环境监测知识点整理

绪论绪论 1 环境 影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体 2 原生环境 自然环境中未受人类活动干扰的地域 在原生环境中按自然界原有的过程进行物质转化 物种演化 能量和信息的传递 随着 人类活动范围的不断扩大 原生环境日趋缩小 次生环境 由于人类社会生产活动 导致原生自然环境改变后形成的环境 次生环境是原生环境演变而成的一种人工生态环境 其发展和演变仍受自然规律的制约 3 目前存在的主要环境问题 原生环境问题 次生环境问题 社会环境问题 我国目前存在的环境问题 大气普遍受到污染 城市附近的水体普遍受到污染 城市固体废物污染普遍 农业面源污染加剧 由于滥伐森林 毁坏草原 盲目垦植而 使水土流失 土壤沙化 气候变异等农业生态和自然环境破坏的现象也是相当严重的 我国水生态环境的现状 进入大范围生态退化和复合性 叠加性环境污染的阶段 4 环境污染物 pollutant 进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人 类的变化的物质 是环境监测研究的对象 5 污染的来源 1 生产性污染 三废 2 生活性污染 3 其他污染 6 污染源的形式 污染源的形式 大多数污染物是以散逸至大气 排泄至水体或在土壤表面堆积和填埋 的方式进人环境的 污染源的形式归纳有 1 点污染源 2 线污染源 3 面污染源 固定污染源和移动污染源 连续源 间断源和瞬时源等 7 污染物的类别污染物的类别 按污染类型 大气污染物 水体污染物 土壤污染物等 按污染物的形态 气体污染物 液体污染物和固体废物 按污染物的性质 化学污染物 物理污染物和生物污染物 按人类社会活动功能 主要考虑工业 农业 交通运输和生活四个方面等产生的污染物 8 污染物的化学类别污染物的化学类别 1 元素 2 无机物 3 有机烃化合物 4 金属有机和准金属有机化合物 5 含氧有机化合物 6 有机氮化合物 7 有机卤化物 8 有机硫化合物 9 有机磷化合物 9 污染物的性质 主要内涵 污染物的自然性 毒性 时空分布性 活性和持久性 生物可分解性 生物 累积性 对生物体作用的加和性等 研究意义 在研究环境容量和制订各种污染物质的排放标准时 首先要了解各种环境污 染物的性质 这对于确定目标监测污染物 合理进行采样点的布设 准确评价污染物对环 境的影响都是十分有必要的 10 优先控制污染物优先控制污染物 潜在危险性大 难降解 生物积累性 毒性大和属三致物质 在环境中出现频率高 高残留 检测方法成熟 11 当前学术界的研究热点 多环芳烃 具有 三致作用 环境荷尔蒙 环境激素 内分泌干扰物 是一种外源性干扰内分泌系统的化学物质 指环境中存在的能干扰人类或动物内分泌系统诸环节并导致异常效应的物质 持久性有机污染物持久性有机污染物 指人类合成的能持久存在于环境中 通过生物食物链 网 累 积 并对人类健康造成有害影响的化学物质 蓄积性 能够长期的在环境里存留因而对生态系统 及人体健康的威胁也都会长期的存 在 收放性 它的特点是通过食物链可以逐级的放大 自然环境里可能浓度很低 甚至监 测不到 但是进入食物链后逐级放大 最后对人造成很大的影响 半挥发性 这个特性决定了它可以在全球转运 最经典的例子是北京大学在珠穆朗玛 山脉采集到了冰川的样品里发现有 POPs 的存在 其危险是全球性的 严重危害健康和生态 往往具有激素活性 主要表现为雌激素的作用 12 环境监测体系 目的 目的 及时 准确 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 境规划和环境评价等提供科学依据 环境监测的基本流程 环境监测的基本流程 环境监测的特点 环境监测的特点 环境监测的综合性 监测手段 监测对象 监测数据处理 环境监测的连续性 长时间 多位点监测是揭示污染物迁移转化规律的基本要求 环境监测的追溯性 环境监测的任何一个环节的失败 都会导致最终监测结果的不准确或不科学 环境监测的功能与类别类别 根据监测目的 环境监测可分为 1 监视性监测 监视性监测包括对污染源的监督监测和对环境质量的监测 2 特定目的监测 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 为研究污染物在环境中的扩散模式 迁移规律和对环境 人体和生物的影响效应 研究污 染治理工艺和技术 以及建立和改进分析方法等而进行的监测 4 服务性监测 第三方提出需求时进行的免费或收费性监测 一般环保部门对信访类 投诉类的监测需求 是免费的 13 环境标准 环境标准定义 指为了保护人群健康 社会物质财富和维持生态平衡 对大气 水 土壤 等环境质量 对污染源 检测方法以及其他需要所制定的标准 环境标准的作用 1 执行环境保护法规的基本手段 制订环境保护法规的重要依据 2 强化环境管理的技术基础 3 环境规划的定量化依据 4 推动科技进步的动力 分级分类分级分类 环境质量标准环境质量标准 国家或地方对环境中有害物质和因素所作的限制性规定 是衡量环境质 量的依据 环保政策的目标 环境管理的依据 也是制订污染物控制标准的基础 污染物排放标准污染物排放标准 为了实现环境质量要求而对污染源产生排入环境的污染物质或有害因 素 结合技术经济条件和环境特点 做出的限制性规定 环境方法标准环境方法标准 在环境保护领域内以采样 分析 测定 试验和统计等方法为对象所制订的统一技术规定 实现 统一的方法标准 规范操作 数据的准确性 可比性 环境标准样品标准环境标准样品标准 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 质量控制的标准材料或物质 水质标准水质标准 为贯彻执行 中华人民共和国环境保护法 和 水污染防治法 控制水污染 保护水资源 颁布的相应的水质标准和排放标准 水与废水监测水与废水监测 第一节第一节 1 水污染 由于污染物的大量侵入和积累 当超过水体自净能力时 将导致水体的化学 物理 生物或放射性等方面的特性发生变化 从而影响水的有效利用 危害人群健康或者 破坏生态环境 造成水质恶化 这种现象称之为水的污染 2 水质污染的主要原因 自然污染 因地质的溶解作用 降水对大气的淋洗 对地面的冲刷 挟带各种污染物 流入水体而形成 化学型污染 随废水或其他废弃物进入水体的有机和无机污染物造成的水体污染 物理型污染 排入水体的有色物质 悬浮固体 放射性物质及其他高于常温的物质造 成的污染 生物型污染 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 3 水体的 自净功能 一定量的污染物进入水体后 经大量水的稀释作用和一系列复杂的物理 化学和生物 作用 使污染物的浓度大幅度降低 水质得以改善 此即水体的 自净作用 当污染物累积排入 浓度超过水体的受纳容量 水体的 自净功能 衰退或丧失 就 会造成水质急剧恶化 水体的 自净功能 是水体中物理 化学和生物作用等综合贡献 包括挥发 絮凝 水解 络合 氧化还原以及微生物降解等作用 4 水质监测的对象 环境水体监测 水污染源监测 环境水体 地表水 江 河 湖 库 海等 地下水 水污染源 工业废水 生活污水 医院污水等 5 水质监测的目的 例行监测 掌握环境水体水质状况及其发展趋势 监视性监测 为污染源管理和排污收费提供依据 应急监测 为分析判断事故原因 危害及采取对策提供依据 仲裁性监测 为准确判断纠纷原因和公正执法提供依据 管理性监测 为制订环境法规 标准 规划 全面开展环境管理工作提供数据和资料 研究性监测 为开展水环境质量评价 预测预报及进行科学研究提供基础数据和手段 6 水质监测项目的选择 优先选择国家或地方的水环境质量标准和水污染物排放标准中要求控制的监测项目 选择对人和生物危害大 对环境质量影响范围广的污染物 所选监测项目有 标准分析方法 全国统一监测分析方法 具备必要的分析测定的条 件 可根据水体或污染源的水质特征和水环境保护功能的划分 酌情增加选测项目 根据所在地区经济发展 监测条件的改善及技术水平的提高 可酌情增加某些监测项目 对于突发性事故或特殊污染 应重点监测进入水体的污染物 并实行连续的跟踪监测 掌握污染的程度及其变化趋势 7 水质监测分析方法 选择水质分析方法的基本原则 1 方法灵敏度能满足定量要求 2 方法比较成熟 准确 3 操作简便 易于普及 4 抗干扰能力强 5 试剂无毒或毒性较小 水质监测分析方法有三个层次 三层次互相补充 构成完整的监测分析方法体系 1 A 类 国家水质标准分析方法 2 B 类 统一分析方法 3 C 类 等效方法 试用方法 监测方法的分类 1 用于测定无机污染物的方法 原子吸收法 分光光度法 等离子发射光谱 ICPAES 电化学法 离子色谱法 其他方法 2 用于测定有机污染物的方法 气相色谱法 GC 和高效液相色谱法 HPLC 气 质联用法 GC MS 其他方法 第二节 地表水水质监测方案的制定 见第二节 地表水水质监测方案的制定 见PPT 第三节 第三节水样的采集和保存第三节 第三节水样的采集和保存 1 水样的类型水样的类型 2 地表水样的采集 一 采集前的准备 二 采样方法和采样器 3 废水样品的采集 一 采样方法 1 浅水采样 可用容器直接采集 或用聚乙烯塑料长把勺采集 2 深层水采样 可使用专制的深层采水器采集 也可将聚乙烯筒固定在重架上 沉入要求深度采集 3 自动采样 采用自动采样器或连续自动定时采样器采集 如自动分级采样式采水器 可在一个生产周 期内 每隔一定时间将一定量的水样分别采集在不同的容器中 自动混合采样时采水器可 定时连续地将定量水样或按流量比采集的水样汇集于一个容器内 注意事项 采样时应除去水面杂物 垃圾等漂浮物 但是 随污水流动的悬浮物或固体颗粒 应看 成是污水的一个组成部分 不应在测定前滤除 用水样容器直接采样时 须用水冲洗 3 次 但采油的容器不能冲洗 填写污水采样记录表 4 底质 沉积物 样品的采集 水 底质 sediment 和水生生物组成了一个完整的水环境体系 底质能记录给定水环境的污染历史 反映难降解物质的积累情况以及水体污染的潜在危险 断面设置 底质监测断面的设置原则与水质监测断面相同 其位置应尽可能与水质监 测断面相重合 以便于将沉积物的组成及其物理化学性质与水质监测结果进行比较 采样次数 由于底质比较稳定 受水文 气象条件影响较小 故采样频率远较水样低 一 般每年枯水期采样 1 次 必要时可在丰水期增采 1 次 采样方法 底质样品采集量视监测项目 目的而定 一般为 1 2kg 如样品不易采 集或测定项目较少时 可予酌减 采集表层底质样品一般采用挖式 抓式 采样器或锥式采样器 前者适用于采样量 较大的情况 后者适用于采样量少的情况 管式泥芯采样器用于采集柱状样品 以供监测底质中污染物质的垂直分布情况 锥式采样器 将沉积物采样器置于 9m 深的水下一年 收集化学沉积物 方解石 藻 类 浮游动物 动物粪便等 中等水深底泥 如果水域水深小于 3m 可将竹竿粗的一端削成尖头斜面 插入床底 采样 浅水底泥 当水深小于 0 6 米时 可用长柄塑料勺直接采集表层底质 5 采集水样注意事项 测定悬浮物 pH 溶解氧 BOD 油类 硫化物 余氯 放射性 微生物等项目需单 独采样 在测定溶解氧 BOD 和有机污染物等项目的水样必须充满容器 测定 pH 溶 解氧和电导率等项目宜在现场测定 测定不溶解性物质和油类时水箱不能充满容器 采样时要同步测量水文和气象参数 填写登记表 6 流量的测量 一 测量参数 在采集水样的同时 还需要测量水体的水位 m 流速 m s 流量 m3 s 等水文参数 二 意义 因为在计算水体污染负荷是否超过环境容量 控制污染源排放量 估价污染 控制效果等工作中 都必须知道相应水体的流量 三 测量方法原则 对于较大的河流 水文部门一般设有水文监测断面 应尽量利用其 所测参数 四 测量方法 流速仪法 流速 面积法 对于水深大于 0 05m 流速大于 0 15m s 的河 渠 可用 流速仪测定水流速度 浮标法 浮标法是一种粗略测量流速的简易方法 溢流堰法 这种方法适用于不规则的污水沟 污水渠中水流量的测量 其他方法 用容积法测定污水流量也是一种简便方法 现已生产多种规格的污水流量 计 测定流量简便 准确 此外 还可以用压差法 根据工业用水平衡计算法或排水管径大小测量法估算污水流 量 7 水样的运输 注意以下两点 1 塞紧采样器塞子 必要时用封口胶 石蜡封口 避免因震动 碰撞而损失或玷污 因此 最好将样瓶装箱 用泡沫塑料或纸条挤紧 2 需冷藏的样品 应配备专门的隔热容器 放入制冷剂 将样瓶置于其中 冬季应注意保 温 以防样瓶冻裂 8 水样的保存 保存要求 不发生物理 化学 生物变化 不损失组分 不玷污 不增加待测组分和干扰组分 容器的要求 选性能稳定 不易吸附预测组分 杂质含量低的材料制成的容器 如聚乙烯和硼硅玻璃材 质的容器是常规监测中广泛使用的 也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器 但价格昂贵 保存时间要求 即最长贮放时间 一般污水的存放时间越短越好 清洁水样 72h 轻污染水样 48h 严重 污染水样 12h 运输时间 24h 以内 保存方法 1 冷藏或冷冻法 2 加入化学试剂保存法见表 2 2 1 加入生物抑制剂 2 调节 pH 值 3 加入氧化剂或还原剂 第四节第四节 水样的预处理水样的预处理 1 环境样品的特点 1 污染物种类多 成分复杂 样品中存在大量干扰物质 2 多数待测组分浓度低 处于痕量水平 ppm 或 ppb 常低于分析方法的检出下限 3 存在形态各异 2 环境样品预处理的目的 1 干扰物质的去除 2 待测组分的浓缩 3 待测组分形态的单一化 3 选择预处理方法时主要应考虑 1 注意监测的对象 根据监测对象是吸附态 溶解态 还是总量来选择水样处理的方法 根据可能引起干扰的物质 选择分离方法 2 若待测物低于检出限 就应进行浓缩 常用的预处理方法有以下几种 悬浮物的去除 有机物的分解 干扰物的分离 蒸发与冷 冻浓缩 4 样品预处理评价指标 5 样品预处理 悬浮物的去除 水样的预处理方法 金属元素 6 样品的消解 在进行环境样品 水样 土壤样品 固体废弃物和大气采样时截留下来的颗粒物等 中的无机元素的测定时 需要对环境样品进行消解处理 消解处理的作用是破坏有机物 溶解颗粒物 并将各种价态的待测元素氧化成单一高 价态或转换成易于分析的无机化合物 常用的消解方法有湿式消解法 干灰化法 微波消解法 7 样品分离与富集 富集 富集是分离的一种 即从大量试样中搜集欲测定的少量物质至一较小体积中 从而提高其 浓度至其测定下限之上 分离 分离是将欲测组分从试样中单独析出 或将几个组分一个一个地分开 或者根据各组分的 共同性质分成若干组 固相萃取附件 自然淋洗 简易支架 加压 如借助注射器 加负压 真空装置 思考题 细菌 DNA 的提取程序及其样品预处理原理 第五节物理指标检验 见第五节物理指标检验 见PPT 第六节金属化合物的测定第六节金属化合物的测定 空气和废气监测空气和废气监测 1 空气污染源 工业企业排放的废气 交通运输工具排放的废气 室内空气污染源 2 空气中的污染物及其存在状态 一 分子状态污染物 二 粒子状态污染物 粒径大于 l0 m 的颗粒物能较快地沉降到地面上 称为降尘 粒径小于 10 m 的颗粒 物 PM10 可长期飘浮在空气中 称为可吸入颗粒物或飘尘 IP 3 空气中污染物的时空分布特点 与其他环境要素中的污染物质相比较 空气中的污染 物质具有随时间 空间变化大的特点 影响因素 污染物排放源的分布 排放量及地形 地貌 气象 4 空气中污染物浓度表示方法 一 单位体积质量浓度 单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数 常用 mg m3 或 g m3 表示 二 体积分数 体积分数是指单位体积空气中含污染气体或蒸气的体积 常用 mL m3 和 L m3 为单位表示 两种浓度表示方法之间的换算 5 空气污染监测方案的制订 调研及资料收集 一 污染源分布及排放情况 二 气象资料 三 地形资料 三 土地利用和功能分区情况 五 人口分布及人群健康情况 功能区布点法 一个城市或一个区域可以按其功能分为工业区 居民区 交通稠密区 商业繁华区 文化区 清洁区 对照区等 几何图形布点法 目前常用以下几种布设方法 网格布点法 同心圆布点法 扇 形布点法 采样频率和采样时间 采样频率系指在一个时段内的采样次数 采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间 二者要根据监测目的 污染物分布特征 分析方法灵敏度等因素确定 采样方法 监测方法和质量保证 根据污染物的存在状态 浓度 理化性质及监测 方法选择采样方法和仪器 6 大气样品的采集方法 直接采样法直接采样法 适用于大气中被测组分浓度较高或者所用监测方法十分灵敏的情况 此时 直接采取少量气体就可以满足分析测定要求 直接采样法测得的结果反映大气污染物在采样瞬时或者短时间内的平均浓度 一 注射器采样 100mL 二 塑料袋采样 不反应 不吸附 不渗漏 三 采气管 采样 四 真空瓶采样 富集 浓缩 采样法富集 浓缩 采样法 适用于大气中污染物的浓度很低 直接取样不能满足分析测定要 求的情况 此时需要采取一定的手段 将大气中的污染物进行浓缩 使之满足监测方法灵 敏度的要求 由于浓缩采样法采样需时较长 所得到的分析结果反映大气污染物在浓缩采样时间内的 平均浓度 一 溶液吸收法 用抽气装置使待测空气以一定的流量通入装有吸收液的吸收管 待 测组分与吸收液发生化学反应或物理作用 使待测污染物溶解于吸收液中 采样结束后 取出吸收液 分析吸收液中被测组分含量 二 填充柱阻留法 填充柱是用一根长 6 10cm 内径 3 5mm 的玻璃管或塑料管 内装颗粒状填充剂制成 三 滤料采样法 这种方法是将过滤材料 滤纸或滤膜 夹在采样夹上 采样时 用 抽气装置抽气 气体中的颗粒物质被阻留在过滤材料上 根据过滤材料采样前后的质量和 采样体积 即可计算出空气中颗粒物的浓度 这种方法主要用于大气中的气溶胶 降尘 可吸入颗粒物 烟尘等的测定 四 低温冷凝采样法 该采样法是将 U 形管或蛇形采样管插入冷阱中 大气流经采 样管时 被测组分因冷凝从气态转变为液态凝结于采样管底部 达到分离和富集的目的 五 自然积集法 这种方法是利用物质的自然重力 空气动力和浓差扩散作用采集大 气中的被测物质 7 采样仪器 一 组成部分 收集器 流量计 采样动力 二 专用采样器 1 空气采样器 2 颗粒物采样器 总悬浮颗粒物采样器 可吸入颗 粒物采样器 个体采样器 8 采样效率 一 采集气态和蒸气态污染物质效率的评价方法 二 采集颗粒物效率的评价方法 9 采样记录 被测污染物的名称及编号 采样地点和采样时间 采样流量和采样体积 采样时的温度 大气压力和天气情况 采样仪器和所用吸收液 采样者 审核者姓名 10 气态和蒸气态污染物质的测定 二氧化硫 分光光度法 定电位电解法 氮氧化物 盐酸萘乙二胺分光光度法 原电池库仑法 一氧化碳 气相色谱法 GC 汞置换法 光化学氧化剂 测定空气中光化学氧化剂常用硼酸碘化钾分光光度法 臭氧 硼酸碘化钾分光光度法 靛蓝二磺酸钠分光光度法 氟化物 二氧化铅 重量法 碱片 重量法 碱片 离子色谱法 汞 金膜富集 冷原子吸收法 巯基棉富集 冷原子荧光法 总烃及非甲烷烃 气相色谱法 光电离检测法 挥发性有机物 VOCs VOCs 是指室温下饱和蒸气压超过 133 32Pa 的有机物 如苯 卤代烃 氧烃等 冷冻吸附采样 热解析进样 毛细管色谱法 甲醛 酚试剂分光光度法 4 氨基 3 联氨 5 巯基三氮杂茂 AHMT 分光光度法 气相色 谱法 11 空气污染指数计算 空气污染指数 API 是一种向社会公众公布的反映和评价空气质 量状况的指标 它将常规监测的几种主要空气污染物浓度经过 处理简化为单一的数值形式 分级表示空气质量和污染程度 具有简明 直观和使用方便的优点 根据我国城市空气污染的特点 以 SO2 NOx 和 TSP 作为计算 API 的暂定项目 并确定 API 为 50 100 200 时 分别对应于 我国空气质量标准中日均值的一 二 三级标准的污染浓度限 值 500 则对应于对人体健康产生明显危害的污染水平 12 颗粒物的测定 总悬浮颗粒物 TSP 的测定 滤膜捕集 重量法 用抽气动力抽取一定体积的空气 通过已恒重的滤膜 则空气中的悬浮颗粒物被阻留在滤膜上 根据采样前后滤膜质 量之差及采样体积 即可计算 TSP 的浓度 可吸入颗粒物 PM10 的测定 重量法 压电晶体差频法 光散射法 质量中值直径 又称质量中值空气动力学直径 颗粒物中小于某一空气动力 学 直径 的各种粒度颗粒的总质量 占全部颗粒物质量 即全部不同粒度颗粒质量的总和 的 50 时 则此直径称为质量中值直径 也即是具有这一中值直径的颗粒物有一半其粒径 小于这个直径 有一半则大于这个直径 单位用微米表示 灰尘自然沉降量及其组分的测定 重量法 在空气环境条件下 单位时间靠重力 自然沉降落在单位面积上的颗粒物量 简称降尘 总悬浮颗粒物 TSP 中污染组分的测定 一 某些金属元素和非金属化合物的测定 1 样品预处理方法 2 测定方法简介 二 有机化合物的测定 16 降水监测 采样点的布设 1 采样点数目 根据研究的目的和需要来确定 一般常规监测 人口在五十万以上 的城市布三个点 人口在五十万以下的城市布设二个点 采样点的布设应兼顾城区 农 村和清洁对照点 要尽可能照顾到气象地形 地貌 2 采样点位应尽可能的远离局部污染源 四周无遮挡雨 雪的高大树木或建筑物 样品的采集 一 采样器 二 采样方法 1 从每次降雨 雪 开始 要采集全过程 开始到结束 雨 雪 样 如遇连续几天降雨 雪 每天上午 8 00 开始 连续 采集 24 h 为一次样 2 采样器应高于基础面 1 2m 以上 3 样品采集后 应贴上标签 编好号 记录采样地点 日期 采样起止时间 雨量等 三 水样的保存 采样后应尽快测定 如需要保存 一 般不主张添加保存剂 水样密封后放于冰箱中 降水组分的测定 一 测定项目和测定频次 I 级测点为 pH 电导率 K Na Ca2 Mg2 NH4 SO42 NO2 NO3 F Cl 每月测定 不少于一次 每月选一个或几个随机降水样品分析上述项目 省 市监测网络中的 级测点视实际需要和可能决定测定项目 二 测定方法 1 pH 的测定 2 电导率的测定 3 硫酸根的测定 4 亚硝酸根和 硝酸根的测定 5 氟离子的测定 6 氯离子的测定 7 铵根离子的测定 8 钾 钠 钙 镁离子的测定 17 污染源监测 一 固定污染源排气监测 一 监测目的和要求 监测目的 检查排放的废气中有害物质含量是否符合国家或地方的排放标准和总量 控制标准 评价净化装置及污染防治设施的性能和运行情况 为空气质量评价和管 理提供依据 进行监测时 要求生产设备处于正常运转状态下 对因生产过程而引起排放情况变 化的污染源 应根据其变化特点和周期进行系统监测 监测内容包括废气排放量 污染物质排放浓度及排放速率 kg h 在计算废气排放量和污染物质排放浓度时 都使用标准状态下的干气体体积 二 采样点的布设 采样位置 采样位置应选在气流分布均匀稳定的平直管段上 避开弯头 变径管 三通管 及阀门等易产生涡流的阻力构件 采样点数目 根据烟道的形状 尺寸和流速分布确定 三 基本状态参数的测量 1 温度的测量 2 压力的测量 3 流速和流量的计算 四 含湿量的测定 重量法 冷凝法 干湿球温度计法 五 烟尘浓度的测定 六 烟尘 或气态污染物 排放速率的计算 七 烟气黑度的测定 八 烟气组分的测定 二 流动污染源监测 一 汽油车怠速排气中一氧化碳 碳氢化合物的测定 二 汽油车排气中氮氧化物的测定 三 柴油车排气烟度的测定 18 标准气体的配制 一 静态配气法 一 注射器配气法 二 配气瓶配气法 1 常压配气 2 正压配气 三 高压钢瓶配气法 二 动态配气法 一 连续稀释法 二 负压喷射法 三 渗透管法 四 气体扩散法 五 电解法 第四章第四章 固体废物监测固体废物监测 1 固体废物 生产 建设 日常生活和其他活动中产生的污染环境的固态 半固态废弃物 质 2 分类方法 按化学性质 有机固废和无机固废 按形状 固体废物和泥状废物 按危害状况 危险废物 有害废物 和一般废物 按来源 矿业固废 工业固废 城市垃圾 包括下水道污泥 农业固废和 放射性固废等 3 危险废物 鉴别 1 引起或严重导致人类和动植物死亡率增加 2 引起各种疾病的增加 3 降低对疾病的抵抗力 4 在处理 贮存 运送 处臵或其他管理不当时 对人体健康或环境会造成现实 的或潜在的危害 特性 易燃性 含闪点低于 60 的液体 经摩擦或吸湿和自发的变化具有着火倾向的固体 腐蚀性 腐蚀性 含水废物 或本身不含水但加入定量水后其浸出液的 pH 2 或 pH 12 5 的废物 或最低温度为 55 以下时对钢制品每年的腐蚀深度大于 0 64cm 的 废物 反应性 a 无爆震时就很易发生剧烈变化 b 和水剧烈反应 c 能和水形成爆炸性混合 物 d 和水混合产生毒性气体 蒸汽或烟雾 e 有引发源或加热时能爆震或爆炸 f 常 温常压下易爆炸和爆炸性反应 j 根据其它法规定义的爆炸品 放射性 含有天然放射性元素的废物 放射性比活度大于 3700Bq kg 的固废 含有人 工放射性元素的废物或比放射性大于露天水源限制浓度的 10 100 倍 半衰期 60 天 者 浸出毒性 按规定的浸出方法进行浸取 当浸出液中有一种或一种以上有害成分的浓 度超过表 4 2 所示鉴别标准的物质 急性毒性 指引起小鼠 大鼠 在 48h 内死亡半数以上者 其他毒性 4 固体废物样品的采集和制备 一 样品的采集 一 采样工具 尖头钢锹 钢尖镐 采样铲 具盖采样桶或内衬塑料的采样袋 二 采样程序 a 根据固体废物批量大小确定应采份样 b 根据固体废物的最大粒度确 定份样量 c 根据采样方法 随即采集份样 组成总样 并认真填写采样记录 三 份样数 四 份样量 五 采样方法 1 现场采样 2 运输车及容器采样 当车数不多于该批废物规定的份样数时 每车应采份样数 规定份样数 车数 当车数多于该批废物规定的份样数时 车中采样点的布设 对于一批若干容器盛装的废物 当把一个容器作为一个批量时 3 废渣堆采样法 二 样品的制备 一 制样工具 粉碎机 药碾 钢锤 标准套筛 十字样板 机械缩分器 二 制样要求 1 制样过程中 防止样品产生任何化学变化和污染 2 湿样品应在室温下自然干燥 使其达到适于破碎 筛分 缩分的程度 3 制备的样品过筛后装瓶备用 三 制样程序 1 粉碎 把全部样品逐级破碎 过 5mm 筛孔 粉碎过程中 不可随意丢弃难于破碎的粗粒 2 缩分 将样品于清洁 平整不吸水的板面上堆成圆锥型 每铲物料自圆锥顶端落下 使均匀 地沿锥尖散落 不可使圆锥中心错位 反复转堆 至少三周 使其充分混合 然后将圆 锥顶端轻轻压平 摊开物料后 用十字板自上压下 分成四等份 取两个对角的等份 重复操作数次 直至不少于 1kg 试样为止 三 样品水分的测定 1 测定无机物 称取样品 20g 左右于 105 下干燥 恒重至 0 1g 测定水分含量 2 有机物 样品于 60 下干燥 24h 测定水分含量 3 固体废物测定结果以干样品计算 当污染物含量小于 0 1 时以 mg kg 表示 含量大 于 0 1 时则以百分含量表示 并说明是水溶性或总量 四 样品 pH 值的测定 五 样品的保存 制好的样品密封于容器中保存 容器对样品不吸附 不使样品变质 贴标签 注明编号 废物名称 采样地点 批量 采样人 制样人 时间 5 有害特性的监测方法 一 急性毒性的初筛试验 毒性试验动物 体重 18 24g 的小白鼠 或 200 300g 大白鼠 试验步骤 称取制备好的样品 100g 臵于 500mL 具磨口玻璃塞的三角瓶中 加入 100mL pH 为 5 8 6 3 水 固液比为 1 1 振摇 3min 于室温下静止浸泡 24 h 用中速定量滤 纸过滤 滤液留待灌胃用 对 10 只小白鼠 或大白鼠 进行一次性灌胃 每只灌浸出液 0 50 或 4 80 mL 对灌胃后的 小白鼠 或大白鼠 进行中毒症状观察 记录 48 h 内动物死亡数 二 易燃性的试验方法 易燃性 闪点较低的液态状废物和燃烧剧烈而持续的非液态状废物 由于摩擦 吸湿 点 燃等自发的化学变化会发热 着火 或可能由于它的燃烧引起人体或环境的危害 试验步骤 按标准要求加热试样至一定温度 停止搅拌 每升高 1 点火一次 至试样上 方刚出现蓝色火焰时 立即读出温度计上的温度值 三 腐蚀性的试验方法 腐蚀性 通过接触能损伤生物细胞组织或腐蚀物体而引起危害 测定方法 一种是测定 pH 值 另一种是指测定在 55 7 以下对钢制品的腐蚀率 pH 值的测定 仪器 pH 计或酸度计 方法 对含水量高 呈流态状的稀泥或浆状物料 可将电极直接插入进行 pH 值测量 对稠状物料可离心或过滤后 测其液体的 pH 值 对粉 粒 块状物料 称取制备好的样品 50 g 干基 臵于 1 L 塑料瓶中 加入 新鲜蒸馏水 250 mL 使固液比为 1 5 加盖密封后 放在振荡机上 于室温下 连续振 荡 30 min 静臵 30 min 后 测上清液 pH 值 每种废物取两个平行样品测定其 pH 值 差值不得大于 0 15 四 反应性试验方法 撞击感度测定 摩擦感度测定 差热分析测定 爆炸点测定 火焰感度测定 五 遇水反应性试验方法 遇水反应性包括 1 固体废物与水发生剧烈反应而放出热量 使体系温度升高 2 与水反应释放出有害气体 如乙炔 硫化氢 砷化氢 氰化氢 1 反应装置 2 试验步骤 称取固体废物 50 g 臵于 250 mL 的反应器内 加入 25 mL 水 用 1 mol L HCl 调节 pH 值为 4 加盖密封后 固定在振荡器上 振荡频率为 110 10 次 min 振荡 30 min 后停机 静臵 10 min 用注射器抽气 50 mL 注入不同的 5 mL 吸收液中 测定其氰化氢 硫化氢 砷化 氢 乙炔的含量 六 浸出毒性试验 浸出方法 称取 100 g 试样 置于浸出容积为 2 L 具盖广口聚乙烯瓶中 加水 1 L 将瓶子垂直固定在 水平往复振荡器上 在室温下振荡 8 h 静置 16 h 通过 0 45 m 滤膜过滤 滤液按各分 析项目要求进行保护 于合适条件下储存备用 6 生活垃圾和卫生保健机构废弃物的监测 一 生活垃圾及其分类 1 生活垃圾 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 2 生活垃圾的分类 废品类 厨房类 亦称厨余垃圾 灰土类 3 处理方法 焚烧 包括热解 气化 卫生填埋 堆肥 二 生活垃圾特性分析 1 垃圾采集和试样处理 2 采样量 G 0 06d 式中 G 试样质量 kg d 垃圾的最大粒度 mm 3 垃圾的粒度分级 粒度采用筛分法 按筛目排列 依次连续摇动l5 min 依次转到下一号筛子 然后计算每一 粒度微粒所占的百分比 如果需要在试样干燥后再称量 则需在70 的温度下烘干24 h 然 后再在干燥器中冷却后筛分 4 淀粉的测定 5 生物降解性的测定 三 热值 热值 生活垃圾固体废物和无法确定相对分子质量的混合物单位量 克或千克 完全氧化时 的反应热 测定原理 能量守恒定律 样品完全燃烧放出的能量促使卡计本身及其周围的介质 本实验 用水 温度升高 测量了介质燃烧前后温度的变化 就可以求算该样品的燃烧热 其关系式 WQv 3000 C C 卡 T 2 9L 式中 Qv 燃烧热 J g 水的密度 g cm3 C 水的比热 J g W 样品的重量 kg C 卡 卡计的水当量 J L 为铁丝的长度 cm 其燃烧值为 2 9J cm 3000 实验用水毫升数 mL 四 渗沥液分析 渗沥液是指从生活垃圾接触中渗出来的水溶液 它提取或溶出了垃圾组成中的物质 1 渗沥液的特性 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 渗沥液中不一定存在 而一般废水中存在的组分 渗沥液中也不一定存在 例如油类 氰化物 铬和汞等 4 渗沥液是不同于生活污水的特殊污水 2 渗沥液的分析项目 五 渗沥实验 1 固体废物堆场渗沥水采样点的选择 正规设计的垃圾填埋场 一般废弃物堆场 2 渗沥试验 1 工业固体废物渗沥模型 2 生活垃圾渗沥柱 六 卫生保健机构废弃物的定义 分类和处理 1 废弃物排放源及分类 1 普通废弃物 2 病理性废弃物 3 放射性废弃物 4 化学性 废弃物 5 传染性废弃物 6 锐利器械 7 药理性废弃物 2 卫生保健机构废弃物的 处理 1 首先应分类收集和贮存 例如锐利医疗器械应贮于耐扎的容器中 病理性 传染性废 弃物须与其他废弃物分开 危险性大的废弃物可先高压蒸汽消毒 2 各类废弃物应装在专用的防潮的有一定强度的袋或容器中并以颜色 符号标记病理性 传染性废弃物 3 不论在医院内外 应用专用运输工具并严格消毒 4 病理性和传染性废弃物的首选处臵方法是焚烧 其他类废物或焚烧或采取另外方法处 臵 5 在整个过程需严格监督 监测和管理 7 有害物质的毒理学研究方法 实验动物的选择 常用的动物有小鼠 大鼠 兔 豚鼠 猫 狗和猴等 鱼类有鲢鱼 草鱼和金鱼等 毒性试验分类 1 急性毒性试验 一次 或几次 投给实验动物较大剂量的化合物 观察在短期内 一般 24 小时到 2 周以内 中毒反应 2 亚急性毒性试验 一般用半致死剂量的 1 5 1 20 每天投毒 连续半个月到 3 个月左 右 3 慢性毒性试验 用较低剂量进行 3 个月到 1 年的投毒 观察病理 生理 生化反应以及 寻找中毒诊断指标 并为制定最大允许浓度提供科学依据 吸入毒性试验 一 吸入染毒法的种类 1 动态染毒法 将实验动物放在染毒柜内 连续不断地将由受检毒物和新鲜空气 配制成一定浓度的混合气体通入染毒柜 并排出等量的污染空气 形成一个动态平 衡的染毒环境 2 静态染毒法 在一个密闭容器 或称染毒柜 内 加入一定量受检物 气体或 挥发性液体 使均匀分布在染毒柜 经呼吸道侵入实验动物体内 二 吸入染毒法的注意事项 实验动物应挑选健康 成年并同龄的动物 雌雄各半 每组 10 只 取若干组用不同 浓度进行试验 要求一组在试验条件下全部存活 一组全部死亡 其他各组有不同 的死亡率 然后求出半数致死浓度 LC50 对未死动物取出后继续观察 7 14 天 了解恢复或发展状况 对死亡动物 必要时对未死动物 做病理形态学检验 口服毒性试验 一 口服染毒法的种类 1 饲喂法 2 灌胃法 鱼类毒性实验 第五章第五章 土壤质量监测土壤质量监测 1 土壤 是指陆地地表具有肥力并能生长植物的疏松表层 它介于大气圈 岩石圈 水 圈和生物圈之间 是环境中特有的组成部分 2 组成 土壤是由矿物质 动植物残体腐解产生的有机物质 土壤生物 水分和空气等 固 液 气三相组成的 3 土壤矿物质 土壤矿物质是由岩石经风化而来的 一般占土壤固体部分质量的 95 98 矿物质直接影响土壤性质 又是植物矿质养分的主要来源 故同土壤肥力有 密切关系 土壤矿物质的组成 1 原生矿物质 岩石经过物理风化作用被破碎形成的碎屑 其原来的化学组成没有改 变 2 次生矿物质 原生矿物质经过化学风化后形成的新矿物 其化学组成和晶体结构均 有所改变 土壤化学组成 氧 硅 铝 铁 钙 钠 钾 镁八大元素含量约占 96 以上 与 岩石中各元素的含量相似 土壤机械组成 指不同大小颗粒 沙砾 粉粒 黏粒 的相对含量 不同粒径的矿 物质颗粒的成分和物理化学性质有很大差异 如对污染物的吸附 解吸和迁移 转 化能力 有效含水量及保水 保温能力等 4 土壤有机质 由进入土壤的植物 动物 微生物残体及施入土壤的有机肥料经分解转化逐渐形成 通 常可分为非腐殖物质和腐殖物质两类 是土壤形成的重要基础 与土壤矿物质共同构成 土壤的固相部分 土壤有机质中含有大量营养元素 分解后可提供植物生长发育的需要 是植物养分的重 要来源 有机质腐解后形成的腐殖质 能把土粒粘结成团粒结构 这种结构保水 保肥能力强 类似储存水肥的小仓库 随时供给植物吸收利用 有机质是微生物的食物 土壤有机质丰富而其他条件又适宜时 就能促进微生物的旺盛 活动 非腐殖物质 包括糖类化合物 如淀粉 纤维素等 含氮有机合物及有机磷和有机 硫化合物 腐殖物质 是植物残体中稳定性较大的木质素及其类似物在微生物作用下 部分被 氧化形成的一类特殊的高分子聚合物 具有芳环结构 苯环周围连有多种官能团 如羧基 羟基 甲氧基及氨基等 使之具有表面吸附 离子交换 络合 缓冲 氧 化还原作用及生理活性等性能 5 土壤生物 土壤中生活的微生物 细菌 真菌 放线菌 藻类等 及动物 原生动物 蚯 蚓 线虫类等 对进入土壤的有机污染物的降解及无机污染物 如重金属 的形态转化起着 主导作用 是土壤净化功能的主要贡献者 6 土壤溶液 土壤水分及其所含溶质的总称 溶有土壤中可溶成分的稀溶液 来源主要 有 大气降水 降雪 地表径流 灌溉 地下水 7 土壤空气 土壤空气存在于未被水分占据的土壤孔隙中 来源于大气 生物化学反应 和化学反应产生的气体 8 土壤的基本性质 一 吸附性 与土壤中存在的胶体物质 无机胶体 有机胶体有机 无机复合胶体 密切相关 对有机污染物 如有机磷和有机氯农药 和无机污染物 如 Hg2 Pb2 Cu2 Cd2 等重金属离子 有较强的吸附能力或离子交换吸附能力 二 酸碱性 中国土壤的pH大多在4 5 8 5范围内 并呈东南酸西北碱的规律 土壤的酸碱性直接 或间接地影响污染物在土壤中的迁移转化 三 氧化 还原性 9 土壤背景值 土壤背景值是指在未受人类社会行为干扰 污染 和破坏时 土壤成分 的组成和各组分 元素 的含量 判断土壤是否受到污染或污染程度的标准 土壤背景值又称土壤本底值 它代表一定环境单元中的一个统计量的特征值 10 土壤污染 天然污染源 矿物风化后自然扩散 火山灰 人为污染源 农药 化肥 污水灌溉 污泥 垃圾 工业废渣 施肥 11 土壤质量标准 规定了土壤中污染物的最高允许浓度或范围 是判断土壤质量的依 据 第二节 土壤环境质量监测方案第二节 土壤环境质量监测方案 1 监测目的 土壤质量现状监测 监测土壤质量标准要求测定的项目 判断土壤是否被污染及污 染水平 并预测其发展变化趋势 土壤污染事故监测 调查分析引起土壤污染的主要污染物 确定污染的来源 范围 和程度 为行政主管部门采取对策提供科学依据 污染物土地处理的动态监测 在进行污水 污泥土地利用 固体废弃物的土地处理 过程中 对残留的污染物进行定点长期动态监测 既能充分利用土地的净化能力 又可防止土壤污染 保护土壤生态环境 土壤背景值调查 通过分析测定土壤中某些元素的含量 确定这些元素的背景值水 平和变化 2 资料的收集 1 自然环境方面的资料 2 社会环境方面的资料 3 监测项目 根据监测目的确定 背景值要求测定土壤中各种元素的含量 污染事故监测仅测定可能 造成土壤污染的项目 土壤质量监测测定影响自然生态和植物正常生长及危害人体健康 的项目 4 采样点的布设 一 布设原则 1 合理地划分采样单元 p275 2 对于土壤污染监测 哪里有污染就在哪里布点 3 采样点不能设在田边 沟边 路边 肥堆边及水土流失严重或表层土 被破坏处 二 采样点数量 根据监测目的 区域范围大小及其环境状况等因素确定 一般每个 采样单元最少设 3 个采样点 单个采样单元内采样点数可按下式估算 三 采样点布设方法 1 对角线布点法 适用于面积较小 地势平坦的污水灌溉或污染河水灌溉的田块 2 梅花形布点法 适用于面积较小 地势平坦 土壤物质和污染程度较均匀的地块 3 棋盘式布点法 适用于中等面积 地势平坦 地形完整开阔的地块 一般设 10 个以上分点 该法也 适用于受固体废物污染的土壤 应设 20 个以上分点 4 蛇形布点法 适用于面积较大 地势不很平坦 土壤不够均匀的田块 5 放射状布点法 适用于大气污染型土壤 6 网格布点法 适用于地形平缓的地块 农用化学物质污染型土壤 土壤背景值调查常用这种方法 5 监测方法 包括土壤样品预处理方法和分析测定方法 选择分析方法的原则 标准方法 权威部门规定或推荐的方法 自选等效方法 6 土壤监测质量控制 包括实验用分析仪器 量器 试剂 标准物质及监测人员基本素质的质量保证 实验室 内部质量控制 实验室间质量控制 监测结果的数据处理要求等 7 农田土壤环境质量评价 二 评价方法 以单项污染指数为主 当区域内土壤质量作为一个整体与外区域土壤质量比较时 或一 个区域内土壤质量在不同历史阶段比较