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环境监测课本重点整理

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环境监测重点

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第一章 绪论
第一节 环境监测的目的和分类
环境监测按监测目的的分类：
1.监视性监测
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
第二节 环境监测的特点和监测技术概述
优先污染物：对众多有毒污染物进行分级排序，从中筛选出潜在危害性大、在环境中出现频率高的污染物作为监测和控制的对象。经过优先选择的污染物称为环境优先污染物。
优先监测：对优先污染物进行的监测称为优先监测。
第三节 环境标准
环境标准是标准中的一类，目的是为了防止环境污染，维护生态平衡，保护人群健康，对环境保护工作中需要统一的各项技术规范和技术要求所作的规定。
中国环境标准体系分为：国家环境保护标准、地方环境保护标准和国家环境行业保护标准。
《污水综合排放标准》规定：
第一类污染物，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一般在车间或车间处理设备排放口采样。
第二类污染物，指长远影响小于第一类污染物的污染物质，在排放单位的排放口取样。
第二章 水和废水监测
第一节 水体污染和监测
一、水体和水体污染
水体是地表水、地下水及其中包含的底质、水中生物等的总称。
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水及其它废物排入水体的无机和有机污染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的物质造成的污染。
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。

二、水污染监测的对象和目的
水污染监测分为环境水体监测和水污染源监测。
监测目的：
（1）对江、河、湖、库、渠、海水等地表水和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变化趋势。
（2）对生产、生活等废水排放源排放的废水进行监视性监测，掌握废水排放量及其污染物浓度和排放总量，评价是否符合排放标准，为污染源管理提供依据。
（3）对水资源污染事故进行应急监测，为分析判断事故原因、危害及制定对策提供依据。
（4）为国家政府部门制定水环境保护标准、法规和规划提供有关数据和资料。
（5）为开展水环境质量评价和预测、预报及进行环境科学研究提供基础数据和技术手段。
（6）对环境污染纠纷进行仲裁监测，为判断纠纷原因提供科学依据。
三、监测项目
废（污）水监测项目：
第一类是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物，包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并[a]芘、总铍、总银、总α放射性、总β放射性。
四、水质监测分析方法
A层次方法：国家或行业标准方法；
B层次方法：统一方法；
C层次方法：等效方法。
第二节 水质监测方案的制定
一、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
（1）水体的水文、气候、地质和地貌资料。
（2）水体沿岸城市分布、人口分布、工业布局、污染源及排污情况、城市给排水及农田灌溉排水情况、化肥和农药施用情况等。
（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）历年水质监测资料。
2.实地调查
（二）监测断面和采样点的布设
1.布设原则
尽可能以最少的断面获取足够的代表性环境信息。尽量选择河床稳定水流平稳、水面宽阔、无浅滩的顺直河段。尽量与水文测量断面一致。
2.河流监测断面的布设
（1）背景断面：设在基本上未受人类活动影响的河段，用于评价一个完整水系污染程度。
（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。
（3）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。
（4）削减断面：河流受纳废（污）水后，经稀释扩散和自净作用，使污染物浓度显著减低的断面，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.采样点的确定
对于江、河水系，当水面宽≤50m时，只设一条中泓垂线；水面宽50-100m时，在近左、右岸有明显水流处各设一条垂线；水面宽＞100m时，设左、中、右三条垂线（中泓及近左、右岸有明显水流处），如证明断面水质均匀时，可仅设中泓垂线。
在一条垂线上，当水深不足0.5m时，在1/2水深处设采样点；水深0.5-5m时，只在水面下0.5m处设一个采样点；水深5-10m时，在水面下0.5m处和河底以上0.5m处各设一个采样点；水深＞10m时，设三个采样点，即水面下0.5m处、河底以上0.5m处及1/2水深处各设一个采样点。
（三）采样时间和采样频率的确定
饮用水源地、省每月至少采样监测1次。较大的水系每逢单月采样监测一次，全年6次。采样时间为丰水期、枯水期和平水期，每期采样两次。
（四）采样及检测技术的选择
（五）结果表达、质量保证及实施计划
第三节 水样的采集和保存
一、水样类型
（一）瞬时水样 某一时间或地点从水体中随机采集的分散单一水样。
（二）混合水样
等时混合水样：在某一时段内，在同一采样点按等时间间隔所采集的等体积瞬间水样混合后的水样。
等比例混合水样：在不同时间依照流量大小按比例采集的混合水样。适用于流量和污染物浓度不稳定的水样。
（三）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的水样。
二、地表水样的采集
注意事项
（1）测定悬浮物、pH、溶解氧、生化需氧量、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需要单独采样，测定溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目的水样必须充满采样容器，pH、电导率、溶解氧等项目宜在现场测定。
（2）采样时必须认真填写采样登记表；每个样品瓶都应贴上标签（填写采样点编号、采样日期和时间、测定项目等）；要塞进瓶塞，必要时还要密封。
水样的运输与保存
（一）水样的运输
（1）为避免水样在运输过程中震动、碰撞导致损失或沾污，应将其装箱，并用泡沫塑料或纸条塞紧，在箱顶贴上标记；同一采样点的样品瓶应尽量装在同一箱中；应有交接手续。
（2）需冷藏的样品，营采取制冷保存措施；冬季应采用保温措施，以免冻裂样品瓶。
（二）水样的保存方法
1.冷藏或冷冻保存法
冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动，减缓物理挥发和化学反应速率。
2.加入化学试剂保存法
（1）加入生物抑制剂：如在测定氨氮、硝酸盐氮、化学需氧量的水样中加入HgCl2，可抑制生物的氧化还原作用；对测定酚的水样，用H3PO4调至pH为4，加入适量CuSO4，即可抑制苯酚菌的分解活动。
（2）调节pH：测定金属离子的水样常用HNO3溶液酸化至pH为1-2，即可防止重金属离子水解沉淀，又可避免金属被器壁吸附；测定氰化物或挥发酚的水样中加入NaOH溶液调pH至12，使之生成稳定的酚盐等。
（3）加入氧化剂或还原剂；如测定汞的水样需加入HNO3（至PH＜1）和K2Cr2O7（0.5g/L），使汞保持高价态；测定硫化物的水样，加入抗坏血酸，可以防止硫化物被氧化；测定溶解氧的水样则需加入少量MnSO4溶液和KI溶液固定（还原）溶解氧等。
保存剂的纯度最好是优级纯。
（三）水样的过滤和离心分离（0.45μm微孔滤膜过滤）
第四节 水样的预处理
原因：被污染的环境水样和废（污）水样所含组分复杂，并且多数污染组分含量低，存在形态各异。
一、水样的消解
目的：破坏有机物，溶解悬浮物，将各种价态的预测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机物。
（一）湿式消解法
1.硝酸消解法
对于较清洁的水样，可用硝酸消解。其方法要点是：取适量混匀的水样于烧杯中，加入5-10ml浓硝酸，在电热板上加热煮沸，蒸发至小体积，样品应清澈透明，呈浅色或无色，否则，应补加浓硝酸继续消解。蒸至近干，取下烧杯，稍冷后加质量分数为2%的HNO3（或HCl）20ml，温热溶解可溶盐。若有沉淀，应过滤，滤液冷至室温后于50ml容量瓶中定容，备用。
2.硝酸-高氯酸消解法
消解含难氧化有机物的水样。因为高氯酸能与羟基化合物反应生成不稳定的高氯酸酯，有发生爆炸的危险，故先加入硝酸，氧化水样中的羟基化合物，稍冷后再加高氯酸处理。
3.硝酸-硫酸消解法
为提高消解效果，常加入少量过氧化氢溶液。
4.硫酸-磷酸消解法
磷酸能和一些金属离子络合，消除金属离子干扰。
5.硫酸-高锰酸钾消解法
常用于消解测定汞的水样。
6.硝酸-氢氟酸消解法
7.多元消解法
处理测定总铬的水样时，用硫酸、磷酸和高锰酸钾消解。
8.碱消解法
（二）干灰化法 （马弗炉 450-550℃）
二、富集与分离
（一）气提、顶空和蒸馏法
采用向水样中通入惰性气体或加热的方法，将被测组分吹出或蒸馏出来。
（二）萃取法
溶液萃取法是基于不同物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同，进行组分的分离和富集。
（三）吸附法
利用多孔性的固体吸附剂将水样中一种或数种成分吸附于表面，再用适宜溶剂加热或吹气等方法将欲测组分解吸。
（四）离子交换法
该方法是利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换反应进行分离的方法。
（五）共沉淀法
溶液中一种难溶化合物在形成沉淀（载体）过程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉淀出来的现象。
第五节 物理指标检验
一、水温
二、臭和味
臭阈值（总有机氮TON）：用无臭水稀释水样，当稀释到刚能闻出臭味时的稀释倍数
臭阈值=（水样体积+无臭水体积）/水样体积
三、色度
水的颜色分为表色和真色。真色是指去除悬浮物后的水的颜色，没有去除悬浮物的水具有的颜色称为表色。
（一）铂钴标准比色法（清洁、黄色天然、饮用）
该方法用氯铂酸钾与氯化钴配成标准色列，与水样进行目视比色确定水样的色度。
规定每升水中含有1mg铂和0.5mg钴所具有的颜色为1个色度单位，称为1度。可用重铬酸钾代替氯铂酸钾，用硫酸钴代替硫化钴，配制标准色列。
（二）稀释倍数法
四、浊度（仅用于天然水和饮用水）
五、透明度
六、固体物
（一）总固体物（mg/L） 水样在一定的温度下蒸发、烘干后剩余的物质，包括溶解固体物和悬浮物。其测定方法是取适量震荡摇匀的水样于称至恒重的蒸发皿中，在蒸气浴或水浴上蒸干，移入103-105℃烘箱内烘至恒重，此刻蒸发皿中的剩余物质即为总固体物质。
（二）溶解固体物
（三）悬浮物（SS）
七、矿化度 （只用于天然水）
八、电导率
电导率是电阻率的倒数，电导率是指相距1cm的两平行金属板电极间充以1cm3电解质溶液所具有的电导。
九、氧化还原电位
第六节 金属化合物的测定
一、铝
控制值0.2mg/L；干扰磷的代谢，抑制胃蛋白酶活性。
等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）、间接火焰原子吸收光谱法和分光光度法。
二、汞
天然水中不超过0.1ug/L；饮用水限值为0.001mg/L。
双硫腙分光光度法：水样在酸性介质中于95℃用高锰酸钾溶液和过硫酸钾溶液消解，将有无机汞和有机汞转化为二价汞后，用盐酸羟基胺溶液还原过剩的氧化剂，加入双硫腙溶液，与汞离子反应生成橙色螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再加入碱溶液洗去萃取液中过量的双硫腙，于485nm波长处测其吸光度，以标准曲线法测量。
注意事项：1.加盐酸羟胺不能过量。
2对试剂纯度要求高，特别是双硫腙的纯度，对提高汞螯合物的稳定性和测定的准确度极为重要。
3.有色螯合物对光敏感，要求避光或在半暗室内操作。
在碱洗脱液加10g/LEDTA二钠盐掩蔽铜离子等共存金属离子的干扰。
萃取液中加浓硫酸破坏螯合物，将溶液中和至碱性，用硫化钠将汞沉淀出来予以回收。
冷原子吸收光谱法 冷原子荧光光谱法
三、镉
饮用水限值0.005mg/L。
原子吸收光谱法、双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法、电感耦合等离子体原子发射光谱法
四、铅
铅对水生生物的安全质量浓度为0.16mg/L。
原子吸收光谱法 双硫腙分光光度法
双硫腙分光光度法基于在pH为8.5-9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物还原介质中，铅与双硫腙反应生成红色螯合物，用三氯甲烷萃取后于510nm波长处测定吸光度。
五、铜 原子吸收光谱法
六、锌 原子吸收光谱法
七、铬
铬的常见价态有三价和六价。六价铬具有强毒性，为致癌物质，容易被人体吸收积累。
（一）二苯碳酰二肼分光光度法
1.六价铬的测定：在酸性介质中，六价铬与二苯碳酰二肼（DPC）反应，生成紫红色络合物，与540nm波长处用分光光度法测定。
2.总铬的测定：在酸性溶液中，首先将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解，然后加入二苯碳酰二肼，同上。
八、砷
三价砷化合物毒性最强，内服0.1g三氧化二砷即可致死。
（一）新银盐分光光度法
用硼氢化钾在酸性溶液中产生新生态的氢，将水样中无机砷还原成为砷化氢气体，……
（二）氰化物发生-原子吸收光谱法
第七节 非金属无机化合物的测定
一、酸度和碱度
（一）酸度 水中所有能与强碱发生中和作用的物质的总量。
（二）碱度 水中所有能与强酸发生中和作用的物质的总量。
设水样以酚酞指示剂滴定消耗的强酸量为P，继续以甲基橙为指示剂滴定消耗强酸量为M，两者之和为T，则测定水样的总碱度时，可能出现下列5中情况：
（1）M=0（或P=T）：水样对酚酞呈红色，呈碱性反应。加入强酸使酚酞变为无色后，再加入甲基橙即呈橘红色，故可以推断水样中只含氢氧化物。
（2）P＞M：水样对酚酞呈红色，呈碱性。加入强酸至酚酞变为无色后，加入甲基橙显橘黄色，继续加酸变为橘红色，但消耗量较用酚酞滴定时少，说明水样中有氢氧化物和碳酸盐共存。
（3）P=M：水样对酚酞显红色，加酸至无色后，加入甲基橙显橘黄色，继续加酸至变为橙红色，两次消耗酸量相等。因氢氧根和HCO3-不能共存，故说明水样中只含有碳酸盐。
（4）P＜M：水样对酚酞显红色，加酸至无色后，加入甲基橙显橘黄色，继续加酸至变成橘红色，但消耗酸量较用酚酞时多，说明水样中碳酸盐和重碳酸盐共存。
（5）P=0：水样对酚酞不显色（pH≤8.3），对甲基橙显橘黄色，说明只含重碳酸盐。
酚酞指示剂（pH为8.3） 甲基橙指示剂（pH为3.7） 单位为mg/L(以CaCO3或CaO计)
二、pH
pH表示水的酸碱性强弱，而酸度或碱度是水中所含酸性或碱性物质的含量。
25℃条件下，59mV即为1个PH单位。
三、溶解氧（DO）
溶于水中的分子态氧称为溶解氧。水体中溶解氧至少在4mg/L以上。
（一）碘量法
在水样中加入硫酸锰溶液和碱性碘化钾溶液，水中的溶解氧将二价锰氧化成四价锰，并生成氢氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四价锰又可以氧化碘离子而释放出与溶解氧量相当的游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，可计算出溶解氧量。
（二）修正碘量法
可用叠氮化钠将亚硝酸盐分解后再用碘量法测定（结果偏高），当水样中三价铁离子含量较高时，干扰测定，可加入氟化钾或用磷酸代替硫酸酸化来消除。
DOO2，mgL=c∙V×8×1000V水
c—硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L
V—消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL
四、氰化物
氰化物包括简单氰化物、络合氰化物和有机氰化物。
通常采用在酸性介质中蒸馏的方法预处理水样。
（1）向水样中加入酒石酸和硝酸锌，调节pH为4，加热蒸馏，则简单氰化物及部分络合氰化物以氰化氢的形式被蒸馏出来，用氢氧化钠溶液吸收，取该吸收液测得的结果为易释放的氰化物。
（2）向水样中加入磷酸和EDTA，在pH＜2的条件下加热蒸馏，此时可将全部简单氰化物和除钴氰络合物以外的绝大部分络合氰化物以氰化氢的形式蒸馏出来，用氢氧化钠溶液吸收，取该吸收液测得的结果为总氰化物。
五、氟化物
离子色谱法：分析阴离子时，分离柱填充低容量阴离子交换树脂，抑制柱填充强酸型阳离子交换树脂，洗提液用氢氧化钠稀溶液或碳酸钠-碳酸氢钠溶液。
六、含氮化合物
氮的几种形态：氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机氮、总氮。
（一）氨氮 水中的氨氮是以游离氨（NH3）和离子态氨（NH4+）形式存在的氮。
纳氏试剂分光光度法 在经絮凝沉淀或蒸馏法预处理的水样中，加入碘化汞和碘化钾的强碱溶液（纳氏试剂），则与氨反应生成黄棕色胶体化合物，在410-425nm波长范围内用分光光度法测定。
（二）亚硝酸盐氮
常用的测定方法有离子色谱法、气相分子吸收光谱法和N-乙二胺分光光度法
（五）总氮
水中总氮的测定通常用过硫酸钾氧化水解，使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐，用紫外分光光度法测定
七、硫化物 碘量法
八、含磷化合物 钼锑抗分光光度法
第八节 有机污染物的测定
一、综合指标和类别指标
（一）化学需氧量（COD） 在一定条件下，氧化1L水样中还原物质所消耗的氧化剂的量，以氧的质量浓度表示。
重铬酸钾法：在强酸性溶液中，用一定量的重铬酸钾在有催化剂（硫酸银）存在的条件下，氧化水中的还原性物质，过量的重铬酸钾以试铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵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V1；再以蒸馏水为空白溶液，按同法测定空白溶液消耗硫酸亚铁铵标准溶液的量V0，根据水样是实际消耗的硫酸亚铁铵标准溶液量计算化学需氧量。
COD=（V0-V1）∙c×8×1000V
（二）高锰酸盐指数IMn
（三）生化需氧量（BOD） 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。
1.稀释与接种法（五日培养法）
将水样或稀释水样充满溶解氧瓶，密闭后在暗处于（20±1）℃条件下培养5d±4h或（2±5）d±4h[先在0-4℃暗处培养2d,接着在（20±1）℃暗处培养5d]，求出培养前后水样中溶解氧含量，根据二者的差值计算每升水样消耗的溶解氧量。
BOD5=ρ1-ρ2-（ρ3-ρ4）×f1f2
（ρ1-ρ2）—水样耗氧量
（ρ3-ρ4）—空白水样耗氧量
f1—稀释水在培养液中所占的比例
f2—原水样在培养液中所占的比例
培养液包括稀释水、原水样两部分，非稀释接种法的BOD5=（ρ1-ρ2）-（ρ3-ρ4），后者为接种样在稀释水中的空白对照。（ρ3-ρ4）×f1为测定培养液中添加的稀释水这部分耗氧量

（四）总有机碳（TOC） 以碳的含量表示水体中有机物含量的综合指标。 燃烧法
（五）挥发酚 沸点在230℃以下的为挥发酚
（六）油类
重量法：以硫酸酸化水样，用石油醚萃取矿物油，然后蒸发除去石油醚，称量残渣质量，计算矿物油含量。
该方法适用于测定含油10mg/L以上的水样。

第三章 空气和废气监测
第一节 空气污染基本知识
一、大气、空气及其污染
清洁干燥的空气主要组分体积分数是：氮78.06%、氧20.95%、氩0.93%。
二、空气污染的危害
三、空气污染源
（一）工业企业排放的废气
（二）交通运输工具排放的废气
（三）室内空气污染源
影响因子：化学性、物理性、生物性、放射性。
四、空气中污染物及其存在形态
（一）分子状态污染物 沸点低，在常温常压下以气体分子形式分散于空气中。还有些物质如苯、苯酚等，虽然在常温常压下是液体或固体，但因其挥发性强，故能以蒸气形式进入空气中。
（二）粒子状态污染物 分散在空气中的微小液体或固体颗粒，粒径多为0.01—100μm，是一个复杂的非匀相体系。
降尘：将较粗的、靠重力即可较快沉降到地面上的颗粒物，其粒径一般大于100μm。
总悬浮颗粒物：粒径小于100μm的颗粒物
可吸入颗粒物：根据粒径的不同，将粒径小于10μm的颗粒物用PM10表示，由于PM10可以通过呼吸进入人体肺部，在肺泡内积累，并可通过血液循环输往全身，对人体健康危害大。
五、空气中污染物的时空分布特点
时间分辨率：要就在规定的时间内反映出污染物浓度的变化。
六、空气中污染物浓度表示方法
（一）质量浓度 单位体积空气中所含污染物的质量，常用mg/m3或μg/m3为单位表示。
（二）体积分数 单位体积空气中所含污染气体或蒸气的体积，常用mL/m3或μL/m3为单位表示。
我国环境质量标准中采用标准情况（0℃，101.325kPa）时的体积：
V0=Vt∙273273+t∙p101.325
美国、日本和世界卫生组织采用的参比状况（25℃，101.325kPa）
两种浓度换算
φ=22.4M∙ρ
第二节 空气污染监测方案的制定
一、监测目的
二、调研及资料收集
三、监测项目：二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、
可吸入颗粒物（PM10）、一氧化碳（CO）、臭氧（O3）。
四、监测站（点）和采样点的布设
（一）布设监测站（点）和采样点的原则和要求
监测点周围50m范围内不应有污染源。对于手工间歇采样，其采样口离地面的高度应为1.5—15m（三脚架）；对于自动监测采样，其采样口或监测光束离地面的高度应为3-15m；对于道路交通的污染监测点，其采样口离地面的高度应为2-5m。
（二）布设监测站（点）和采样点的方法
1.功能区布点法
多用于区域性常规监测。先将监测区域划分为工业区、商业区、居民区等，再根据具体污染情况和人力、物力条件，在各功能区设置一定数量的采样点。各功能区的采样点数量不要求平均，在污染源集中的工业区和人口较密集的居民区多设采样点。
2.网格布点法
将监测区域划分成若干个均匀网状方格，采样点设在两条直线的交点处或网格中心。对于有多个污染源且污染源分布较均匀的地区，常采用这种布点方法。
3.同心圆布点法
这种方法主要用于多个污染源构成污染群，且大污染源较集中的地区。先找出污染群的中心，以此为圆心作若干个同心圆，再从圆心作若干条放射线，将放射线与圆周的交点作为采样点。
4.扇形布点法
扇形布点法适用于孤立的高架点源，且主导风向明显的地区。
五、采样频率和采样时间
采样频率系指在一个时间内的采样次数。采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。
对于一级环境影响评价项目，要求不得少于夏季和冬季两期监测，每期应取得有代表性的7天监测数据，每天采样监测不少于6次（2:00、7:00、10:00、14:00、16:00、19:00）。
第三节 空气样品的采集方法和采样仪器
一、直接采样法
采样仪器有：注射器、塑料袋、采气管、真空瓶。
注射器采样：先用现场气体抽洗2-3次，然后抽取100mL样品，密封进气口，带回实验室分析。样品存放时间不宜过长，应当天分析完毕。
二、富集（浓缩）采样法
采样方法有：溶液吸收法、填充柱阻流法、滤料阻流法、低温冷凝法、静电沉降法、扩散（或渗透）法及自然积集法。
（一）溶液吸收法
采样时，用抽气装置将欲测空气以一定流量抽入装有吸收液的吸收管（瓶）。采样结束后，倒出吸收液进行测定，根据测得结果及采样体积计算空气中污染物的浓度。
溶液吸收法的吸收速率主要取决于吸收速率和气样与吸收液的接触面积。
三、采样仪器
由收集器、流量计和采样动力三部分组成。
四、采样效率 在规定的采样条件下所采集到的污染物量占其总量的百分数。
五、采样记录
第四节 气态和蒸气态污染物质的测定
一、二氧化硫的测定
甲醛吸收-副玫瑰苯胺分光光度法
（1）原理：空气中的SO2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SO2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。
（2）测定要点：对于短时间采集的样品，将吸收管中的样品移入10ml比色管中，用少量甲醛缓冲溶液洗涤吸收管，洗液并入比色管中并稀释至标线。加入0.5ml氨基磺酸钠溶液，混匀，放置10min以除去氮氧化物的干扰。
ρ=（A-A0-α)b×Vs×VtVa
（3）注意事项：在测定过程中，主要干扰物为氮氧化物、臭氧和某些重金属元素。可利用氨基磺酸钠来消除氮氧化物的干扰；样品放置一段时间后臭氧可自行分解；利用磷酸及环己二胺四乙酸二钠盐来消除或减少某些金属离子的干扰。
二、氮氧化物的测定
盐酸萘乙二胺分光光度法：用无水乙酸、对氨基苯磺酸和盐酸萘乙二胺配成吸收液采样，空气中的NO2被吸收转变成亚硝酸和硝酸。在无水乙酸存在的条件下，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，然后再与盐酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮燃料，其颜色深浅与气样中NO2浓度成正比。
ρNO2=A1-A0-a∙V∙Db∙f∙V0
ρNO=A2-A0-a∙V∙Db∙f∙k∙V0
ρNOx=ρNO2+ρ(NO)
k—NO氧化为NO2的氧化系数（0.68），表征被氧化为NO2且被吸收液吸收生成偶氮染料的NO量与通过采样系统的NO总量之比。
f—Saltzman实验系数（0.88），当空气中NO2质量浓度高于0.72mg/m3时为0.77。
当空气中臭氧质量浓度超过0.25mg/ m3时，使NO2的测定结果偏低。采样时在入口端串联长15-20cm的硅胶管，可排除干扰。（三氧化铬氧化管）
三、一氧化碳的测定
四、光化学氧化剂的测定
光化学氧化剂：除去氮氧化物以外的能氧化碘化钾的物质。
五、臭氧的测定 硼酸碘化钾分光光度法
六、氟化物的测定
七、硫酸盐化速率的确定
硫酸盐化速率：污染源排放到空气中的SO2、H2S、H2SO4蒸气等含硫污染物，经过一系列的氧化演变和反应，最终形成危害更大的硫酸雾和硫酸烟雾，这种演变过程的速率称为硫酸盐化速率。
二氧化铅-重量法：空气中的SO2、H2SO4蒸气等与二氧化铅反应生成硫酸铅，用碳酸钠溶液处理，使硫酸铅转化为碳酸铅，释放出硫酸根离子，再加入BaCl2溶液，生成BaSO4沉淀，用重量法测定，结果以每日在100cm2二氧化铅上所含SO3的质量（mg）。
八、总烃及非甲烷烃的测定
气象色谱法测定时，空气中的氧产生正干扰，可以采用两种方法消除：1.用除烃后的空气测定空白值，从总烃中扣除；2.用除烃后的空气作载气，再以氮气为稀释气的标准气中加一定体积的纯氧，使配制的标准气中氧含量与空气样品相近。
九、挥发性有机物（VOCs）和甲醛的测定
VOCs是指室温下饱和蒸气压超过133.32Pa的有机物，如苯、卤代烃、含氧烃等。
甲醛的测定—酚试剂分光光度法
空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪，在高铁离子存在下，嗪与酚试剂的氧化产物反应生成蓝绿色化合物，在波长630nm处用分光光度法测定。
第五节 颗粒物的测定
总悬浮颗粒物（TSP） 滤膜捕集-重量法
用采样动力抽取一定体积的空气通过已恒重的滤膜，测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。
可吸入颗粒物（PM10） 指透过人的咽喉进入肺部的气管、支气管和肺泡的那部分颗粒物，具有d50（质量中值直径）=10μm和上截止点30μm的粒径范围。
降尘 单位时间靠重力自然沉降在单位面积上的颗粒物的质量。 （见第六页）
空气污染指数（air pollution index,API）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，计算得到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。
第六节 降水监测
样品的采集：
（1）每次降水开始，立即将清洁的采样器放置在预定的采样点支架上，采集全过程水样。如遇连续数天降水，每天上午8:00开始，连续采集24h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，标上编号，记录采样地点、日期、采样起止时间、降水量等。
第七节 污染源监测
一、固定污染源监测
（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。
监测内容：废气排放量、污染物质排放浓度及排放速率。
（二）采样点的布设
1.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，避开阻力构件。一般原则是按照废气流向，将采样断面设在阻力构件下游方向大于6倍管道直径处或上游方向大于3倍管道直径处。采样断面气流流速最好在5m/s以下。
2.采样点数目
采样点的位置和数目主要根据烟道断面的形状、尺寸大小和流速分布情况确定。
（1）圆形烟道：在选定的采样断面上设两个相互垂直的采样孔。将烟道断面分成一定数量的同心等面积圆环，沿着两个采样孔中心线设四个采样点。
（2）矩形烟道：将烟道断面分成一定数目的等面积矩形小块，各小块中心即为采样点位置。
（三）基本状态参数的测量
烟道排气的体积、温度和压力是烟气的基本状态参数。
1.温度的测量
对于直径小、温度不高的烟道，可使用长杆水银温度计，球部放在靠近烟道中心的位置。对于直径大、温度高的烟道，要用热电偶测温毫伏计测量。
2.压力的测量
静压：单位体积气体具有的势能，表现为气体在各个方向上作用于器壁的压力。
动压：单位体积气体具有的动能，是使气体流动的压力。
全压：单位体积气体在管道中流动所具有的总能量。
pt=ps+pv
（1）测压管：标准皮托管和S型皮托管
（2）压力计：U型压力计（全压、静压）
斜管式微压计（动压）
（3）测量方法

使用S形皮托管测量静压时，只用一路测压管，将其开口插入采样点，使开口平面平行于气流方向，出口端与U形压力计一端相连。
（四）含湿量的测定 重量法
（五）烟尘浓度的测定
1.原理：抽取一定体积烟气通过已知质量的捕集装置，根据捕集装置采样前后的质量差和采样体积，计算烟尘浓度。
测定烟尘浓度必须采用等速采样法，即采样速度应与采样点烟气速度相等。
当采样速度（vn）大于采样点烟气流速（vs）时，由于气体分子的惯性小，容易改变方向，而烟尘惯性大，不容易改变方向，所以采样嘴边缘以外的部分气流被抽入采样嘴，而其中的烟尘按原方向前进，不进入采样嘴，从而导致测定结果偏低；当采样速度小于采样点烟气流速时，情况正好相反，测定结果偏高；只有采样速度与采样点烟气流速相等时，采样的烟气样品中烟尘浓度才与烟气的实际烟尘浓度相同。
2.采样类型 移动采样 定点采样 间断采样
3.等速采样法：
预测流速法
皮托管平行测速采样法
动压平衡型等速管采样法
（七）烟气黑度的测定
烟气黑度是一种用视觉方法监测烟气中排放的有害物质情况的指标。
林格曼黑度图法：把林格曼黑度图放在适当的位置上，将图上的黑度与烟气的黑度相比较，凭观测者的视觉对烟气的黑度进行评价。
测定应在白天进行。观测刚离开烟囱、黑度最大部分的烟气。连续观察烟气黑度不少于30min，记下烟气的林格曼黑度级别及持续时间。
第八节 标准气的配制
一、静态配气法 把一定量的气态或蒸气态的原料气加入已知容积的容器中，再充入稀释气，混匀制得。
（一）注射器配气法
配制少量标准气时，用100ml注射器吸收原料气，在经数次稀释制得。
用100ml注射器取10ml纯度99.99%（体积分数）的CO气体，用净化空气稀释至100ml，摇动注射器中的聚四氟乙烯薄片，使之混合均匀后，排出90ml，剩余10ml混合气再用净化空气稀释至100ml，如此连续稀释六次，最后获得CO体积分数为1×10-6的标准气。
注：ppm=μg/ml,mg与kg的关系为10-6。
（二）配气瓶配气法
取20L玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶，洗净、烘干，精确标定容积后，将瓶内抽成负压，用净化空气冲洗几次，再排净抽成负压，加入一定量的原料气，充入净化空气至大气压，充分摇动混匀。
第四章 固体废物监测
第一节 固体废物概述
固体废物是指在生产、建设、日常生活和其他活动中产生的污染环境的固体、半固态废弃物质。
分类：按化学性质可分为有机废物和无机废物，按形状可分为固体废物和泥状废物，按危害状况可分为危险废物和一般废物，按来源可分为工业固体废物、矿业固体废物、生活垃圾、电子废物、农业固体废物和放射性固体废物。
危险废物：指在《国家危险废物名录》中，或根据国务院环境保护主管部门规定的危险废物鉴定标准认定的具有危险性的废物。
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害。
生活垃圾：城镇居民日常生活中抛弃的固体垃圾。
渗滤实验：固体废物先经粉碎后通过0.5mm孔径筛，然后装入玻璃管柱内，在上面玻璃瓶中加入雨水或蒸馏水以12mL/min的流量通过玻璃管柱下端的玻璃棉流入锥形瓶内，然后测定渗滤液中的有害物质含量。
第五章 土壤质量监测
第一节 土壤基本知识
一、土壤的组成：
土壤由固、液、气相物质组成。
固相指土壤矿物质(原生矿物和次生矿物质)和土壤有机质，两者占土壤总量的90~95%。液相指土壤水分及其可溶物，合称为土壤溶液。气相指土壤空气。土壤中还有数量众多的细菌和微生物，一般作为土壤有机物而视为土壤固相物质。
二、土壤的基本性质
三、土壤背景值：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。
四、土壤污染：人类活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量恶化的现象。
第二节 土壤环境质量监测方案
一、监测目的
1.土壤质量现状：判断土壤是否被污染及污染状况，并预测发展变化趋势。
2.土壤污染事故监测
3.污染物土地处理的动态监测
4.土壤背景值调查
二、资料的收集
自然环境方面的资料包括：土壤类型、植被、区域土壤元素背景值、土壤利用情况、水土流失、自然灾害、水系、地下水、地质、地形地貌、气象等，以及相应的图件。
社会环境方面的资料包括：工农业生产布局、工业污染源种类及分布、污染物种类及排放途径和排放量、农药和化肥使用情况、废水灌溉及污泥施用状况、人口分布、地方病等，以及相应图件。
三、监测项目
背景值调查研究是为了了解土壤中各种元素的含量水平，要求测定项目较多。
污染事故监测仅测定可能造成土壤污染的项目。
土壤质量监测测定那些影响自然生态和植物正常生长及危害人体健康的项目。
四、采样点的布设
（一）布设原则
（1）合理地划分采样单元
（2）“哪里有污染就在哪里布点”，优先布设在那些污染严重、影响农业生产活动的地方。
（3）采样点不能设在田边、沟边、路边、堆肥周边及水土流失严重或表层土被破坏处。
（二）采样点数量
一般要求每个采样单元最少设3个采样点。
（三）采样点布设方法
1.对角线布点法
适用于面积较小、地势平坦的废（污）水灌溉或污染河水灌溉的田地。
2.梅花形布点法
该方法适用于面积较小、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，但土壤较不均匀的地块。
4.蛇形布点法
适用于面积较大、地势不很平坦、土壤不够均匀的地块。
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。
第三节 土壤样品的采集与加工管理
一、土壤样品的采集
（一）土壤样品的类型、采样深度及采样量
1.混合样品：对种植一般农作物的耕地，只需采集0-20cm耕作层土壤；对种植果林类农作物的耕地，采集0-60cm耕作层土壤。将在一个采样单元内各采样点采集的土样混合均匀制成混合样，组成混合样的采样点数通常为5-20个。
2.剖面采样
典型的自然土壤剖面分为A层（表层、腐殖质淋溶层）、B层（亚层、淀积层）、C层（风化母岩层、母质层）和地岩层。挖掘一个1m×1.5m左右的长方形土坑