包括生活污水、医院污水及各种废水。
（1）对进入江、河、湖泊、水库、海洋等地表水体的污染物质及渗透到地下水中的污染物质进行经常性的监测，以掌握水质现状及其发展趋势。
（2）对生产过程、生活设施及其他排放源排放的各类废水进行监视性监测，为污染源管理和排污收费提供依据。
（3）对水环境污染事故进行应急监测，为分析判断事故原因、危害及采取对策提供依据。
（4）为国家政府部门制订环境保护法规、标准和规划，全面开展环境保护管理工作提供有关数据和资料。
（5）为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和手段。
二、监测项目
监测项目依据水体功能和污染源的类型不同而异，选择环境标准中要求控制的危害大、影响范围广，并已建立可靠分析测定方法的项目。
（一）地面水监测项目
（二）工业废水监测项目
（三）生活污水监测项目
化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷、阴离子洗涤剂、细菌总数、大肠菌群等。
（四）医院污水监测项目
pH、色度、浊度、悬浮物、余氯、化学需氧量、生化需氧量、致病菌、细菌总数、大肠菌群等。
三、水质监测分析方法
选择分析方法的原则：
灵敏度能满足定量要求；方法成熟、准确；操作简便，易于普及；抗干扰能力好。
（一）国家标准分析方法：
经典、准确。
是环境污染纠纷法定的仲裁方法和评价其他分析方法的基准方法。
（二）统一分析方法：
用于监测方法尚不够成熟的某些项目。
（三）等效方法：
与
（一）、
（二）类方法的灵敏度、准确度具有可比性的分析方法。
第二节水质监测方案的制订
一、地面水质监测方案的制订
（一）基础资料的收集
（1）水体的水文、气候、地质和地貌资料。
如水位、水量、流速及流向的变化；降雨量、蒸发量及历史上的水情；河流的宽度、深度、河床结构及地质状况；湖泊沉积物的特性、间温层分布、等深线等。
（2）水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等。
（3）水体沿岸的资源现状和水资源的用途；饮用水源分布和重点水源保护区；水体流域土地功能及近期使用计划等。
（4）历年的水质资料等。
工业污染源调查
企业自然背景和社会背景
企业的基本情况和厂区布局
生产和排污工艺
能源、水源和原材料
操作情况和管理水平
污染危害
污染物治理现状和规划
生产发展规划和环境保护措施
（二）监测断面和采样点的设置
1．监测断面的设置原则
（1）有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游。
（2）湖泊、水库、河口的主要入口和出口。
（3）饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水力设施所在地等功能区。
（4）较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处；人海河流的河口处；受潮汐影响的河段和严重水土流失区。
（5）国际河流出入国境线的出入口处。
（6）应尽可能与水文测量断面重合，并要求交通方便，有明显岸边标志。
2．河流监测断面的设置
（1）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。
有主要支流时可酌情增加。
（2）控制断面：
为评价、监测河段两岸污染源对水体水质影响而设置。
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。
一般设在排污口下游500—1000m处。
（3）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，使污染物浓度显著下降，其左、中、右三点浓度差异较小的断面，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。
（4）背景断面：
为取得水系和河流的背景监测值而设置。
这种断面上的水质要求基本上未受人类活动的影响，应设在清洁河段上。
河流监测断面设置示意图
3．湖泊、水库监测断面的设置
（1）在进出湖泊、水库的河流汇合处分别设置监测断面。
（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，在其辐射线上设置弧形监测断面。
（3）在湖库中心，深、浅水区，滞流区，不同鱼类的回游产卵区，水生生物经济区等设置监测断面。
湖、库监测断面设置示意图
4．采样点位的确定
（1）对于江、河水系
确定断面上的采样垂线
当水面宽小于50m时，只设一条中泓垂线；
水面宽50—100m时，在左右近岸有明显水流处设一条垂线；
水面宽为100一1000m时，设左、中、右三条垂线
水面宽大于1500m时，至少要设置5条等距离采样垂线；较宽的河口应酌情增加垂线数。
确定采样点位置和数目
在一条垂线上，当：
水深小于或等于5m时,只在水面下0.3—0.5m处设一个采样点；
水深5一10m时，在水面下0．3—0．5m处和河底以上约0.5m处各设一个采样点；
水深10—50m时，设三个采样点，即水面下0.3—0.5m处一点河底以上约0.5m处一点，1/2水深处一点；
水深超过50m时，应酌情增加采样点数。
（2）对于湖、库
监测断面上采样点位置和数目的确定方法与河流相同。
如果存在间温层，应先测定不同水深处的水温、溶解氧等参数，确定成层情况后再确定垂线上采样点的位置。
间温层采样点设置示意图
（三）采样时间和采样频率的确定
（1）对于较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次；采样时间为丰水期、枯水期和平水期，每期采样两次。
流经城市工业区、污染较重的河流、游览水域、饮用水源地全年采样不少于12次，采样时间为每月一次或视具体情况选定。
底泥每年在枯水期采样一次。
（2）潮汐河流全年在丰、枯、平水期采样，每期采样两天，分别在大潮期和小潮期进行，每次应采集当天涨、退潮水样分别测定。
（3）排污渠每年采样不少于三次。
（4）设有专门监测站的湖、库，每月采样1次，全年不少于12次。
其他湖泊、水库全年采样两次，枯、丰水期各1次。
有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数。
（5）背景断面每年采样1次。
（四）采样及监测技术的选择
根据监测对象的性质、含量范围及测定要求等因素选择适宜的采样、监测方法和技术
（五）结果表达、质量保证及实施计划
水质监测所测得的的监测数据，是描述和评价水环境质量，进行环境管理的基本依据，必须进行科学地计算和处理，并按照要求的形式在监测报告中表达出来。
质量保证概括了保证水质监测数据正确可靠的全部活动和措施。
质量保证贯穿监测工作的全过程。
实施计划是实施监测方案的具体安排，要切实可行，使各环节工作有序、协调地进行。
二、地下水质监测方案的制订
地下水：
储存在土壤和岩石空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水
（一）调查研究和收集资料
（1）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。
例如，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。
（2）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、排污、纳污和地面水污染现状。
（3）测量或查知水位、水深，以确定采水器和泵的类型，所需费用和采样程序。
（4）在完成以上调查的基础上，确定主要污染源和污染物，并根据地区特点与地下水的主要类型把地下水分成若干个水文地质单元。
（二）采样点的设置
潜水：
浅层地下水；承压水：
深层地下水
1．背景值监测点的设置
背景值采样点应设在污染区的外围不受或少受污染的地方。
对于新开发区，应在引入污染源之前设背景值监测点。
2．监测井（点）的布设
主要根据污染物在地下水中的扩散形式确定。
一般监测井在液面下0.3-0.5m处采样。
若有间温层或多含水层分布，可按具体情况分层采样。
（三）采样时间和采样频率的确定
（1）每年应在丰水期和枯水期分别采样测定；有条件的地方按地区特点分四季采样；已建立长期观测点的地方可按月采样监测。
（2）通常每一采样期至少采样监测1次；对饮用水源监测点，要求每一采样期采样监测两次，其间隔至少10天；对有异常情况的井点，应适当增加采样监测次数。
三、水污染源监测方案的制订
（一）采样点的设置
1．工业废水
（1）在车间或车间设备废水排放口设置采样点监测一类污染物。
这类污染物主要有汞、铬、砷、铅的无机化合物，六价格的无机化合物及有机氯化合物和强致癌物质等。
（2）在工厂废水总排放口布设采样点监测二类污染物。
这类污染物主要有悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷化合物、石油类、铜、锌、氟的无机化合物、硝基苯类、苯胺类
（3）已有废水处理设施的工厂，在处理设施的排放口布设采样点。
为了解废水处理效果，可在进出口分别设置采样点。
（4）在排污渠道上，采样点应设在渠道较直、水量稳定，上游无污水汇入的地方。
2．生活污水和医院污水
采样点设在污水总排放口。
对污水处理厂，应在进、出口分别设置采样点采样监测。
（二）采样时间和频率
1.一般情况下，可在一个生产周期内每隔半小时或1小时采样1次，将其混合后测定污染物的平均值。
2.城市排污管道：
在管道出水口，可每隔l小时采样1次，连续采集8小时，也可连续采集24小时，然后将其混合制成混合样。
3.《环境监测技术规范》中对向国家直接报送数据的废水排放源规定：
工业废水每年采样监测2—4次；
生活污水每年采样监测2次，春、夏季各1次；
医院污水每年采样监测4次，每季度1次。
第三节水祥的采集和保存
一、地面水样的采集
（一）采样前的准备
（二）采样方法和采样器（或采水器）
采集表层水时，可用桶、瓶等容器直接采取。
一般将其沉至水面下0.3—0.5m处采集。
采集深层水时，可使用带重锤的采样器采集。
采样器的类型
常用采样器、急流采水器、溶解氧采水器、
深层采水器、电动采水器、自动采水器、
连续自动定时采水器等
常用采样器
急流采水器和溶解氧采水器
（三）水样的的类型
1．瞬时水样
瞬时水样是指在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。
适宜于水质稳定的水体。
2．混合水样
混合水样是指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合，有时称“时间混合水样”，以与其他混合水样相区别。
这种水样在观察平均浓度时非常有用，但不适用于被测组分在贮存过程中发生明显变化的水样。
3．综合水样
把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品称综合水样。
这种水样在某些情况下更具有实际意义。
二、废水样品的采集
（一）采样方法
1．浅水采样：
用容器直接采集
2．深层水采样：
用专制的深层采水器采集
3．自动采样：
采用自动采样器或连续自动定时采样器采集。
自动分级采样式采水器
自动混合采样式采水器
（二）废水样类型
1．瞬时废水样
2．平均废水样；平均混合水样；平均比例混合水样
三、地下水祥的采集
1.从监测井中采集水样常利用抽水机设备。
2.对于无抽水设备的水井，可选择适合的专用采水器采集水样。
3.对于自喷
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