环境监测与保护技术实务手册

环境监测与保护技术实务手册

第一章环境监测基础理论..........................................................2

1.1环境监测概述.............................................................2

1.2环境监测方法.............................................................2

1.2.1化学监测...............................................................2

1.2.2生物监测...............................................................2

1.2.3物理监测...............................................................2

1.2.4遥感监测...............................................................2

2.1监测设备分类.............................................................3

2.2监测技术原理.............................................................3

第三章大气环境监测..............................................................4

3.1大气污染物监测...........................................................4

3.2大气环境监测方法.........................................................4

第四章水环境监测................................................................5

4.1水质监测指标.............................................................5

4.2水环境监测技术...........................................................5

第五章声环境监测................................................................6

5.1声环境监测指标...........................................................6

5.2声环境监测方法...........................................................7

第六章土壤环境监测..............................................................7

6.1土壤污染监测.............................................................7

6.1.1监测目的...............................................................8

6.1.2监测内容...............................................................8

6.1.3监测方法...............................................................8

6.2土壤环境监测技术.........................................................8

6.2.1土壤环境监测传感器技术................................................8

6.2.2遥感技术...............................................................9

6.2.3土壤污染生物监测技术...................................................9

6.2.4土壤污染预警系统.......................................................9

6.2.5土壤污染修复技术.......................................................9

第七章固体废物监测..............................................................9

7.1固体废物分类.............................................................9

7.2固体废物监测方法.........................................................9

第八章环境监测数据处理与分析...................................................10

8.1数据处理方法............................................................10

8.2数据分析方法............................................................11

第九章环境保护技术.............................................................12

9.1污染防治技术............................................................12

9.2生态修复技术............................................................13

第十章环境监测与保护管理.......................................................13

10.1环境监测管理...........................................................13

10.1.1监测计划管理.........................................................13

10.1.2监测点位管理.........................................................13

10.1.3监测数据管理.........................................................14

10.2环境保护法律法规.......................................................14

10.2.1环境保护法律.........................................................14

10.2.2环境保护行政法规.....................................................14

10.2.3环境保护部门规章.....................................................14

10.2.4地方性环境保护法规和规章............................................14

第一章环境监测基础理论

1.1环境监测概述

环境监测是指对环境中的各类污染物质、生态状况、环境因素及环境质量进

行系统、连续、有目的的监测和调查，以获取环境信息，为环境管理、污染治理

和生态保护提供科学依据。环境监测是环境保护工作的重要组成部分，对于维护

生态平衡、保障人体健康具有重要意义。

环境监测的主要任务包括：①掌握环境污染状况，评估环境污染程度；②预

测环境污染趋势，为环境政策制定提供依据；③评价污染治理效果，保证环境质

量达标；④监测生态环境变化，保护生物多样性。

1.2环境监测方法

环境监测方法主要包括化学监测、生物监测、物理监测和遥感监测等。

1.2.1化学监测

化学监测是通过分析环境中污染物质的化学成分、含量和分布，评估环境污

染程度的一种方法。化学监测的主要手段包括采样、实验室分析和现场快速检测

等。

1.2.2生物监测

生物监测是利用生物体及其生理、生态指标反映环境污染状况的一种方法。

生物监测主要包括生物指示物监测、生物效应监测和生物多样性监测等。

1.2.3物理监测

物理监测是通过市环境中的物理参数（如温度、湿度、气压、噪声等）进行

测量，评估环境污染程度的一种方法。物理监测设备通常具有较高的精度和稳定

性，能够实时监测环境变化。

1.2.4遥感监测

遥感监测是利用卫星、飞机等遥感平台，通过遥感技术获取环境信息，评估

环境污染状况的一种方法。遥感监测具有覆盖范围广、速度快、成本较低等优点,

适用于大范围环境监测。

各类环境监测方法在实际应用中相互补充，共同构成了环境监测体系。根据

监测目的和需求，可选择合适的环境监测方法进行监测。在实际操作中，还需遵

循相关技术规范，保证监测数据的准确性和可靠性。

概述：

环境监测与保护技术实务手册第二章将深入探讨环境监测设备与技术。本章

内容主要分为两个部分：监测设备分类和监测技术原理。

2.1监测设备分类

环境监测设备是环境监测工作的重要基础，根据监测对象和监测目的的不

同，监测设备可分为以下几类：

（1）大气监测设备：用于监测空气污染物，如PM2.5、PM10、二氧化琉、

氮氧化物等。

（2）水质监测设备：用于监测水体中各类污染物，如重金属、有机物、生

物污染物等。

（3）土壤监测设备：用于监测土壤中污染物，如重金属、有机污染物等。

（4）噪声监测设备：用于监测环境噪声水平，包括工业噪声、交通噪声等。

（5）辐射监测设备：用于监测环境辐射水平，如Y射线、X射线等。

（6）生态监测设备：用于监测生态环境状况，如植被指数、生物多样性等。

2.2监测技术原理

环境监测技术原理主要包括以下几种：

（1）化学分析技术：通过化学分析方法，对环境样品中的污染物进行定性、

定量分析。常用的化学分析技术有九谱分析、色谱分析、电化学分析等。

（2）生物监测技术：利用生物体对环境污染物的敏感性，对环境污染程度

进行监测。常用的生物监测技术有生物指示物、生物毒性测试等。

（3）物理监测技术：通过物理方法，对环境中的污染物进行监测。常用的

物理监测技术有电磁辐射监测、热红外遥感监测等。

（4）遥感监测技术：利用卫星、飞机等遥感平台，对环境进行大范围、实

时监测。常用的遥感监测技术有光学遥感、雷达遥感、红外遥感等。

（5）自动监测技术：通过自动监测设备，实现环境监测数据的实时、连续

采集。常用的自动监测技术有在线监测、远程监测等。

（6）数据采集与处理技术：对监测数据进行采集、传输、处理和分析，为

环境监测提供科学依据。常用的数据采集与处理技术有数据库管理、数据挖掘等。

第三章大气环境监测

3.1大气污染物监测

大气污染物的监测是大气环境监测的核心内容，主要包括对气态污染物、颗

粒物、重金属和有机污染物等的监测。以下对这些污染物的监测方法进行简要介

绍。

（1）气态污染物监测

气态污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、臭氧等C这些污染物

的监测方法通常采用气相色谱法、原子荧光光谱法、紫外可见分光光度法等。其

中，气相色谱法具有灵敏度高、分离效果好、应用范围广等特点，是目前气态污

染物监测的主要方法。

（2）颗粒物监测

颗粒物是指直径小于等于10微米的颗粒物质，主要包括PM10、PM2.5等。

颗粒物的监测方法有重量法、光散射法、B射线法等。重量法是一种传统的监测

方法，通过采样、称重得到颗粒物的质量浓度。光散射法利用颗粒物对光的散射

作用进行检测，具有快速、实时等特点。

（3）重金属监测

重金属污染物主要包括铅、汞、镉等。重金属的监测方法有原子吸收光谱法、

原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。这些方法具有灵敏度高、准确度

好等特点，可以满足大气环境中重金属污染物的监测需求。

（4）有机污染物监测

有机污染物主要包括多环芳煌、挥发性有机物等。有机污染物的监测方法有

气相色谱法、高效液杆色谱法、质谱法等。这些方法具有分离效果好、检测灵敏

度高、分析速度快等特点，适用于大气环境中有机污染物的监测。

3.2大气环境监测方法

大气环境监测方法主要包括现场监测、实验室监测和遥感监测等。

(1)现场监测

现场监测是指在污染源附近或大气环境中直接进行监测。现场监测设备包括

便携式监测仪器、自动监测站等。现场监测具有实时、快速、准确等优点，但监

测范围有限。

(2)实验室监测

实验室监测是指将采集的样品送至实验室进行分析。实验室监测方法具有准

确度高、分析范围广等优点，但监测周期较长，无法实现实时监测。

(3)遥感监测

遥感监测是利用卫星、飞机等遥感平台对大气环境进行监测。遥感监测具有

监测范围广、速度快、成本低等优点，但受天气、地形等因素影响较大，监测精

度较低.

科技的发展，一些新兴的大气环境监测技术不断涌现，如激光雷达、无人机

监测等。这些技术具有操作简便、监测精度高等特点，为大气环境监测提供了新

的手段。

第四章水环境监测

4.1水质监测指标

水质监测是水环境监测的核心内容，其主要目的是通过对水体中各类污型物

的浓度、分布及变化规律进行监测，以评估水环境质量状况，为水环境保护提供

科学依据。水质监测指标主要包括以下几类：

(1)物理指标：包括水温、色度、透明度、电导率、溶解氧等，反映水体

的基本物理特性。

(2)化学指标：包括pH值、总硬度、总碱度、重金属离子、有机污染物、

营养物质等，反映水体中各类化学物质的含量及污染程度。

(3)生物指标：包括生物种类、生物量、生物指数等，反映水体生物群落

结构及生态状况。

(4)放射性指标：包括放射性核素、放射性物质等，反映水体中放射性污

染的程度。

4.2水环境监测技术

水环境监测技术是指用于检测、分析和评价水体中各类污染物的技术方法。

以下介绍几种常用的水环境监测技术：

（1）水质监测仪器：包括水质自动监测站、便携式水质分析仪、水质采样

器等，用于实时监测和快速检测水质指标。

（2）水质监测方法：包括国家标准方法、行业标准方法、实验室方法等，

用于对水质样品进行化学分析、生物分析、放射性分析等。

（3）遥感监测技术：利用卫星遥感、航空遥感等技术手段，对水体进行遥

感监测，获取水质、水环境信息。

（4）地理信息系统（GIS）：将水质监测数据与地理空间信息相结合，实现

水环境质量的空间分析和可视化表达。

（5）水质模型：通过建立数学模型，模拟和预测水体中污染物的迁移、转

化过程，为水环境管理和决策提供科学依据.

（6）水环境监测网络：构建水环境监测网络，实现水质监测数据的实时传

输、处理和分析，提高水环境监测能力。

（7）水质监测质量控制与保证：制定严格的质量控制与保证措施，保证水

质监测数据的准确性和可靠性。

通过以.上水环境监测技术，可以全面了解水环境质量状况，为水环境保护提

供科学依据。在此基础上，我国及相关部门制定了一系列水环境保护政策和法规,

加强水环境管理，保障水环境安全。

第五章声环境监测

5.1声环境监测指标

声环境监测指标是评价声环境质量和监测声污染程度的重要依据。以下为常

见的声环境监测指标：

（1）声级计指标：包括等效声级（Luq）、最大声级（L川ax）、最小声级（Linin）

等，用于反映声环境的总体水平。

（2）声级谱指标：包括声级谱（SPL）、声级谱密度（SPLd）等，用于分析

声源的频率特性。

（3）声功率级指标：包括声功率级（Lw）、辐射声功率级（Lwr）等，用于

评价声源的辐射特性。

（4）声暴露指标：包括声暴露级（SEL）、笔效声暴露级（LE）等，用于评

估声环境对人类健康的影响。

（5）噪声指数：包括噪声指数（NI）、昼夜等效声级（Ldn）等,用于综合

评价声环境质量。

5.2声环境监测方法

声环境监测方法主要包括现场监测、模型预测和实验室分析等。

（1）现场监测

现场监测是声环境监测的基础，主要包括以下几种方法：

（1）声级计法：采用声级计对环境噪声进行实时监测，获取声级计指标。

（2）声级谱法：采用声级谱仪对声源频率特性进行监测，获取声级谱指标。

（3）声功率级法：采用声功率级计对声源辐射特性进行监测，获取声功率

级指标.

（4）声暴露法：采用声暴露计对声暴露量进行监测，获取声暴露指标。

（2）模型预测

模型预测是对声环境质量进行预测的方法，主要包括以下几种：

（1）声源模型：根据声源特性建立数学模型，预测声源在不同位置的声级。

（2）传播模型：考虑声波传播过程中的衰减、反射、折射等影响因素，建

立数学模型，预测声波在不同位置的声级。

（3）综合模型：将声源模型和传播模型相结合，预测声环境质量。

（3）实验室分析

实验室分析是对声环境监测数据进行处理和分析的方法，主要包括以下几

种：

（1）频率分析：对声级谱数据进行频率分析，了解声源频率分布。

（2）时问分析•：对声级订数据进行时间分析，了解声环境质量变化趋势。

（3）相关性分析：分析不同声环境监测指标之间的相关性，为声环境管理

提供依据。

（4）质量评价：根据监测数据，评价声环境质量，为声环境治理提供参考。

第六章土壤环境监测

6.1土壤污染监测

土壤污染监测是环境监测的重要组成部分，旨在及时掌握土壤环境质量状

况，预防和控制土壤污染风险，保障人体健康和生态环境安全。

6.1.1监测目的

土壤污染监测的主要目的是：

（1）了解土壤环境质量状况，为制定土壤污染防治政策提供科学依据。

（2）预测土壤污染发展趋势，及时采取防治措施。

（3）评估土壤污染修复效果，保证修复工程达到预期目标。

6.1.2监测内容

土壤污染监测主要包括以下内容：

（1）土壤重金属污染监测：监测土壤中重金属元素（如镉、汞、铅等）的

含量，评估其对生态环境和人体健康的影响。

（2）十壤有机污染监测：监测土壤中有机污染物（如石油烧、多环芳姓等）

的含量，分析其来源和污染程度。

（3）土壤微生物污染监测：监测土壤中病原微生物（如大肠杆菌、沙门氏

菌等）的数量，评估土壤卫生状况。

6.1.3监测方法

土壤污染监测方法主要包括：

（1）土壤样品的采集与制备：按照相关规范，采集具有代表性的土壤样品，

并进行预处理。

（2）土壤污染物的检测：采用原子吸收光谱法、气相色谱法、液相色谱法

等分析方法，对土壤样品中的污染物进行定量分析。

（3）土壤污染评价：根据监测结果，运用土壤污染评价标准，对土壤环境

质量进行评价。

6.2上壤环境监测技术

土壤环境监测技术是指运用现代科学技术手段，对土壤环境质量进行监测、

评价和预警的技术体系。以下是几种常用的土壤环境监测技术：

6.2.1土壤环境监测传感器技术

土壤环境监测传感器技术通过将传感器埋设于土壤中，实时监测土壤环境参

数（如温度、湿度、pH值等），为土壤污染预警提供数据支持。

6.2.2遥感技术

遥感技术通过分析卫星遥感图像，获取土壤环境信息，如土壤类型、植被覆

盖度等，为土壤污染监测提供空间数据。

6.2.3土壤污染生物监测技术

土壤污染生物监测技术是利用生物指标（如植物生长状况、微生物活性等）

来评估土壤污染程度的方法。该方法具有直观、简便、低成本等优点。

6.2.4土壤污染预警系统

土壤污染预警系统通过集成多种监测技术，对■土壤环境质量进行实时监测，

根据监测数据，预测土壤污染发展趋势，为和企业提供决策依据。

6.2.5土壤污染修复技术

土壤污染修复技术是指采用物理、化学、生物等方法，对受污染的土壤进行

治理和修复，使其达到环境质量标准C主要包括十壤稳定化、土壤淋洗、十壤生

物修复等技术。

第七章固体废物监测

7.1固体废物分类

固体废物是指在人类生产、生活及其他活动中产生的，在一定条件下具有污

染环境、危害人体健康特性的固态物质。根据固体废物的性质、来源和处理方式,

可将其分为以下几类：

（1）城市生活垃及：包括居民生活、商业、服务业、公共场所等日常生活

中产生的废物，以及企事业单位在办公、生产过程中产生的废物。

（2）工业固体废物：主要来源于工业生产过程中产生的废物，如尾矿、废

渣、废石膏等。

（3）危险废物：具有急性毒性、慢性毒性、腐蚀性、爆炸性、易燃性等危

险特性的固体废物，如废矿物油、废电池、废荧九灯管等。

（4）农业固体废物：主要包括农作物秸秆、农产品加工废物、农药包装废

弃物等。

（5）建筑废弃物：主要包括建筑垃圾、装修废弃物、拆除废弃物等。

7.2固体废物监测方法

固体废物监测是木固体废物的数量、质量、种类、性质、处理处置情况等进

行系统调查和分析的过程。以下为几种常见的固体废物监测方法：

(1)现场调查法：通过实地考察、询问、查阅资料等方式，了解固体废物

的产生、收集、运输、处理、处置情况。

(2)采样分析法：在固体废物产生、处理、处置过程中，按照一定的方法

采集样品，进行实验室分析，以确定固体废物的性质、含量等参数。

(3)遥感监测法：利用遥感技术，对固体废物填埋场、堆放场等区域进行

监测，获取废物分布、面积、变化等信息。

(4)现场监测法；通过安装在线监测设备，实时监测固体废物的排放量、

排放浓度等指标。

(5)模型预测法：根据固体废物的产生规律、处理处置技术、环境条件等

因素，建立数学模型，预测固体废物处理处置效果。

(6)风险评价法：对固体废物的污染风险遂行评估，分析其对环境、人体

健康的影响，为固体废物管理提供依据。

(7)监管核查法：通过查阅相关资料、现场检查等方式，对固体废物的处

理处置情况进行核查，保证合规性。

第八章环境监测数据处理与分析

8.1数据处理方法

环境监测数据是环境监测与保护工作的重要依据，对监测数据的有效处理是

保证环境监测质量的关键环节。以下为环境监测数据处理的主要方法：

(1)数据清洗

数据清洗是环境监测数据处理的第一步，主要是对原始数据进行筛选、去重、

填补缺失值等操作，保证数据的真实性和有效性。数据清洗过程中，应遵循以下

原则：

(1)去除重复数据，保留唯值；

(2)填补缺失值，可根据实际情况采用平均值、中位数、众数等方法；

(3)检验数据异常值，分析原因并剔除；

(4)保证数据格式统一，便于后续分析。

(2)数据标准化

数据标准化是将不同量纲的数据转换为同一量纲的过程，以便于数据之间的

比较和分析。常用的数据标准化方法包括：

（I）最小最大标准化：将原始数据映射到［0,1］区间；

（2）Zscorc标准化：将原始数据转换为均值为0,标准差为1的标准正态

分布；

（3）对数变换：对原始数据进行对数处理，以降低数据之间的非线性关系。

（3）数据聚合

数据聚合是将多个监测点的数据按照一定规则进行合并，以获取整体环境状

况的过程。数据聚合方法包括：

（1）简单聚合：如求平均值、最大值、最小值等；

（2）加权聚合：根据各监测点的重要性进行加权平均；

（3）空间聚合：将相邻监测点的数据进行合并。

8.2数据分析方法

环境监测数据分析是对处理后的数据进行深入挖掘，以揭示环境质量变化规

律、评价环境状况和指导环境管理的重要手段。以下为环境监测数据分析的主要

方法：

（1）描述性分析

描述性分析是对环境监测数据进行统计描述，包括：

（1）频数分布：分析数据在不同区间内的分布情况；

（2）集中趋势：计算数据的均值、中位数、众数等；

（3）离散程度：计算数据的标准差、方差、极差等；

（4）相关性分析：分析两个或多个数据之间的相关关系。

（2）趋势分析

趋势分析是对环境监测数据随时间变化规律的研究，包括：

（1）时间序列分析：分析数据在时间维度上的变化趋势；

（2）曲线拟合：采用线性、非线性等方法拟合数据，预测未来环境质量变

化；

（3）变化率分析：计算数据在不同时间段的变化速率，评价环境质量的改

善程度。

（3）空间分析

空间分析是对环境监测数据在空间分布特征的研究，包括:

(1)空间插值：根据已知监测点的数据，预测未知区域的环境质量；

(2)空间聚类：分析监测点之间的空间分布规律，发觉污染源；

(3)空间自相关：分析监测点数据之间的空间相关性。

(4)模型分析

模型分析是利用数学模型对环境监测数据进行分析，包括：

(1)回归分析：分析环境质量与影响因子之间的关系；

(2)主成分分析：提取数据中的主要成分，降低数据维度；

(3)聚类分析：将监测点分为不同类别，研究各类别的特征。

第九章环境保护技术

9.1污染防治技术

污染防治技术是指通过物理、化学、生物等方法，对环境污染物质进行控制、

处理和减少的技术。以下是几种常见的污染防治技术：

(1)水污染防治技术：水污染防治技术主要包括污水处理技术、饮用水净

化技术、工业废水处理技术等。其中，污水处理技术是通过物理、化学、生物等

方法，对污水中的污染物进行处理，使其达到排放标准。饮用水净化技术则是通

过过滤、吸附、消毒等方法，去除水中的有害物质，保证饮用水的安全。工业废

水处理技术则是针对不同类型的工业废水，采用相应的处理方法，降低其对环境

的影响。

(2)大气污染防治技术：大气污染防治技术主要包括烟气脱硫、烟气脱硝、

除尘技术等。烟气脱硫技术是通过化学反应，将烟气中的二氧化硫转化为无害物

质，从而减少大气污染。烟气脱硝技术则是通过催化还原、氧化吸收等方法，去

除烟气中的氮氧化物。除尘技术则是通过物理、化学等方法，去除烟气中的颗粒

物，降低其对大气环境的影响。

(3)固体废物处理技术：固体废物处理技术包括填埋、堆肥、焚烧、资源

化利用等。填埋是将固体废物填埋在特定地点，通过自然降解、土地复垦等措施,

降低其对环境的影响。堆肥是将有机固体废物经过微生物分解，转化为有机肥料。

焚烧是将固体废物在高温下燃烧，减少其体积和有害物质。资源化利用则是将固

体废物进行资源化处理，实现废物的减量化和资源化。

9.2生态修复技术

生态修复技术是指采用生物学、生态学、环境科学等方法，对受损生态系统

进行修复和重建的技术。以下是几种常见的生态修复技术：

(1)土地生态修复技术：土地生态修复技术主要包括植被恢复、土壤改良、

湿地修复等。植被恢复是通过种植植物，恢复受损土地的植被覆盖，提高土壤保

持水分和养分的能力。土壤改良是通过添加有机物、肥料等，改善土壤结构，提

高土壤肥力。湿地修复则是针对湿地生态系统的受损，采用工程、生物、生态等

方法，恢复湿地的生态功能。

(2)水体生态修复技术：水体生态修复技术包括河流整治、湖泊治理、地

卜.水修复等。河流整治是通过疏浚、筑堤、植被恢复等措施，改善河流生态环境。

湖泊治理则是针对湖泊富营养化、水生植物减少等问题，采用生物、化学、物理

等方法，恢复湖泊的生态平衡.地下水修复则是通过地下水污染治理、地下水补

给等措施，改善地下水环境。

(3)矿山生态修复技术：矿山生态修复技术主要包括矿山