環(huán)境監(jiān)測前言ppt課件

1、環(huán)境監(jiān)測與分析 Environmental Monitoring and Analysis 崔兆杰2004.61. 現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀 和開展趨勢 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的歷史環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的開展趨勢1.1 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的歷史環(huán)境監(jiān)測任務(wù)有半個多世紀的歷史大體閱歷了三個階段：以典型污染事故調(diào)查為主以污染源監(jiān)視性監(jiān)測為主以環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測為主1.1 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的歷史五十年代，興隆國家環(huán)境污染事故不斷發(fā)生，政府部門不得不有目的地組織技術(shù)人員進展調(diào)查監(jiān)測。這個時期地環(huán)境監(jiān)測任務(wù)的特點是以污染事故調(diào)查為主。1.1 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的歷史六十年代末期始，由于污染事故呵斥了宏大的經(jīng)濟損失，工業(yè)興隆國家

2、相繼公布了一些環(huán)境維護法律，監(jiān)控企業(yè)的排污，大大促進了污染源監(jiān)測任務(wù)的開展，這一時期監(jiān)測任務(wù)的特點是以對污染源監(jiān)視性監(jiān)測為主的開展階段1.1 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的歷史七十年代中期以來，由于對環(huán)境問題的認識不斷深化，西方工業(yè)興隆的國家以把監(jiān)測任務(wù)留意的焦點從對污染源監(jiān)控轉(zhuǎn)移到對環(huán)境質(zhì)量監(jiān)控方面來，同時由于自動化監(jiān)測技術(shù)的迅速開展和遙感技術(shù)的運用，使得對大區(qū)域環(huán)境質(zhì)量系統(tǒng)監(jiān)控成為現(xiàn)實，這一時期可稱其為以環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測為主的開展階段1.1 環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的歷史我國的環(huán)境監(jiān)測任務(wù)歷史：起步于七十年代中期，各省市相繼建立環(huán)境監(jiān)測站在“六五和“七五期間，環(huán)境監(jiān)測站有了一個大開展在“七五和“八五期間，我國的環(huán)境監(jiān)測任

3、務(wù)日趨成熟，制定了監(jiān)測任務(wù)的根本方針，在管理上提出了“五化目的等，初步構(gòu)成了以環(huán)境監(jiān)測為中心的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，制定了贊同的監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，建立了數(shù)百項分析方法，開展了實驗室的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制任務(wù)我國的環(huán)境監(jiān)測任務(wù)較興隆國家起步晚，但是反站很快，已具備了組織機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化和監(jiān)測反系技術(shù)體系化的雛形1.2環(huán)境監(jiān)測分析儀器和技術(shù)的現(xiàn)狀與開展.實驗室分析儀器和技術(shù).分析儀器的開展目前興隆國家環(huán)境監(jiān)測單位所擁有的大型一同主要有氣相色譜質(zhì)譜GC-MS)，液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC/MS)，傅立葉紅外光譜儀(FTIR)，氣相色譜傅立葉紅外光譜連用儀(GC/FTIR)，電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀(ICP/MS)，電感耦合

4、等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-AES)，x射線熒光光譜儀(XRF)等這些大型一同中，除GC/MS和ICPAES在我國運用較多外，其他儀器都沒有相應(yīng)的規(guī)范或贊同的監(jiān)測分析方法1.2.1.1分析儀器的開展中型儀器：原子吸收光譜儀AAS，原子熒光光譜儀AFS，氣相色譜儀(GC),高效液相色譜儀HPLC，離子色譜儀IC，紫外可見分光光度計UVVis以及極色譜儀POLAR這些儀器在國內(nèi)外的規(guī)范環(huán)境監(jiān)測分析儀器的運用中占主導位置1.2.1.2 分析技術(shù)的運用GC/MS技術(shù)的運用較為廣泛LC/MSICP/MS1.2.1.2 分析技術(shù)的運用農(nóng)牧產(chǎn)品及各類食品中農(nóng)藥殘留量的分析:由于農(nóng)藥類的揮發(fā)性強，所以通常運用

5、GC包括電子捕獲檢測器(ECD)、火焰光度檢漢6器(FPD)和氮磷檢測器(NPD)法。對檢測出的農(nóng)藥進展構(gòu)造鑒定普通運用GCMS法而有些熱穩(wěn)定性差的農(nóng)藥須用LCMS鑒定.有文獻報道了共行19種在水果和蔬菜中殘留的農(nóng)藥類，它們的不揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性差，須用熱噴霧液相色譜一質(zhì)諾聯(lián)用儀(TSPLC/MS)鑒定1.2.1.2 分析技術(shù)的運用 ICPMS是以ICP作為離子化源的質(zhì)譜分析方法，該方法是80年代開場運用于實踐樣品分析的高靈敏度方法。ICPMS比ICPAES靈敏度高23個數(shù)量級比AA5高12個數(shù)量級，并可實現(xiàn)多元素同時分析。另外，質(zhì)譜圖比較簡單干擾峰少，可進展同位素比的測定，在金屬元素的分析方面

6、與AAS并行正在快速開展普及； 日本和美國都已把用ICP/MS分析水中Cr(VI、Cu、N和Pb列為規(guī)范方法。用HPLCICPMS和ICICPMS進展尿液中各種形狀A(yù)s的分析，以及ICPMS在新型資料學、醫(yī)學和藥學等分析領(lǐng)域的運用都有報道。用高分辨率ICPM5還可直接進展痕量稀土元素定量分析。1.2.2自動監(jiān)測系統(tǒng)和技術(shù)1.2.2.1自動系統(tǒng)的開展在自動監(jiān)測系統(tǒng)方面，些興隆國家已有成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，如大氣、地面水、企業(yè)廢氣、熄滅爐排氣、企業(yè)廢水以及城市綜合污水等方面均有成熟的自動延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)我國雖有少數(shù)廢水自動監(jiān)控系統(tǒng)消費但監(jiān)測工程較少在提高自動化程度及降低缺點率等方面仍有許多任務(wù)要做。因此，

7、結(jié)合我國環(huán)境監(jiān)測分析任務(wù)的實踐情況，有選擇地吸收國外先進閱歷和技術(shù)及產(chǎn)品，對于發(fā)酸我國的白動監(jiān)測系統(tǒng)大有稗益。為實施污染構(gòu)排放的總星監(jiān)測與控制須配備水質(zhì)和大氣的自動監(jiān)測系統(tǒng)1.2.2.1自動系統(tǒng)的開展目前我國的北京、上海和天津及個別省會城市相繼建立廣水或氣的自動監(jiān)測系統(tǒng)。這些監(jiān)測系統(tǒng)日前主要依托進口。從運用情況來舌，大氣監(jiān)測系統(tǒng)運轉(zhuǎn)良奸而水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)運轉(zhuǎn)缺點率高，尤其是污水或廢水的白功監(jiān)測系統(tǒng)更難正常運轉(zhuǎn)。達除了與管理程度和資金投入等要素有關(guān)外，還與我國地面水的實態(tài)以及污水和廢水的治理程度有關(guān)。因此，在引進的同時，還必需進展實地調(diào)查研討，以防止盲目引進而呵斥的資金浪費1.2.2.2 自動系統(tǒng)技

8、術(shù)的運用在水質(zhì)等自動監(jiān)測系統(tǒng)中主要運用流動法的法(FIA)技術(shù)。 FIA與分光光度法、電化學法、AAs、ICPAES等結(jié)合， 可測定CIINH 3 Ca、NO3(一I)、Cr(III)、Cr(VI)、Cu、Pb、Zn、In、Bi、Th、U以及稀土類等多種無機成分 巴運用于特種水體水質(zhì)的監(jiān)測分析。1.2.3 現(xiàn)場簡易監(jiān)測分析儀器和技術(shù)1.2.3.1 簡易儀器的開展突發(fā)性環(huán)境污染事故的不斷發(fā)生給環(huán)境監(jiān)測分析人員提出了重要課題.除了實施預(yù)防性監(jiān)測分析外還必需開發(fā)快速簡易檢測管(氣、水有機、元機)的研制以及便攜式現(xiàn)場測試儀器的研制等、用于調(diào)查和處理突發(fā)性污染事故以及半定量地處理污染糾紛另外，我國地域遼

9、闊、地形復(fù)雜，國有工礦企業(yè)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)分布很廣，這給環(huán)境監(jiān)測人員的任務(wù)借來許多不便尤其是許多縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)還沒有監(jiān)測才干因此簡易便掐式現(xiàn)場監(jiān)測分析儀器有很大的運用前景。這類儀器的運用不僅可以減少環(huán)境試樣在傳輸過程中的沾污，減少固定和保管的繁雜手續(xù)還可以大大減輕監(jiān)測分折人員的任務(wù)量便于適時掌握環(huán)境質(zhì)量的動態(tài)變化趨勢1.2.3.1 簡易儀器的開展從目前的便攜式儀器來看無機污染物的監(jiān)測分析儀器較多多開發(fā)一些有機污染物的監(jiān)測分析儀器是該領(lǐng)域的開展方向另外開發(fā)這類儀器也可減少監(jiān)測分析的耗費。此外在進展這類儀器設(shè)備及監(jiān)測分析方法研災(zāi)時必需進展適用性檢驗即使用同樣的污染源樣品，用規(guī)范方法和現(xiàn)場測定方法同時對污染成分

10、進展測定檢驗測定結(jié)果的可比性或相關(guān)性1.2.3.1 簡易儀器的開展 在使攜式現(xiàn)場速測儀中、 目前以可測定DO、pH、水溫、濁度、電導和總鹽度的儀器最為成熟、我國已運用于污染事故調(diào)查(死魚等和長江同步監(jiān)測中。便攜式COD測定儀可測定有機污染物的綜合目的，而可測定水和氣多種有機成分的使攜式光離子化檢測器氣相色譜儀(GCPID將會在應(yīng)急監(jiān)測中起到重要的作用1.2.3.2 現(xiàn)場速測技術(shù)的運用概括地說、現(xiàn)場快速測定技術(shù)有以下幾類：試紙法水質(zhì)速測管法一顯色反響助氣體速測管法一填充管型；化學測試組件法；使攜式分析I義器測定法。在便攜式速測儀中、使攜式GC與普通的GC相比、在性能方面已無明顯差別；而體積小、輕

11、便、適用：產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)Gg是其主要特征。這類儀器主要運用HD。PID可檢測離子電位不大于12eV的任何化合物，如烷烴(除甲烷外)、芳香族、多環(huán)芳烴、醛類、酮類、酯類、胺類、有機磷、有機硫化合物以及一些有機金屬化合物，還可檢測02、NH3、H 2S、Cl2、I2和NO等無機化合物。用PID測定烷烴、芳香族和多環(huán)芳烴等HC化合物的靈敏度比火焰離子化檢測器(FID)高510倍，測定含P、S農(nóng)藥類比FPD低10倍左右還可檢測02、NH：、H 2S、AsH J、PH2、C12、12和XO等無機化合物c用HD測定烷烴、芳香族和多環(huán)芳烴等HC化合物的靈敏度比火焰離子化檢測器(FID)高510倍，測定含P、S農(nóng)藥

12、類比FPD低10倍左右。此外、1.2.3.2 現(xiàn)場速測技術(shù)的運用此外，PID對無機物的檢測限到達或超越其他任何檢測器，如對NH3的檢測限達200pg， 比熱導池檢測器(TCD)低23個數(shù)量級； 對無機硫化合物比F、PD的檢測限低30倍； 對PH3的檢測限比FPD低5倍；此外、ECD對電負性高的鹵化物等呼應(yīng)的高靈敏度和高選擇件、必將會使其成為便攜式GC的常用檢測器之一1.2.4 遙感技術(shù)的運用全球中指出,評價可繼續(xù)開展的進度的方法是利用各種目的體系衡量經(jīng)濟、社會與環(huán)境的改動。為此,必需依托全球環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、全球氣候觀測系統(tǒng)(包括全球大氣監(jiān)測網(wǎng))等,這些大型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源主要來自衛(wèi)星遙感資料。無論是

13、宏觀大尺度的全球環(huán)境、大氣監(jiān)測(包括全球氣候變化、臭氧層與溫室氣體監(jiān)測等),還是局域和小范圍的環(huán)境監(jiān)測(如森林火災(zāi)、洪水、火山噴發(fā)、沿海赤潮、海水、城市熱島效應(yīng)、煤層自燃等等)均廣泛地運用了遙感技術(shù)1.2.4 遙感技術(shù)的運用例如彩紅外遙感影像可監(jiān)測固體廢棄物引起的生態(tài)環(huán)境變化,用熱紅外遙感調(diào)查工業(yè)熱流(污水、廢氣等)對水體和周圍環(huán)境的污染,可監(jiān)測城市、工礦的“三廢排出情況;利用衛(wèi)星遙感技術(shù)開展對環(huán)境污染、環(huán)境災(zāi)禍的監(jiān)測也獲得了很好的效果,如經(jīng)過對水體外表油膜的分布變化可監(jiān)測由于排污和船舶漏油對水體的污染。其中較典型的實例是1991年2月16日(海灣戰(zhàn)爭期間)美國陸地衛(wèi)星影像提示了波斯灣海岸及水

14、面蒙受排放原油污染的區(qū)域和程度(科威特約600口油井著火、熄滅,遭到嚴重破壞的情況也一覽無余)近年來在與國民經(jīng)濟親密相關(guān)的環(huán)境領(lǐng)域,如艱苦工程的環(huán)境調(diào)查、防災(zāi)減災(zāi)的過程中遙感技術(shù)發(fā)揚了重要作用,社會和經(jīng)濟效益顯著。目前,遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的運用,已從早期的遙感數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)向多種數(shù)據(jù)綜合分析,從靜態(tài)到動態(tài),從定性到定量,從目視解譯到計算機自動識別,研討方法趨向系統(tǒng)化,相關(guān)技術(shù)也在不斷開展和完善之中。1.2.4 遙感技術(shù)的運用開展趨勢：(1)隨著新型傳感器的研制開發(fā)程度的提高以及資源環(huán)境遙感對高精度遙感數(shù)據(jù)要求的添加,高空間和高光譜分辨率將是衛(wèi)星遙感總的開展趨勢,未來10年的衛(wèi)星對地觀測方案中,大

15、部分傳感器都具有10m以上的空間分辨率,少數(shù)到達13m。高分辨率的遙感資料對地質(zhì)勘探和陸地、海洋生物資源調(diào)查非常有效。(2)雷達遙感技術(shù)將會得到更廣泛的運用。干涉雷達技術(shù)、被動微波合成孔徑成像以及三維成像技術(shù),植被穿透性寬波段雷達將會在經(jīng)過一系列實驗、研討和開展之后成為下一世紀的重要遙感技術(shù),成為實現(xiàn)全天候?qū)Φ赜^測的主要技術(shù)手段,從而大大提高資源環(huán)境動態(tài)監(jiān)測的才干。(3)熱紅外遙感技術(shù)也將得到廣泛運用,開發(fā)和完善陸地外表溫度和發(fā)射率分別技術(shù),定量估算和監(jiān)測陸地外表的能量交換和平衡過程,從而在全球變化的研討中發(fā)揚更大的作用。1.2.4 遙感技術(shù)的運用(4)由遙感(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和

16、全球定位系統(tǒng)(GPS)作為主體構(gòu)成的空間信息集成技術(shù)系統(tǒng)(或稱為3S一體化信息技術(shù)系統(tǒng)),將完成其從實際、方法、技術(shù)框架到實施步驟的研討和運用,構(gòu)成具有多維信息獲取與實時處置特點的新的綜合技術(shù)領(lǐng)域。(5)“數(shù)字地球概念和想象的提出,為處理21世紀全球和國家的可繼續(xù)開展問題提供了新的思緒,使各國的資源環(huán)境問題與全球變化、人類社會可繼續(xù)開展更嚴密地聯(lián)絡(luò)起來,將會帶動和促進衛(wèi)星遙感技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生新的突破并得到更大的開展。1.2.5 微核實驗方法及在環(huán)境監(jiān)測 中的運用及開展趨勢隨著現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)消費的迅速開展,大量化學物質(zhì)進入環(huán)境中,所呵斥的環(huán)境污染及其對人類安康的影響日益遭到人們的關(guān)注。致突變實

17、驗具有快速、簡便、經(jīng)濟等優(yōu)點,且致癌性與致突變性之間有親密的相關(guān)性,在檢測遺傳毒物方面得到廣泛的運用。目前致突變實驗已不下200多種。其中微核實驗具有較高的靈敏性和快速簡便的優(yōu)點1.2.5 微核實驗方法及在環(huán)境監(jiān)測 中的運用及開展趨勢實驗方法：體外實驗：近年來,微核細胞實驗方法有了很大的進展,建立了很多細胞株(中國倉鼠79細胞和細胞,敘利亞金黃地鼠細胞等),其中運用較多的為植物系統(tǒng)的微核實驗及胞質(zhì)分裂阻斷法的運用體內(nèi)實驗：體內(nèi)微核實驗主要為嚙齒類哺乳動物、水生動物(硬骨魚類、兩棲類與軟體動物)及人類,與體外微核試實驗相比,體內(nèi)微核實驗由于受試生物本身對遺傳毒性物質(zhì)的代謝作用及長期環(huán)境接觸,所以具有更高的可靠性。其中人體微核實驗,由于人體對于遺傳毒性物質(zhì)的直接代謝作用,所以最能反映實踐情況,近幾年來在環(huán)境監(jiān)測中得到廣泛的運用。其中運用最多的為人外周血淋巴細胞微核及上皮細胞微核1.2.5 微核實驗方法及在環(huán)境監(jiān)測 中的運用及開展趨勢開展趨勢：微核的構(gòu)成在不同的種屬之間會由于靶器官的生物代謝，修補和細胞增殖的不同而影響對遺傳毒性物質(zhì)的敏感性, 因此，對不同種屬