第一章 绪 论

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1 环 境 监 测 主 编 : 王 怀 宇 姚 运 先 高 等 教 育 出 版 社

2 内 容 提 要 本 书 将 环 境 监 测 的 对 象 进 行 了 明 确 的 分 类, 详 细 讲 述 了 各 种 监 测 技 术 的 基 础 理 论 和 手 段 内 容 包 括 环 境 监 测 绪 论 环 境 监 测 质 量 控 制 水 体 监 测 大 气 监 测 噪 声 监 测 土 壤 与 固 体 废 物 监 测 辐 射 与 放 射 性 污 染 监 测 此 外, 本 书 还 对 现 代 环 境 监 测 技 术 中 的 在 线 自 动 监 测 和 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 应 急 监 测 以 及 环 境 监 测 报 告 做 了 较 为 详 细 的 介 绍 本 书 主 要 适 用 于 高 职 高 专 环 境 监 测 与 治 理 环 境 监 测 与 评 价 专 业 及 环 境 类 其 它 各 专 业 使 用 ; 同 时, 也 可 作 为 大 中 专 院 校 环 境 保 护 相 关 企 事 业 单 位 及 职 业 资 格 考 证 的 培 训 教 材

3 前 言 环 境 监 测 是 是 环 境 工 程 设 计 环 境 科 学 研 究 环 境 保 护 管 理 和 政 府 决 策 等 不 可 缺 少 的 重 要 手 段 环 境 监 测 的 目 的 是 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 环 境 规 划 环 境 评 价 以 及 水 污 染 控 制 与 治 理 等 提 供 科 学 依 据 本 书 根 据 社 会 对 环 境 监 测 人 才 专 业 水 平 与 能 力 的 要 求, 针 对 高 职 高 专 教 育 的 特 点 和 培 养 目 标 ; 注 重 理 论 和 实 际 相 结 合, 突 出 环 境 监 测 的 专 业 素 质 和 技 能 的 培 养 ; 根 据 环 境 监 测 技 术 规 范 要 求 及 环 境 监 测 工 职 业 技 能 要 求, 重 点 介 绍 了 环 境 监 测 中 样 品 的 采 集 方 法 样 品 的 保 存 与 处 理 方 法 ; 样 品 的 监 测 分 析 方 法 及 分 析 质 量 保 证 与 质 量 控 制 技 术 等 全 书 共 分 十 章, 姚 运 先 ( 长 沙 环 境 保 护 职 业 技 术 学 院 ) 编 写 第 一 章 第 八 章 第 九 章 和 第 十 章, 并 负 责 全 书 的 统 稿 工 作, 王 怀 宇 ( 邢 台 职 业 技 术 学 院 ) 编 写 第 三 章, 贾 劲 松 ( 长 沙 环 境 保 护 职 业 技 术 学 院 ) 编 写 第 四 章, 付 翠 彦 ( 河 北 工 业 职 业 技 术 学 院 ) 编 写 第 六 章 第 七 章, 安 刚 ( 河 南 纺 织 高 等 专 科 学 校 ) 编 写 第 六 章, 杨 立 全 ( 山 西 工 程 职 业 技 术 学 院 ) 编 写 第 二 章, 邢 台 职 业 技 术 学 院 的 宫 惠 峰 参 加 了 第 三 章 部 分 内 容 的 编 写 工 作 长 沙 环 境 保 护 职 业 技 术 学 院 李 倦 生 院 长 对 本 书 进 行 了 全 面 审 阅, 并 提 出 了 很 多 宝 贵 意 见, 在 此 深 表 谢 意! 由 于 作 者 的 水 平 所 限, 书 中 难 免 存 在 错 误 和 不 妥 之 处, 敬 请 各 位 读 者 给 予 批 评 指 正 编 者 2006 年 12 月 于 长 沙

4 目 录 第 一 章 绪 论...1 第 一 节 环 境 监 测...1 一 环 境 监 测 的 主 要 任 务 和 内 容...1 二 环 境 监 测 的 分 类...1 三 环 境 监 测 的 特 点...2 四 环 境 监 测 的 基 本 程 序...2 五 环 境 监 测 的 基 本 原 则 和 要 求...3 第 二 节 环 境 监 测 分 析 方 法...4 一 监 测 分 析 方 法 体 系...4 二 环 境 监 测 分 析 方 法...5 第 二 章 环 境 监 测 过 程 中 的 质 量 控 制...11 第 一 节 环 境 监 测 质 量 控 制 的 意 义 及 内 容...11 第 二 节 环 境 监 测 质 量 控 制 的 有 关 名 词 术 语...12 一 准 确 度...12 二 精 密 度...13 三 灵 敏 度...14 四 空 白 试 验...14 五 校 准 曲 线...14 六 检 测 限...15 七 方 法 适 用 范 围...15 八 测 定 限...15 九 最 佳 测 定 范 围...15 第 三 节 误 差...16 一 误 差...16 二 误 差 的 分 类 及 产 生 原 因...16 三 误 差 的 表 示 方 法...18 第 四 节 数 据 处 理 和 常 用 的 统 计 检 验...20 一 有 效 数 据 和 常 用 的 统 计 检 验...20 二 监 测 结 果 的 数 值 表 述...23 三 监 测 数 据 的 回 归 处 理 与 相 关 分 析...26 第 五 节 实 验 室 质 量 保 证...27 一 实 验 室 基 础 条 件...27 二 实 验 室 质 量 控 制...35 三 实 验 室 间 质 量 控 制...41 I

5 第 三 章 水 体 监 测...46 第 一 节 概 述...46 一 水 体 与 水 体 污 染...46 二 水 质 与 水 质 指 标...50 三 水 质 监 测 的 对 象 和 目 的...51 四 水 环 境 标 准...51 第 二 节 水 体 监 测 方 案 的 制 定...61 一. 地 面 水 监 测 方 案 的 制 定...61 二. 水 污 染 源 监 测 方 案 的 制 定...65 三 地 下 水 监 测 方 案 的 制 定...66 四 沉 积 物 监 测 方 案 的 制 定...67 第 三 节 水 样 的 采 集 和 保 存...68 一 采 样 前 的 准 备...68 二 地 面 水 水 样 的 采 集...70 三 废 水 样 品 的 采 集...75 四 地 下 水 水 样 的 采 集...76 五 沉 积 物 样 品 的 采 集...76 六 流 量 的 测 定...77 七 水 样 的 运 输 与 保 存...80 第 四 节 样 品 的 预 处 理...85 一 水 样 的 预 处 理...85 二 底 质 样 品 的 预 处 理...90 第 五 节 主 要 水 环 境 监 测 项 目 的 分 析 测 定...94 一 物 理 性 质 的 测 定...94 二 金 属 化 合 物 的 测 定...99 三 非 金 属 无 机 化 合 物 的 测 定 四 有 机 化 合 物 的 测 定 五 生 物 学 指 标 的 测 定 六 底 质 样 品 中 污 染 物 的 测 定 第 四 章 大 气 监 测 第 一 节 大 气 污 染 一 大 气 污 染 的 基 本 概 念 二 大 气 污 染 的 种 类 和 存 在 状 态 三 主 要 大 气 污 染 源 及 污 染 物 四 大 气 环 境 标 准 第 二 节 大 气 污 染 监 测 方 案 的 制 定 一 大 气 污 染 监 测 规 划 与 网 络 设 计 II

6 二 大 气 采 样 方 法 和 技 术 三 样 品 的 采 集 第 三 节 大 气 污 染 物 的 测 定 一 气 态 污 染 物 的 测 定 二 颗 粒 物 的 测 定 第 四 节 大 气 污 染 源 监 测 一 大 气 污 染 源 及 监 测 内 容 二 污 染 源 样 品 的 采 集 三 固 定 污 染 源 监 测 四 流 动 污 染 烟 的 监 测 第 五 节 室 内 空 气 监 测 一 室 内 空 气 污 染 的 特 征 二 室 内 污 染 物 的 来 源 及 危 害 三 室 内 环 境 标 准 四 检 测 方 案 制 定 第 六 节 酸 雨 监 测 一 大 气 降 水 与 酸 雨 二 酸 雨 的 监 测 方 法 第 七 节 大 气 污 染 的 生 物 监 测 一 生 物 监 测 的 特 点 二 大 气 污 染 对 植 物 的 影 响 三 利 用 植 物 监 测 大 气 污 染 四 大 气 污 染 指 示 植 物 的 选 择 五 大 气 污 染 的 植 物 监 测 方 法 第 五 章 噪 声 监 测 第 一 节 声 学 基 础 一 声 的 基 础 知 识 二 声 压 声 强 和 声 功 率 三 声 级 和 声 级 的 运 算 四 噪 声 的 频 谱 分 析 第 二 节 噪 声 及 其 评 价 一 噪 声 及 其 危 害 二 噪 声 标 准 三 噪 声 的 评 价 第 三 节 噪 声 监 测 一 噪 声 测 量 仪 器 III

7 二 噪 声 测 量 方 法 第 六 章 土 壤 与 固 体 废 物 监 测 第 一 节 土 壤 污 染 监 测 一 土 壤 与 土 壤 污 染 二 土 壤 污 染 样 品 采 集 与 制 备 三 样 品 预 处 理 四 土 壤 污 染 物 监 测 第 二 节 固 体 废 物 监 测 一 固 体 废 物 的 来 源 与 危 害 二 固 体 废 物 样 品 采 集 及 制 备 三 固 体 废 物 样 品 的 监 测 分 析 第 七 章 辐 射 与 放 射 污 染 监 测 第 一 节 概 述 一 放 射 性 污 染 二 放 射 性 污 染 的 来 源 三 放 射 性 对 人 体 的 危 害 四 放 射 性 污 染 度 量 单 位 第 二 节 放 射 性 污 染 物 样 品 的 采 集 与 处 理 一 放 射 性 沉 降 物 二 放 射 性 气 溶 胶 三 放 射 性 气 体 四 水 样 五 食 品 生 物 样 品 六 土 壤 第 三 节 放 射 性 监 测 一 放 射 性 监 测 仪 器 二 总 放 射 性 强 度 监 测 三 外 照 射 个 人 剂 量 的 监 测 四 放 射 性 表 面 污 染 的 监 测 第 八 章 在 线 自 动 监 测 系 统 第 一 节 空 气 自 动 监 测 系 统 一 空 气 自 动 监 测 系 统 的 构 成 二 空 气 自 动 监 测 系 统 子 站 的 技 术 要 求 三 空 气 在 线 自 动 分 析 仪 器 的 分 析 方 法 四 空 气 在 线 自 动 监 测 系 统 主 要 监 测 项 目 第 二 节 水 质 自 动 监 测 系 统 一 水 质 自 动 监 测 系 统 的 构 成 IV

8 二 水 质 自 动 监 测 的 技 术 关 键 第 三 节 水 质 在 线 自 动 分 析 仪 器 的 分 析 方 法 第 九 章 应 急 监 测 第 一 节 突 发 性 环 境 污 染 事 故 及 其 类 型 与 特 征 一 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 类 型 二 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 特 征 三 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 处 理 与 处 置 第 二 节 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 应 急 监 测 一 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 应 急 监 测 二 应 急 监 测 的 主 要 内 容 作 用 与 要 求 三 采 样 方 法 四 主 要 应 急 监 测 分 析 技 术 五 应 急 监 测 报 告 第 十 章 环 境 监 测 报 告 第 一 节 环 境 监 测 报 告 的 种 类 一 环 境 监 测 快 报 二 环 境 监 测 月 报 告 三 环 境 监 测 季 报 告 四 环 境 监 测 年 报 告 五 环 境 质 量 报 告 书 六 污 染 源 监 测 报 告 第 二 节 环 境 监 测 报 告 编 写 原 则 一 准 确 性 原 则 二 及 时 性 原 则 三 科 学 性 原 则 四 可 比 性 原 则 五 社 会 性 原 则 第 三 节 监 测 报 告 实 例 一 环 境 监 测 快 报 二 环 境 监 测 月 季 年 报 V

9 第 一 章 绪 论 知 识 目 标 : 了 解 环 境 监 测 的 主 要 内 容 和 基 本 程 序 了 解 环 境 监 测 的 分 类 与 特 点 了 解 环 境 监 测 的 基 本 原 则 与 要 求 掌 握 环 境 监 测 的 主 要 分 析 技 术 第 一 节 环 境 监 测 环 境 监 测 是 指 由 环 境 监 测 机 构 按 照 规 定 的 程 序 和 有 关 法 规 的 要 求, 对 代 表 环 境 质 量 及 发 展 趋 势 的 各 种 环 境 要 素 进 行 技 术 性 监 视 测 试 和 解 释, 对 环 境 行 为 符 合 法 规 情 况 进 行 执 法 性 监 督 控 制 和 评 价 的 全 过 程 操 作 一 环 境 监 测 的 主 要 任 务 和 内 容 环 境 监 测 的 任 务, 是 对 环 境 中 各 项 要 素 进 行 经 常 性 监 测, 掌 握 和 评 价 环 境 质 量 状 况 及 发 展 趋 势 ; 对 各 有 关 单 位 排 放 污 染 物 的 情 况 进 行 监 视 性 监 测 ; 为 政 府 部 门 执 行 各 项 环 境 法 规 标 准, 全 面 开 展 环 境 管 理 工 作 提 供 准 确 可 靠 的 监 测 数 据 和 资 料 ; 开 展 环 境 测 试 技 术 研 究, 促 进 环 境 监 测 技 术 的 发 展 根 据 环 境 监 测 的 定 义, 环 境 监 测 的 主 要 内 容 应 包 括 以 下 六 个 方 面 : 1. 监 视 解 释 代 表 ( 反 映 ) 环 境 质 量 变 化 的 各 种 要 素 ; 2. 测 试 评 价 对 人 与 环 境 有 影 响 的 各 种 环 境 因 素 ; 3. 监 督 控 制 对 环 境 造 成 污 染 或 危 害 的 各 种 行 为 ; 4. 督 察 促 进 有 关 污 染 防 治 和 环 保 法 规 的 贯 彻 执 行 ; 5. 为 制 定 及 执 行 环 境 法 规 标 准 及 环 境 规 划 环 境 污 染 防 治 对 策 等 提 供 可 靠 公 正 科 学 的 依 据 ; 6. 为 环 境 管 理 提 供 技 术 支 持 技 术 监 督 和 技 术 服 务 二 环 境 监 测 的 分 类 环 境 监 测 依 据 不 同 标 准, 可 以 划 分 成 多 种 类 型, 按 其 目 的 和 性 质 可 分 为 以 下 三 种 类 型 : ( 一 ) 常 规 监 测 这 类 监 测 是 监 测 工 作 的 主 体, 主 要 包 括 污 染 源 监 测 和 环 境 质 量 监 测 两 个 方 面 1. 污 染 源 例 行 监 测 和 监 督 监 测 : 主 要 是 掌 握 污 染 排 放 浓 度 排 放 强 度 负 荷 总 量 时 空 变 化 等, 为 强 化 环 境 管 理, 贯 彻 落 实 有 关 标 准 法 规 制 度 等 做 好 技 术 监 督 和 提 供 技 术 支 持 2. 环 境 质 量 监 测 : 主 要 是 指 定 期 定 点 对 指 定 范 围 的 大 气 水 质 噪 声 辐 射 生 态 等 1

10 各 项 环 境 质 量 因 素 状 况 进 行 监 测 分 析, 为 环 境 管 理 和 决 策 提 供 依 据 ( 二 ) 特 例 监 测 这 类 监 测 的 内 容 形 式 很 多, 但 工 作 频 率 相 对 较 低, 主 要 包 括 污 染 事 故 监 测 仲 裁 监 测 考 核 验 证 监 测 和 咨 询 服 务 监 测 四 个 方 面 1. 污 染 事 故 监 测 : 主 要 是 确 定 各 种 紧 急 情 况 下 发 生 的 各 类 污 染 事 故 的 污 染 程 度 范 围 和 影 响 等 2. 仲 裁 监 测 : 主 要 是 为 解 决 环 保 执 法 过 程 中 发 生 的 矛 盾 和 纠 纷, 为 有 关 部 门 处 理 污 染 问 题 提 供 公 正 的 监 测 数 据 3. 考 核 验 证 监 测 : 主 要 是 指 设 施 验 收 环 境 评 价 机 构 认 可 和 应 急 性 监 督 监 测 能 力 考 核 等 监 测 工 作 4. 咨 询 服 务 监 测 : 主 要 是 指 为 科 研 生 产 部 门 提 供 有 关 监 测 数 据, 承 担 社 会 科 研 咨 询 工 作 等 ( 三 ) 研 究 监 测 这 类 监 测 一 般 需 要 多 学 科 协 作, 是 属 于 较 复 杂 的 高 水 平 监 测, 主 要 是 指 污 染 普 查, 环 境 本 底 调 查 以 及 直 接 为 建 立 标 准 制 定 方 法 等 服 务 的 科 研 监 测 等 按 监 测 介 质 或 对 象 分 类 可 分 为 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 三 环 境 监 测 的 特 点 ( 一 ) 生 产 性 环 境 监 测 具 备 生 产 过 程 的 基 本 环 节, 有 一 个 类 似 生 产 的 工 艺 定 型 化, 方 法 标 准 化 和 技 术 规 范 化 的 管 理 模 式, 数 据 就 是 环 境 监 测 的 基 本 产 品 ( 二 ) 综 合 性 环 境 监 测 的 对 象 涉 及 三 态 ( 气 态 液 态 固 态 ) 一 波 ( 如 热 电 磁 声 光 振 动 辐 射 波 等 ) 以 及 生 物 等 诸 多 客 体 ; 环 境 监 测 手 段 包 括 化 学 的 物 理 的 生 物 的 以 及 互 相 结 合 的 等 多 种 方 法 ; 监 测 数 据 解 析 评 价 涉 及 自 然 科 学 社 会 科 学 等 许 多 领 域 所 以 具 有 很 强 的 综 合 性, 只 有 综 合 应 用 各 种 手 段, 综 合 分 析 各 种 客 体, 综 合 评 价 各 种 信 息, 才 能 较 为 准 确 的 揭 示 监 测 信 息 的 内 涵, 说 明 环 境 质 量 状 况 ( 三 ) 追 踪 性 要 保 证 监 测 数 据 的 准 确 性 和 可 比 性, 就 必 须 依 靠 可 靠 的 量 值 传 递 体 系 进 行 数 据 的 追 踪 溯 源 ( 四 ) 持 续 性 监 测 数 据 如 同 水 文 气 象 数 据 一 样, 只 有 在 有 代 表 性 的 监 测 点 位 上 持 续 监 测, 才 有 可 能 客 观 准 确 地 揭 示 环 境 质 量 发 展 变 化 的 趋 势 ( 五 ) 执 法 性 环 境 监 测 不 同 于 一 般 检 验 测 试, 它 除 了 需 要 及 时 准 确 提 供 监 测 数 据 外, 还 要 根 据 监 测 结 果 和 综 合 分 析 结 论, 为 主 管 部 门 提 供 决 策 建 议, 并 受 权 对 监 测 对 象 执 行 法 规 情 况 进 行 执 法 性 监 督 控 制 四 环 境 监 测 的 基 本 程 序 环 境 监 测 就 是 环 境 信 息 的 捕 获 传 递 解 析 综 合 控 制 的 过 程, 在 对 监 测 2

11 信 息 进 行 解 析 综 合 的 基 础 上, 揭 示 监 测 数 据 的 内 涵, 进 而 提 出 控 制 对 策 建 议, 并 依 法 实 施 监 督, 从 而 达 到 直 接 有 效 地 为 环 境 管 理 和 环 境 监 督 服 务 其 一 般 工 作 程 序 主 要 包 括 以 下 内 容 : 1. 受 领 任 务 环 境 监 测 的 任 务 主 要 来 自 环 境 保 护 主 管 部 门 的 指 令, 单 位 组 织 或 个 人 的 委 托 申 请 和 监 测 机 构 的 安 排 三 个 方 面 环 境 监 测 是 一 项 政 府 行 为 和 技 术 性 执 法 性 活 动, 所 以 必 须 要 有 确 切 的 任 务 来 源 依 据 2. 明 确 目 的 根 据 任 务 下 达 者 的 要 求 和 需 求, 确 定 针 对 性 较 强 的 监 测 工 作 具 体 目 的 3. 现 场 调 查 根 据 监 测 目 的, 进 行 现 场 调 查 研 究, 主 要 摸 清 主 要 污 染 源 的 来 源 性 质 及 排 放 规 律, 污 染 受 体 的 性 质 及 污 染 源 的 相 对 位 置 以 及 水 文 地 理 气 象 等 环 境 条 件 和 历 史 情 况 等 4. 方 案 设 计 根 据 现 场 调 查 情 况 和 有 关 技 术 规 范 要 求, 认 真 做 好 监 测 方 案 设 计, 并 据 此 进 行 现 场 布 点 作 业, 做 好 标 识 和 必 要 准 备 工 作 5. 采 集 样 品 按 照 设 计 方 案 和 规 定 的 操 作 程 序, 实 施 样 品 采 集, 对 某 些 需 现 场 处 置 的 样 品, 应 按 规 定 进 行 处 置 包 装, 并 如 实 记 录 采 样 实 况 和 现 场 实 况 6. 运 送 保 存 按 照 规 范 方 法 需 求, 将 采 集 的 样 品 和 记 录 及 时 安 全 的 送 往 实 验 室, 办 好 交 接 手 续 7. 分 析 测 试 按 照 规 定 程 序 和 规 定 的 分 析 方 法, 对 样 品 进 行 分 析, 如 实 记 录 检 测 信 息 8. 数 据 处 理 对 测 试 数 据 进 行 处 理 和 统 计 检 验, 整 理 入 库 ( 数 据 库 ) 9. 综 合 评 价 依 据 有 关 规 定 和 标 准 进 行 综 合 分 析, 并 结 合 现 场 调 查 资 料 对 监 测 结 果 作 出 合 理 解 释, 编 写 监 测 报 告, 并 按 规 定 程 序 报 出 五 环 境 监 测 的 基 本 原 则 和 要 求 ( 一 ) 环 境 监 测 的 原 则 环 境 监 测 的 原 则 包 括 优 先 监 测 原 则 可 靠 性 原 则 和 实 用 性 原 则 1 环 境 监 测 应 遵 循 优 先 监 测 的 原 则 有 毒 化 学 物 质 的 监 测 和 控 制, 无 疑 是 环 境 监 测 的 重 点, 世 界 上 目 前 已 知 的 化 学 品 有 2400 万 种 之 多, 而 进 入 环 境 的 化 学 物 质 已 达 10 万 种 以 上 人 们 不 可 能 对 每 一 种 化 学 品 都 进 行 监 测, 实 行 控 制, 而 只 能 有 重 点 针 对 性 地 对 部 分 污 染 物 进 行 监 测 和 控 制 这 就 需 要 对 众 多 有 毒 污 染 物 进 行 分 级 排 队, 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 对 象 经 过 优 先 选 择 的 污 染 物 称 为 环 境 优 先 污 染 物, 简 称 优 先 污 染 物 对 优 先 污 染 物 进 行 的 监 测 称 为 优 先 监 测 优 先 污 染 物 是 指 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 毒 性 较 大 的 化 学 物 质 美 国 是 最 早 开 展 优 先 监 测 的 国 家 早 在 70 年 代 中 期 就 规 定 了 水 质 中 129 种 优 先 监 测 污 染 物, 其 后 又 提 出 了 43 种 空 气 优 先 监 测 污 染 物 名 单 中 国 环 境 优 先 监 测 研 究 亦 已 完 成, 提 出 了 中 国 环 境 优 先 监 测 物 黑 名 单, 包 括 14 种 化 学 类 别, 共 68 种 有 毒 化 学 物 质, 其 中 有 机 物 58 种, 包 括 卤 代 烃 苯 系 物 多 氯 联 苯 多 环 芳 烃 酚 类 硝 基 苯 类 等 ; 无 机 物 10 种, 包 括 砷 镉 铬 铅 汞 等 重 金 属 及 其 化 合 物 优 先 监 测 的 污 染 物 应 具 有 相 对 可 靠 的 测 试 手 段 和 分 析 方 法, 并 能 获 得 正 确 的 测 试 数 据, 3

12 已 经 定 有 环 境 标 准 或 评 价 标 准, 能 对 测 试 数 据 作 出 正 确 的 解 释 和 判 断 确 定 优 先 监 测 的 污 染 因 子 视 监 测 对 象 和 目 的 不 同 而 异 如 饮 用 水 源 应 优 先 监 测 重 点 影 响 健 康 的 项 目, 农 田 灌 溉 和 渔 业 用 水 要 优 先 安 排 毒 物 的 监 测, 交 通 干 线 应 优 先 监 测 汽 车 排 出 的 主 要 有 毒 气 体 等 2 可 靠 性 原 则 即 对 选 择 的 污 染 物 必 须 有 可 靠 的 测 试 手 段 和 有 效 的 分 析 方 法, 保 证 获 得 准 确 可 靠 有 代 表 性 的 数 据 如 多 氯 联 苯 甲 基 汞 等 其 可 靠 的 监 测 方 法 是 最 近 几 年 才 有 的 3 实 用 性 原 则 即 要 能 对 监 测 数 据 作 出 正 确 的 评 价, 若 无 标 准 可 循, 又 不 了 解 对 人 类 健 康 或 对 生 态 系 统 的 影 响, 将 使 监 测 陷 入 盲 目 性 ( 二 ) 环 境 监 测 的 要 求 环 境 监 测 是 环 境 保 护 技 术 的 要 主 组 成 部 分, 它 既 为 了 解 环 境 质 量 状 况 评 价 环 境 质 量 提 供 信 息, 也 为 制 定 管 理 措 施, 建 立 各 项 环 境 保 护 法 令 法 规 条 例 提 供 决 策 依 据 因 此, 环 境 监 测 工 作 一 定 要 保 证 监 测 结 果 的 准 确 可 靠, 能 科 学 地 反 映 实 际 具 体 地 说, 环 境 监 测 的 要 求 就 是 监 测 结 果 要 具 有 五 性 1. 代 表 性 代 表 性 指 在 有 代 表 性 的 时 间 地 点 并 按 有 关 要 求 采 集 有 效 样 品, 使 采 集 的 样 品 能 够 反 映 总 体 的 真 实 状 况 2. 完 整 性 完 整 性 强 调 工 作 总 体 规 划 切 实 完 成, 即 保 证 按 预 期 计 划 取 得 有 系 统 性 和 连 续 性 的 有 效 样 品, 而 且 无 缺 漏 地 获 得 这 些 样 品 的 监 测 结 果 及 有 关 信 息 3. 可 比 性 可 比 性 不 仅 要 求 各 实 验 室 之 间 对 同 一 样 品 的 监 测 结 果 相 互 可 比, 也 要 求 每 个 实 验 室 为 同 一 个 样 品 的 监 测 结 果 应 该 达 到 相 关 项 目 之 间 的 数 据 可 比, 相 同 项 目 没 有 特 殊 情 况 时, 历 年 同 期 的 数 据 也 是 可 比 的 4. 准 确 性 准 确 性 指 测 定 值 与 真 值 的 符 合 程 度 5. 精 密 性 精 密 性 表 现 为 测 定 值 有 良 好 的 重 复 性 和 再 现 性 第 二 节 环 境 监 测 分 析 方 法 一 监 测 分 析 方 法 体 系 正 确 选 择 监 测 分 析 方 法, 是 获 得 准 确 结 果 的 关 键 因 素 之 一 选 择 分 析 方 法 应 遵 循 的 原 则 是 : 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 强 根 据 上 述 原 则, 为 使 监 测 数 据 具 有 可 比 性, 各 国 在 大 量 实 践 的 基 础 上, 对 环 境 中 的 不 同 污 染 物 质 都 编 制 了 相 应 的 分 析 方 法 这 些 方 法 有 以 下 三 个 层 次, 它 们 相 互 补 充, 构 成 完 整 的 4

13 监 测 分 析 方 法 体 系 ( 一 ) 国 家 标 准 分 析 方 法 我 国 已 编 制 60 多 项 包 括 采 样 在 内 的 标 准 分 析 方 法, 这 是 一 些 比 较 经 典 准 确 度 较 高 的 方 法, 是 环 境 污 染 纠 纷 法 定 的 仲 裁 方 法, 也 是 用 于 评 价 其 他 分 析 方 法 的 基 准 方 法 ( 二 ) 统 一 分 析 方 法 有 些 项 目 的 监 测 方 法 尚 不 够 成 熟, 但 这 些 项 目 又 急 需 测 定, 因 此 经 过 研 究 作 为 统 一 方 法 予 以 推 广, 在 使 用 中 积 累 经 验, 不 断 完 善, 为 上 升 为 国 家 标 准 方 法 创 造 条 件 ( 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 称 为 等 效 方 法 这 类 方 法 可 能 采 用 新 的 技 术, 应 鼓 励 有 条 件 的 单 位 先 用 起 来, 以 推 动 监 测 技 术 的 进 步 但 是, 新 方 法 必 须 经 过 方 法 验 证 和 对 比 实 验, 证 明 其 与 标 准 方 法 或 统 一 方 法 是 等 效 的 才 能 使 用 二 环 境 监 测 分 析 方 法 按 照 监 测 方 法 所 依 据 的 原 理, 环 境 监 测 分 析 常 用 的 方 法 有 化 学 法 电 化 学 法 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 离 子 色 谱 法 气 相 色 谱 法 等 离 子 体 发 射 光 谱 (ICP-AES) 法 等 ( 一 ) 化 学 分 析 法 化 学 分 析 法 是 以 特 定 的 化 学 反 应 为 基 础 的 分 析 方 法, 分 为 重 量 分 析 法 和 容 量 分 析 法 重 量 分 析 法 是 将 待 测 物 质 以 沉 淀 的 形 式 析 出, 经 过 过 滤 烘 干 用 天 平 称 其 质 量, 通 过 计 算 得 出 待 测 物 质 的 含 量 由 于 重 量 法 的 手 续 繁 琐 费 时 费 力, 因 而 在 环 境 监 测 中 的 应 用 少, 但 是 重 量 分 析 法 准 确 度 比 较 高, 环 境 监 测 中 的 硫 酸 盐 二 氧 化 硅 残 渣 悬 浮 物 油 脂 可 吸 入 颗 粒 物 和 降 尘 等 的 标 准 分 析 方 法 仍 建 立 在 重 量 分 析 法 基 础 上 随 着 称 量 工 具 的 改 进, 重 量 分 析 法 有 可 能 重 新 得 到 重 视, 例 如 压 电 晶 体 的 微 量 测 重 法 测 定 大 气 中 可 吸 入 颗 粒 物 和 空 气 中 的 汞 蒸 气 等 容 量 分 析 法 又 称 滴 定 分 析 法 它 是 用 一 种 已 知 准 确 浓 度 的 溶 液 ( 标 准 溶 液 ), 滴 加 到 含 有 被 测 物 质 的 溶 液 中, 根 据 化 学 反 应 完 全 时 消 耗 标 准 溶 液 的 体 积 和 浓 度, 计 算 出 被 测 物 质 的 含 量 滴 定 分 析 方 法 简 便, 测 定 结 果 的 准 确 度 也 较 高, 不 需 贵 重 的 仪 器 设 备, 至 今 被 广 泛 采 用, 是 一 种 重 要 的 分 析 方 法 已 知 准 确 浓 度 的 溶 液 称 为 标 准 溶 液 将 标 准 溶 液 滴 加 到 待 测 溶 液 中 去 的 操 作 过 程 称 为 滴 定 滴 加 的 标 准 溶 液 与 待 测 组 分 恰 好 反 应 完 全 的 这 一 点 称 为 化 学 计 量 点 在 化 学 计 量 点 时, 反 应 往 往 没 有 易 为 人 察 觉 的 任 何 外 部 特 征, 因 此, 通 常 是 在 待 测 溶 液 中 加 入 指 示 剂 ( 如 甲 基 橙 等 ), 利 用 指 示 剂 颜 色 的 突 变 来 判 断 化 学 计 量 点 的 到 达 在 指 示 剂 变 色 时 停 止 滴 定, 这 一 点 称 为 滴 定 终 点 由 于 指 示 剂 颜 色 转 变 点 与 理 论 上 的 化 学 计 量 点 不 可 能 恰 好 吻 合, 它 们 之 间 往 往 存 在 着 很 小 的 差 别, 由 此 引 起 的 误 差 称 为 滴 定 误 差 根 据 化 学 反 应 类 型 的 不 同, 滴 定 分 析 分 为 酸 碱 滴 定 配 位 滴 定 沉 淀 滴 定 和 氧 化 还 原 滴 定 四 种 方 法 5

14 1. 滴 定 分 析 方 法 的 分 类 化 学 分 析 方 法 是 以 化 学 反 应 为 基 础 的, 滴 定 分 析 是 化 学 分 析 法 中 重 要 的 一 类 分 析 方 法 根 据 所 利 用 的 化 学 反 应 类 型 不 同, 滴 定 分 析 分 为 四 种 : (1) 酸 碱 滴 定 法 以 质 子 传 递 反 应 为 基 础, 用 来 测 定 酸 和 碱 (2) 络 合 滴 定 法 以 络 合 反 应 为 基 础, 用 来 测 定 金 属 离 子 (3) 沉 淀 滴 定 法 以 沉 淀 反 应 为 基 础, 可 用 以 测 定 Ag + CN - SCN - 及 卤 素 等 离 子 (4) 氧 化 还 原 滴 定 法 以 氧 化 还 原 反 应 为 基 础, 可 用 于 对 具 有 氧 化 还 原 性 质 的 物 质 和 某 些 不 具 备 氧 化 还 原 性 质 的 物 质 进 行 测 定 2. 滴 定 分 析 化 学 反 应 必 须 具 备 的 条 件 为 了 保 证 滴 定 分 析 的 准 确 度, 对 于 滴 定 分 析 的 化 学 反 应 必 须 具 备 以 下 四 个 条 件 : (1) 滴 定 剂 和 被 滴 定 物 质 必 须 按 一 定 的 计 量 关 系 进 行 反 应 ; (2) 反 应 要 接 近 完 全, 即 反 应 的 平 衡 常 数 要 足 够 大 ; (3) 反 应 速 度 要 快, 只 有 反 应 在 瞬 间 完 成, 才 能 准 确 地 把 握 滴 定 终 点 ; (4) 能 用 比 较 简 单 的 方 法 确 定 滴 定 终 点 3. 基 准 物 质 和 标 准 溶 液 滴 定 分 析 中, 离 不 开 标 准 溶 液, 否 则 无 法 计 算 分 析 结 果 因 此, 正 确 地 配 制 标 准 溶 液, 准 确 地 标 定 标 准 溶 液 的 浓 度, 妥 善 地 保 存 标 准 溶 液, 对 于 提 高 滴 定 分 析 的 准 确 度 具 有 重 要 的 意 义 (1) 基 准 物 质 能 用 于 直 接 配 制 或 标 定 标 准 溶 液 的 物 质, 称 为 基 准 物 质 或 标 准 物 质 作 为 基 准 物 质 应 符 合 下 列 4 个 条 件 : 1 纯 度 高, 杂 质 的 含 量 应 低 于 滴 定 分 析 所 允 许 的 误 差 限 度 ; 2 组 成 恒 定, 组 成 与 化 学 式 完 全 相 符, 若 含 结 晶 水, 其 含 量 也 应 与 化 学 式 完 全 相 同 ; 3 性 质 稳 定, 保 存 时 应 该 稳 定, 加 热 干 燥 时 不 挥 发 不 分 解, 称 量 时 不 吸 收 空 气 中 的 水 分 和 二 氧 化 碳 ; 4 具 有 较 大 的 摩 尔 质 量, 这 样 称 量 时 相 对 误 差 较 小 (2) 常 用 的 基 准 物 质 常 用 的 基 准 物 质 主 要 有 纯 金 属 和 纯 化 合 物 用 于 酸 碱 滴 定 的 有 : 十 水 合 碳 酸 钠 (Na 2 CO 3 10H 2 O) 硼 砂 (Na 2 B 4 O 7 10H 2 O) 草 酸 (H 2 C 2 O 4 2H 2 O) 邻 苯 二 甲 酸 氢 钾 (KHC 8 H 4 O 4 ) 等 ; 用 于 络 合 滴 定 的 有 : 金 属 锌 碳 酸 钙 (CaCO 3 ); 用 于 沉 淀 滴 定 的 有 : 硝 酸 银 氯 化 钠 ; 用 于 氧 化 还 原 滴 定 的 有 : 重 铬 酸 钾 (K 2 Cr 2 O 7 ) 草 酸 (H 2 C 2 O 4 2H 2 O) 或 草 酸 钠 (Na 2 C 2 O 4 ) 金 属 铜 以 及 溴 酸 钾 等 (3) 标 准 溶 液 的 配 制 标 准 溶 液 的 定 义 : 已 知 准 确 浓 度 的 试 剂 溶 液 标 准 溶 液 的 配 制 方 法 : 6

15 1 直 接 法 准 确 称 取 一 定 量 的 基 准 物 质, 用 蒸 馏 水 溶 解 后 定 量 转 移 到 容 量 瓶 中, 摇 匀 后 即 成 准 确 浓 度 的 标 准 溶 液 只 能 用 于 基 准 物 质, 溶 液 的 浓 度 根 据 所 称 基 准 物 质 的 量 和 容 量 瓶 的 体 积 计 算 2 间 接 法 先 用 台 秤 烧 杯 量 筒 等 粗 略 地 称 取 一 定 量 物 质 或 量 取 一 定 体 积 的 溶 液, 配 制 成 接 近 所 需 浓 度 的 溶 液 然 后 用 基 准 物 质 或 另 一 种 标 准 溶 液 来 测 定 它 的 准 确 浓 度 这 种 测 定 溶 液 准 确 浓 度 的 操 作 过 程 称 为 标 定 例 如 配 制 NaOH 标 准 溶 液, 可 以 先 配 成 近 似 浓 度, 再 用 该 溶 液 滴 定 准 确 称 量 的 邻 苯 二 甲 酸 氢 钾, 根 据 NaOH 溶 液 的 用 量 和 邻 苯 二 甲 酸 氢 钾 的 重 量, 计 算 出 NaOH 标 准 溶 液 的 准 确 浓 度 (4) 标 准 溶 液 浓 度 表 示 法 1 物 质 的 量 浓 度 物 质 的 量 浓 度 简 称 浓 度, 是 指 单 位 体 积 溶 液 中 所 含 溶 质 的 物 质 的 量 物 质 的 量 浓 度 c 的 国 际 单 位 为 mol/m 3, 单 位 名 称 为 摩 每 立 方 米 由 于 该 单 位 太 大, 在 化 学 中 常 用 的 单 位 符 号 为 mol/l, 即 摩 每 升 在 使 用 该 浓 度 时 也 必 须 指 明 基 本 单 元, 应 将 代 表 基 本 单 元 的 化 学 符 号 写 在 圆 括 号 内 2 滴 定 度 在 实 际 工 作 中, 例 如 工 厂 实 验 室 经 常 需 要 对 大 量 试 样 测 定 其 中 同 一 组 分 的 含 量 在 这 种 情 况 下, 常 用 滴 定 度 来 表 示 标 准 溶 液 的 浓 度, 这 样, 对 计 算 待 测 组 分 的 含 量 就 比 较 方 便 只 要 把 滴 定 时 所 用 标 准 溶 液 的 毫 升 数 乘 以 滴 定 度, 就 可 得 到 被 测 物 质 的 含 量 滴 定 度 是 指 1ml 标 准 溶 液 相 当 于 被 测 物 质 的 质 量 ( 单 位 为 g 或 mg), 以 符 号 T 表 示 ( 二 ) 仪 器 分 析 法 仪 器 分 析 法 是 利 用 被 测 物 质 的 物 理 或 物 理 化 学 性 质 来 进 行 分 析 的 方 法 根 据 分 析 原 理 和 仪 器 的 不 同, 环 境 监 测 中 常 用 到 如 下 几 类 1. 色 谱 分 析 法 包 括 气 相 色 谱 法 高 效 液 相 色 谱 法 薄 层 色 谱 法 离 子 色 谱 法 等 2. 电 化 学 分 析 法 包 括 极 谱 法 溶 出 伏 安 法 电 导 分 析 法 电 位 分 析 法 离 子 选 择 电 极 法 库 仑 分 析 法 等 3. 光 学 分 析 法 包 括 分 子 光 谱 法 和 原 子 光 谱 法 4. 放 射 分 析 法 包 括 同 位 素 稀 释 法 中 子 活 化 分 析 法 等 仪 器 分 析 法 具 有 灵 敏 度 高 选 择 性 强 简 便 快 速 可 以 进 行 多 组 分 分 析 容 易 实 现 连 续 自 动 分 析 等 优 点 仪 器 分 析 法 的 发 展 非 常 迅 速, 目 前 各 种 新 方 法 新 型 仪 器 层 出 不 穷, 促 使 监 测 技 术 趋 于 快 速 灵 敏 准 确 (1) 色 谱 分 析 法 色 谱 分 析 法 是 一 种 分 离 分 析 法 1 气 相 色 谱 法 以 气 体 为 流 动 相 的 色 谱 分 析 法 称 气 相 色 谱 法 由 所 用 固 定 相 的 状 态 不 同, 可 分 为 气 固 7

16 色 谱 和 气 液 色 谱 在 环 境 监 测 中, 气 相 色 谱 法 是 各 类 色 谱 法 中 应 用 最 为 广 泛 的, 是 水 大 气 固 体 废 物 和 土 壤 等 环 境 样 品 中 各 种 有 机 污 染 物 的 主 要 测 定 方 法, 还 可 以 应 用 于 永 久 性 气 体 的 测 定 2 高 效 液 相 色 谱 法 相 对 于 气 相 色 谱, 把 流 动 相 为 液 体 的 色 谱 过 程 称 为 液 相 色 谱 高 效 液 相 色 谱 是 在 液 体 柱 色 谱 基 础 上, 引 入 气 相 色 谱 的 理 论, 采 用 高 压 泵 高 效 固 定 相 和 高 灵 敏 度 的 检 测 器, 实 现 了 分 析 快 速 分 离 效 率 高 和 操 作 自 动 化 3 离 子 色 谱 法 离 子 色 谱 法 是 一 种 分 析 离 子 的 专 用 仪 器 可 用 于 大 气 水 固 体 废 物 等 多 种 环 境 样 品 的 分 析 通 常, 可 以 同 时 测 定 一 个 样 品 中 的 多 种 成 分, 如 F - C1 - Br - - NO 2 NO 3 - SO 2-3 SO H 2 PO 4 等 阴 离 子 和 K + Na + NH + 4 Ca 2+ Mg 2+ 等 阳 离 子 4 薄 层 色 谱 法, 薄 层 色 谱 法 又 称 为 薄 层 层 析, 在 环 境 监 测 中 主 要 用 于 样 品 的 预 分 离 纯 化 或 制 备 标 准 样 品 (2) 光 学 分 析 法 光 学 分 析 法 是 根 据 物 质 发 射 吸 收 辐 射 能 或 物 质 与 辐 射 能 相 互 作 用 建 立 的 分 析 方 法 种 类 很 多, 以 分 子 光 谱 法 和 原 子 光 谱 法 应 用 较 多 1 分 子 光 谱 法 分 子 光 谱 法 包 括 红 外 吸 收 可 见 和 紫 外 吸 收 分 子 荧 光 等 方 法 红 外 吸 收 光 谱 法 : 红 外 吸 收 光 谱 法 也 称 为 红 外 分 光 光 度 法 红 外 吸 收 光 谱 法 用 于 环 境 监 测 中 的 微 量 污 染 物 的 定 量 分 析, 由 于 其 具 有 强 选 择 性, 所 以 有 时 不 作 分 离 或 稍 作 分 离 就 可 对 待 测 组 分 进 行 定 量 测 定 这 一 技 术 经 常 应 用 于 大 气 中 工 业 排 放 污 染 物 ( 如 CO SO 2 NOx, 有 机 物 等 ) 的 测 定 可 见 - 紫 外 分 光 光 度 法 : 某 些 物 质 的 分 子 吸 收 了 200~800nm 光 谱 区 的 辐 射 后 发 生 分 子 轨 道 上 电 子 能 级 间 的 跃 迁, 从 而 产 生 分 子 吸 收 光 谱, 据 此 可 以 分 析 测 定 这 些 物 质 的 量, 即 为 可 见 - 紫 外 分 光 光 度 法, 可 测 定 多 种 无 机 和 有 机 污 染 物 质 分 光 光 度 计 结 构 简 单, 价 格 低 廉, 易 于 操 作, 因 此 易 于 推 广 应 用 现 已 广 泛 应 用 于 大 气 水 体 土 壤 及 生 物 污 染 物 的 监 测 分 析, 是 环 境 监 测 最 常 用 的 重 要 方 法 之 一 分 子 荧 光 分 析 法 : 处 于 基 态 的 分 子 吸 收 适 当 能 量 后, 其 价 电 子 从 成 键 分 子 轨 道 或 非 成 键 轨 道 跃 迁 到 反 键 分 子 轨 道 上 去, 形 成 激 发 态, 激 发 态 很 不 稳 定, 将 很 快 返 回 基 态, 并 伴 随 光 子 辐 射, 这 种 现 象 称 为 发 光 某 些 物 质 ( 分 子 ) 受 激 后 产 生 特 征 辐 射 即 分 子 荧 光, 通 过 测 量 荧 光 强 度 即 可 对 这 些 物 质 进 行 分 析, 即 为 分 子 荧 光 分 析 法 分 子 荧 光 分 析 法 在 水 和 大 气 污 染 监 测 中 都 有 应 用, 例 如 Be Se 油 类 苯 并 [a] 芘 的 测 定 2 原 子 光 谱 法 包 括 原 子 发 射 原 子 吸 收 和 原 子 荧 光 光 谱 法 目 前 应 用 最 多 的 是 原 子 吸 收 光 谱 法, 简 称 为 原 子 吸 收 法 它 是 基 于 蒸 气 相 中 被 测 元 素 的 基 态 原 子 对 其 原 子 共 振 辐 射 的 吸 收 强 度 来 测 定 样 品 中 被 测 元 素 含 量 的 一 种 方 法 (3) 电 化 学 分 析 法 电 化 学 分 析 法 是 依 据 物 质 的 电 学 及 电 化 学 性 质 测 定 其 含 量 的 分 析 方 法, 通 常 是 使 待 分 析 的 样 品 试 液 构 成 化 学 电 池, 根 据 电 池 的 某 些 物 理 量 与 化 学 量 之 间 的 内 在 联 系 进 行 定 量 分 析 8

17 1 电 导 分 析 法 通 过 测 量 溶 液 的 电 导 或 电 阻 来 确 定 被 测 物 质 的 含 量, 如 水 质 监 测 中 电 导 率 的 测 定 就 非 常 简 便 快 速 2 电 位 分 析 法 用 一 个 指 示 电 极 和 一 个 参 比 电 极 与 试 液 组 成 化 学 电 池, 根 据 电 池 电 动 势 ( 或 指 示 电 极 电 位 ) 分 析 待 测 物 质 电 位 分 析 法 广 泛 应 用 于 环 境 监 测 中, 例 如 ph 值 测 定 和 离 子 选 择 性 电 极 测 定 离 子 选 择 性 电 极 可 以 快 速 测 定 环 境 样 品 中 的 F - Cl - CN - S 2- NO - 2 K + Na + 等 离 子 3 库 仑 分 析 法 待 测 物 质 定 量 地 进 行 某 一 电 极 反 应, 或 者 待 测 物 质 与 某 一 极 反 应 产 物 定 量 地 进 行 化 学 反 应, 根 据 此 过 程 所 消 耗 的 电 量 ( 库 仑 数 ) 可 以 定 量 分 析 待 测 物 质 浓 度, 即 为 库 仑 分 析 法 例 如, 库 仑 法 测 定 化 学 需 氧 量 就 是 据 此 原 理 实 现 的 4 伏 安 和 极 谱 法 用 微 电 极 电 解 被 测 物 质 的 溶 液, 根 据 所 得 到 的 电 流 - 电 压 ( 或 电 极 ) 极 化 曲 线 来 测 定 物 质 含 量 的 方 法 此 法 在 环 境 监 测 中 应 用 广 泛, 是 测 定 水 大 气 固 体 废 物 土 壤 等 样 品 中 多 种 金 属 元 素 的 常 用 方 法 (4) 质 谱 分 析 法 质 谱 分 析 的 原 理 是 通 过 测 定 有 机 物 离 子 的 质 量 和 强 度 来 进 行 成 份 和 结 构 分 析 目 前 已 成 为 环 境 有 机 污 染 物 监 测 的 重 要 测 试 技 术 (5) 其 他 监 测 分 析 方 法 1 生 物 指 示 分 析 法 生 物 指 示 分 析 法 是 利 用 生 物 体 ( 主 要 是 植 物 ) 对 环 境 中 某 些 污 染 物 产 生 的 反 应 来 判 断 环 境 污 染 的 一 种 手 段 2 结 构 分 析 法 结 构 分 析 法 是 分 析 污 染 物 的 物 理 化 学 状 态 或 结 构 的 方 法 3 放 射 化 学 分 析 法 放 射 化 学 分 析 是 专 门 测 定 环 境 样 品 中 的 放 射 性 污 染 物 4 酶 分 析 法 酶 是 一 种 生 物 化 学 催 化 剂, 酶 分 析 法 是 利 用 酶 催 化 反 应 测 定 污 染 物 含 量 的 方 法 ( 三 ) 环 境 监 测 分 析 技 术 发 展 动 向 目 前 环 境 监 测 分 析 技 术 的 发 展 较 快, 许 多 新 技 术 在 监 测 过 程 中 已 得 到 应 用 当 前 环 境 监 测 技 术 发 展 主 要 表 现 在 : 遥 感 技 术 广 为 采 用, 监 测 技 术 连 续 自 动 化, 分 析 技 术 联 用, 深 入 开 展 污 染 物 状 态 和 结 构 分 析, 痕 量 和 超 痕 量 分 析 技 术 进 展 迅 猛, 监 测 分 析 方 法 标 准 化, 监 测 数 据 处 理 计 算 机 化 等 ( 四 ) 分 析 方 法 的 选 择 根 据 水 中 待 测 物 质 的 含 量, 一 般 常 量 物 质 用 滴 定 分 析 法 例 如, 酸 碱 性 物 质 用 酸 碱 滴 定 法, 金 属 离 子 用 配 位 滴 定 法, 卤 素 用 沉 淀 滴 定 法, 有 机 污 染 物 可 用 氧 化 还 原 法, 微 量 或 痕 景 物 质 用 各 类 仪 器 分 析 法 有 时 一 种 物 质, 几 种 方 法 均 可 测 定 例 如 Cd 可 用 比 色 分 光 光 度 法, 也 可 用 原 子 吸 收 或 极 谱 法 选 用 何 种 方 法 要 看 测 定 的 目 的 要 求 各 种 分 析 方 法 的 特 点 和 具 体 条 件 对 浓 度 很 低 的 待 测 物 质, 又 要 求 得 到 准 确 度 较 高 的 分 析 结 果, 希 望 采 用 灵 敏 度 准 确 度 都 高 的 仪 器, 但 要 结 合 实 验 室 条 件 综 合 考 虑 对 要 求 速 度 快 的 监 测 分 析, 如 运 行 管 理 中 控 制 分 析, 要 根 据 分 析 结 果 及 时 采 取 技 术 措 施, 这 时 就 必 须 选 择 快 速 简 便 的 分 析 方 法 对 到 野 外 现 场 操 作 的 测 定, 就 应 采 用 便 于 制 备 便 于 携 带 经 济 实 用 的 分 析 方 法 9

18 总 之, 选 择 测 定 方 法 要 根 据 待 测 对 象 目 的 要 求 和 所 具 备 的 条 件, 做 到 既 符 合 对 灵 敏 度 准 确 度 的 不 同 要 求, 又 经 济 实 用 思 考 题 : 1. 环 境 监 测 包 括 哪 些 主 要 内 容? 有 何 特 点? 2. 环 境 监 测 有 哪 些 基 本 程 序? 3. 什 么 叫 优 先 污 染 物? 什 么 叫 优 先 监 测? 4. 环 境 监 测 有 哪 些 基 本 要 求? 5. 什 么 叫 容 量 分 析 法? 容 量 分 析 法 有 何 特 点? 6. 什 么 叫 重 量 分 析 法? 重 量 分 析 法 有 何 特 点? 7. 仪 器 分 析 法 有 何 特 点? 根 据 其 分 析 原 理 不 同, 包 括 哪 些 主 要 方 法? 10

19 第 二 章 环 境 监 测 过 程 中 的 质 量 控 制 知 识 目 标 : 1. 了 解 环 境 监 测 质 量 控 制 的 意 义 和 内 容 2. 了 解 质 量 控 制 的 有 关 名 词 术 语 3. 理 解 误 差 的 分 类 及 产 生 原 因, 掌 握 减 少 误 差 的 方 法 4. 了 解 实 验 室 的 管 理 和 岗 位 责 任 制 5. 掌 握 实 验 室 内 和 实 验 室 间 的 质 量 控 制 方 法 6. 了 解 误 差 的 检 测 方 法, 标 准 分 析 方 法 和 分 析 方 法 标 准 化 以 及 实 验 室 间 的 协 作 试 验 能 力 目 标 : 1. 能 够 写 出 各 种 误 差 的 表 示 方 法 2. 能 够 正 确 修 约 环 境 监 测 数 据, 判 断 数 据 的 可 靠 性 3. 能 正 确 使 用 环 境 监 测 实 验 室 的 试 剂 仪 器 4. 能 正 确 使 用 质 量 控 制 图, 使 环 境 监 测 数 据 规 范 可 信 第 一 节 环 境 监 测 质 量 控 制 的 意 义 及 内 容 在 环 境 监 测 过 程 中, 由 于 监 测 对 象 复 杂, 时 间 空 间 分 布 广 泛, 污 染 物 质 易 受 物 理 化 学 及 生 物 等 因 素 的 影 响, 待 测 组 分 的 浓 度 范 围 变 化 大, 而 且 测 定 结 果 还 与 样 品 采 集 的 时 间 空 间 有 关, 不 易 准 确 测 量 因 此, 环 境 监 测 工 作 是 由 一 系 列 环 节 组 成, 特 别 是 大 规 模 的 环 境 调 查 中, 常 需 要 在 同 一 时 间 内, 许 多 实 验 室 同 时 测 定, 这 就 要 求 各 个 实 验 室 在 整 个 监 测 过 程 中 提 供 的 数 据 要 有 规 定 的 准 确 性 和 可 比 性, 否 则 任 一 环 节 出 现 问 题 都 将 直 接 或 间 接 影 响 测 定 结 果 的 准 确 度 如 果 没 有 一 个 科 学 的 环 境 监 测 质 量 控 制 程 序, 对 整 个 监 测 过 程 进 行 规 范 化 管 理, 由 于 人 员 设 备 地 域 等 各 种 因 素 的 影 响, 难 免 出 现 监 测 数 据 差 别 较 大 不 能 利 用 的 现 象, 造 成 大 量 人 力 物 力 和 财 力 的 浪 费 环 境 监 测 质 量 控 制 是 环 境 监 测 中 十 分 重 要 的 技 术 工 作 和 管 理 工 作 质 量 控 制, 是 一 种 保 证 监 测 数 据 准 确 可 靠 的 方 法, 也 是 科 学 管 理 实 验 室 和 监 测 系 统 的 有 效 措 施, 它 可 以 保 证 数 据 质 量, 使 不 同 操 作 人 员 不 同 实 验 室 所 提 供 的 监 测 数 据 建 立 在 可 靠 有 用 的 基 础 之 上 环 境 监 测 质 量 控 制 是 整 个 监 测 过 程 的 全 面 质 量 管 理, 包 括 制 订 计 划 ; 根 据 需 要 和 可 能 确 定 监 测 指 标 及 数 据 的 质 量 要 求 ; 规 定 相 应 的 分 析 监 测 系 统 其 主 要 内 容 有 采 样 样 品 预 处 理 贮 存 运 输 实 验 室 供 应, 仪 器 设 备 器 皿 的 选 择 和 校 准, 试 剂 溶 剂 和 基 准 物 质 的 选 用, 统 一 测 定 方 法, 质 量 控 制 程 序, 数 据 的 记 录 和 整 理, 各 类 人 员 的 要 求 和 技 术 培 训, 实 验 室 的 清 洁 度 和 安 全, 以 及 编 写 有 关 的 文 件 指 南 和 手 册 等 环 境 监 测 质 量 控 制 主 要 有 实 验 室 内 部 质 量 控 制 和 外 部 质 量 控 制 ( 实 验 室 间 质 量 控 制 ) 两 个 部 分 实 验 室 内 部 质 量 控 制 是 实 验 室 自 我 控 制 质 量 的 常 规 程 序, 它 能 反 映 监 测 分 析 过 程 中 质 量 稳 定 性 情 况, 以 便 及 时 发 现 分 析 中 出 现 的 异 常, 随 时 采 取 相 应 的 校 正 措 施 其 内 容 11

20 包 括 空 白 试 验 校 准 曲 线 核 查 仪 器 设 备 的 定 期 标 定 平 行 样 分 析 加 标 样 分 析 密 码 样 分 析 和 编 制 质 量 控 制 图 等 外 部 质 量 控 制 通 常 是 由 常 规 监 测 以 外 的 中 心 监 测 站 或 其 他 有 经 验 人 员 来 检 查 各 实 验 室 是 否 存 在 系 统 误 差, 以 便 对 数 据 质 量 进 行 独 立 评 价, 各 实 验 室 可 以 从 中 发 现 所 存 在 的 系 统 误 差 等 问 题, 以 便 及 时 校 正 提 高 监 测 质 量, 增 强 各 实 验 室 监 测 数 据 的 可 比 性 实 验 室 间 的 质 量 控 制 应 该 是 在 各 实 验 室 认 真 执 行 了 内 部 质 量 控 制 程 序 的 基 础 上 进 行 常 用 的 方 法 有 分 析 标 准 样 品, 进 行 实 验 室 之 间 的 评 价 和 分 析 测 量 系 统 的 现 场 评 价 等 表 2-1 环 境 监 测 质 量 控 制 要 点 监 测 系 统 质 量 控 制 要 点 质 量 控 制 目 的 1 检 测 目 标 系 统 的 控 制 布 点 系 统 空 间 代 表 性 可 比 性 2 监 测 点 位 点 数 的 优 化 控 制 1 采 样 次 数 和 采 样 频 率 的 优 化 采 样 系 统 时 间 代 表 性 可 比 性 2 采 样 工 具 方 法 的 统 一 规 范 化 1 采 样 的 运 输 过 程 控 制 贮 运 系 统 可 靠 性 代 表 性 2 样 品 固 定 保 存 控 制 1 分 析 方 法 准 确 度 精 密 度 检 测 范 围 控 制 准 确 性 精 密 性 可 靠 性 分 析 测 试 系 统 2 分 析 人 员 素 质 和 实 验 室 间 质 量 的 控 制 可 比 性 1 数 据 整 理 处 理 及 精 度 检 验 控 制 可 靠 性 可 比 性 完 整 性 数 据 处 理 系 统 2 数 据 分 布 分 类 管 理 制 度 的 控 制 科 学 性 1 信 息 量 的 控 制 真 实 性 完 整 性 科 学 性 综 合 评 价 系 统 2 成 果 表 达 的 控 制 适 用 性 3 结 论 完 整 性 及 对 策 控 制 环 境 监 测 的 质 量 控 制 过 程 是 一 个 环 境 监 测 实 验 室 监 测 水 平 的 重 要 标 志, 已 经 在 国 内 外 引 起 了 广 泛 重 视 我 国 按 照 国 际 规 范 要 求, 为 不 断 提 高 技 术 和 管 理 水 平, 组 成 的 中 国 实 验 室 国 家 认 可 委 员 会, 大 大 推 动 了 环 境 监 测 质 量 控 制 过 程 认 可 委 员 会 的 认 可 内 容 主 要 有 : 检 测 结 果 的 公 正 性 质 量 方 针 与 目 标 组 织 与 管 理 组 织 机 构 技 术 委 员 会 质 量 监 督 网 权 力 委 派 防 止 不 恰 当 干 扰 保 护 委 托 人 机 密 和 所 有 权 比 对 和 能 力 验 证 计 划 等, 质 量 体 系 审 核 与 评 审 检 测 样 品 的 代 表 性 有 效 性 和 完 整 性 将 直 接 影 响 检 测 结 果 的 准 确 度, 因 此 必 须 对 抽 样 过 程 样 品 的 接 收 流 转 贮 存 处 置 以 及 样 品 的 识 别 等 各 个 环 节 实 施 有 效 的 质 量 控 制 这 是 在 实 验 室 认 可 中 特 别 强 调 的 内 容 第 二 节 环 境 监 测 质 量 控 制 的 有 关 名 词 术 语 一 准 确 度 准 确 度 是 用 一 个 特 定 的 分 析 程 序, 所 获 得 的 分 析 结 果 ( 单 次 测 定 值 和 重 复 测 定 值 的 均 值 ) 与 假 定 的 或 公 认 的 真 值 之 间 符 合 程 度 的 量 度 它 是 反 应 该 方 法 或 系 统 存 在 的 系 统 误 差 或 偶 然 误 差 的 综 合 指 标, 决 定 着 测 定 结 果 的 可 靠 性 准 确 度 用 绝 对 误 差 或 相 对 误 差 表 示 其 评 价 方 法 常 用 加 标 回 收 和 对 照 试 验 检 验 1. 加 标 回 收 率 试 验 12

21 在 试 样 中 加 入 一 定 量 的 标 准 物 质, 同 时 测 定 加 标 试 样, 并 按 下 式 计 算 回 收 率 (P), 以 确 定 监 测 方 法 的 准 确 度 P = 式 中 :A 为 加 标 试 样 测 定 值 ; A B 100% D B 为 试 样 测 定 值 ; D 为 加 标 量 回 收 率 试 验 简 单 易 行, 能 综 合 反 映 多 种 因 素 引 起 的 误 差, 因 此 常 用 来 判 断 某 方 法 是 否 适 合 于 特 定 试 样 的 测 定 在 进 行 加 标 回 收 试 验 时, 应 注 意 以 下 几 个 问 题 : (1) 加 标 量 的 用 量 确 定 加 标 量 的 多 少 应 考 虑 样 品 中 待 测 物 质 的 浓 度 和 加 入 标 准 物 质 的 浓 度 对 回 收 率 的 影 响 通 常 标 准 物 质 的 加 入 量 与 待 测 物 质 浓 度 水 平 相 等 或 接 近 为 宜 待 测 物 质 浓 度 较 高 时, 则 加 标 后 的 总 浓 度 不 能 超 过 方 法 线 性 范 围 上 限 的 90%, 如 小 于 检 测 限, 则 可 按 测 定 下 限 量 加 入 标 准 物 质 但 应 注 意, 在 任 何 条 件 下, 加 标 量 不 得 大 于 样 品 中 待 测 物 含 量 的 三 倍, 否 则 会 影 响 加 标 回 收 率 的 准 确 性 和 真 实 性 (2) 加 标 量 的 干 扰 样 品 中 某 些 干 扰 物 对 待 测 物 质 产 生 的 正 干 扰 或 负 干 扰, 有 时 会 相 互 叠 加 或 抵 消, 用 回 收 率 实 验 方 法 不 易 发 现, 其 回 收 率 也 不 能 得 到 满 意 结 果 (3) 标 准 物 质 与 样 品 中 待 测 物 质 的 形 态 加 入 的 标 准 物 质 与 样 品 中 待 测 物 质 的 形 态 应 尽 可 能 一 致 即 使 如 此, 由 于 基 体 效 应 的 存 在, 用 加 标 回 收 率 评 价 准 确 度 并 非 全 部 可 靠 所 谓 基 体 效 应 就 是, 因 基 体 组 成 不 同, 使 物 理 化 学 性 质 差 异 给 实 际 测 定 带 来 的 误 差 2. 对 照 试 验 t 检 验 法 对 照 试 验 就 是 用 标 准 物 质 进 行 对 比 试 验, 或 与 标 准 方 法 进 行 比 较 前 者 在 进 行 环 境 样 品 测 定 的 同 时, 对 标 准 物 质 进 行 测 定, 将 标 准 物 质 的 测 定 结 果 与 标 准 物 质 的 给 定 值 进 行 比 较 检 验, 确 定 检 测 方 法 的 准 确 度 后 者 用 标 准 方 法 对 同 一 环 境 样 品 进 行 测 定, 检 验 两 种 方 法 的 测 定 结 果, 判 断 监 测 方 法 的 准 确 度 通 过 对 照 试 验 还 可 判 断 操 作 的 准 确 度 对 照 试 验 结 果 的 比 较, 通 常 采 用 t 检 验 法, 也 称 显 著 性 检 验 二 精 密 度 精 密 度 是 指 用 特 定 的 分 析 程 序, 在 受 控 条 件 下 重 复 分 析 均 一 样 品 所 得 测 定 值 的 一 致 程 度, 它 反 映 分 析 方 法 或 测 量 系 统 所 存 在 随 机 误 差 的 大 小 可 用 极 差 平 均 偏 差 相 对 平 均 偏 差 标 准 偏 差 和 相 对 标 准 偏 差 来 表 示 精 密 度 大 小, 最 常 用 的 是 标 准 偏 差 在 讨 论 精 密 度 时, 常 要 遇 到 如 下 一 些 术 语 : 1. 平 行 性 平 行 性 系 指 在 同 一 实 验 室 中, 当 分 析 人 员 分 析 设 备 和 分 析 时 间 都 相 同 时, 用 同 一 分 析 方 法 对 同 一 样 品 进 行 双 份 或 多 份 平 行 样 测 定 结 果 之 间 的 符 合 程 度 13

22 2. 重 复 性 重 复 性 系 指 在 同 一 实 验 室 内, 当 分 析 人 员 分 析 设 备 和 分 析 时 间 三 因 素 中 至 少 有 一 项 不 相 同 时, 用 同 一 分 析 方 法 对 同 一 样 品 进 行 的 两 次 或 两 次 以 上 独 立 测 定 结 果 之 间 的 符 合 程 度 3. 再 现 性 再 现 性 系 指 在 不 同 实 验 室 ( 分 析 人 员 分 析 设 备 甚 至 分 析 时 间 都 不 相 同 ), 用 同 一 分 析 方 法 对 同 一 样 品 进 行 多 次 测 定 结 果 之 间 的 符 合 程 度 平 行 性 和 重 复 性 代 表 了 实 验 室 内 部 精 密 度 ; 再 现 性 反 映 的 是 实 验 室 间 的 精 密 度, 通 常 用 分 析 标 准 样 品 的 方 法 来 确 定 精 密 度 的 评 价 常 用 F 检 验 法, 用 于 比 较 不 同 条 件 下 ( 不 同 地 点 不 同 时 间 不 同 分 析 方 法 不 同 分 析 人 员 等 ) 测 量 的 两 组 数 据 是 否 具 有 相 同 的 精 密 度 三 灵 敏 度 分 析 方 法 的 灵 敏 度 是 指 某 种 分 析 方 法 在 一 定 条 件 下 被 测 物 质 浓 度 或 含 量 改 变 一 个 单 位 时 所 引 起 的 测 量 信 号 的 变 化 程 度 它 可 以 用 仪 器 的 响 应 量 或 其 他 指 示 量 与 对 应 的 待 测 物 质 的 浓 度 或 量 之 比 来 描 述, 因 此 常 用 标 准 曲 线 的 斜 率 来 度 量 灵 敏 度 灵 敏 度 因 实 验 条 件 而 变 标 准 曲 线 的 直 线 部 分 以 下 式 表 示 : A = kc + α 式 中 A 仪 器 的 响 应 C 待 测 物 质 的 浓 度 ; a 校 准 曲 线 的 截 距 ; k 方 法 的 灵 敏 度,k 值 大, 说 明 方 法 灵 敏 度 高 在 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 中, 国 际 理 论 与 应 用 化 学 联 合 会 (IUPAC) 建 议 将 以 浓 度 表 示 的 1% 吸 收 灵 敏 度 叫 做 特 征 浓 度, 而 将 以 绝 对 量 表 示 的 l% 吸 收 灵 敏 度 称 为 特 征 量 特 征 浓 度 或 特 征 量 越 小, 方 法 的 灵 敏 度 越 高 四 空 白 试 验 空 白 试 验 又 叫 空 白 测 定, 是 指 用 蒸 馏 水 代 替 试 样 的 测 定 其 所 加 试 剂 和 操 作 步 骤 与 试 验 测 定 完 全 相 同 空 白 试 验 应 与 试 样 测 定 同 时 进 行, 试 样 分 析 时 仪 器 的 响 应 值 ( 如 吸 光 度 峰 高 等 ) 不 仅 是 试 样 中 待 测 物 质 的 分 析 响 应 值, 还 包 括 所 有 其 他 因 素, 如 试 剂 中 杂 质 环 境 及 操 作 进 程 的 玷 污 等 的 响 应 值, 这 些 因 素 是 经 常 变 化 的, 为 了 了 解 它 们 对 试 样 测 定 的 综 合 影 响, 在 每 次 测 定 时, 均 应 作 空 白 试 验, 空 白 试 验 所 得 的 响 应 值 称 为 空 白 试 验 值 对 试 验 用 水 有 一 定 的 要 求, 即 其 中 待 测 物 质 浓 度 应 低 于 方 法 的 检 出 限 当 空 白 试 验 值 偏 高 时, 应 全 面 检 查 空 白 试 验 用 水 试 剂 的 空 白 量 器 和 容 器 是 否 玷 污 仪 器 的 性 能 以 及 环 境 状 况 等 五 校 准 曲 线 校 准 曲 线 是 用 于 描 述 待 测 物 质 的 浓 度 或 量 与 相 应 的 测 量 仪 器 的 响 应 量 或 其 他 指 示 量 之 间 的 定 量 关 系 的 曲 线 校 准 曲 线 包 括 工 作 曲 线 ( 绘 制 校 准 曲 线 的 标 准 溶 液 的 分 析 步 骤 与 14

23 样 品 分 析 步 骤 完 全 相 同 ) 和 标 准 曲 线 ( 绘 制 校 准 曲 线 的 标 准 溶 液 的 分 析 步 骤 与 样 品 分 析 步 骤 相 比 有 所 省 略, 如 省 略 样 品 的 前 处 理 ) 监 测 中 常 用 校 准 曲 线 的 直 线 部 分 某 一 方 法 的 校 准 曲 线 的 直 线 部 分 所 对 应 的 待 测 物 质 浓 度 ( 或 量 ) 的 变 化 范 围, 称 为 该 方 法 的 线 性 范 围 六 检 测 限 检 测 限 是 指 某 一 分 析 方 法 在 给 定 的 可 靠 程 度 内 可 以 从 样 品 中 检 测 待 测 物 质 的 最 小 浓 度 或 最 小 量 所 谓 检 测 是 指 定 性 检 测, 即 断 定 样 品 中 确 定 存 在 有 浓 度 高 于 空 白 的 待 测 物 质 检 测 限 有 如 下 几 种 规 定 : 1. 分 光 光 度 法 中 规 定 以 扣 除 空 白 值 后, 吸 光 度 为 0.01 相 对 应 的 浓 度 值 为 检 测 限 2. 气 相 色 谱 法 中 规 定 的 最 小 检 测 量 是 指 检 测 器 正 好 能 产 生 与 噪 声 相 区 别 的 响 应 信 号 时 所 需 进 入 色 谱 柱 的 物 质 的 最 小 量, 通 常 认 为 恰 能 辨 别 的 响 应 信 号 最 小 应 为 噪 声 值 两 倍 最 小 检 测 浓 度 是 指 最 小 检 测 量 与 进 样 量 ( 体 积 ) 之 比 3. 离 子 选 择 性 电 极 法 规 定 某 一 方 法 的 标 准 曲 线 的 直 线 部 分 外 延 的 延 长 线 与 通 过 空 白 电 位 且 平 行 于 浓 度 轴 的 直 线 相 交 时, 其 交 点 所 对 应 的 浓 度 值 即 为 检 测 限 4. 全 球 环 境 监 测 系 统 水 监 测 操 作 指 南 中 规 定, 给 定 置 信 水 平 为 95% 时, 样 品 浓 度 的 一 次 测 定 值 与 零 浓 度 样 品 的 一 次 测 定 值 有 显 著 性 差 异 者, 即 为 检 测 限 (L) 当 空 白 测 定 次 数 大 于 20 时, L=4.6δWb 式 中 δwb 空 白 平 行 测 定 ( 批 内 ) 标 准 偏 差 七 方 法 适 用 范 围 方 法 适 用 范 围 是 指 某 一 特 定 方 法 检 测 下 限 至 检 测 上 限 之 间 的 浓 度 范 围 显 然, 最 佳 测 定 范 围 应 小 于 方 法 适 用 范 围 八 测 定 限 测 定 限 分 为 测 定 下 限 和 测 定 上 限 测 定 下 限 是 指 在 测 定 误 差 能 满 足 预 定 要 求 的 前 提 下, 用 特 定 方 法 能 够 准 确 地 定 量 测 定 待 测 物 质 的 最 小 浓 度 或 量 ; 测 定 上 限 是 指 在 限 定 误 差 能 满 足 预 定 要 求 的 前 提 下, 用 特 定 方 法 能 够 准 确 地 定 量 测 定 待 测 物 质 的 最 大 浓 度 或 量 九 最 佳 测 定 范 围 最 佳 测 定 范 围 又 叫 有 效 测 定 范 围, 系 指 在 限 定 误 差 能 满 足 预 定 要 求 的 前 提 下, 特 定 方 法 的 测 定 下 限 到 测 定 上 限 之 间 的 浓 度 范 围 15

24 第 三 节 误 差 环 境 监 测 的 目 的 就 是 准 确 地 测 定 污 染 物 质 组 分 的 含 量 因 此 分 析 结 果 必 须 有 一 定 的 准 确 度, 否 则 就 会 导 致 科 学 上 的 错 误 结 论, 从 而 引 发 一 系 列 的 问 题 即 使 是 很 熟 练 的 分 析 工 作 者, 采 用 最 完 善 的 分 析 方 法 和 最 精 密 的 仪 器, 对 同 一 个 样 品 在 相 同 的 条 件 下 进 行 多 次 平 行 测 定, 其 结 果 也 不 会 完 全 一 样 ; 如 果 是 几 个 人, 对 同 一 样 品 进 行 平 行 测 定, 其 结 果 就 更 难 相 同 了 这 说 明 分 析 结 果 必 然 存 在 误 差, 因 此 一 切 从 事 的 科 学 实 验 必 然 存 在 着 误 差, 这 就 是 误 差 公 理 即 测 定 结 果 都 具 有 误 差, 误 差 自 始 至 终 存 在 于 一 切 测 定 的 过 程 之 中 由 此 看 来, 一 个 没 有 表 明 误 差 的 分 析 结 果, 几 乎 就 会 成 为 没 有 用 的 数 据 或 者 说, 他 人 对 其 结 果 的 可 信 度 就 不 言 而 喻 虽 然 误 差 比 测 量 结 果 的 数 据 要 小 得 多, 但 其 重 要 性 丝 毫 不 比 测 量 结 果 逊 色 一 误 差 1. 真 值 在 某 一 时 刻 和 某 一 状 态 ( 或 位 置 ) 下, 某 事 物 的 量 表 现 出 的 客 观 值 ( 或 实 际 值 ) 称 为 真 值 实 际 应 用 的 真 值 包 括 : 理 论 真 值 : 例 如 三 角 形 内 角 之 和 等 于 180º; 约 定 真 值 : 由 国 际 单 位 制 所 定 义 的 真 值 称 为 约 定 真 值 ; 标 准 器 ( 包 括 标 准 物 质 ) 的 相 对 真 值 : 高 一 级 标 准 器 的 误 差 为 低 一 级 标 准 器 或 普 通 仪 器 误 差 的 1/5( 或 1/3~1/20) 时, 则 可 以 认 为 前 者 为 后 者 的 相 对 真 值 2. 误 差 测 量 结 果 与 其 真 实 值 的 差 值 称 为 误 差 环 境 监 测 需 要 借 助 各 种 测 量 方 法 去 完 成 由 于 被 测 量 的 数 值 形 式 通 常 不 能 以 有 限 位 数 表 示 此 外 由 于 认 识 能 力 的 不 足 和 科 学 技 术 水 平 的 限 制, 测 量 值 与 其 真 值 并 不 完 全 一 致 误 差 是 客 观 存 在 的, 任 何 测 量 结 果 都 具 有 一 定 的 误 差, 误 差 存 在 于 一 切 测 量 的 全 过 程 中 3 偏 差 各 次 测 定 值 与 平 均 值 之 差 称 为 偏 差 在 实 际 工 作 中, 由 于 真 实 值 并 不 知 道 用 误 差 无 法 衡 量 测 定 结 果 的 准 确 度, 对 环 境 样 品 要 进 行 多 次 平 行 分 析, 用 其 算 术 平 均 值 来 代 表 该 样 品 的 测 定 结 果, 用 偏 差 衡 量 测 定 结 果 的 精 密 度 二 误 差 的 分 类 及 产 生 原 因 误 差 按 其 性 质 和 产 生 的 原 因, 可 以 分 为 系 统 误 差 偶 然 误 差 和 过 失 误 差 1. 系 统 误 差 系 统 误 差 又 称 可 测 误 差 恒 定 误 差 或 偏 倚 是 指 测 量 值 的 总 体 均 值 与 真 值 之 间 的 差 别, 是 由 测 量 过 程 中 某 些 恒 定 因 素 造 成 的 在 一 定 的 测 量 条 件 下, 系 统 误 差 会 重 复 出 现, 即 误 差 的 正 负 和 大 小 在 多 次 重 复 测 定 中 有 固 定 的 规 律 因 此, 增 加 测 定 次 数 不 能 减 小 系 统 误 差 从 理 论 上 讲, 系 统 误 差 是 可 以 测 定 的, 若 能 找 出 原 因, 并 设 法 加 以 校 正, 即 可 消 除 系 统 误 差 16

25 系 统 误 差 产 生 的 原 因 有 (1) 方 法 误 差 : 方 法 误 差 是 由 分 析 方 法 不 够 完 善 所 引 起 的, 由 分 析 系 统 的 化 学 或 物 理 化 学 性 质 所 决 定, 在 一 定 条 件 下, 这 种 误 差 的 数 值 保 持 一 定, 采 取 适 当 措 施 可 以 减 小 方 法 误 差 方 法 误 差 来 源 有 : 反 应 不 能 定 量 完 成 或 者 有 副 反 应 ; 存 在 干 扰 成 分 以 及 响 应 信 号 偏 离 理 论 值 等 (2) 仪 器 误 差 : 仪 器 误 差 是 由 于 使 用 未 经 校 准 的 仪 器 或 仪 器 本 身 不 够 准 确 造 成 的 如 天 平 两 臂 不 等 长 砝 码 不 准 所 用 容 量 瓶 滴 定 管 移 液 管 未 经 校 正, 均 会 引 入 系 统 误 差 (3) 试 剂 误 差 : 试 剂 误 差 是 由 于 所 用 试 剂 中 含 有 杂 质 所 致 如 基 准 试 剂 纯 度 不 够 使 用 了 不 纯 的 试 剂 或 蒸 馏 水, 引 入 了 被 测 物 质 或 干 扰 物 质 (4) 人 员 误 差 : 人 员 误 差 是 由 于 测 量 者 的 感 官 差 异 反 应 敏 捷 程 度 和 固 有 习 惯 所 引 起 如 人 的 辨 别 能 力 不 同, 在 判 断 指 示 剂 变 色 点 时 会 存 在 误 差 ; 对 仪 器 标 尺 读 数 时 习 惯 性 地 偏 左 或 偏 右 此 外 人 员 的 主 观 偏 见 也 会 造 成 误 差, 如 在 重 复 实 验 时, 总 是 想 使 后 者 与 前 者 的 实 验 结 果 相 一 致, 不 自 觉 地 受 先 入 为 主 的 偏 见 所 支 配, 在 读 取 数 据 时 造 成 人 员 误 差 (5) 环 境 误 差 : 环 境 误 差 是 由 于 测 量 时 环 境 因 素 的 显 著 改 变 所 引 起 如 温 度 湿 度 明 显 变 化 ; 溶 液 中 某 组 分 挥 发 造 成 溶 液 浓 度 的 改 变 ; 化 学 试 剂 吸 收 水 分 或 二 氧 化 碳 而 导 致 试 剂 不 纯 等 系 统 误 差 可 以 通 过 以 下 方 法 克 服 : (1) 校 准 仪 器 : 即 测 量 前 对 使 用 的 仪 器 进 行 校 准, 并 用 校 准 值 对 测 量 结 果 进 行 修 正 (2) 空 白 试 验 : 就 是 用 空 白 试 验 结 果 修 正 测 量 值 以 消 除 试 剂 不 纯 等 原 因 所 产 生 的 误 差 (3) 对 照 试 验 : 即 将 实 际 样 品 与 标 准 物 质 在 同 样 条 件 下 进 行 测 定, 当 标 准 物 质 的 保 证 值 与 测 定 值 相 一 致 时, 可 认 为 该 方 法 的 系 统 误 差 已 基 本 消 除 ; 或 采 用 不 同 的 分 析 方 法, 如 与 标 准 方 法 进 行 比 较, 校 正 方 法 误 差 (4) 回 收 试 验 : 回 收 试 验 就 是 在 实 际 样 品 中 加 入 已 知 量 的 标 准 物 质, 在 相 同 的 条 件 下 进 行 测 定, 观 察 所 得 结 果 能 否 定 量 回 收, 并 以 回 收 率 作 校 正 因 子 2. 偶 然 误 差 偶 然 误 差 也 称 随 机 误 差 或 不 可 测 误 差 是 由 测 定 过 程 中 偶 然 因 素 的 共 同 作 用 所 造 成 偶 然 误 差 的 大 小 和 正 负 是 不 固 定 的 但 在 多 次 测 量 的 数 据 中, 偶 然 误 差 符 合 正 态 分 布 正 态 分 布 具 有 以 下 特 点 : (1) 有 界 性 : 在 一 定 条 件 下 的 有 限 次 测 量 值 中, 其 误 差 的 绝 对 值 不 会 超 过 一 定 界 限 ; (2) 单 峰 性 : 绝 对 值 小 的 误 差 出 现 的 次 数 比 绝 对 值 大 的 误 差 出 现 的 次 数 多 ; 即 在 有 限 次 测 定 中, 决 大 多 数 的 测 定 值 都 在 真 值 附 近 (3) 对 称 性 : 在 测 量 次 数 足 够 多 时, 绝 对 值 相 等 的 正 误 差 和 负 误 差 出 现 的 次 数 大 致 相 等 ; (4) 抵 偿 性 : 在 一 定 条 件 下 对 同 一 量 进 行 测 量, 偶 然 误 差 的 算 术 平 均 值 随 测 量 次 数 的 增 加 而 趋 于 零, 即 测 量 次 数 无 限 多 时, 误 差 平 均 值 极 限 为 零 在 实 际 操 作 中, 有 些 测 量 数 据 本 身 不 呈 正 态 分 布, 而 呈 偏 态 分 布, 但 将 数 据 取 对 数 进 行 转 换 之 后, 可 显 示 为 正 态 分 布 若 监 测 数 据 的 对 数 呈 正 态 分 布, 称 为 对 数 正 态 分 布 减 17

26 小 偶 然 误 差 通 常 除 必 须 严 格 控 制 试 验 条 件 正 确 使 用 仪 器 试 剂 外, 可 利 用 偶 然 误 差 的 抵 偿 性, 通 过 增 加 测 定 次 数 来 实 现 减 小 偶 然 误 差 3. 过 失 误 差 过 失 误 差 也 叫 粗 差 这 类 误 差 明 显 的 歪 曲 测 量 结 果, 是 由 测 量 过 程 中 不 应 有 的 错 误 造 成 的 如 加 错 试 剂 试 样 损 失 仪 器 出 现 异 常 读 数 错 误 等 过 失 误 差 一 经 发 现, 必 须 及 时 重 做 为 消 除 过 失 误 差, 分 析 人 员 应 该 具 有 认 真 细 致 对 工 作 负 责 的 良 好 素 质, 不 断 提 高 理 论 及 操 作 水 平 含 有 过 失 误 差 的 测 量 数 据 经 常 表 现 为 离 群 值 对 于 已 发 现 有 过 失 的 测 量 数 据, 无 论 结 果 好 坏 均 应 剔 除 ; 对 于 未 发 现 的 过 失, 但 发 现 为 离 群 的 测 量 数 据, 应 使 用 统 计 检 验 方 法 进 行 检 验 后 予 以 剔 除 ( 或 保 留 ) 三 误 差 的 表 示 方 法 环 境 监 测 中 常 用 的 误 差 偏 差 以 及 极 差 的 有 关 定 义 及 计 算 公 式 (1) 绝 对 误 差 (E) 绝 对 误 差 (E) 是 测 量 值 (X)( 单 一 测 量 值 或 多 次 测 量 的 平 均 值 ) 与 真 实 值 (µ) 之 差 E = Χ μ 绝 对 误 差 为 正, 表 示 测 量 值 大 于 真 实 值 ; 绝 对 误 差 为 负, 表 示 测 量 值 小 于 真 实 值 (2) 相 对 误 差 ( R E ) 相 对 误 差 ( R E ) 是 绝 对 误 差 与 真 实 值 之 比 ( 常 用 百 分 数 表 示 ) E X μ = 100 % = 100% (3) 绝 对 偏 差 d i R E μ μ 绝 对 偏 差 d 是 某 测 量 值 (X) 与 多 次 测 量 均 值 ( X ) 之 差 i d i = X i X (4) 相 对 偏 差 ( Rd i ) 相 对 偏 差 ( Rd ) 是 绝 对 偏 差 与 测 定 平 均 值 之 比 ( 常 用 百 分 数 表 示 ) (5) 平 均 偏 差 ( d ) i Rd i di X i X = 100 % = 100% X X 平 均 偏 差 ( d ) 是 单 次 测 量 偏 差 的 绝 对 值 的 平 均 值 d = n i n d i = d 1 + d 2 +LL d n n 18

27 (6) 相 对 平 均 偏 差 ( R d ) 相 对 平 均 偏 差 ( R d ) 是 平 均 偏 差 与 测 量 平 均 值 之 比 ( 常 用 百 分 数 表 示 ) d Rd = 100% X (7) 差 方 和 (S 或 SD) 方 差 及 标 准 偏 差 差 方 和 是 指 绝 对 偏 差 的 平 方 之 和 S = 方 差 分 为 样 本 方 差 和 总 体 方 差 i= 1 样 本 方 差 用 V 表 示, 计 算 公 式 为 : 2 X) = 2 ( X i X) i= 1 1 V = = S n 1 n 1 总 体 方 差 用 δ 2 表 示, 计 算 公 式 为 : n n ( X 2 1 公 式 中 的 N 为 总 体 容 量 ( 无 限 次 多 次 测 量, 一 般 最 少 应 大 于 20 次 ) 标 准 偏 差 分 为 样 本 标 准 偏 差 和 总 体 标 准 偏 差 样 本 标 准 偏 差 用 s 表 示, 计 算 公 式 为 : i N N = 1 n i= 1 d 2 δ = ( X i μ) N 2 i s = = 1 n 1 n 1 = = (8) 相 对 标 准 偏 差 X i 2 n 2 ( X X) = i= 1 ( i 总 体 标 准 偏 差 用 δ 表 示, 计 算 公 式 为 2 δ = δ X n 1 N 2 i 2 ) n X N 1 S n 1 2 ( X μ) i= 1 2 i i ( 2 X ) N i = V 相 对 标 准 偏 差 又 称 为 变 异 系 数, 是 样 本 标 准 偏 差 在 样 本 均 值 中 所 占 的 百 分 数, 用 C V 表 示 (9) 极 差 (R) C V s = 100% X 极 差 (R) 是 指 一 组 测 量 值 中 最 大 值 (x max ) 与 最 小 值 (x min ) 之 差 也 叫 全 距 或 范 围 误 差, 来 说 明 数 据 的 范 围 和 伸 展 情 况 极 差 的 表 示 式 为 : R = x max x min 19

28 第 四 节 数 据 处 理 和 常 用 的 统 计 检 验 一 有 效 数 据 和 常 用 的 统 计 检 验 1. 有 效 数 据 与 修 约 规 则 (1) 有 效 数 字 所 谓 有 效 数 字 就 是 实 际 上 能 够 测 到 的 数 字 般 由 可 靠 数 字 和 可 疑 数 字 两 部 分 组 成 在 反 复 测 量 一 个 量 时, 其 结 果 总 是 有 几 位 数 字 固 定 不 变, 为 可 靠 数 字 可 靠 数 字 后 面 出 现 的 数 字, 在 各 次 单 一 测 定 中 常 常 是 不 同 的 可 变 的 这 些 数 字 欠 准 确, 往 往 是 通 过 操 作 人 员 估 计 得 到 的, 因 此 为 可 疑 数 字 有 效 数 字 位 数 的 确 定 方 法 为 : 从 可 疑 数 字 算 起, 到 该 数 的 左 起 第 一 个 非 零 数 字 的 数 字 个 数 称 为 有 效 数 字 的 位 数 例 如 : 用 分 析 天 平 称 取 试 样 0.40l0g, 这 是 一 个 四 位 有 效 数 字, 其 中 前 面 三 位 为 可 靠 效 字, 最 末 一 位 数 字 是 可 疑 数 字, 且 最 末 一 位 数 字 有 ±1 的 误 差, 即 该 样 品 的 质 量 在 (0.4010±0.0001)g 之 间 (2) 有 效 数 字 的 修 约 规 则 在 数 据 记 录 和 处 理 过 程 中, 往 往 遇 到 一 些 精 密 度 不 同 或 位 数 较 多 的 数 据 由 于 测 量 中 的 误 差 会 传 递 到 结 果 中 去, 为 不 致 引 起 错 误, 且 使 计 算 简 化, 可 按 修 约 规 则 对 数 据 进 行 保 留 和 修 约 修 约 规 则 中 : 对 整 个 数 据 一 次 修 约,6 入 4 舍 5 看 后,5 后 有 数 应 进 1,5 后 为 0 前 保 偶 如 将 下 列 测 量 值 修 约 为 只 保 留 一 位 小 数 ; , 修 约 后 分 别 为 : 可 疑 数 据 的 取 舍 由 于 偶 然 误 差 的 存 在, 实 际 测 定 的 数 据 总 是 有 一 定 的 离 散 性 其 中 偏 离 较 大 的 数 据 可 能 是 由 未 发 现 原 因 的 过 失 误 差 所 引 起 的 若 保 留 势 必 影 响 所 得 平 均 值 的 可 靠 性, 并 会 产 生 较 大 偏 差 ; 若 随 意 舍 去, 则 有 人 为 挑 选 满 意 的 数 据 之 嫌, 与 实 事 求 是 的 科 学 态 度 相 违 背 因 此 对 于 数 据 的 取 舍 应 有 一 个 衡 量 的 尺 度, 即 对 偏 离 较 大 的 可 疑 数 据 应 进 行 检 验, 然 后 决 定 取 舍 常 用 的 检 验 方 法 有 4d 检 验 法 Q 值 检 验 法 Dixon 检 验 法 和 Grubbs 检 验 法 等 (1) 4d 检 验 法 4d 法 是 较 早 采 用 的 一 种 检 验 可 疑 数 据 的 方 法, 可 用 于 实 验 过 程 中 对 测 定 数 据 可 疑 值 的 估 测 检 验 步 骤 如 下 : 1 一 组 测 定 数 据 求 可 疑 数 据 以 外 的 其 余 数 据 的 平 均 值 ( X ) 和 平 均 偏 差 ( d ); 2 计 算 可 疑 数 据 ( X i ) 与 平 均 值 ( X ) 之 差 的 绝 对 值 ; 3 判 断 : 若 X i X >4 d, 则 X i 应 舍 弃, 否 则 保 留 使 用 4d 检 验 法 检 验 可 疑 数 据 简 单 易 行, 但 该 法 不 够 严 格, 存 在 较 大 的 误 差, 只 能 用 于 处 理 一 些 要 求 不 高 的 实 验 数 据 (2) Q 检 验 法 Q 检 验 法 检 验 步 骤 如 下 : 20

29 1 排 序 将 测 定 值 由 小 到 大 顺 序 排 列, X 1,X 2,X 3 X n 其 中 X 1 或 X n 为 可 疑 值 ; 2 计 算 Q 值 计 算 可 疑 值 与 相 邻 值 的 差 值, 再 除 以 极 差, 得 统 计 值 Q; X 2 X 1 X n X n 1 Q = X Q = 或 n X 1 X n X1 3 判 断 : 根 据 测 定 次 数 n 和 要 求 的 置 信 度 ( 如 90% 95%) 查 Q 值 表 ( 表 2-2) 若 Q Q0 时, 则 舍 弃 可 疑 值, 否 则 保 留 表 2-2 Q 值 表 n Q Q (3) Dixon 检 验 法 Dixon 检 验 法 对 Q 检 验 法 进 行 了 进 一 步 改 进, 这 种 方 法 目 前 广 泛 使 用 这 种 检 验 法 与 Q 检 验 法 的 主 要 区 别 在 于, 按 不 同 的 测 定 次 数 范 围, 采 用 不 同 的 统 计 量 计 算 公 式, 因 此 比 较 严 密, 检 验 方 法 为 1 排 序 将 测 定 值 由 小 到 大 顺 序 排 列,X 1,X 2, X n, 其 中 X 1, 或 X n 为 可 疑 值 ; 2 计 算 Q 值 按 表 所 列 测 定 次 数 公 式 计 算 统 计 量 Q 值 ( 见 表 2-3); 表 2-3 狄 克 逊 检 验 统 计 量 Q 计 算 公 式 N 值 范 围 最 小 值 X 1 为 可 疑 值 最 大 值 X n 为 可 疑 值 X Q = X X Q = X X Q = X X Q = X 2 X X n 2 n 1 3 n 1 3 n X 1 X 1 X 1 X 1 X 1 X 1 X n X Q = X X n n 1 X n X Q = X X n X n X Q = X X n X n X Q = X X 3 查 临 界 值 根 据 给 定 的 显 著 性 水 平 (α) 和 样 本 容 量 (n) 查 得 临 界 值 n 表 2-4 狄 克 逊 检 验 临 界 值 ( Q ) 显 著 性 水 平 (α) n α n 1 n 1 2 n 2 2 n 2 显 著 性 水 平 (α) 判 断 若 Q Q0.05 则 可 疑 值 为 正 常 值 ; 若 Q0.05<Q 0.01 则 可 疑 值 为 偏 离 值 ; 若 3 21

30 Q>Q0.01 则 可 疑 值 为 离 群 值 [ 例 ] 一 组 测 定 值 按 从 小 到 大 顺 序 排 列 为 ; 14.65;14.90;14.90;14.92;14.95;14.96;15.00;15.00;15.01;15.02 检 验 最 小 值 是 否 为 离 群 值 X Q = X 2 n 1 X 1 X = = 解 : 当 n=l0, 可 疑 值 为 X1 时, 以 99% 置 信 界 限 ( 显 著 水 平 为 0.01) 和 测 定 次 数 n=10 查 Dlxon 检 验 临 界 值 表 得 Q0=0.597 Q=0.694>Q 为 离 群 值, 应 舍 弃 (4) Grubbs 检 验 法 Grubbs 检 验 法 适 用 于 一 组 测 定 数 据 中 有 两 个 或 两 个 以 上 可 疑 数 据 的 情 况, 如 果 可 疑 数 据 都 在 同 一 侧, 如 X 1 和 X 2 为 可 疑 数 据, 应 首 先 检 验 内 侧 的 数 据, 若 X 2 为 离 群 值, 则 X 1 也 应 被 舍 去 ; 若 X 2 应 保 留, 再 检 验 X 1 在 检 验 X 2 时, 平 均 值 标 准 偏 差 的 计 算 中 均 不 含 X 1 ), 测 定 次 数 相 应 减 一 如 果 可 疑 值 在 平 均 值 的 两 侧, 如 X 1 和 X n 可 疑, 应 分 别 检 验 X 1 和 X n, 是 否 舍 弃 如 果 有 一 个 数 据 弃 去, 则 在 检 验 另 一 可 疑 值 时 测 定 次 数 应 作 少 一 次 来 处 理, 此 时 选 择 99% 的 置 信 度 Grubbs 检 验 法 检 验 步 骤 为 : 1 排 序 测 量 数 据 从 小 到 大 顺 序 排 列,X 1,X 2, X n 2 计 算 计 算 测 量 数 据 的 平 均 值 ( X ), 标 准 偏 差 (S) 及 统 计 量 (G) 当 X1 为 可 疑 值 时, X X = s G 1 X n X 当 Xn 为 可 疑 值 时, G = s 3 判 断 根 据 测 定 次 数 n 和 显 著 性 水 平 查 Grubbs 检 验 临 界 值 表, 若 G> G 则 可 疑 值 舍 去, 否 则 保 留 α 22

31 表 2-5 Grubbs 检 验 临 界 值 表 n 显 著 性 水 平 Grubbs 检 验 法 除 用 于 检 验 一 组 测 量 值 中 的 可 疑 数 据 外, 也 可 用 于 检 验 多 组 测 量 值 的 平 均 值 中 的 可 疑 值 [ 例 ]:l0 个 实 验 室 分 析 同 一 样 品, 各 实 验 室 5 次 测 定 的 平 均 值 从 小 到 大 的 顺 序 为 4.4l, 4.49,4.50,4.51,4.64,4.75,4.8l,4.95,5.01,5.39 检 验 5.39 是 否 为 离 群 值 解 : 总 体 均 值 X 1 10 = X 10 i= 1 = 标 准 偏 差 s = ( X i X) = i= 1 X max X X max = 5.39 则 统 计 量 G = = = 2.11 s 给 定 显 著 性 水 平 α=0.05,n=10, 查 得 Gα 为 因 为 G<G α, 测 定 值 5.39 不 是 离 群 值, 应 给 予 保 留 二 监 测 结 果 的 数 值 表 述 对 一 试 样 某 一 指 标 的 测 定, 监 测 结 果 的 数 值 表 达 方 式 一 般 有 以 下 几 种 : 23

32 1. 算 术 平 均 值 ( X ) 代 表 集 中 趋 势 在 克 服 系 统 误 差 之 后, 当 测 定 次 数 足 够 多 (n 时 ), 其 总 体 均 值 与 真 实 值 很 接 近 通 常 测 定 中, 测 定 次 数 总 是 有 限 的, 用 有 限 测 定 值 的 平 均 值 只 能 近 似 真 实 值, 算 术 平 均 值 是 代 表 集 中 趋 势 表 达 监 测 结 果 最 常 用 的 形 式 通 常 以 算 术 平 均 值 和 标 准 偏 差 ( X ± s ) 或 算 术 平 均 值 和 最 大 相 对 偏 差 或 相 对 标 准 偏 差 例 如 : 土 壤 中 含 砷 量 8 次 测 定 结 果 平 均 值 为 16mg/kg, 最 大 相 对 偏 差 4.2%, 相 对 标 准 偏 差 5.1% 2. 几 何 平 均 值 (Xg) 若 一 组 数 据 呈 偏 态 分 布, 此 时 可 用 几 何 平 均 值 来 表 示 该 组 数 据 X g = n X 1 n 1 X 2 X 3 LL X n = ( X 1 X 2 X 3 LL X n) 3. 中 位 数 测 定 数 据 按 大 小 顺 序 排 列 的 中 间 值, 即 中 位 数 若 测 定 次 数 为 偶 数, 中 位 数 是 中 间 两 个 数 据 的 平 均 值 中 位 数 最 大 的 优 点 是 简 便 直 观 但 只 有 在 两 端 数 据 分 布 均 匀 时, 中 位 数 才 能 代 表 最 佳 值 当 测 定 次 数 较 少 时, 平 均 值 与 中 位 数 不 完 全 符 合 4. 平 均 值 的 置 信 区 间 ( 置 信 界 限 ) 由 统 计 学 可 以 推 导 出 有 限 次 测 定 的 平 均 值 与 总 体 平 均 值 (μ) 的 关 系 为 ; s μ = X ± t n 式 中 :s 为 标 准 偏 差 ;n 为 测 定 次 数 ;t 为 在 选 定 的 某 一 置 信 度 下 的 几 率 系 数 在 选 定 的 置 信 水 平 下, 可 以 期 望 真 值 在 以 测 定 平 均 值 为 中 心 的 某 一 范 围 出 现 这 个 范 围 叫 平 均 值 的 置 信 区 间 ( 置 信 界 限 ) 它 说 明 了 平 均 值 和 真 实 值 之 间 的 关 系 及 平 均 值 的 可 靠 性 平 均 值 不 是 真 实 值, 但 可 以 使 真 实 值 落 在 一 定 的 区 间 内, 并 在 一 定 范 围 内 可 靠 各 种 置 信 水 平 和 自 由 度 下 的 t 值 列 于 表 中 当 自 由 度 (f=n-1) 逐 渐 增 大 时,t 值 随 之 减 小 表 2-6 t 值 表 自 由 度 (f) P( 双 侧 概 率 )

33 自 由 度 (f) 自 由 度 (n ) P( 双 侧 概 率 ) P( 单 侧 概 率 ) 平 均 值 的 置 信 界 限 决 定 于 标 难 偏 差 s, 测 定 次 数 n 以 及 置 信 度 测 定 的 精 密 度 越 高 (s ts 越 小 ), 次 数 越 多 (n 越 大 ), 则 置 信 界 限 ± 越 小, 即 平 均 值 越 准 确 n [ 例 ]: 测 定 某 废 水 中 氰 化 物 浓 度 得 到 下 列 数 据 n=4 X =15.30mg/L, 求 置 信 度 分 别 为 90% 和 95% 时 的 置 信 区 间 解 :n=4 则 f=n-1=3 查 表 置 信 度 为 95% 时,t=3.182 ts μ = X ± = ± = ± 0.16mg / L n 4 说 明 废 水 中 氰 化 物 浓 度 四 次 测 定 的 平 均 值 为 15.30mg/L, 且 有 95% 的 可 能, 废 水 中 氰 化 的 真 实 浓 度 在 15.14~15.46mg/L 之 间 当 置 信 度 为 90% 时, 查 表 t=2.353 ts μ = X ± = ± = ± 0.12mg / L n 4 说 明 真 实 浓 度 有 90% 的 可 能 在 15.18~15.42mg/L 之 间 25

34 三 监 测 数 据 的 回 归 处 理 与 相 关 分 析 在 环 境 监 测 分 析 中, 常 常 需 要 作 工 作 曲 线 ( 或 作 标 准 曲 线 ), 例 如 比 色 分 析 和 原 子 吸 收 光 度 法 中 作 吸 光 度 与 浓 度 关 系 的 工 作 曲 线 这 些 工 作 曲 线, 通 常 都 是 一 条 直 线 一 般 的 做 法 是 把 实 验 点 描 在 坐 标 纸 上, 横 坐 标 表 示 被 测 物 质 的 浓 度, 纵 坐 标 表 示 测 量 仪 表 的 读 数 ( 如 吸 光 度 ), 然 后 根 据 坐 标 纸 上 的 这 些 实 验 点 的 走 向, 用 直 尺 划 出 一 条 直 线, 即 工 作 曲 线, 作 为 定 量 分 析 的 依 据 但 是, 在 实 际 工 作 中, 实 验 点 全 部 落 在 一 条 直 线 上 的 情 况 是 少 见 的 当 实 验 点 比 较 分 散 时, 凭 直 观 感 觉 作 图 往 往 会 带 来 主 观 误 差, 此 时 需 借 助 回 归 处 理, 求 出 工 作 曲 线 方 程 1. 直 线 回 归 方 程 在 简 单 的 线 性 回 归 中, 设 x 为 已 知 的 自 变 量 ( 如 标 液 中 待 测 物 质 的 含 量 ),y 为 实 验 中 测 得 的 因 变 量 ( 如 吸 光 度 ), 两 者 的 关 系 为 : b = y ax 式 中 b 截 距 ; a 斜 率 ( 或 称 y 对 x 的 回 归 系 数 ) 根 据 最 小 二 乘 法 原 理,a 可 由 下 式 求 得 : 式 中 n 测 定 次 数 a n n x xy y 2 x ( x) = 2 x 和 y 分 别 为 变 量 x 和 y 的 算 术 平 均 值 求 得 a b 后 即 可 获 得 最 佳 直 线 方 程 的 工 作 曲 线 例 : 表 2-7 绘 制 分 光 光 度 法 测 定 酚 的 标 准 曲 线, 测 定 结 果 如 下 酚 含 量 (mg)x 吸 光 度 y 求 曲 线 的 a b 解 : 将 结 果 经 计 算 列 如 下 表 : 表 2-8 回 归 分 析 计 算 表 n x i y i 2 X i 2 Y i

35 由 a n xy x = 2 2 n x y ( x) b = y ax 故 回 归 直 线 方 程 的 表 达 式 为 : y=3.39x+0.0l 2. 相 关 系 数 采 用 回 归 处 理 的 目 的, 是 为 了 正 确 地 绘 制 工 作 曲 线, 但 在 实 际 工 作 中, 仅 有 此 要 求 还 是 不 够 的, 有 时 还 需 探 索 变 量 x 与 y 之 间 有 无 线 性 关 系 以 及 线 性 关 系 的 密 切 程 度 如 何 相 关 系 数 (r) 是 用 来 表 示 两 个 变 量 (y 及 x) 之 间 有 无 固 有 的 数 学 关 系 以 及 这 种 关 系 的 密 切 程 度 如 何 的 参 数 相 关 系 数 可 由 下 式 求 得 : r = ( x i ( x i x)( y x 与 y 的 相 关 关 系 有 如 下 几 种 情 况 : (1) 若 x 增 大,y 也 相 应 增 大, 称 x 与 y 呈 正 相 关 此 时 有 0<r<l, 若 r=1, 则 称 为 完 全 正 相 关 监 测 分 析 中 希 望 r 值 越 接 近 1 越 好 (2) 若 x 增 大,y 相 应 减 少, 称 x 与 y 呈 负 相 关 此 时,-1<r<0, 当 r=-1 时, 称 为 完 全 负 相 关 (3) 若 y 与 x 的 变 化 无 关, 称 x 与 y 不 相 关, 此 时 r=0 对 于 环 境 监 测 工 作 中 的 标 准 曲 线, 应 力 求 相 关 系 数 r 0.999, 否 则, 应 找 出 原 因, 加 以 纠 正, 并 重 新 进 行 测 定 和 绘 制 x) ( y i i y) 2 y) 第 五 节 实 验 室 质 量 保 证 实 验 室 是 获 得 监 测 结 果 的 关 键 部 门, 要 使 监 测 质 量 达 到 规 定 水 平, 必 须 要 有 合 格 的 实 验 室 以 及 合 格 的 分 析 操 作 人 员 具 体 地 讲 包 括 仪 器 的 正 确 使 用 和 定 期 校 正 ; 玻 璃 仪 器 的 选 用 和 校 正 ; 化 学 试 剂 和 溶 剂 的 选 用 ; 溶 液 的 配 制 和 标 定 试 剂 的 提 纯, 实 验 室 的 清 洁 度 和 安 全 工 作 ; 分 析 人 员 的 操 作 技 术 和 分 离 操 作 技 术 等 分 析 仪 器 和 玻 璃 量 器 是 为 分 析 结 果 提 供 原 始 测 量 数 据 的 设 备 它 的 选 择 视 监 测 项 目 的 要 求 和 实 验 室 条 件 而 定 仪 器 和 量 器 的 正 确 使 用 定 期 维 护 和 校 准 是 保 证 监 测 质 量 延 长 使 用 寿 命 的 重 要 工 作, 也 是 反 映 操 作 人 员 技 术 素 质 的 重 要 方 面 一 实 验 室 基 础 条 件 ( 一 ) 实 验 用 水 水 是 最 常 用 的 溶 剂, 配 制 试 剂 标 准 物 质 洗 涤 均 需 大 量 使 用 它 对 分 析 质 量 有 着 广 泛 和 根 本 的 影 响, 对 于 不 同 用 途 需 要 不 同 质 量 的 水 市 售 蒸 馏 水 或 去 离 子 水 必 须 经 检 验 合 27

36 格 才 能 使 用 实 验 室 中 应 配 备 相 应 的 提 纯 装 置 1. 蒸 馏 水 蒸 馏 水 的 质 量 因 蒸 馏 器 的 材 料 与 结 构 而 异, 水 中 常 含 有 可 溶 性 气 体 和 挥 发 性 物 质 下 面 分 别 介 绍 几 种 不 同 蒸 馏 器 及 其 所 得 蒸 馏 水 的 质 量 : (1) 金 属 蒸 馏 器 金 属 蒸 馏 器 内 壁 为 纯 铜 黄 铜 青 铜, 也 有 镀 纯 锡 的 用 这 种 蒸 馏 器 所 获 得 的 蒸 馏 水 含 有 微 量 金 属 杂 质, 如 含 Cu 2+ 约 10~200mg/L, 电 阻 率 小 于 0.1MΩ cm(25 ), 只 适 用 于 清 洗 容 器 和 配 制 一 般 试 液 (2) 玻 璃 蒸 馏 器 玻 璃 蒸 馏 器 由 含 低 碱 高 硅 硼 酸 盐 的 硬 质 玻 璃 制 成, 二 氧 化 硅 约 占 80% 经 蒸 馏 所 得 的 水 中 含 痕 量 金 属, 如 每 升 含 5μg 的 Cu 2+, 还 可 能 有 微 量 玻 璃 溶 出 物 如 硼 砷 等 其 电 阻 率 约 0.5MΩ cm 适 用 配 制 一 般 定 量 分 析 试 液, 不 宜 用 于 配 制 分 析 重 金 属 或 痕 量 非 金 属 试 液 (3) 石 英 蒸 馏 器 石 英 蒸 馏 器 含 二 氧 化 硅 99.9% 以 上, 所 得 蒸 馏 水 仅 含 痕 量 金 属 杂 质, 不 含 玻 璃 溶 出 物 电 阻 率 约 为 2~3MΩ cm 特 别 适 用 于 配 制 对 痕 量 非 金 属 进 行 分 析 的 试 液 (4) 亚 沸 蒸 馏 器 它 是 由 石 英 制 成 的 自 动 补 液 蒸 馏 装 置 ( 图 2-1) 它 的 热 源 功 率 很 图 2-1 亚 沸 蒸 馏 器 ( 石 英 全 磨 口 ) 小, 使 水 在 沸 点 以 下 缓 慢 蒸 发, 故 1. 清 洗 时 加 液 口 ;2. 壳 体 ;3. 冷 凝 水 出 门 ;4. 冷 凝 水 进 口 ; 5. 一 次 蒸 馏 液 入 口 ;6. 测 溢 口 ;7. 二 次 蒸 馏 收 集 口 ; 不 存 在 雾 滴 污 染 问 题 所 得 蒸 馏 水 8. 二 次 蒸 馏 液 收 集 瓶 ;9. 一 次 蒸 馏 液 溢 口 ;10. 电 热 丝 管 几 乎 不 含 金 属 杂 质 ( 超 痕 量 ) 适 用 ( 摘 自 奚 旦 立 环 境 监 测 2003) 于 配 制 除 可 溶 性 气 体 和 挥 发 性 物 质 以 外 的 各 种 物 质 的 痕 量 分 析 用 试 液 亚 沸 蒸 馏 器 通 常 作 为 最 终 的 纯 水 器 与 其 他 纯 水 装 置 ( 如 离 子 交 换 纯 水 器 等 ) 联 用, 所 得 纯 水 的 电 阻 率 高 达 16MΩ cm 以 上 但 应 注 意 保 存 一 旦 接 触 空 气, 在 不 到 5min 内 可 迅 速 降 至 2 MΩ cm 2. 去 离 子 水 去 离 子 水 是 用 阳 离 子 交 换 树 脂 和 阴 离 子 交 换 树 脂 以 定 形 式 组 合 进 行 水 处 理, 去 离 子 水 含 金 属 杂 质 极 少, 适 于 配 制 痕 量 金 属 分 析 用 的 试 液, 因 它 含 有 微 量 树 脂 浸 出 物 和 树 脂 崩 解 微 粒, 所 以 不 适 于 配 制 有 机 分 析 试 液 通 常 用 自 来 水 作 原 水 时, 由 于 自 来 水 含 有 一 定 的 余 氯, 能 氧 化 破 坏 树 脂 使 之 很 难 再 生, 因 此 进 入 交 换 器 前 必 须 充 分 曝 气 自 然 曝 气 夏 季 约 需 天, 冬 季 需 三 天 以 上, 如 需 要 急 用 可 煮 沸 搅 拌 充 气, 并 冷 却 后 使 用 湖 水 河 水 和 塘 水 作 为 原 水 应 仿 照 自 来 水 先 作 沉 淀 过 滤 等 净 化 处 理 含 有 大 量 矿 物 质, 硬 度 很 高 的 井 水 应 先 经 蒸 馏 或 电 渗 析 等 步 骤 去 除 大 量 无 机 盐, 以 延 长 树 脂 使 用 周 期 3. 特 殊 要 求 的 纯 水 28

37 在 分 析 某 些 指 标 时, 对 分 析 过 程 中 所 用 的 纯 水 中 这 些 指 标 的 含 量 应 愈 低 愈 好, 这 就 提 出 某 些 特 殊 要 求 的 纯 水 以 及 制 取 方 法 (1) 无 氯 水 加 入 亚 硫 酸 钠 等 还 原 剂 将 水 中 余 氯 还 原 为 氯 离 子, 以 联 邻 甲 苯 检 查 不 显 黄 色, 用 附 有 缓 冲 球 的 全 玻 璃 蒸 馏 器 ( 以 下 各 项 的 蒸 馏 同 此 ) 进 行 蒸 馏 制 得 (2) 无 氨 水 加 入 硫 酸 至 ph<2, 使 水 中 各 种 形 态 的 氨 或 胺 均 转 变 成 不 挥 发 的 盐 类, 收 集 馏 出 液 即 得, 但 应 注 意 避 免 实 验 室 空 气 中 存 在 的 氨 重 新 污 染 (3) 无 二 氧 化 碳 水 1 煮 沸 法 : 将 蒸 馏 水 或 去 离 子 水 煮 沸 至 少 10min( 水 多 时 ), 或 使 水 量 蒸 发 l0% 以 上 ( 水 少 时 ), 加 盖 放 冷 即 得 2 曝 气 法 : 用 惰 性 气 体 或 纯 氮 气 通 入 蒸 馏 水 或 去 离 子 水 至 饱 和 即 得 制 得 的 无 二 氧 化 碳 水 应 贮 于 以 附 有 碱 石 灰 管 的 用 橡 皮 塞 盖 严 的 瓶 中 (4) 无 铅 [ 重 金 属 ] 水 用 氧 型 强 酸 性 阳 离 子 交 换 树 脂 处 理 原 水 即 得 所 用 贮 水 器 事 先 应 用 6mol/L 硝 酸 溶 液 浸 泡 过 夜, 再 用 无 铅 水 洗 净 (5) 无 砷 水 一 般 蒸 馏 水 和 去 离 子 水 均 能 达 到 基 本 无 砷 的 要 求 应 避 免 使 用 软 质 玻 璃 制 成 的 蒸 馏 器 贮 水 瓶 和 树 脂 管 进 行 痕 量 砷 分 析 时, 必 须 使 用 石 英 蒸 馏 器 石 英 贮 水 瓶 聚 乙 烯 的 树 脂 管 (6) 无 酚 水 1 加 碱 蒸 馏 法 : 加 氢 氧 化 钠 至 水 的 PH 值 >11, 使 水 中 的 酚 生 成 不 挥 发 的 酚 钠 后 蒸 馏 即 得 ; 也 可 同 时 加 入 少 量 高 锰 酸 钾 溶 液 至 水 呈 深 红 色 后 进 行 蒸 馏 2 活 性 炭 吸 附 法 : 将 粒 状 活 性 炭 在 150~170 烘 烤 两 小 时 以 上 进 行 活 化, 放 在 干 燥 器 内 冷 至 室 温 装 入 预 先 盛 有 少 量 水 ( 避 免 炭 粒 间 存 留 气 泡 ) 的 层 析 柱 中, 使 蒸 馏 水 或 去 离 子 水 缓 慢 通 过 柱 床 其 流 速 视 柱 容 大 小 而 定, 一 般 每 分 钟 以 不 超 过 100ml 为 宜 开 始 流 出 的 水 ( 略 多 于 装 柱 时 预 先 加 入 的 水 量 ) 需 再 次 返 回 柱 中, 然 后 正 式 收 集 此 柱 所 能 净 化 的 水 量, 一 般 约 为 所 用 炭 粒 表 观 容 积 的 一 千 倍 (7) 不 含 有 机 物 的 蒸 馏 水 加 入 少 量 高 锰 酸 钾 碱 性 溶 液, 使 水 呈 紫 红 色, 进 行 蒸 馏 即 得 若 蒸 馏 过 程 中 红 色 褪 去 应 补 加 高 锰 酸 钾 ( 二 ) 实 验 用 气 监 测 实 验 室 经 常 使 用 压 缩 或 液 化 气 体, 如 : 氮 气 氧 气 乙 炔 气 二 氧 化 碳 液 化 石 油 气 等, 若 使 用 不 当 或 在 受 热 等 条 件 下 易 发 生 爆 炸, 因 此 应 妥 善 管 理, 安 全 使 用 1. 压 缩 气 体 液 化 气 体 的 特 性 及 分 类 贮 于 钢 瓶 内 的 气 体 有 的 呈 液 态, 有 的 呈 气 态 ; 钢 瓶 内 气 体 性 质 各 异, 其 中 部 分 具 有 易 燃 易 爆 助 燃 或 剧 毒 的 特 性 由 于 贮 气 钢 瓶 内 压 力 较 高 在 撞 击 日 照 热 源 烘 烤 等 条 29

38 件 下 易 发 生 爆 炸 氧 气 瓶 严 禁 与 油 脂 接 触, 以 防 起 火 或 爆 炸, 可 用 四 氯 化 碳 擦 去 钢 瓶 上 的 油 脂 氯 乙 炔 等 气 体 比 空 气 重, 泄 漏 后 往 往 沉 积 于 地 面 低 洼 处, 不 易 扩 散, 增 加 了 危 险 性 了 解 压 缩 气 体 液 化 气 体 的 特 性, 有 助 于 安 全 用 气 压 缩 气 体 液 化 气 体 按 其 性 质 可 分 为 以 下 四 类 ; (1) 剧 毒 气 体 如 一 氧 化 碳 二 氧 化 硫 等, 这 类 气 体 毒 性 极 强, 吸 入 后 可 引 起 中 毒 或 死 亡 部 分 剧 毒 气 体 同 时 具 有 可 燃 性 (2) 易 燃 气 体 如 氢 一 氧 化 碳 乙 炔 等, 这 些 气 体 易 燃 烧, 与 空 气 混 合 可 形 成 爆 炸 性 混 合 物 部 分 易 燃 气 体 同 时 具 有 毒 性 (3) 助 燃 气 体 如 氧 压 缩 空 气 等 (4) 不 燃 气 体 如 氩 氮 二 氧 化 碳 等 不 燃 气 体 中 有 些 为 窒 息 性 气 体 2. 高 压 气 瓶 的 安 全 使 用 和 管 理 高 压 气 瓶 在 使 用 和 管 理 中 应 注 意 以 下 问 题 : 1 高 压 气 瓶 应 存 放 在 防 火 仓 库, 氧 气 钢 瓶 与 可 燃 性 气 体 钢 瓶 不 得 存 放 在 一 起 钢 瓶 应 避 免 日 照 受 热, 远 离 明 火, 室 温 应 低 于 35 并 有 必 要 的 通 风 设 施 放 置 要 平 稳, 避 免 振 动, 运 输 时 不 应 在 地 面 上 滚 动 2 使 用 中, 高 压 气 瓶 应 固 定 牢 靠, 减 压 器 应 专 用 安 装 时 要 紧 固 螺 口, 并 检 查 是 否 漏 气, 严 禁 敲 击 阀 门 3 为 防 止 气 流 直 冲 人 体, 开 启 高 压 气 瓶 时 应 站 在 接 口 的 侧 面 操 作 4 瓶 内 气 体 不 得 用 尽 永 久 性 气 体 气 瓶 的 残 压 不 得 小 于 0.05MPa, 液 化 气 体 瓶 内 余 气 应 大 于 规 定 充 装 量 的 0.5%~1.0% 5 气 瓶 应 定 期 检 验 6 在 可 能 造 成 回 流 的 情 况 下, 所 用 设 备 必 须 配 置 防 止 倒 灌 的 装 置, 如 单 向 阀 逆 止 阀 缓 冲 罐 等 7 不 得 对 载 气 钢 瓶 进 行 挖 补 修 焊 8 不 同 类 型 的 气 体 钢 瓶 其 外 表 所 漆 颜 色 标 记 颜 色 等 应 符 合 国 家 统 一 规 定 表 2-9 监 测 实 验 室 常 见 钢 瓶 的 标 记 气 体 钢 瓶 外 表 气 体 颜 钢 瓶 内 气 体 色 环 字 样 工 作 压 力 (Pa) 性 质 名 称 颜 色 色 状 态 P= Pa 无 环 氧 气 天 蓝 黑 P= Pa 白 一 环 氧 助 燃 压 缩 气 体 P= Pa 白 二 环 P= Pa 无 环 压 缩 压 缩 黑 白 P= Pa 白 一 环 助 燃 压 缩 气 体 空 气 空 气 P= Pa 白 二 环 30

39 气 体 钢 瓶 外 表 气 体 颜 钢 瓶 内 气 体 色 环 字 样 工 作 压 力 (Pa) 性 质 名 称 颜 色 色 状 态 氯 气 草 绿 白 白 色 环 氯 助 燃 液 态 氢 气 深 绿 红 P= Pa 无 环 P= Pa 红 氢 易 燃 压 缩 气 体 P= Pa 红 氨 气 黄 黑 氨 可 燃 液 态 乙 炔 白 红 乙 炔 可 燃 乙 炔 溶 解 在 活 性 丙 酮 中 石 油 液 化 石 油 液 灰 红 气 化 气 易 燃 液 态 硫 化 氢 白 红 红 色 环 硫 化 氢 可 燃 液 态 氮 气 黑 黄 P= Pa 无 环 P= Pa 棕 一 环 氮 气 不 可 燃 压 缩 气 体 P= Pa 棕 二 环 二 氧 P= Pa 无 环 二 氧 黑 黄 化 碳 P= Pa 黑 一 环 化 碳 不 可 燃 液 态 氩 气 灰 绿 不 可 燃 压 缩 气 体 氦 气 棕 白 P= Pa 无 环 P= Pa 白 一 环 氦 不 可 燃 压 缩 气 体 P= Pa 白 二 环 二 氧 二 氧 黑 白 黄 化 硫 化 硫 不 可 燃 液 态 ( 三 ) 试 剂 与 试 液 实 验 室 中 所 用 试 剂 试 液 应 根 据 实 际 需 要, 合 理 选 用 相 应 规 格, 按 规 定 浓 度 和 需 要 量 正 确 配 制 试 剂 和 配 好 的 试 液 需 要 按 要 求 妥 善 保 存, 注 意 空 气 温 度 光 杂 质 等 的 影 响 另 外 要 注 意 保 存 时 间, 一 般 情 况 下 浓 溶 液 稳 定 性 较 好, 稀 溶 液 稳 定 性 差 通 常 较 稳 定 的 试 剂, 其 10-3 mol/l 的 溶 液 可 贮 存 一 个 月 以 上,10-4 mol/l 的 溶 液 只 能 贮 存 一 周 而 10-5 mol/l 的 溶 液 需 当 日 配 制 故 许 多 试 液 常 配 成 浓 的 贮 存 液 临 用 时 稀 释 成 所 需 浓 度 配 制 溶 液 均 需 注 明 配 制 日 期 和 配 制 人 员 以 备 查 核 追 溯 由 于 各 种 原 因, 有 时 需 对 试 剂 进 行 提 纯 和 精 制, 以 保 证 分 析 质 量 一 般 化 学 试 剂 分 为 三 级, 其 规 格 如 下 表 2-10 化 学 试 剂 的 规 格 级 别 名 称 代 号 标 志 颜 色 某 些 国 家 通 用 等 级 和 符 号 一 级 品 保 证 试 剂 优 级 纯 G R 绿 G R 二 级 品 分 析 试 剂 分 析 纯 A R 红 A R 三 级 品 化 学 纯 C P 蓝 C P 级 试 剂 用 于 精 密 的 分 析 工 作, 在 环 境 分 析 中 用 于 配 制 标 准 溶 液 ; 二 级 试 剂 常 用 于 配 制 定 量 分 析 中 的 普 通 试 液 如 无 注 明 环 境 监 测 所 用 试 剂 均 应 为 二 级 或 二 级 以 上 ; 三 级 试 剂 31

40 只 能 用 于 配 制 半 定 量 定 性 分 析 用 试 液 和 清 洁 液 等 质 量 高 于 级 品 的 高 纯 试 剂 ( 超 纯 试 剂 ) 目 前 国 际 上 也 没 有 统 一 的 规 格, 常 以 9 的 数 目 表 示 产 品 的 纯 度 在 规 格 栏 中 标 以 4 个 9,5 个 9,6 个 9, 4 个 9 表 示 纯 度 为 99.99%, 杂 质 总 含 量 不 大 于 % 5 个 9 表 示 纯 度 为 %, 杂 质 总 含 量 不 大 于 % 6 个 9 表 小 纯 度 为 %, 杂 质 总 含 量 不 大 于 %, 依 此 类 推 其 他 表 示 方 法 有 : 高 纯 物 质 (E P); 基 准 试 剂 ;ph 基 准 缓 冲 物 质 ; 色 谱 纯 试 剂 (G C); 实 验 试 剂 (L R); 指 示 剂 (1nd); 生 化 试 剂 (B R); 生 物 染 色 剂 (B S) 和 特 殊 专 用 试 剂 等 ( 四 ) 实 验 室 的 环 境 条 件 实 验 室 空 气 中 如 含 有 固 体 液 体 的 气 溶 胶 和 污 染 气 体 对 痕 量 分 析 和 超 痕 量 分 析 会 导 致 较 大 误 差 例 如, 在 一 般 通 风 柜 中 蒸 发 200g 溶 剂, 可 得 6mg 残 留 物, 若 在 清 洁 空 气 中 蒸 发 可 降 至 0.08mg 因 此 痕 量 和 超 痕 量 分 析 及 某 些 高 灵 敏 度 的 仪 器 应 在 超 净 实 验 室 中 进 行 或 使 用 超 净 实 验 室 中 空 气 清 洁 度 常 采 用 100 号 这 种 清 洁 度 是 根 据 悬 浮 固 体 颗 粒 的 大 小 和 数 量 多 少 分 类 的 具 体 见 表 : 表 2-11 空 气 清 洁 度 分 类 表 清 洁 度 工 作 面 上 最 大 污 染 颗 粒 颗 粒 直 径 清 洁 度 工 作 面 上 最 大 污 染 颗 粒 颗 粒 直 径 分 类 数 ( 颗 粒 )/m 2 (µm) 分 类 数 ( 颗 粒 )/m 2 (µm) 要 达 到 清 洁 度 为 100 号 标 准, 空 气 进 口 必 须 用 高 效 过 滤 器 过 滤 高 效 过 滤 器 效 率 为 85%~95% 对 直 径 为 0.5~5.0µm 颗 粒 的 过 滤 效 率 为 85%, 对 直 径 大 于 50µm 颗 粒 的 过 滤 效 率 为 95% 超 净 实 验 室 一 般 较 小, 约 12 m2, 并 有 缓 冲 室, 四 壁 涂 环 氧 树 脂 油 漆, 桌 面 用 聚 四 氟 乙 烯 或 聚 乙 烯 膜, 地 板 用 整 块 塑 料 地 板, 门 窗 密 闭, 采 用 空 调 室 内 略 带 正 压, 通 风 柜 用 层 流 没 有 超 净 实 验 室 条 件 的 可 采 用 相 应 措 施 例 如, 样 品 的 预 处 理 蒸 干 消 化 等 操 作 最 好 在 专 门 的 毒 气 柜 内 进 行, 并 与 一 般 实 验 室 仪 器 室 分 开 几 种 分 析 同 时 进 行 时 应 注 意 防 止 相 互 交 叉 污 染 实 验 的 环 境 清 洁 也 可 采 用 一 些 简 易 装 置 来 达 到 目 的 如 在 氮 气 流 中 蒸 发 也 能 获 得 较 好 的 效 果 ( 五 ) 实 验 室 的 管 理 及 岗 位 责 任 制 监 测 质 量 的 保 证 是 以 一 系 列 完 善 的 管 理 制 度 为 基 础 的 严 格 执 行 科 学 的 管 理 制 度 是 评 定 一 个 实 验 室 的 重 要 依 据 1. 对 监 测 分 析 人 员 的 要 求 1 环 境 监 测 分 析 人 员 应 具 有 相 当 于 中 专 以 上 的 文 化 水 平, 经 培 训 考 试 合 格, 方 能 承 担 监 测 分 析 工 作 2 熟 练 地 掌 握 本 岗 位 的 监 测 分 析 技 术, 对 承 担 的 监 测 项 目 要 做 到 理 解 原 理 操 作 正 32

41 确 严 守 规 程 准 确 无 误 3 接 受 新 项 目 前, 应 在 测 试 工 作 中 达 到 规 定 的 各 种 质 量 控 制 实 验 要 求, 才 能 进 行 项 目 的 监 测 4 认 真 做 好 分 析 测 试 前 的 各 项 技 术 准 备 工 作 实 验 用 水 试 剂 标 准 溶 液 器 皿 仪 器 等 均 应 符 合 要 求, 方 能 进 行 分 析 测 试 5 负 责 填 报 监 测 分 析 结 果, 做 到 书 写 清 晰 记 录 完 整 校 对 严 格 实 事 求 是 6 及 时 地 完 成 分 析 测 试 后 的 实 验 室 清 理 工 作, 做 到 现 场 环 境 整 洁, 工 作 交 接 清 楚, 做 好 安 全 检 查 7 树 立 高 尚 的 科 研 和 实 验 道 德, 热 爱 本 职 工 作, 钻 研 科 学 技 术, 培 养 科 学 作 风, 谦 虚 谨 慎, 遵 守 劳 动 纪 律, 搞 好 团 结 协 作 2. 对 监 测 质 量 保 证 人 员 的 要 求 环 境 监 测 站 内 要 有 质 量 保 证 归 口 管 辖 部 门 或 指 定 专 人 ( 专 职 或 兼 职 ) 负 责 监 测 质 量 保 证 工 作 监 测 质 量 保 证 人 员 应 熟 悉 质 量 保 证 的 内 容 程 序 和 方 法, 了 解 监 测 环 节 中 的 技 术 关 键, 具 有 有 关 的 数 理 统 计 知 识, 协 助 监 测 站 的 技 术 负 责 人 员 进 行 以 下 各 项 工 作 : 1 负 责 监 督 和 检 查 环 境 监 测 质 量 保 证 各 项 内 容 的 实 施 情 况 2 按 隶 属 关 系 定 期 组 织 实 验 室 内 及 实 验 室 间 分 析 质 量 控 制 工 作, 向 上 级 单 位 报 告 质 量 保 证 工 作 执 行 情 况, 并 接 受 上 级 单 位 的 有 关 工 作 部 署 安 排 组 织 实 施 3 组 织 有 关 的 技 术 培 训 和 技 术 交 流, 帮 助 解 决 所 辖 站 有 关 质 量 保 证 方 面 的 技 术 问 题 3. 实 验 室 安 全 制 度 1 在 实 验 室 内 需 设 各 种 必 备 的 安 全 设 施 ( 通 风 橱 防 尘 罩 排 气 管 道 及 消 防 灭 火 器 材 等 ), 并 应 定 期 检 查, 保 证 随 时 可 供 使 用 使 用 电 气 水 火 时, 应 按 有 关 使 用 规 则 进 行 操 作, 保 证 安 全 2 实 验 室 内 各 种 仪 器 器 皿 应 有 规 定 的 放 置 处 所, 不 得 任 意 堆 放 以 免 错 拿 错 用, 造 成 事 故 3 进 入 实 验 室 应 严 格 遵 守 实 验 室 规 章 制 度, 尤 其 是 使 用 易 燃 易 爆 和 剧 毒 试 剂 时, 必 须 遵 照 有 关 规 定 进 行 操 作 实 验 室 内 不 得 吸 烟 会 客 喧 哗 吃 零 食 或 私 用 电 器 等 4 下 班 时 要 有 专 人 负 责 检 查 实 验 室 的 门 窗 水 电 煤 气 等, 保 证 切 实 关 好, 不 得 疏 忽 大 意 5 实 验 室 的 消 防 器 材 应 定 期 检 查, 妥 善 保 管, 不 得 随 意 挪 用 一 旦 实 验 室 发 生 意 外 事 故 时, 应 迅 速 切 断 电 源 火 源, 立 即 采 取 有 效 措 施, 随 时 处 理, 并 上 报 有 关 领 导 4. 药 品 使 用 管 理 制 度 1 实 验 室 使 用 的 化 学 试 剂 应 有 专 人 负 责 发 放 管 理, 分 类 存 放, 定 期 检 查 使 用 和 管 理 情 况 2 易 燃 易 爆 物 品 应 存 放 在 阴 凉 通 风 的 地 方, 并 有 相 应 安 全 保 障 措 施 易 燃 易 爆 试 剂 要 随 用 随 领, 不 得 在 实 验 室 内 大 量 积 存 保 存 在 实 验 室 内 的 少 量 易 燃 物 品 和 危 险 物 品 应 严 格 控 制 加 强 管 理 3 剧 毒 试 剂 应 有 专 人 负 责 管 理, 加 双 锁 存 放, 批 准 使 用 两 人 共 同 称 量, 登 记 用 量 33

42 4 取 用 化 学 试 剂 的 器 皿 ( 如 药 匙 量 杯 等 ) 必 须 分 开, 每 种 试 剂 用 一 件 器 皿 至 少 洗 净 后 再 用, 不 得 混 用 5 使 用 氰 化 物 时, 切 实 注 意 安 全, 不 在 酸 性 条 件 下 使 用, 并 严 防 溅 洒 造 成 污 染 氰 化 物 废 液 必 须 经 处 理 再 流 入 下 水 道, 并 用 大 量 流 水 冲 稀 其 他 剧 毒 试 液 也 应 注 意 经 适 当 转 化 处 理 再 进 行 稀 释 排 放 6 使 用 有 机 溶 剂 和 挥 发 性 强 的 试 剂 的 操 作 应 在 通 风 良 好 的 地 力 或 在 通 风 橱 内 进 行, 任 何 情 况 下, 都 不 允 许 用 明 火 直 接 加 热 有 机 溶 剂 7 稀 释 浓 酸 试 剂 时, 应 按 规 定 要 求 操 作 和 贮 存 5. 仪 器 使 用 管 理 制 度 1 各 种 精 密 贵 重 仪 器 以 及 贵 重 器 皿 ( 如 铂 器 皿 和 玛 瑙 研 钵 等 ) 要 有 专 人 管 理, 分 别 登 记 造 册 建 卡 立 档 仪 器 档 案 应 包 括 仪 器 说 明 书 验 收 和 调 试 记 录 仪 器 的 各 种 初 始 参 数, 定 期 保 养 维 修 检 定 校 准 以 及 使 用 情 况 的 登 记 记 录 等 2 精 密 仪 器 的 安 装 调 试 使 用 和 保 养 维 修 均 应 严 格 遵 照 仪 器 说 明 书 的 要 求, 上 机 人 员 应 该 考 核 考 核 合 格 方 可 上 机 操 作 3 使 用 仪 器 前 应 先 检 查 仪 器 是 否 正 常, 仪 器 发 生 故 障 时, 应 立 即 查 清 原 因, 排 除 故 障 后 方 可 继 续 使 用, 严 禁 仪 器 带 病 运 转 4 仪 器 用 完 之 后, 应 将 各 部 件 恢 复 到 所 要 求 的 位 置, 及 时 做 好 清 理 工 作, 盖 好 防 尘 罩 5 仪 器 的 附 属 设 备 应 妥 善 安 放, 并 经 常 进 行 安 全 检 查 6. 样 品 管 理 制 度 1 由 于 环 境 样 品 的 特 殊 性, 要 求 样 品 的 采 集 运 送 和 保 存 等 各 环 节 都 必 须 严 格 遵 守 有 关 规 定, 以 保 证 其 真 实 性 和 代 表 性 2 对 工 作 人 员 的 要 求, 监 测 站 的 技 术 负 责 人 应 和 采 样 人 员 测 试 人 员 共 同 议 定 详 细 的 工 作 计 划, 周 密 地 安 排 采 样 和 实 验 室 测 试 间 的 衔 接 协 调, 以 保 证 自 采 样 开 始 至 结 果 报 出 的 全 过 程 中, 样 品 都 具 有 合 格 的 代 表 性 3 样 品 容 器 的 处 理 : 样 品 容 器 除 一 般 情 况 外 的 特 殊 处 理, 应 由 实 验 室 负 责 进 行 对 于 需 在 现 场 进 行 处 理 的 样 品, 应 注 明 处 理 方 法 和 注 意 事 项, 所 需 试 剂 和 仪 器 要 准 备 好, 同 时 提 供 给 采 样 人 员, 对 采 样 有 特 殊 要 求 时, 应 该 对 采 样 人 员 进 行 培 训 4 样 品 的 登 记 验 收 和 保 存 要 按 以 下 规 定 执 行 :A 采 好 的 样 品 应 及 时 贴 好 样 品 标 签, 填 写 采 样 记 录 将 样 品 连 同 样 品 登 记 表 送 样 单 在 规 定 的 时 间 内 送 交 指 定 的 实 验 室 填 写 样 品 标 签 和 采 样 记 录 要 使 用 防 水 墨 汁, 严 寒 季 节 可 用 铅 笔 填 写 B 如 需 对 采 集 的 样 品 进 行 分 装, 分 样 的 容 器 应 和 样 品 容 器 材 质 相 同, 并 填 写 同 样 的 样 品 标 签, 注 明 分 样 字 样 同 时 对 空 白 和 副 样 也 都 要 分 别 注 明 C 实 验 室 应 有 专 人 负 责 样 品 的 登 记 验 收 其 内 容 为 : 样 品 名 称 和 编 号 ; 样 品 采 集 点 的 详 细 地 址 和 现 场 特 征 ; 样 品 的 采 集 方 式, 是 定 时 样 不 定 时 样 还 是 混 合 样 ; 监 测 分 析 项 目 ; 样 品 保 存 所 用 的 保 存 剂 的 名 称 浓 度 和 用 量 ; 样 品 的 包 装 保 管 状 况 ; 采 样 日 期 和 时 间 ; 采 样 人 送 样 人 及 登 记 验 收 人 签 名 D 样 品 验 收 过 程 中, 如 发 现 编 号 错 乱 标 签 缺 损 字 迹 不 清 监 测 项 目 不 明 规 格 不 符 数 量 不 足 以 34

43 及 采 样 不 合 要 求 者, 可 拒 收 并 建 议 补 采 样 品 如 无 法 补 采 或 重 采, 应 经 有 关 领 导 批 准 方 可 收 样 完 成 测 试 后, 应 在 报 告 中 注 明 E 样 品 应 按 规 定 方 法 妥 善 保 存, 并 在 规 定 时 间 内 安 排 测 试, 不 得 无 故 拖 延 F 采 样 记 录 样 品 登 记 表 送 样 单 和 现 场 测 试 的 原 始 记 录 应 完 整 齐 全 清 晰, 并 与 实 验 室 测 试 记 录 汇 总 保 存 二 实 验 室 质 量 控 制 实 验 室 质 量 控 制 是 环 境 监 测 质 量 保 证 的 一 个 重 要 工 作, 其 目 的 在 于 把 监 测 分 析 的 误 差 控 制 在 允 许 的 限 度 内, 使 分 析 数 据 合 理 可 靠, 在 给 定 的 置 信 度 内 达 到 所 要 求 的 质 量 实 验 室 质 量 控 制 的 方 法 很 多, 且 各 种 方 法 有 各 自 的 特 殊 意 义 下 面 介 绍 实 验 室 质 量 控 制 的 基 本 内 容 1. 全 程 序 空 白 试 验 值 控 制 全 程 序 空 白 试 验 值 是 以 蒸 馏 水 代 替 实 际 样 品, 并 完 全 按 照 实 际 试 样 的 分 析 程 序 同 样 操 作 后 所 测 得 的 浓 度 值 全 程 序 空 白 试 验 值 的 大 小 及 其 分 散 程 度, 对 分 析 结 果 的 精 密 度 和 分 析 方 法 的 检 出 限 都 有 很 大 影 响, 并 在 一 定 程 度 上 反 映 了 一 个 环 境 监 测 实 验 室 及 其 分 析 人 员 的 水 平, 如 实 验 用 水 化 学 试 剂 纯 度 滴 定 终 点 误 差 等 对 空 白 试 验 值 均 产 生 影 响 在 常 规 分 析 中, 每 次 测 定 两 份 全 程 序 空 白 试 验 平 行 样, 其 相 对 偏 差 一 般 不 大 于 50%, 取 其 平 均 值 作 为 同 批 试 样 测 量 结 果 的 空 白 校 正 值 用 于 标 准 系 列 的 空 白 试 验, 应 按 照 标 准 系 列 分 析 程 序 相 同 操 作, 以 获 得 标 准 系 列 的 空 白 试 验 值 2. 平 行 双 样 进 行 平 行 双 样 测 定, 有 助 于 减 小 随 机 误 差 根 据 试 样 单 次 分 析 结 果, 无 法 判 断 其 离 散 程 度 精 密 度 是 准 确 度 的 前 提, 对 试 样 作 平 行 双 样 测 定, 是 对 测 定 进 行 最 低 限 度 的 精 密 度 检 查 一 批 试 样 中 部 分 平 行 双 样 的 测 定 结 果, 有 助 于 估 计 同 批 测 定 的 精 密 度 原 则 上 试 样 都 应 该 作 平 行 双 样 测 定 当 一 批 试 样 数 量 较 多 时, 可 随 机 抽 取 10%~20 % 的 试 样 进 行 平 行 双 样 测 定 ; 当 同 批 试 样 数 较 少 时, 应 适 当 增 大 平 行 双 样 测 定 率, 每 批 (5 个 以 上 ) 中 平 行 双 样 以 不 少 于 5 个 为 宜 分 析 人 员 在 分 取 样 品 平 行 测 定 时, 对 同 一 样 品 同 时 分 取 两 份, 亦 可 由 质 控 员 将 所 有 待 测 试 样, 包 括 平 行 双 样 重 新 排 列 编 号 形 成 密 码 样, 交 分 析 人 员 测 定, 最 后 报 出 测 定 结 果, 由 质 控 员 将 密 码 对 号 按 下 列 要 求 检 查 是 否 合 格 (1) 平 行 双 样 测 定 结 果 的 相 对 偏 差 不 应 大 于 标 准 方 法 或 统 一 方 法 所 列 相 对 标 准 偏 差 的 2.83 倍 (2) 对 未 列 相 对 标 准 偏 差 的 方 法, 当 样 品 的 均 匀 性 和 稳 定 性 较 好, 也 可 参 阅 表 2-12 的 规 定 表 2-12 平 行 双 样 相 对 偏 差 表 分 析 结 果 所 在 数 量 级 (g/ml) 相 对 偏 差 最 大 容 许 值 (%) 加 标 回 收 加 标 回 收 法, 即 在 样 品 中 加 入 标 准 物 质, 通 过 测 定 其 回 收 率 以 确 定 测 定 方 法 准 确 度 的 方 法, 多 次 回 收 试 验 还 可 以 发 现 方 法 的 系 统 误 差 35

44 用 加 标 回 收 率 在 一 定 程 度 上 能 反 映 测 定 结 果 的 准 确 度, 但 有 局 限 性 这 是 因 为 样 品 中 某 些 干 扰 因 素 对 测 定 结 果 具 有 恒 定 的 正 偏 差 或 负 偏 差, 并 均 已 在 样 品 测 定 中 得 到 反 映, 而 对 加 标 结 果 就 不 再 显 示 其 偏 差, 亦 就 是 说, 加 标 回 收 可 能 是 良 好 的 此 外, 加 入 的 标 准 与 样 品 中 待 测 物 在 价 态 或 形 态 上 的 差 异 加 标 量 的 多 少 和 样 品 中 原 有 浓 度 的 大 小 等 等, 均 影 响 加 标 回 收 结 果 因 此, 当 加 标 回 收 率 令 人 满 意 时, 不 能 肯 定 测 定 准 确 度 无 问 题 ; 但 当 其 超 出 所 要 求 的 范 围 时, 则 可 肯 定 测 定 准 确 度 有 问 题 在 一 批 试 样 中, 随 机 抽 取 l0%~20% 的 试 样 进 行 加 标 回 收 测 定 ; 当 同 批 试 样 较 少 时, 应 适 当 加 大 测 定 率 每 批 同 类 型 试 样 中, 加 标 试 样 不 应 少 于 2 个 分 析 人 员 在 分 取 样 品 的 同 时, 另 分 取 一 份, 并 加 入 适 量 的 标 样 亦 可 由 质 控 员 对 抽 取 的 试 样 加 入 自 备 的 质 控 标 样, 形 成 密 码 加 标 样 ( 包 括 编 号 和 加 标 量 ), 交 分 析 人 员 测 定, 最 后 报 出 测 定 结 果, 由 质 控 员 对 号 计 算 后, 按 相 关 要 求 检 查 是 否 合 格 ( 对 每 一 个 测 得 的 回 收 率 分 别 进 行 检 查, 对 均 匀 性 较 好 的 样 品, 不 应 超 出 标 准 方 法 或 统 一 方 法 所 列 的 回 收 率 范 围 ) 采 用 加 标 回 收 法 时, 应 注 意 加 标 量 不 能 过 大, 一 般 为 试 样 含 量 的 0.5~2 倍, 且 加 标 后 的 总 含 量 不 应 超 过 测 定 上 限 ; 加 标 物 的 浓 度 宜 较 高, 加 标 物 的 体 积 应 很 小, 一 般 以 不 超 过 原 始 试 样 体 积 的 1% 为 好, 用 以 简 化 计 算 方 法 如 测 平 行 加 标 样, 则 加 标 样 与 原 始 样 应 预 先 随 机 配 对 编 号 4 标 准 参 考 物 的 使 用 由 于 存 在 于 实 验 室 内 的 系 统 误 差 常 难 以 被 自 身 所 发 现, 故 需 借 助 于 标 准 参 考 物, 通 过 下 列 使 用 方 式, 以 发 现 和 尽 量 减 小 可 能 存 在 的 系 统 误 差 (1) 量 值 传 递 各 实 验 室 配 制 的 统 一 样 品 或 控 制 样 品 等, 可 在 分 析 质 量 处 于 受 控 状 态 下, 通 过 与 标 准 参 考 物 的 比 对, 检 查 它 们 的 浓 度 值 是 否 可 靠 必 要 时 根 据 比 对 的 结 果 加 以 修 正, 然 后 投 入 本 实 验 室 的 质 控 中 使 用, 以 及 向 下 一 级 实 验 室 传 递 (2) 仪 器 标 定 对 于 采 用 直 接 定 量 法 的 仪 器, 为 控 制 其 测 量 具 有 一 定 的 准 确 度, 常 需 采 用 标 准 参 考 物 对 仪 器 进 行 标 定 对 大 多 数 仪 器 采 用 间 接 定 量 法 的, 则 可 使 用 标 准 参 考 物 核 对 用 于 该 仪 器 的 标 准 贮 备 溶 液, 甚 至 直 接 使 用 标 准 参 考 物 或 其 稀 释 液 作 基 准 来 绘 制 校 准 曲 线, 并 定 量 分 析 试 样 中 相 同 物 质 的 浓 度 (3) 对 照 分 析 在 进 行 试 样 分 析 的 同 时, 用 相 近 浓 度 的 标 准 参 考 物 或 其 稀 释 液 进 行 分 析, 在 确 知 二 者 的 基 体 效 应 没 有 或 很 少 有 差 异 时, 根 据 标 准 参 考 物 的 实 测 值 与 保 证 值 的 符 合 程 度, 能 够 确 定 试 样 分 析 结 果 的 准 确 度 是 否 可 以 接 受 (4) 质 量 考 核 以 标 准 参 考 物 作 为 未 知 样, 考 核 实 验 室 内 分 析 人 员 的 技 术 水 平 或 实 验 室 间 分 析 结 果 的 相 符 程 度, 从 而 帮 助 分 析 人 员 发 现 问 题 和 保 证 实 验 室 间 数 据 的 可 比 性 5. 方 法 对 照 所 谓 方 法 对 照 是 指 采 用 不 同 的 分 析 方 法 对 同 一 试 样 进 行 分 析 对 照 的 质 量 保 证 措 施 方 法 对 照 可 用 于 检 验 新 建 方 法 的 准 确 度 此 外, 在 分 析 质 量 控 制 中, 由 于 加 标 回 收 试 验 中 的 系 统 误 差 可 能 在 计 算 时 正 好 互 相 抵 消, 而 标 准 参 考 物 的 基 质 又 常 与 试 样 基 质 悬 殊 很 大, 因 此 在 一 些 重 要 的 分 析 中, 方 法 对 照 常 被 采 用 由 于 是 用 不 同 方 法 对 同 一 试 样 进 行 分 析, 如 有 系 统 误 差 就 无 从 抵 消, 同 一 基 质 也 必 然 不 存 在 差 异, 以 至 用 方 法 对 照 来 核 查 分 析 结 果 的 36

45 准 确 度, 就 远 比 使 用 加 标 回 收 试 验 或 应 用 标 准 参 考 物 进 行 对 照 分 析 更 为 优 越 应 用 方 法 对 照 来 核 查 分 析 结 果 的 准 确 度 虽 然 很 优 越, 但 由 于 要 提 供 较 多 的 仪 器 设 备, 消 耗 更 多 的 人 力 物 力, 难 以 在 常 规 的 分 析 质 量 控 制 中 普 遍 推 广 采 用 目 前, 它 主 要 应 用 对 实 验 室 内 可 疑 结 果 的 复 查 判 断 实 验 室 不 同 分 析 结 果 的 仲 裁 多 家 参 与 协 作 的 标 样 定 值, 以 及 分 析 方 法 的 改 进 和 新 分 析 方 法 的 确 立 等 项 工 作 中 6. 质 量 控 制 图 的 应 用 内 部 质 量 控 制 是 实 验 室 分 析 人 员 对 分 析 质 量 进 行 自 我 控 制 的 过 程 一 般 通 过 分 析 和 应 用 某 种 质 量 控 制 图 或 其 他 方 法 来 控 制 分 析 质 量 对 经 常 性 的 分 析 项 目 常 用 控 制 图 来 控 制 质 量 质 量 控 制 图 的 基 本 原 理 由 w.a.shewan 提 出 的, 他 指 出 : 每 一 个 方 法 都 存 在 着 变 异, 都 受 到 时 间 和 空 间 的 影 响, 即 使 在 理 想 的 条 件 下 获 得 的 一 组 分 析 结 果, 也 会 存 在 一 定 的 随 机 误 差 但 当 某 一 个 结 果 超 出 了 随 机 误 差 的 允 许 范 围 时, 运 用 数 理 统 计 的 方 法, 可 以 判 断 这 个 结 果 是 异 常 的 不 可 信 的 质 量 控 制 图 可 以 起 到 这 种 监 测 的 仲 裁 作 用 因 此 实 验 室 内 质 量 控 制 图 是 监 测 常 规 分 析 过 程 中 可 能 出 现 误 差, 控 制 分 析 数 据 在 一 定 的 精 密 度 范 围 内, 保 证 常 规 分 折 数 据 质 量 的 有 效 方 法 质 量 控 制 图 一 般 采 用 直 角 坐 标 系, 横 坐 标 代 表 抽 样 次 数 或 样 品 序 号, 纵 坐 标 代 表 作 为 质 量 控 制 指 标 的 统 计 值 质 量 控 制 图 的 基 本 组 成 见 图 2-2 统 计 值 上 控 制 线 (UCL) 上 警 告 线 (UWL) 上 辅 助 线 (UAL) 中 心 线 (CL) 下 辅 助 线 (LAL) 下 警 告 线 (LWL) 下 控 制 线 (LCL) 抽 样 顺 序 图 2-2 质 量 控 制 图 的 基 本 组 成 预 期 值 图 中 的 中 心 线, 目 标 值 图 中 上 下 警 告 线 之 间 区 域 ; 实 测 值 的 可 接 受 范 围 图 中 上 下 控 制 限 之 间 区 域 辅 助 线 在 中 心 线 两 侧 与 上 下 警 告 线 之 间 各 一 半 处 质 量 控 制 图 的 类 型 有 很 多 种, 如 均 值 控 制 图 ( X 图 ) 均 值 - 极 差 控 制 图 ( X -R 图 ) 移 动 均 值 差 值 控 制 图 多 样 控 制 图 累 积 和 控 制 图 等 但 目 前 最 常 用 的 是 均 值 控 制 图 和 均 值 极 差 值 控 制 图 下 面 主 要 就 均 值 控 制 图 和 均 值 - 极 差 控 制 图 的 绘 制 及 使 用 进 行 介 绍 (1) 均 值 控 制 图 的 绘 制 为 编 制 质 量 控 制 图, 需 要 准 备 一 份 质 量 控 制 样 品 控 制 样 品 的 浓 度 和 组 成 尽 量 与 环 境 样 品 相 近, 并 且 性 质 稳 定 而 均 匀 编 制 时, 要 求 在 一 定 期 间 内, 分 批 地 用 与 分 析 环 境 样 品 相 同 的 分 析 方 法 分 析 此 控 制 样 品 20 次 以 上 ( 每 天 分 析 一 次, 或 分 上 下 午 各 分 析 一 次, 不 得 37

46 将 20 个 重 复 实 验 同 时 进 行 每 次 平 行 分 析 两 份, 求 得 均 值 X i ), 其 分 析 数 据 符 合 正 常 的 统 计 分 布, 然 后 按 下 式 计 算 总 体 均 值 X 标 准 偏 差 等 统 计 值, 以 此 绘 制 质 量 控 制 图 s X = X i + X i 2 2 ( X i = n 1 2 X i) n X = n X i x + 3s x + 2s x + s x x s x 2s x 3s 上 控 制 线 (UCL) 上 警 告 线 (UWL) 上 辅 助 线 (UAL) 中 心 线 (CL) 下 辅 助 线 (LAL) 下 警 告 线 (LWL) 下 控 制 线 (LCL) 图 2-3 均 值 控 制 图 以 测 定 顺 序 为 横 坐 标, 相 应 的 测 定 值 为 纵 坐 标 作 图, 同 时 作 有 关 控 制 线 如 图 2-3 所 示, 其 中 : 中 心 线 以 总 体 均 数 X 估 计 真 值 µ; 上 下 警 告 限 按 上 下 控 制 限 按 上 下 辅 助 线 按 X ± 2s 值 绘 制 ; X ± 3s 值 绘 制 ; X ± s 值 绘 制 在 绘 制 控 制 图 时, 落 在 X ± s 范 围 内 的 点 数 应 约 占 总 点 数 的 68% 若 是 小 于 50%, 则 分 布 不 合 适, 此 图 不 可 靠 若 连 续 7 点 位 于 中 心 线 同 一 侧, 表 示 数 据 失 控, 此 图 不 适 用 质 量 控 制 图 绘 好 后, 应 标 明 绘 制 控 制 图 的 有 关 内 容 和 条 件, 如 测 定 项 目 分 析 方 法 溶 液 控 制 温 度 操 作 人 员 和 绘 制 日 期 等 (2) 均 值 控 制 图 的 使 用 质 量 控 制 图 主 要 用 来 检 验 常 规 监 测 分 析 数 据 是 否 处 于 控 制 状 态 在 常 规 监 测 分 析 中, 38

47 根 据 日 常 工 作 中 该 项 目 的 分 析 频 率 和 分 析 人 员 的 技 术 水 平, 每 间 隔 适 当 时 间, 取 两 份 平 行 的 控 制 样 品 与 环 境 样 品 同 时 测 定 对 操 作 技 术 较 低 和 测 定 频 率 低 的 项 目, 每 次 都 应 同 时 测 定 控 制 样 品, 将 控 制 样 品 的 测 定 结 果 依 次 点 在 控 制 图 上, 然 后 根 据 下 列 规 则, 检 验 分 析 测 定 过 程 是 否 处 于 控 制 状 态 1 若 此 点 在 上 下 警 告 限 之 间 区 域, 则 测 定 过 程 处 于 控 制 状 态, 环 境 样 品 分 析 结 果 有 效 ; 2 如 果 此 点 超 出 上 述 区 域, 但 仍 处 于 上 下 控 制 限 之 间 的 区 域 内, 则 表 明 分 析 质 量 开 始 变 差, 可 能 存 在 失 控 倾 向, 应 进 行 初 步 检 查, 并 采 取 相 应 的 校 正 措 施, 此 时 环 境 样 品 的 结 果 仍 然 有 效 ; 3 若 此 点 落 在 上 下 控 制 限 以 外, 则 表 示 测 定 过 程 已 经 失 控, 应 立 即 查 明 原 因 并 予 以 纠 正, 该 批 环 境 样 品 的 分 析 结 果 无 效, 必 须 待 方 法 校 正 后 重 新 测 定 ; 4 若 遇 有 7 个 点 连 续 下 降 或 上 升 时, 则 表 示 测 定 过 程 有 失 控 倾 向, 应 立 即 查 明 原 因, 予 以 纠 正 ; 5 即 使 测 定 过 程 处 于 控 制 状 态, 尚 可 根 据 相 邻 几 点 的 分 布 趋 势 来 推 测 分 析 质 量 可 能 发 生 的 问 题 当 控 制 样 品 测 定 次 数 累 积 更 多 之 后, 应 利 用 这 些 结 果 和 原 始 结 果 一 起 重 新 计 算 总 体 均 值 标 准 偏 差, 再 校 正 原 来 的 控 制 图 (3) 均 数 - 极 差 控 制 图 的 绘 制 与 使 用 均 数 极 差 控 制 图 通 过 均 数 和 极 差 两 个 指 标 同 时 评 价 测 定 结 果 的 可 靠 性 在 使 用 均 数 极 差 控 制 图 时, 只 要 两 者 中 有 一 个 超 出 控 制 限, 即 认 为 是 失 控, 故 其 灵 敏 度 较 单 纯 的 均 数 图 或 极 差 图 高 均 数 极 差 控 制 图 的 绘 制 包 括 以 下 内 容 : 均 数 控 制 部 分 中 心 线 X 上 下 控 制 线 上 下 警 告 线 上 下 辅 助 线 极 差 控 制 图 部 分 上 控 制 线 D 4 R X ± A2 R 2 X ± A2 R 3 1 X ± A2 R 3 2 上 警 告 线 R + ( D4 R R) 3 1 上 辅 助 线 R + ( D4 R R) 3 下 控 制 线 D 3 R 系 数 A 2 D3 D4 可 从 表 2-13 查 出, 均 数 - 极 差 控 制 图 的 绘 制 与 均 数 控 制 图 绘 制 方 法 相 似 39

48 表 2-13 均 数 - 极 差 控 制 图 系 数 表 ( 每 次 测 n 个 平 行 样 ) 系 数 A D D 因 为 极 差 愈 小 愈 好, 故 极 差 控 制 图 部 分 没 有 下 警 告 限, 但 仍 有 下 控 制 限 在 使 用 过 程 中, 如 R 值 稳 定 下 降, 甚 至 R D 3 R ( 即 接 近 下 控 制 限 ); 则 表 明 测 定 精 密 度 已 有 提 高, 原 质 量 控 制 图 失 效, 应 根 据 新 的 测 定 值 重 新 计 算 x R 和 各 相 应 统 计 量, 改 绘 新 的 X R 图 [ 例 ] 累 积 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 银 法 测 定 砷 的 空 白 试 验 值 20 个, 并 根 据 公 式 计 算 出 20 个 样 品 的 平 均 空 白 值 及 标 准 偏 差 如 表 2-14 所 示 ; 绘 成 空 白 试 验 值 控 制 图, 如 图 2-3 所 示 其 中,UCL=0.022;UAL=O.014;UWL=0.018;CL=0.01 应 该 说 明 的 是 : 对 于 空 白 试 验 而 言, 空 白 值 越 低 越 好, 故 图 2-4 中 无 需 计 算 LAL LWL 及 LCL 另 外, 由 于 空 白 试 验 值 只 对 痕 量 分 析 有 严 重 影 响, 故 在 高 浓 度 的 废 水 分 析 中 没 有 必 要 应 用 此 控 制 图 表 2-14 测 得 的 空 白 实 验 值 (mg/l) 测 定 次 序 空 白 值 测 定 次 序 空 白 值 平 均 值 标 准 偏 差 [ 例 ] 累 积 双 硫 腙 法 测 汞 的 加 标 回 收 率 数 据 20 个, 根 据 公 式 计 算 总 体 均 数 X ; 及 标 准 偏 差 S 列 于 表 2-13 并 以 此 计 算 : 上 下 警 告 限 按 上 下 控 制 限 按 上 下 辅 助 线 按 X ± 2s 值 绘 制 ; X ± 3s 值 绘 制 ; X ± s 值 绘 制 将 表 2-15 的 数 据 绘 制 在 图 2-5 中 形 成 加 标 回 收 质 量 控 制 图 其 中 :UCI=110.12;UWL=106.78;UAL=103.44;CL=100.1;LAL=96.76 LWL=93.42;LCL=90.08 由 于 加 标 回 收 率 是 一 个 相 对 值, 在 较 高 的 浓 度 范 围 内 几 乎 不 受 试 样 浓 度 的 影 响, 故 此 图 适 用 的 浓 度 范 围 很 宽, 但 痕 量 分 析 的 浓 度 改 变 对 其 影 响 仍 较 大, 必 要 时 需 建 立 不 同 浓 度 范 围 的 质 量 控 制 图 40

49 表 2-15 测 汞 加 标 回 收 率 (%) 测 定 次 序 回 收 率 测 定 次 序 回 收 率 总 体 均 数 标 准 偏 差 L UCL(0.019) UW(0.016) UAL(0.013) CL(0.010) LCL 图 2-4 空 白 试 验 值 控 制 图 UCL UWL UAL CL LAL LWL LCL 图 2-5 加 标 回 收 质 量 控 制 图 三 实 验 室 间 质 量 控 制 实 验 室 间 质 量 控 制 的 目 的 是 检 查 各 实 验 室 是 否 存 在 系 统 误 差, 找 出 误 差 来 源, 提 高 监 测 水 平, 这 一 工 作 通 常 由 某 一 系 统 的 中 心 实 验 室 上 级 机 关 或 权 威 单 位 负 责 ( 一 ) 实 验 室 质 量 考 核 由 负 责 单 位 根 据 所 要 考 核 项 目 的 具 体 情 况, 制 订 具 体 实 施 方 案 (1) 考 核 方 案 的 内 容 有 : 质 量 考 核 测 定 项 目 ; 质 量 考 核 分 析 方 法 ; 质 量 考 核 参 加 单 位 ; 质 量 考 核 统 一 程 序 ; 质 量 考 核 结 果 评 定 (2) 考 核 内 容 有 : 分 析 标 准 样 品 或 统 一 样 品 测 定 加 标 样 品 测 定 空 白 平 行 核 查 检 测 下 限 测 定 标 准 系 列 检 查 相 关 系 数 和 计 算 回 归 方 程, 进 行 截 距 检 验 等 通 过 质 量 考 核, 41

50 最 后 由 负 责 单 位 综 合 实 验 室 的 数 据 进 行 统 计 处 理 后 作 出 评 价 予 以 公 布 各 实 验 室 可 以 从 中 发 现 所 有 存 在 问 题 并 及 时 纠 正 工 作 中 标 准 样 品 或 统 一 样 品 应 逐 级 向 下 分 发, 一 级 标 准 由 国 家 环 境 监 测 总 站 将 国 家 计 量 总 局 确 认 的 标 准 物 质 分 发 给 各 省 自 治 区 直 辖 市 的 环 境 监 测 中 心, 作 为 环 境 监 测 质 量 保 证 的 基 准 使 用 二 级 标 准 由 各 省 自 治 区 直 辖 市 的 环 境 监 测 中 心 按 规 定 配 制 并 检 验 证 明 其 浓 度 参 考 值 均 匀 度 和 稳 定 性, 并 经 国 家 环 境 监 测 总 站 确 认 后, 方 可 分 发 给 各 实 验 室 作 为 质 量 考 核 的 基 准 使 用 如 果 标 准 样 品 系 列 不 够 完 备 而 有 特 定 用 途 时, 各 省 自 治 区 直 辖 市 在 具 备 合 格 实 验 室 和 合 格 分 析 人 员 条 件 下, 可 自 行 配 所 需 的 统 一 样 品, 分 发 给 所 属 网 站, 供 质 量 保 证 活 动 使 用 各 级 标 准 样 品 或 统 一 样 品 均 应 在 规 定 要 求 的 条 件 下 保 存, 若 有 下 列 情 况 之 一 即 应 报 废 :1 超 过 稳 定 期 ;2 失 去 保 存 条 件 ;3 开 封 使 用 后 无 法 或 没 有 即 时 恢 复 原 封 装 而 不 能 继 续 保 存 者 为 了 减 少 系 统 误 差, 使 数 据 具 有 可 比 性, 在 进 行 质 量 控 制 时, 应 使 用 统 一 的 分 析 方 法, 首 先 应 从 国 家 ( 或 部 门 ) 规 定 的 标 准 方 法 之 中 选 定 当 根 据 具 体 情 况 需 选 用 标 准 方 法 以 外 的 其 他 分 析 方 法 时, 必 须 有 该 法 与 相 应 标 准 方 法 对 几 份 样 品 进 行 比 较 实 验, 按 规 定 判 定 无 显 著 性 差 异 后, 方 可 选 用 ( 二 ) 实 验 室 误 差 测 验 在 实 验 室 间 起 支 配 作 用 的 误 差 常 为 系 统 误 差, 为 检 查 实 验 室 间 是 否 存 在 系 统 误 差, 它 的 大 小 和 方 向 以 及 对 分 析 结 果 的 可 比 性 是 否 有 显 著 影 响, 可 不 定 期 地 对 有 关 实 验 室 进 行 误 差 测 验, 以 发 现 问 题 及 时 纠 正 测 验 的 方 法 是 将 两 个 浓 度 不 同 ( 分 别 为 X i Yi 两 者 相 差 约 ±5%), 但 很 类 似 的 样 品 同 时 分 发 给 各 实 验 室, 分 别 对 其 作 单 次 测 定 并 在 规 定 日 期 内 上 报 测 定 结 果 X i Y i 计 算 每 一 浓 度 的 均 值 X 和 Y, 在 方 格 坐 标 纸 上 画 出 X i X, 的 垂 直 线 和 Y i Y 值 的 水 平 线 将 各 实 验 室 测 定 结 果 (X Y) 点 在 图 中 通 过 零 点 和 X Y 值 交 点 画 一 直 线, 结 果 如 图 2-6 所 示, 此 图 叫 双 样 图, 可 以 根 据 图 形 判 断 实 验 室 存 在 的 误 差 Y Y X X Y Y X X (a) (b) 图 2-6 双 样 图 根 据 随 机 误 差 的 特 点, 在 各 点 应 分 别 高 于 或 低 于 平 均 值, 且 随 机 出 现 因 此, 如 各 实 42

51 验 室 间 不 存 在 系 统 误 差, 则 各 点 应 随 机 分 布 在 四 个 象 限, 即 大 致 成 一 个 以 代 表 两 均 值 的 直 线 交 点 为 中 心 的 圆 形, 如 图 2-6(a) 所 示 如 各 实 验 室 间 存 在 系 统 误 差, 则 实 验 室 测 定 值 双 双 偏 高 或 双 双 偏 低, 即 测 定 点 分 布 在 + + 或 - - 象 限 内, 形 成 一 个 与 纵 轴 方 向 约 成 45 度 倾 斜 的 椭 圆 形, 如 图 2-6(b) 所 示 根 据 此 椭 圆 形 的 长 轴 与 短 铀 之 差 及 其 位 置, 可 估 计 实 验 空 间 系 统 误 差 的 大 小 和 方 向 ; 根 据 各 点 的 分 散 程 度 来 估 计 各 实 验 室 间 的 精 密 度 和 准 确 度 如 将 数 据 进 一 步 作 误 差 分 析, 可 更 具 体 了 解 各 实 验 室 间 的 误 差 性 质 处 理 的 方 法 有 : 标 准 差 分 析 方 差 分 析 ( 三 ) 标 准 分 析 方 法 和 分 析 方 法 标 准 化 1. 标 准 分 析 方 法 一 个 项 目 的 测 定 往 往 有 多 种 可 供 选 择 的 分 析 方 法, 这 些 方 法 的 灵 敏 度 不 同, 对 仪 器 和 操 作 的 要 求 不 同 ; 而 且 由 于 方 法 的 原 理 不 同, 干 扰 因 素 也 不 同, 甚 至 其 结 果 的 表 示 涵 义 也 不 尽 相 同 当 采 用 不 同 方 法 测 定 同 一 项 目 时 就 会 产 生 结 果 不 可 比 的 问 题, 因 此 有 必 要 进 行 分 析 方 法 标 准 化 活 动 标 准 方 法 的 选 定 首 先 要 达 到 所 要 求 的 检 出 限 度, 其 次 能 提 供 足 够 小 的 随 机 和 系 统 误 差, 同 时 对 各 种 环 境 样 品 能 得 到 相 近 的 准 确 度 和 精 密 度, 当 然 也 要 考 虑 技 术 仪 器 的 现 实 条 件 和 推 广 的 可 能 性 标 准 分 析 方 法 又 称 分 析 方 法 标 准, 是 技 术 标 准 中 的 种, 是 权 威 机 构 对 某 项 分 析 所 作 的 统 一 规 定 的 技 术 准 则 和 各 方 面 共 同 遵 守 的 技 术 依 据, 它 必 须 满 足 以 下 条 件 : 1 按 照 规 定 的 程 序 编 制 ; 2 按 照 规 定 的 格 式 编 写 ; 3 方 法 的 成 熟 性 得 到 公 认 ; 4 由 权 威 机 构 审 批 和 发 布 编 制 和 推 行 标 准 分 析 方 法 的 目 的 是 为 了 保 证 分 析 结 果 的 重 复 性 再 现 性 和 准 确 性, 不 但 要 求 同 一 实 验 室 的 分 析 人 员 分 析 同 一 样 品 的 结 果 要 一 致, 而 且 要 求 不 同 实 验 室 的 分 析 人 员 分 析 同 一 样 品 的 结 果 也 要 一 致 2. 分 析 方 法 标 准 化 标 准 是 标 准 化 活 动 的 结 果, 标 准 化 工 作 是 一 项 具 有 高 度 政 策 性 经 济 性 技 术 性 严 密 性 和 连 续 性 的 工 作, 开 展 这 项 工 作 必 须 建 立 严 密 的 组 织 机 构 由 于 这 些 机 构 所 从 事 工 作 的 特 殊 性, 要 求 它 们 的 职 能 和 权 限 必 须 受 到 标 准 化 条 例 的 约 束 国 外 标 准 化 工 作 一 般 程 序 是 : 1 由 一 个 专 家 委 员 会 根 据 需 要 选 择 方 法, 确 定 准 确 度 精 密 度 和 检 测 限 指 标 2 专 家 委 员 会 指 定 一 个 任 务 组 ( 通 常 是 有 关 的 中 央 实 验 室 负 责 ) 任 务 组 负 责 设 计 实 验 方 案, 编 写 详 细 的 实 验 程 序, 制 备 和 分 发 实 验 样 品 和 标 准 物 质 3 任 务 组 负 责 抽 选 6~10 个 参 加 实 验 室, 其 任 务 是 熟 悉 任 务 组 提 供 的 实 验 步 骤 和 样 品, 并 按 任 务 要 求 进 行 测 定, 将 测 定 结 果 写 出 报 告, 交 给 任 务 组 4 任 务 组 整 理 各 实 验 室 报 告, 如 果 各 项 指 标 均 达 到 设 计 要 求, 则 上 报 权 威 机 构 出 版 公 布 ; 如 达 不 到 预 定 指 标, 需 修 正 实 验 方 案, 重 做 实 验, 直 到 达 到 预 定 指 标 为 止 ( 四 ) 监 测 实 验 室 间 的 协 作 试 验 协 作 试 验 是 指 为 了 一 个 特 定 的 目 的 和 按 照 预 定 的 程 序 所 进 行 的 合 作 研 究 活 动 协 作 试 43

52 验 可 用 于 分 析 方 法 标 准 化 标 准 物 质 浓 度 定 值 实 验 室 间 分 析 结 果 争 议 的 仲 裁 和 分 析 人 员 技 术 评 定 等 项 工 作 分 析 方 法 标 准 化 协 作 试 验 的 目 的, 是 为 了 确 定 拟 作 为 标 准 的 分 析 方 法 在 实 际 应 用 的 条 件 下 可 以 达 到 的 精 密 度 和 准 确 度, 制 定 实 际 应 用 中 分 析 误 差 的 允 许 界 限, 以 作 为 方 法 选 择 质 量 控 制 和 分 析 结 果 仲 裁 的 依 据 进 行 协 作 试 验 预 先 要 制 定 一 个 合 理 的 试 验 方 案, 并 应 注 意 下 列 因 素 : 1. 实 验 室 的 选 择 参 加 协 作 试 验 的 实 验 室 要 选 择 在 地 区 和 技 术 上 有 代 表 性, 并 具 备 参 加 协 作 试 验 的 基 本 条 件 如 分 析 人 员 分 析 设 备 等, 避 免 选 择 技 术 太 高 和 太 低 的 实 验 室, 实 验 室 数 目 以 多 为 好, 一 般 要 求 5 个 以 上 2. 分 析 方 法 选 择 成 熟 和 比 较 成 熟 的 方 法, 方 法 应 能 满 足 确 定 的 分 析 目 的, 并 已 写 成 了 较 严 谨 的 文 件 3. 分 析 人 员 参 加 协 作 试 验 的 实 验 室 应 指 定 具 有 中 等 技 术 水 平 的 分 析 人 员 参 加 工 作, 分 析 人 员 应 对 被 评 价 的 方 法 具 有 实 际 经 验 4. 实 验 设 备 参 加 的 实 验 室 要 尽 可 能 用 已 有 的 可 互 换 的 设 备 各 种 量 器 仪 器 等 按 规 定 校 准, 如 同 一 实 验 有 两 人 以 上 参 加, 除 专 用 设 备 外, 其 他 常 用 设 备 ( 如 天 平 玻 璃 器 皿 和 分 光 光 度 计 等 ) 不 得 共 用 5. 样 品 的 类 型 和 含 量 样 品 基 体 应 有 代 表 性, 在 整 个 试 验 期 间 必 须 均 匀 稳 定 由 于 精 密 度 往 往 与 样 品 中 被 测 物 质 浓 度 水 平 有 关, 一 般 至 少 要 包 括 高 中 低 三 种 浓 度 如 要 确 定 精 密 度 随 浓 度 变 化 的 回 归 方 程, 且 至 少 要 使 用 5 种 不 同 浓 度 的 样 品 只 向 参 加 实 验 室 分 送 必 需 的 样 品 量, 不 得 多 余, 样 品 中 待 测 物 质 含 量 不 应 恰 为 整 数 或 一 系 列 有 规 则 的 数, 作 为 商 品 或 浓 度 值 已 为 人 们 知 道 的 标 准 物 质 不 宜 作 为 方 法 标 准 化 协 作 试 验 或 考 核 人 员 的 样 品, 使 用 密 码 样 品 可 避 免 习 惯 性 偏 差 6. 分 析 时 间 和 测 定 次 数 同 一 名 分 析 人 员 至 少 要 在 两 个 不 同 的 时 间 进 行 同 一 样 品 的 重 复 分 析 一 次 平 行 测 定 的 平 行 样 数 目 不 得 少 于 两 个 每 个 实 验 室 对 每 种 含 量 的 样 品 的 总 测 定 次 数 不 应 少 于 6 次 7. 协 作 试 验 中 质 量 控 制 在 正 式 分 析 以 前 要 分 发 类 型 相 似 的 已 知 样, 让 分 析 人 员 进 行 操 作 练 习, 取 得 必 要 的 经 验, 以 检 查 和 消 除 实 验 室 的 系 统 误 差 协 作 试 验 设 计 不 同, 数 据 处 理 的 方 法 也 不 尽 相 同, 其 步 骤 是 : 1 整 理 原 始 数 据, 汇 总 成 便 于 计 算 的 表 格 2 核 查 数 据 并 进 行 离 群 值 检 验 3 计 算 精 密 度, 并 进 行 精 密 度 与 含 量 之 间 相 关 性 检 验 4 计 算 允 许 差 5 计 算 准 确 度 44

53 思 考 题 : 1. 监 测 质 量 控 制 包 括 那 些 方 面, 要 点 是 什 么? 2. 什 么 是 基 体 效 应? 为 什 么 在 环 境 监 测 中 必 须 考 虑 基 体 效 应 的 影 响? 采 用 什 么 方 法 消 除 基 体 效 应? 3. 实 验 室 管 理 制 度 主 要 有 哪 些? 对 环 境 监 测 质 量 控 制 有 何 积 极 意 义? 4. 监 测 实 验 室 间 协 作 试 验 的 目 的 是 什 么? 5. 什 么 是 准 确 度? 什 么 是 精 密 度? 如 何 表 示? 在 监 测 质 量 管 理 中 有 何 作 用? 6. 环 境 监 测 误 差 产 生 的 原 因 有 哪 些? 怎 样 减 少 这 些 误 差? 7. 监 测 质 量 控 制 图, 在 监 测 工 作 中 起 什 么 作 用? 8. 滴 定 管 的 一 次 读 数 误 差 是 ±0.01ml, 如 果 滴 定 时 用 去 标 准 溶 液 2.50ml, 则 相 对 误 差 为 多 少? 如 果 滴 定 时 用 去 标 准 溶 液 为 25.10ml, 相 对 误 差 又 为 多 少? 分 析 两 次 测 定 的 相 对 误 差, 能 够 说 明 什 么 问 题? 9. 有 一 组 测 量 数 值 从 小 到 大 顺 序 排 列 为 : , 若 置 信 度 为 95%, 试 检 验 最 小 值 和 最 大 值 是 否 为 离 群 值? 10. 某 含 铅 控 制 水 样, 累 积 测 定 20 个 平 行 样, 其 结 果 如 下 表, 试 作 该 水 样 的 均 值 控 制 图 并 说 明 在 质 量 控 制 时 如 何 使 用 此 图 序 号 x i (mg/l) 序 号 x i (mg/l) 序 号 x i (mg/l) 浓 度 为 0.05mg/L 的 铅 标 准 液, 每 天 分 析 平 行 样 一 次, 连 续 20 次, 数 据 如 下, 作 均 值 - 极 差 ( x -R) 控 制 图 吸 光 度 (A) 吸 光 度 (A) 序 号 平 行 样 1# 平 行 样 2# x R 序 号 平 行 样 1# 平 行 样 2# x R

54 第 三 章 水 体 监 测 知 识 目 标 : 了 解 水 体 污 染 物 的 种 类 特 点 及 水 质 标 准 熟 悉 水 体 监 测 方 案 的 制 定 掌 握 水 样 的 采 集 运 输 和 保 存 的 主 要 方 法 掌 握 水 样 的 主 要 预 处 理 方 法 掌 握 主 要 水 质 项 目 的 监 测 分 析 方 法 能 力 目 标 : 能 够 制 定 水 体 监 测 方 案 能 够 对 水 体 主 要 水 质 项 目 进 行 监 测 第 一 节 概 述 一 水 体 与 水 体 污 染 ( 一 ) 水 体 1. 水 体 的 概 念 : 水 体 是 指 河 流 湖 泊 沼 泽 地 区 分 时, 地 表 贮 水 体 可 分 为 海 洋 水 体 和 陆 地 水 体 ; 陆 地 水 体 又 可 分 为 地 表 水 体 和 地 下 水 体 按 区 域 划 分 的 水 体, 是 指 某 一 具 体 的 被 水 覆 盖 的 地 段, 如 太 湖 洞 庭 湖, 鄱 阳 湖, 是 三 个 不 同 的 水 体, 但 按 陆 地 水 体 类 型 划 分, 它 们 同 属 于 湖 泊 又 如 长 江 黄 河 珠 江, 它 们 同 为 河 流, 而 按 区 域 划 分, 则 分 属 于 三 个 流 域 的 下 水 冰 川 海 洋 等 地 表 贮 水 体 的 总 称 从 自 然 地 理 角 度 来 看, 水 体 是 指 地 表 水 覆 盖 地 段 的 自 然 综 合 体, 在 这 个 综 合 体 中, 不 仅 有 水, 而 且 还 包 括 水 中 的 悬 浮 物 及 底 泥 水 生 生 物 等 2. 水 体 的 分 类 : 水 体 可 以 按 类 型 区 分, 也 可 以 按 区 域 区 分 按 类 型 区 分 时, 地 表 贮 水 体 可 分 为 海 洋 水 体 和 陆 地 水 体 ; 陆 地 水 体 又 可 分 为 地 表 水 体 和 地 下 水 体 按 区 域 划 分 的 水 体, 是 指 某 一 具 体 的 被 水 覆 盖 的 地 段, 如 太 湖 洞 庭 湖, 鄱 阳 湖, 是 三 个 不 同 的 水 体, 但 按 陆 地 水 体 类 型 划 分, 它 们 同 属 于 湖 泊 又 如 长 江 黄 河 珠 江, 它 们 同 为 河 流, 而 按 区 域 划 分, 则 分 属 于 三 个 流 域 的 三 条 水 系 ( 二 ) 水 体 污 染 1. 水 体 污 染 及 水 体 污 染 物 的 概 念 : (1) 水 体 污 染 : 是 指 排 入 水 体 的 污 染 物 在 数 量 上 超 过 了 该 物 质 在 水 体 中 的 本 底 含 量 和 水 体 的 环 境 容 量, 从 而 导 致 水 体 的 物 理 特 征 化 学 特 征 和 生 物 特 征 发 生 不 良 变 化, 破 坏 了 水 中 固 有 的 生 态 系 统, 破 坏 了 水 体 的 功 能, 从 而 影 响 水 的 有 效 利 用 和 使 用 价 值 的 现 象 (2) 水 体 污 染 物 : 引 起 水 体 污 染 的 物 质 叫 水 体 污 染 物 2. 水 体 污 染 的 分 类 : 46

55 水 体 污 染 分 为 二 类, 一 类 是 自 然 污 染, 另 一 类 是 人 为 污 染 自 然 污 染 主 要 是 指 自 然 的 原 因 造 成 的, 由 于 自 然 污 染 所 产 生 的 有 害 物 质 的 含 量 一 般 称 为 自 然 本 底 值 或 背 景 值 人 为 污 染 即 指 人 为 因 素 造 成 的 水 体 污 染 人 为 污 染 是 水 体 污 染 的 主 要 原 因 污 染 物 进 入 水 体 后, 发 生 两 个 相 互 关 联 的 过 程 : 一 是 水 体 污 染 恶 化 过 程, 二 是 水 体 污 染 的 净 化 过 程 水 体 污 染 恶 化 过 程 包 括 以 下 几 个 过 程 (1) 溶 解 氧 下 降 过 程 排 入 水 体 中 的 有 机 物, 在 好 氧 细 菌 的 作 用 下, 复 杂 的 有 机 物 被 分 解 为 简 单 的 有 机 物 直 至 转 化 为 无 机 物, 要 消 耗 大 量 溶 解 氧, 使 水 体 中 溶 解 氧 下 降, 水 质 恶 化 水 体 底 部 多 为 厌 氧 条 件, 底 泥 中 的 有 机 物 在 厌 氧 细 菌 的 作 用 下 产 生 出 硫 化 氢 甲 烷 等 还 原 性 气 体, 水 质 恶 化 水 体 中 溶 解 氧 的 下 降, 威 胁 水 生 生 物 的 生 存 (2) 水 生 生 态 平 衡 破 坏 过 程 由 于 水 体 中 溶 解 氧 的 下 降, 营 养 物 质 增 多, 使 耐 污 耐 毒 喜 肥 的 低 等 水 生 动 物 植 物 大 量 繁 殖 鱼 类 等 高 等 水 生 生 物 迁 移 死 亡 当 水 体 中 溶 解 氧 低 于 3mg/L 时, 就 会 引 起 鱼 类 窒 息 死 亡 因 此 ; 渔 业 水 体 中 溶 解 氧 (DO) 不 得 低 于 3 mg/l 如 鲤 鱼 要 求 溶 解 为 6-8mg/L, 青 鱼 草 鱼 鲢 鱼 等 均 要 求 溶 解 氧 保 持 在 5mg/L 以 上 (3) 低 毒 变 高 毒 过 程 由 于 水 体 中 ph 值 氧 化 还 原 有 机 负 荷 等 条 件 的 改 变 多 使 低 毒 化 合 物 转 化 为 高 毒 化 合 物 如 三 价 铬 五 价 砷 无 机 汞 可 转 化 为 更 毒 的 六 价 铬 三 价 砷 甲 基 汞 (4) 低 浓 度 向 高 浓 度 转 化 过 程 由 于 物 理 堆 积 和 生 物 富 集 作 用, 使 低 浓 度 向 高 浓 度 转 化 如 重 金 属 难 分 解 有 机 物 营 养 物 向 底 泥 的 积 累 过 程, 使 底 泥 的 污 染 物 浓 度 升 高 由 于 生 物 的 食 物 链 作 用, 使 污 染 物 在 鱼 类 或 其 它 水 生 生 物 体 里 富 集, 造 成 污 染 物 的 高 浓 度 ( 三 ) 水 体 中 主 要 污 染 物 水 体 污 染 物 常 根 据 其 性 质 的 不 同 可 分 为 化 学 物 理 和 生 物 性 污 染 物 三 大 类 1. 化 学 性 污 染 物 (1) 无 机 无 毒 污 染 物 污 水 中 的 无 机 无 毒 物 质 大 致 可 以 分 为 三 种 类 型 : 一 是 属 于 砂 粒 矿 渣 一 类 的 颗 粒 状 的 物 质, 二 是 酸 碱 和 无 机 盐 类, 三 是 氮 磷 等 营 养 物 质 1 颗 粒 状 污 染 物 砂 粒 土 粒 及 矿 渣 一 类 的 污 染 物 质 和 有 机 性 颗 粒 的 污 染 物 质 混 在 一 起 统 称 悬 浮 物 或 悬 浮 固 体 由 于 悬 浮 固 体 在 污 水 中 是 能 看 到 的, 而 且 它 能 使 水 混 浊, 因 此, 悬 浮 物 属 于 感 官 性 的 污 染 指 标 悬 浮 物 是 水 体 的 主 要 污 染 物 之 一 水 体 被 悬 浮 物 污 染, 可 能 造 成 以 下 主 要 危 害 : a. 大 大 降 低 光 的 穿 透 能 力, 减 少 了 水 生 植 物 的 光 合 作 用 并 妨 碍 水 体 的 自 净 作 用 b. 对 鱼 类 产 生 危 害, 可 能 堵 塞 鱼 鳃, 导 致 鱼 的 死 亡 制 浆 造 纸 废 水 中 的 纸 浆 对 此 最 为 明 显 c. 水 中 的 悬 浮 物 又 可 能 是 各 种 污 染 物 的 载 体, 它 可 能 吸 附 一 部 分 水 中 的 污 染 物 并 随 水 47

56 流 动 而 迁 移 2 酸 碱 和 无 机 盐 类 污 染 物 水 体 中 的 酸 主 要 来 自 矿 山 排 水 和 工 业 废 水, 其 它 如 金 属 加 工 酸 洗 车 间 黏 胶 纤 维 染 料 及 酸 法 造 纸 等 工 业 都 排 放 酸 性 废 水 水 体 中 的 碱 主 要 来 源 于 碱 法 造 纸 化 学 纤 维 制 碱 制 革 及 炼 油 等 工 业 废 水 酸 性 废 水 与 碱 性 废 水 相 互 中 和 产 生 各 种 盐 类, 它 们 与 地 表 物 质 相 互 反 应, 也 可 能 生 成 无 机 盐 类, 因 此 酸 与 碱 的 污 染 必 然 伴 随 着 无 机 盐 类 的 污 染 水 体 被 酸 碱 和 无 机 盐 类 污 染 物 污 染 后, 可 能 造 成 以 下 主 要 危 害 : a. 酸 碱 污 染 水 体, 使 水 体 的 ph 值 发 生 变 化, 腐 蚀 船 舶 和 水 下 建 筑, 破 坏 自 然 缓 冲 作 用, 消 灭 或 抑 制 微 生 物 生 长, 妨 碍 水 体 自 净, 如 长 期 遭 受 酸 碱 污 染, 水 质 逐 渐 恶 化 周 围 土 壤 酸 化, 危 害 渔 业 生 产 b. 酸 碱 污 染 不 仅 能 改 变 水 体 的 ph 值, 而 且 可 大 大 增 加 水 中 的 一 般 无 机 盐 类 和 水 的 硬 度 c. 水 中 无 机 盐 的 存 在 能 增 加 水 的 渗 透 压, 对 淡 水 生 物 和 植 物 生 长 不 利 水 体 的 硬 度 增 加, 使 工 业 用 水 的 水 处 理 费 用 提 高 3 氮 磷 等 营 养 物 质 营 养 物 质 是 指 促 使 水 中 植 物 生 长, 从 而 加 速 水 体 富 营 养 化 的 各 种 物 质, 主 要 指 氮 和 磷 污 水 中 的 氮 可 分 为 有 机 氮 和 无 机 氮 两 类 前 者 是 含 氮 化 合 物, 如 蛋 白 质 多 肽 氨 基 酸 和 脲 素 等, 后 者 指 氨 氮 亚 硝 酸 态 氮 硝 酸 态 氮 等, 它 们 中 大 部 分 直 接 来 自 污 水, 但 也 有 一 部 分 是 有 机 氮 经 微 生 物 分 解 转 化 而 形 成 城 市 生 活 污 水 中 含 有 丰 富 的 氮 磷, 粪 便 是 生 活 污 水 中 氮 的 主 要 来 源 由 于 使 用 含 磷 洗 涤 剂, 所 以 在 生 活 污 水 中 也 含 有 大 量 的 磷 另 外 未 被 植 物 吸 收 利 用 的 化 肥 绝 大 部 分 被 农 田 排 水 和 地 表 径 流 带 至 地 下 水 和 地 表 水 中, 农 业 废 弃 物 ( 植 物 秸 杆 牲 畜 粪 便 等 ) 也 是 水 体 中 氮 化 合 物 的 主 要 来 源 植 物 营 养 物 污 染 的 危 害 是 水 体 富 营 养 化, 如 果 氮 磷 等 植 物 营 养 物 质 大 量 而 连 续 地 进 入 湖 泊 水 库 及 海 湾 等 缓 流 水 体, 将 促 进 各 种 水 生 生 物 的 活 性, 刺 激 藻 类 的 异 常 繁 殖, 这 样 就 带 来 一 系 列 严 重 的 后 果 藻 类 在 水 体 中 占 据 的 空 间 越 来 越 大, 减 小 了 鱼 类 活 动 的 空 间 藻 类 过 度 生 长 繁 殖, 造 成 水 体 中 溶 解 氧 的 急 剧 变 化, 藻 类 的 呼 吸 作 用 和 死 亡 藻 类 的 分 解 作 用 消 耗 大 量 的 氧, 使 水 体 处 于 缺 氧 状 态, 影 响 鱼 类 生 存 严 重 的 还 可 能 导 致 水 草 丛 生, 湖 泊 退 化, 近 海 则 形 成 大 面 积 赤 潮 (2) 无 机 有 毒 污 染 物 无 机 有 毒 染 物 主 要 是 重 金 属 等 有 潜 在 长 期 不 良 影 响 的 物 质 及 氰 化 物 等 重 金 属 污 染 系 指 我 国 污 水 综 合 排 放 标 准 (GB ) 规 定 的 第 一 类 污 染 物 中 的 汞 烷 基 汞 总 镉 总 铬 六 价 铬 总 砷 总 铅 总 镍 及 第 二 类 污 染 中 的 铜 锌 锰 等 金 属 的 污 染 重 金 属 在 自 然 界 分 布 很 广 泛, 在 自 然 环 境 的 各 部 分 均 存 在 着 本 底 含 量, 正 常 的 天 然 水 中 重 金 属 含 量 均 很 低, 如 汞 的 含 量 介 于 10-3 ~10-2 mg/l 量 级 之 间 化 石 燃 料 的 燃 烧 采 48

57 矿 和 冶 炼 是 向 环 境 释 放 重 金 属 的 最 主 要 污 染 源 重 金 属 污 染 物 在 水 体 中 可 以 氢 氧 化 物 硫 化 物 硅 酸 盐 配 位 化 合 物 或 离 子 状 态 存 在, 其 毒 性 以 离 子 态 最 为 严 重 ; 重 金 属 不 能 被 生 物 降 解, 有 时 还 可 转 化 为 极 毒 的 物 质, 如 无 机 汞 转 化 为 甲 基 汞 ; 且 大 多 数 重 金 属 离 子 能 被 富 集 于 生 物 体 内, 通 过 食 物 链 危 害 人 类 水 体 中 氰 化 物 主 要 来 源 于 电 镀 废 水 焦 炉 和 高 炉 的 煤 气 洗 涤 冷 却 水 某 些 化 工 厂 的 含 氰 废 水 及 金 银 选 矿 废 水 等 氰 化 物 是 剧 毒 物 质, 急 性 中 毒 抑 制 细 胞 呼 吸, 造 成 人 体 组 织 严 重 缺 氧, 氰 对 许 多 生 物 有 害, 能 毒 死 水 中 微 生 物, 妨 碍 水 体 自 净 (3) 有 机 无 毒 污 染 物 ( 需 氧 有 机 污 染 物 ) 生 活 污 水 牲 畜 污 水 以 及 屠 宰 肉 类 加 工 罐 头 等 食 品 工 业 制 革 造 纸 等 工 业 废 水 中 所 含 碳 水 化 合 物 蛋 白 质 脂 肪 等 有 机 物 可 在 微 生 物 的 作 用 下 进 行 分 解, 在 分 解 过 程 中, 需 要 消 耗 氧 气, 故 称 之 为 需 氧 有 机 物 如 果 这 类 有 机 物 排 入 水 体 过 多, 将 会 大 量 消 耗 水 体 中 的 溶 解 氧, 造 成 缺 氧, 从 而 影 响 水 中 鱼 类 和 其 它 水 生 生 物 的 生 长 水 中 溶 解 氧 耗 尽 后, 有 机 物 将 进 行 厌 氧 分 解 而 产 生 大 量 硫 化 氢 氨 硫 醇 等 难 闻 物 质, 使 水 质 变 黑 发 臭, 使 水 质 进 一 步 恶 化 需 氧 污 染 物 是 目 前 水 体 中 量 最 大 最 经 常 和 面 最 广 的 一 种 污 染 物 质 (4) 有 机 有 毒 污 染 物 水 体 中 有 机 有 毒 污 染 物 的 种 类 很 多, 大 多 属 于 人 工 合 成 的 有 机 物 质, 如 农 药 (DDT 六 六 六 等 有 机 氯 农 药 ) 醛 酮 酚 以 及 多 氯 联 苯 多 环 芳 烃 芳 香 族 氨 基 化 合 物 等, 这 类 物 质 主 要 来 源 于 石 油 化 学 工 业 的 合 成 生 产 过 程 及 有 关 的 产 品 使 用 过 程 中 排 放 出 的 废 水 这 类 污 染 物 大 多 比 较 稳 定, 不 易 被 微 生 物 降 解, 所 以 又 称 为 难 降 解 有 机 污 染 物 如 有 机 农 药 在 环 境 中 的 半 衰 期 为 十 几 年 到 几 十 年, 它 们 都 危 害 人 体 健 康, 有 些 还 具 有 致 癌 致 畸 致 遗 传 变 异 作 用 如 多 氯 联 苯 是 较 强 的 致 癌 物 质, 水 生 生 物 对 有 机 氯 农 药 有 很 强 的 富 集 能 力, 在 水 生 生 物 体 内 的 有 机 氯 农 药 含 量 可 比 水 中 含 量 高 几 千 到 几 百 万 倍, 通 过 食 物 链 进 入 人 体, 达 到 一 定 浓 度 后, 显 示 出 对 人 体 的 毒 害 作 用 (5) 石 油 类 污 染 物 近 年 来, 石 油 及 石 油 类 制 品 对 水 体 的 污 染 比 较 突 出, 在 石 油 开 采 运 输 炼 制 和 使 用 过 程 中, 排 出 的 废 油 和 含 油 废 水 使 水 体 遭 受 污 染 石 油 化 工 机 械 制 造 行 业 排 放 的 废 水 也 含 有 各 种 油 类 石 油 进 入 海 洋 后 不 仅 影 响 海 洋 生 物 的 生 长 降 低 海 滨 环 境 的 使 用 价 值 破 坏 海 岸 设 施, 还 可 能 影 响 局 部 地 区 的 水 文 气 象 条 件 和 降 低 海 洋 的 自 净 能 力 2. 物 理 性 污 染 物 (1) 热 污 染 因 能 源 的 消 费 而 引 起 环 境 增 温 效 应 的 污 染 叫 热 污 染 水 体 热 污 染 主 要 来 源 于 工 矿 企 业 向 江 河 排 放 的 冷 却 水 其 中 以 电 力 工 业 为 主, 其 次 是 冶 金 化 工 石 油 建 材 机 械 等 工 业, 如 一 般 以 煤 为 燃 料 的 大 电 站 通 常 只 有 40% 的 热 能 转 变 为 电 能, 剩 余 的 热 能 则 随 冷 却 水 带 走 进 入 水 体 或 大 气 49

58 热 污 染 致 使 水 体 水 温 升 高, 增 加 水 体 中 化 学 反 应 速 率, 会 使 水 体 中 有 毒 物 质 对 生 物 的 毒 性 提 高, 如 当 水 温 从 8 升 高 到 18 时, 氰 化 钾 对 鱼 类 的 毒 性 提 高 一 倍 ; 水 温 升 高 会 降 低 水 生 生 物 的 繁 殖 率, 此 外 水 温 升 高 可 使 一 些 藻 类 繁 殖 加 快, 加 速 水 体 富 营 养 化 的 过 程, 使 水 体 中 溶 解 氧 下 降, 破 坏 水 体 的 生 态 和 影 响 水 体 的 使 用 价 值 (2) 放 射 性 污 染 水 中 所 含 有 的 放 射 性 核 素 构 成 一 种 特 殊 的 污 染, 它 们 总 称 放 射 性 污 染 核 武 器 试 验 是 全 球 放 射 性 污 染 的 主 要 来 源, 原 子 能 工 业 特 别 是 原 子 能 电 力 工 业 的 发 展 致 使 水 体 的 放 射 性 物 质 含 量 日 益 增 高, 铀 矿 开 采 提 炼 转 化 浓 缩 过 程 均 产 生 放 射 性 废 水 和 废 物 污 染 水 体 最 危 险 的 放 射 性 物 质 有 锶 (90), 铯 (132) 等, 这 些 物 质 半 衰 期 长, 化 学 性 能 与 组 织 人 体 的 主 要 元 素 钙 和 钾 相 似, 经 水 和 食 物 进 入 人 体 后, 能 在 一 定 部 位 积 累, 从 而 增 加 人 体 的 放 射 线 辐 射, 严 重 时 可 引 起 遗 传 变 异 或 癌 症 3. 生 物 性 污 染 物 各 种 病 菌 病 毒 等 致 病 微 生 物 寄 生 虫 等 都 属 于 生 物 性 污 染 物, 它 们 主 要 来 自 生 活 污 水 医 院 污 水 制 革 屠 宰 及 畜 牧 污 水 生 物 性 污 染 物 的 特 点 是 数 量 大 分 布 广 存 活 时 间 长 繁 殖 速 度 快, 易 产 生 抗 药 性 一 般 的 污 水 处 理 不 能 彻 底 消 灭 微 生 物, 这 类 微 生 物 进 入 人 体 后, 一 旦 条 件 适 合, 会 引 起 疾 病 常 见 的 病 菌 有 大 肠 杆 菌 绿 脓 杆 菌 等 ; 病 毒 有 肝 炎 病 毒 感 冒 病 毒 等 ; 寄 生 虫 有 血 吸 虫 蛔 虫 等 对 于 人 类, 上 述 病 原 微 生 物 引 起 传 染 病 的 发 病 率 和 死 亡 率 都 很 高 水 质 监 测 中 常 用 细 菌 总 数 和 大 肠 杆 菌 总 数 作 为 致 病 微 生 物 污 染 的 衡 量 指 标 二 水 质 与 水 质 指 标 水 广 泛 应 用 于 工 农 业 生 产 和 人 民 生 活 之 中 人 们 在 利 用 水 时, 要 求 水 必 须 符 合 一 定 的 质 量 由 于 水 中 含 有 各 种 成 分, 其 含 量 不 同 时, 水 的 感 观 性 状 ( 色 臭 浑 浊 度 等 ), 物 理 化 学 性 质 ( 温 度 ph 电 导 率, 放 射 性 硬 度 等 ), 生 物 组 成 ( 种 类 数 量 形 态 等 ) 和 底 质 情 况 也 就 不 同 水 质 : 由 水 和 水 中 所 含 的 杂 质 共 同 表 现 出 来 的 综 合 特 性 即 为 水 质 水 质 指 标 : 描 述 水 质 质 量 的 参 数 就 是 水 质 指 标 水 质 指 标 数 目 繁 多, 因 用 途 的 不 同 而 各 异, 根 据 杂 质 的 性 质 不 同 可 分 为 物 理 性 水 质 指 标 化 学 性 水 质 指 标 和 生 物 性 水 质 指 标 三 大 类 ( 一 ) 物 理 性 水 质 指 标 1. 感 观 物 理 性 状 指 标 : 如 温 度 色 度 浑 浊 度 2. 其 它 物 理 性 指 标 : 如 悬 浮 物 电 导 率 放 射 性 等 ( 二 ) 化 学 性 水 质 指 标 1. 一 般 化 学 性 水 质 指 标 : 如 ph 硬 度 各 种 阳 离 子 含 盐 量 一 般 有 机 物 等 50

59 2. 有 毒 的 化 学 性 水 质 指 标 : 如 各 种 重 金 属 氰 化 物 多 环 芳 烃 各 种 农 药 等 3. 氧 平 衡 指 标 : 如 溶 解 氧 (DO) 化 学 需 氧 量 (COD) 生 化 需 氧 量 (BOD) 总 需 氧 量 (TOD) 等 ( 三 ) 生 物 学 水 质 指 标 一 般 包 括 细 菌 总 数 总 大 肠 菌 群 数 各 种 病 原 细 菌 病 毒 等 三 水 质 监 测 的 对 象 和 目 的 水 质 监 测 可 分 为 环 境 水 体 监 测 可 水 污 染 源 监 测 环 境 水 体 包 括 地 表 水 ( 江 河 湖 库 海 洋 等 ) 和 地 下 水 ; 水 污 染 源 包 括 生 活 污 水 医 院 污 水 及 各 种 废 水 对 他 们 进 行 监 测 的 目 的 可 概 括 为 以 下 几 个 方 面 : 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 体 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 它 排 放 源 排 放 的 各 种 废 水 进 行 监 视 性 监 测, 为 污 染 源 管 理 及 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 四 水 环 境 标 准 水 的 用 途 很 广, 无 论 是 作 为 生 活 饮 用 水 工 业 用 水 农 业 灌 溉 用 水 或 是 渔 业 用 水 等 用 途, 都 有 一 定 的 水 质 要 求 由 于 用 途 不 同, 必 须 建 立 起 相 应 的 物 理 化 学 生 物 学 的 质 量 标 准, 对 水 中 的 杂 质 加 以 一 定 的 限 制, 这 就 是 水 质 的 标 准 水 质 标 准 包 括 水 环 境 质 量 标 准 和 排 放 标 准 ( 一 ) 水 环 境 质 量 标 准 我 国 已 颁 布 的 水 环 境 质 量 标 准 有 地 表 水 环 境 质 量 标 准, 海 水 水 质 标 准, 生 活 饮 用 水 卫 生 标 准, 渔 业 水 质 标 准, 景 观 娱 乐 用 水 水 质 标 准, 农 田 灌 溉 水 质 标 准, 地 下 水 质 量 标 准 等 本 节 以 地 表 水 环 境 质 量 标 准 为 例 介 绍 水 环 境 质 量 标 准 地 表 水 环 境 质 量 标 准 (GB ) 本 标 准 将 标 准 项 目 分 为 : 地 表 水 环 境 质 量 标 准 基 本 项 目 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 补 充 项 目 和 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 特 定 项 目 地 表 水 环 境 质 量 标 准 基 本 项 目 适 用 于 全 国 江 河 湖 泊 运 河 渠 道 水 库 等 具 有 使 用 功 能 的 地 表 水 水 域 ; 集 中 式 生 活 引 用 水 地 表 水 源 地 补 充 项 目 和 特 定 项 目 适 用 于 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 一 级 保 护 区 和 二 级 保 护 区 集 中 式 生 活 引 用 水 地 表 水 源 地 特 定 项 目 由 县 级 以 上 人 民 政 府 环 境 保 护 行 政 主 管 部 根 据 本 地 区 地 表 水 水 质 特 点 和 环 境 管 理 的 需 要 进 行 选 择, 集 中 式 生 活 引 用 水 地 表 水 源 地 补 充 项 目 和 选 择 确 定 的 特 定 项 目 作 为 基 本 项 目 的 补 充 指 标 51

60 本 标 准 项 目 共 计 109 项, 其 中 地 表 水 环 境 质 量 标 准 基 本 项 目 24 项, 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 补 充 项 目 5 项, 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 特 定 项 目 80 项 1. 标 准 适 用 范 围 (1) 本 标 准 按 照 地 表 水 环 境 功 能 分 类 和 保 护 目 标, 规 定 了 水 环 境 质 量 应 控 制 的 项 目 及 限 值, 以 及 水 质 评 价 水 质 项 目 的 分 析 方 法 和 标 准 的 实 施 与 监 督 (2) 本 标 准 适 用 于 中 华 人 民 共 和 国 领 域 内 江 河 湖 泊 运 河 渠 道 水 库 等 具 有 使 用 功 能 地 表 水 水 域 具 有 特 定 功 能 的 水 域, 执 行 相 应 的 专 业 用 水 水 质 标 准 2. 水 域 功 能 和 标 准 分 类 依 据 地 表 水 水 域 环 境 功 能 和 保 护 目 标, 按 功 能 高 低 依 次 划 分 为 五 类 : I 类 主 要 适 用 于 源 头 水 国 家 自 然 保 护 区 ; Ⅱ 类 主 要 适 用 于 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 一 级 保 护 区 珍 稀 水 生 生 物 栖 息 地 鱼 类 产 卵 场 仔 稚 幼 鱼 的 索 饵 场 等 ; Ⅲ 类 主 要 适 用 于 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 二 级 保 护 区 鱼 虾 类 越 冬 场 洄 游 通 道 产 养 殖 区 等 渔 业 水 域 及 游 泳 区 ; Ⅳ 类 主 要 适 用 于 一 般 工 业 用 水 区 及 人 体 非 直 接 接 触 的 娱 乐 用 水 区 ; V 类 主 要 适 用 于 农 业 用 水 区 及 一 般 景 观 要 求 水 域 对 应 地 表 水 上 述 五 类 水 域 功 能, 将 地 表 水 环 境 质 量 标 准 基 本 项 目 标 准 值 分 为 五 类, 不 同 能 类 别 分 为 执 行 相 应 类 别 的 标 准 值 水 域 功 能 类 别 高 的 标 准 值 严 于 水 域 功 能 类 别 低 的 标 值 同 一 水 域 兼 有 多 类 使 用 功 能 的, 执 行 最 高 功 能 类 别 对 应 的 标 准 值 实 现 水 域 功 能 与 功 能 类 别 标 准 为 同 一 含 义 3. 标 准 值 (1) 地 表 水 环 境 质 量 标 准 基 本 项 目 标 准 限 制 见 表 3-1 (2) 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 补 充 项 目 标 准 限 值 见 表 3-2 (3) 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 特 定 项 目 标 准 限 值 见 表 3-3 表 3-1 地 表 水 环 境 质 量 标 准 基 本 项 目 标 准 限 值 单 位 :mg/l 序 号 标 准 值 分 类 项 目 I 类 Ⅱ 类 Ⅲ 类 Ⅳ 类 V 类 1 水 温 ( ) 人 为 造 成 的 环 境 水 温 变 化 应 限 制 在 : 周 平 均 最 大 温 升 1 周 平 均 最 大 温 降 2 2 ph 值 ( 无 量 纲 ) 溶 解 氧 饱 和 率 90% ( 或 7.5) 高 锰 酸 盐 指 数 化 学 需 氧 量 (COD) 五 日 生 化 需 氧 量 (BOD 5 ) 氨 氮 (NH 3 -N) 总 磷 ( 以 P 计 ) ( 湖 库 0.01) ( 湖 库 0.025) ( 湖 库 0.05) ( 湖 库 0.1) ( 湖 库 0.2) 9 总 氮 ( 湖 库 以 N 计 ) 铜

61 序 号 标 准 值 分 类 项 目 I 类 Ⅱ 类 Ⅲ 类 Ⅳ 类 V 类 11 锌 氟 化 物 ( 以 F ) 硒 砷 汞 镉 铬 ( 六 价 ) 铅 氰 化 物 挥 发 酚 石 油 类 阴 离 子 表 面 活 性 剂 硫 化 物 粪 大 肠 菌 群 ( 个 /L) 表 3-2 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 补 充 项 目 标 准 限 值 单 位 :mg/l 序 号 项 目 标 准 值 1 硫 酸 盐 ( 以 SO 2-4 ) 氯 化 物 ( 以 Cl 计 ) 硝 酸 盐 ( 以 N 计 ) 10 4 铁 锰 0.1 表 3-3 集 中 式 生 活 饮 用 水 地 表 水 源 地 特 定 项 目 标 准 限 值 单 位 :mg/l 序 号 项 目 标 准 值 序 号 项 目 标 准 值 1 三 氯 甲 烷 丙 烯 酰 胺 四 氯 化 碳 丙 烯 腈 三 溴 甲 烷 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 酯 二 氯 甲 烷 邻 苯 二 甲 酸 二 (2- 乙 基 已 基 ) 酯 ,2- 二 氯 乙 烷 水 合 肼 环 氧 氯 丙 烷 四 乙 基 铅 氯 乙 烯 毗 啶 ,l- 二 氯 乙 烯 松 节 油 ,2- 二 氯 乙 烯 苦 味 酸 三 氯 乙 烯 丁 基 黄 原 酸 四 氯 乙 烯 活 性 氯 氯 丁 二 烯 滴 滴 涕 六 氯 丁 二 烯 林 丹

62 序 号 项 目 标 准 值 序 号 项 目 标 准 值 14 苯 乙 烯 环 氧 七 氯 甲 醛 对 硫 磷 乙 醛 甲 基 对 硫 磷 丙 烯 醛 马 拉 硫 磷 三 氯 乙 醛 乐 果 苯 敌 敌 畏 甲 苯 0,7 60 敌 百 虫 乙 苯 内 吸 磷 二 甲 苯 百 菌 清 异 丙 苯 甲 萘 威 氯 苯 溴 氰 菊 酯 ,2- 二 氯 苯 阿 特 拉 津 ,4- 二 氯 苯 苯 并 (a) 芘 2.8* 三 氯 苯 甲 基 汞 1.0* 四 氯 苯 多 氯 联 苯 6 2.0* 六 氯 苯 微 囊 藻 毒 素 -LR 硝 基 苯 黄 磷 二 硝 基 苯 钼 ,4- 硝 基 甲 苯 0, 钴 ,4,6- 三 硝 基 甲 苯 铍 硝 基 氯 苯 硼 ,4- 硝 基 氯 苯 锑 ,4- 二 氯 苯 酚 镍 ,4,6- 三 氯 苯 酚 钡 五 氯 酚 钒 苯 胺 钛 联 苯 胺 铊 0.000l 注 : 1 二 甲 苯 : 指 对 二 甲 苯 间 二 甲 苯 邻 二 甲 苯 2 三 氯 苯 : 指 1,2,3- 三 氯 苯 1,2,4- 三 氯 苯 1,3,5- 三 氯 苯 3 四 氯 苯 : 指 1,2,3,4- 四 氯 苯 1,2,3,5- 四 氯 苯 1,2,4,5- 四 氯 苯 4 二 硝 基 苯 : 指 对 二 硝 基 苯 间 二 硝 基 苯 邻 二 硝 基 苯 5 硝 基 氯 苯 : 指 对 硝 基 氯 苯 间 硝 基 氯 苯 邻 硝 基 氯 苯 6 多 氮 联 苯 : 指 PCB-1016 PCB-1221 PCB-1232 PCB-1242 PCB-1248 PCB-1254 PCB-1260 ( 二 ) 排 放 标 准 我 国 现 已 频 布 的 排 放 标 准 包 括 污 水 综 合 排 放 标 准 和 不 同 行 业 废 水 排 放 标 准 本 节 以 污 水 综 合 排 放 标 准 为 例 介 绍 排 放 标 准 污 水 综 合 排 放 标 准 (GB ) 54

63 1. 标 准 适 用 范 围 本 标 准 适 用 于 现 有 单 位 水 污 染 物 的 排 放 管 理, 以 及 建 设 项 目 的 环 境 影 响 评 价 建 设 项 目 环 境 保 护 设 施 设 计 竣 工 验 收 及 其 投 产 后 的 排 放 管 理 按 照 国 家 综 合 排 放 标 准 与 国 家 行 业 排 放 标 准 不 交 叉 执 行 的 原 则, 造 纸 工 业 执 行 造 纸 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 (GB ), 船 舶 执 行 船 舶 污 染 物 排 放 标 准 (GB ), 船 舶 工 业 执 行 船 舶 工 业 污 染 物 排 放 标 准 (GB ), 海 洋 石 油 开 发 工 业 执 行 海 洋 石 油 开 发 工 业 含 油 污 水 排 放 标 准 (GB ), 纺 织 染 整 工 业 执 行 纺 织 染 整 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 (GB ), 肉 类 加 工 工 业 执 行 肉 类 加 工 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 (GB ), 合 成 氨 工 业 执 行 合 成 氨 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 (GBl ), 钢 铁 工 业 执 行 钢 铁 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 (GBl ), 航 天 推 进 剂 使 用 执 行 航 天 推 进 剂 水 污 染 物 排 放 标 准 (GB ), 兵 器 工 业 执 行 兵 器 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 (GBl4470.1~ 和 GB4274~ ), 磷 肥 工 业 执 行 磷 肥 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 (GB ), 烧 碱 聚 氯 乙 烯 工 业 执 行 烧 碱 聚 氯 乙 烯 工 业 水 污 染 物 排 放 标 准 (GBl ), 其 他 水 污 染 物 排 放 均 执 行 本 标 准 2. 标 准 分 级 (1) 排 入 GB3838Ⅲ 类 水 域 ( 划 定 的 保 护 区 和 游 泳 区 除 外 ) 和 排 入 海 水 水 质 标 准 中 二 类 海 域 的 污 水, 执 行 一 级 标 准 (2) 排 入 GB 3838 中 Ⅳ Ⅴ 类 水 域 和 排 入 海 水 水 质 标 准 中 三 类 海 域 的 污 水 执 行 二 级 标 准 (3) 排 入 设 置 二 级 污 水 处 理 厂 的 城 镇 排 水 系 统 的 污 水 执 行 三 级 标 准 (4) 排 入 未 设 置 二 级 污 水 处 理 厂 的 城 镇 排 水 系 统 的 污 水, 必 须 根 据 排 水 系 统 出 水 受 纳 水 域 的 功 能 要 求, 分 别 执 行 (1) 和 (2) 的 规 定 (5) GB3838 中 Ⅰ Ⅱ 类 水 域 和 Ⅲ 类 水 域 中 划 定 的 保 护 区 和 海 水 水 质 标 准 中 一 类 海 域, 禁 止 新 建 排 污 口, 现 有 排 污 口 应 按 水 体 功 能 要 求, 实 行 污 染 物 总 量 控 制, 以 保 证 受 纳 水 体 水 质 符 合 规 定 用 途 的 水 质 标 准 3. 标 准 值 本 标 准 将 排 放 的 污 染 物 按 其 性 质 及 控 制 方 式 分 为 二 类 (1) 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 律 在 车 间 或 车 间 处 理 设 施 排 放 口 采 样, 其 最 高 允 许 排 放 浓 度 必 须 达 到 本 标 准 要 求 ( 采 矿 行 业 的 尾 矿 坝 出 水 口 不 得 视 为 车 间 排 放 口 ) (2) 第 二 类 污 染 物, 在 排 污 单 位 排 放 口 采 样, 其 最 高 允 许 排 放 浓 度 必 须 达 到 本 标 准 要 求 本 标 准 按 年 限 规 定 了 第 一 类 污 染 物 和 第 二 类 污 染 物 最 高 允 许 排 放 浓 度 及 部 分 行 业 最 高 允 许 排 放 量, 分 别 为 : (1) 1997 年 12 月 31 日 之 前 建 设 ( 包 括 改 扩 建 ) 的 单 位, 水 污 染 物 的 排 放 必 须 同 时 执 行 表 3-4 表 3-5 的 规 定 (2) 1998 年 1 月 1 日 起 建 设 ( 包 括 改 扩 建 ) 的 单 位 水 污 染 物 的 排 放 必 须 同 时 执 行 表 55

64 3-6 表 3-7 的 规 定 (3) 建 设 ( 包 括 改 扩 建 ) 单 位 的 建 设 时 间, 以 环 境 影 响 评 价 报 告 书 ( 表 ) 批 准 日 期 为 准 划 分 表 3-4 第 一 类 污 染 物 最 高 允 许 排 放 浓 度 单 位 :mg/l 序 号 污 染 物 最 高 允 许 排 放 浓 度 1 总 汞 烷 基 汞 不 得 检 出 3 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 1Bq/L 13 总 β 放 射 性 10Bq/L 表 3-5 第 二 类 污 染 物 最 高 允 许 排 放 浓 度 (1997 年 12 月 31 日 之 前 建 设 的 单 位 ) 单 位 :mg/l 序 一 级 二 级 三 级 污 染 物 适 用 范 围 号 标 准 标 准 标 准 1 ph 一 切 排 污 单 位 6~9 6~9 6~9 2 色 度 ( 稀 释 倍 数 ) 染 料 工 业 其 他 排 污 单 位 采 矿 选 矿 选 煤 工 业 脉 金 选 矿 悬 浮 物 (SS) 边 远 地 区 砂 金 选 矿 城 镇 二 级 污 水 处 理 厂 其 他 排 污 单 位 甘 蔗 制 糖 苎 麻 脱 胶 湿 法 纤 维 板 工 业 五 日 生 化 需 氧 量 甜 菜 制 糖 酒 精 味 精 皮 革 化 (BOD 5 ) 纤 浆 粕 工 业 城 镇 二 级 污 水 处 理 处 其 他 排 污 单 位

65 序 号 污 染 物 适 用 范 围 一 级 标 准 二 级 标 准 三 级 标 准 5 化 学 需 氧 量 (COD) 甜 菜 制 糖 焦 化 合 成 脂 肪 酸 湿 法 纤 维 板 染 料 洗 毛 有 机 磷 农 药 工 业 味 精 酒 精 医 药 原 料 药 生 物 制 药 苎 麻 脱 胶 皮 革 化 纤 浆 粕 工 业 石 油 化 工 工 业 ( 包 括 石 油 炼 制 ) 城 镇 二 级 污 水 处 理 厂 其 他 排 污 单 位 石 油 类 一 切 排 污 单 位 动 植 物 油 一 切 排 污 单 位 挥 发 酚 一 切 排 污 单 位 总 氰 化 物 电 影 洗 片 ( 铁 氰 化 合 物 ) 其 他 排 污 单 位 硫 化 物 一 切 排 污 单 位 氨 氮 医 药 原 料 药 染 料 石 油 化 工 工 业 其 他 排 污 单 位 黄 磷 工 业 氟 化 物 低 氟 地 区 ( 水 体 含 氟 量 <0.5mg/L) 其 它 排 污 单 位 磷 酸 盐 ( 以 p 计 ) 一 切 排 污 单 位 甲 醛 一 切 排 污 单 位 苯 胺 类 一 切 排 污 单 位 硝 基 苯 类 一 切 排 污 单 位 阴 离 子 表 面 活 性 合 成 洗 涤 剂 工 业 剂 (LAS) 其 它 排 污 单 位 总 铜 一 切 排 污 单 位 总 锌 一 切 排 污 单 位 总 锰 合 成 脂 肪 酸 工 业 其 它 排 污 单 位 彩 色 显 影 剂 电 影 洗 片 显 影 剂 及 氧 化 物 总 量 电 影 洗 片 元 素 磷 一 切 排 污 单 位 有 机 磷 农 药 ( 以 P 计 ) 25 粪 大 肠 群 数 一 切 排 污 单 位 不 得 检 出 医 院 * 兽 医 院 及 医 疗 机 构 含 病 原 体 污 水 500 个 /L 1000 个 /L 5000 个 /L 传 染 病 结 核 病 医 院 污 水 100 个 /L 500 个 /L 1000 个 /L 57

66 序 号 污 染 物 适 用 范 围 一 级 标 准 二 级 标 准 三 级 标 准 26 总 余 氯 ( 采 用 氯 化 消 毒 的 医 院 污 水 ) 医 院 * 兽 医 院 及 医 疗 机 构 含 病 原 体 污 水 传 染 病 结 核 病 医 院 污 水 <0.5** <0.5** >3( 接 触 时 间 1h) >6.5( 接 触 时 间 >2( 接 触 时 间 1h) >5( 接 触 时 间 1.5h) 1.5h) 注 :* 指 50 个 床 位 以 上 的 医 院 ** 加 氯 消 毒 后 须 进 行 脱 氯 处 理, 达 到 本 标 准 表 3-6 第 二 类 污 染 物 最 高 允 许 排 放 浓 度 ( 年 1 月 1 日 后 建 设 的 单 位 ) 单 位 :mg/l 序 号 污 染 物 适 用 范 围 一 级 标 准 二 级 标 准 三 级 标 准 1 ph 一 切 排 污 单 位 6~9 6~9 6~9 2 色 度 ( 稀 释 倍 数 ) 一 切 排 污 单 位 采 矿 选 矿 选 煤 工 业 悬 浮 物 (SS) 五 日 生 化 需 氧 量 (BOD 5 ) 脉 金 选 矿 边 远 地 区 砂 金 选 矿 城 镇 二 级 污 水 处 理 厂 其 他 排 污 单 位 甘 蔗 制 糖 苎 麻 脱 胶 湿 法 纤 维 板 染 料 洗 毛 工 业 甜 菜 制 糖 酒 精 味 精 皮 革 化 纤 浆 粕 工 业 城 镇 二 级 污 水 处 理 厂 其 他 排 污 单 位 甜 菜 制 糖 合 成 脂 肪 酸 湿 法 纤 维 板 染 料 洗 毛 有 机 磷 农 药 工 业 化 学 需 氧 量 (COD) 味 精 酒 精 医 药 原 料 药 生 物 制 药 苎 麻 脱 胶 皮 革 化 纤 浆 粕 工 业 石 油 化 工 工 业 ( 包 括 石 油 炼 制 ) 城 镇 二 级 污 水 处 理 厂 其 他 排 污 单 位 石 油 类 一 切 排 污 单 位 动 植 物 油 一 切 排 污 单 位 挥 发 酚 一 切 排 污 单 位 总 氰 化 合 物 一 切 排 污 单 位

67 序 号 污 染 物 适 用 范 围 一 级 标 准 二 级 标 准 三 级 标 准 10 硫 化 物 一 切 排 污 单 位 氨 氮 医 药 原 料 药 染 料 石 油 化 工 工 业 其 它 排 污 单 位 黄 磷 工 业 氟 化 物 低 氟 地 区 ( 水 体 含 氟 量 <0.5mg/L) 其 它 排 污 单 位 磷 酸 盐 ( 以 P 计 ) 一 切 排 污 单 位 甲 醛 一 切 排 污 单 位 苯 胺 类 一 切 排 污 单 位 硝 基 苯 类 一 切 排 污 单 位 阴 离 子 表 面 活 性 剂 (LAS) 一 切 排 污 单 位 总 铜 一 切 排 污 单 位 总 锌 一 切 排 污 单 位 总 锰 合 成 脂 肪 酸 工 业 其 他 排 污 单 位 彩 色 显 影 剂 电 影 洗 片 显 影 剂 及 氧 化 物 总 量 电 影 洗 片 元 素 磷 一 切 排 污 单 位 有 机 磷 农 药 ( 以 P 计 ) 一 切 排 污 单 位 不 得 检 出 乐 果 一 切 排 污 单 位 不 得 检 出 对 硫 磷 一 切 排 污 单 位 不 得 检 出 甲 基 对 硫 磷 一 切 排 污 单 位 不 得 检 出 马 拉 硫 磷 一 切 排 污 单 位 不 得 检 出 五 氯 酚 及 29 五 氯 酚 钠 ( 以 五 氯 酚 计 ) 一 切 排 污 单 位 可 吸 附 有 机 卤 化 物 (AOX) ( 以 Cl 计 ) 一 切 排 污 单 位 三 氯 甲 烷 一 切 排 污 单 位 四 氯 化 碳 一 切 排 污 单 位

68 序 号 污 染 物 适 用 范 围 一 级 标 准 二 级 标 准 三 级 标 准 33 三 氯 乙 烯 一 切 排 污 单 位 四 氯 乙 烯 一 切 排 污 单 位 苯 一 切 排 污 单 位 甲 苯 一 切 排 污 单 位 乙 苯 一 切 排 污 单 位 邻 二 甲 苯 一 切 排 污 单 位 对 二 甲 苯 一 切 排 污 单 位 间 二 甲 苯 一 切 排 污 单 位 氯 苯 一 切 排 污 单 位 邻 二 氯 苯 一 切 排 污 单 位 对 二 氯 苯 一 切 排 污 单 位 对 硝 基 氯 苯 一 切 排 污 单 位 ,4- 二 硝 基 氯 苯 一 切 排 污 单 位 苯 酚 一 切 排 污 单 位 间 甲 酚 一 切 排 污 单 位 ,4- 二 氯 酚 一 切 排 污 单 位 ,4,6- 三 氯 酚 一 切 排 污 单 位 l 邻 苯 二 甲 酸 二 丁 脂 邻 苯 二 甲 酸 二 辛 脂 一 切 排 污 单 位 一 切 排 污 单 位 丙 烯 腈 一 切 排 污 单 位 总 硒 一 切 排 污 单 位 医 院 * 兽 医 院 及 医 疗 机 构 含 病 原 体 污 54 粪 大 肠 菌 群 数 水 500 个 /L 1000 个 /L 5000 个 /L 传 染 病 结 核 病 医 院 污 水 100 个 /L 500 个 /L 1000 个 /L 总 余 氯 ( 采 用 55 氯 化 消 毒 的 医 院 * 兽 医 院 及 医 疗 机 构 含 病 原 体 污 >3( 接 触 时 >2( 接 触 时 <0.5** 水 间 1h) 间 1h) 医 院 污 水 ) 传 染 病 结 核 病 医 院 污 水 <0.5** >6.5( 接 触 时 >5( 接 触 时 间 L 5h) 间 1.5h) 合 成 脂 肪 酸 工 业 总 有 机 碳 (TOC) 苎 麻 脱 胶 工 业 其 他 排 污 单 位 注 : 其 他 排 污 单 位 : 指 除 在 该 控 制 项 目 中 所 列 行 业 以 外 的 一 切 排 污 单 位 * 指 50 个 床 位 以 上 的 医 院 ** 加 氯 消 毒 后 须 进 行 脱 氯 处 理, 达 到 本 标 准 60

69 第 二 节 水 体 监 测 方 案 的 制 定 监 测 方 案 是 一 项 监 测 任 务 的 总 体 构 思 和 设 计, 制 定 时 必 须 首 先 明 确 监 测 目 的, 然 后 在 调 查 研 究 的 基 础 上 确 定 监 测 对 象 设 计 监 测 网 点, 合 理 安 排 采 样 时 间 和 采 样 频 率, 选 定 采 样 方 法 和 分 析 测 定 技 术, 提 出 监 测 报 告 要 求, 制 定 质 量 保 证 程 序 措 施 和 方 案 的 实 施 计 划 等 水 质 监 测 可 分 为 环 境 水 体 监 测 和 水 污 染 源 监 测 代 表 水 环 境 现 状 的 水 体 包 括 地 表 水 ( 江 河 湖 库 海 水 ) 和 地 下 水 ; 水 污 染 源 包 括 生 活 污 水 医 院 污 水 及 各 种 废 水 对 它 们 进 行 监 测 的 目 的 可 概 括 为 以 下 几 个 方 面 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 定 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 总 之, 监 测 是 环 境 保 护 技 术 的 重 要 组 成 部 分, 是 为 了 解 环 境 状 况 质 量 和 评 价 环 境 状 况 质 量 提 供 数 据 资 料 和 信 息 ; 同 时 也 为 制 定 环 境 管 理, 各 项 法 律 法 规, 提 供 科 学 依 据 环 境 水 质 监 测 是 环 境 保 护 不 可 缺 少 的 手 段 一 地 面 水 监 测 方 案 的 制 定 ( 一 ) 基 础 资 料 的 收 集 在 制 定 监 测 方 案 之 前, 应 尽 可 能 完 备 地 收 集 欲 监 测 水 体 及 所 在 区 域 的 有 关 资 料, 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 5. 水 资 源 的 用 途 饮 用 水 源 分 布 和 重 点 水 源 保 护 区 6. 实 地 勘 察 现 场 的 交 通 情 况 河 宽 河 床 结 构 岸 边 标 志 等 对 于 湖 泊, 还 需 了 解 生 物 沉 积 物 特 点 间 温 层 分 布 容 积 平 均 深 度 等 深 线 和 水 更 新 时 间 等 7. 收 集 原 有 的 水 质 分 析 资 料 或 在 需 要 设 置 断 面 的 河 段 上 设 若 干 调 查 断 面 进 行 采 样 分 析 ( 二 ) 监 测 断 面 和 采 样 点 的 设 置 在 对 调 查 研 究 结 果 和 有 关 资 料 进 行 综 合 分 析 的 基 础 上, 根 据 监 测 目 的 和 监 测 项 目, 并 61

70 考 虑 人 力 物 力 等 因 素 确 定 监 测 断 面 和 采 样 点 同 时 还 要 考 虑 实 际 采 样 时 的 可 行 性 和 方 便 性 1. 监 测 断 面 的 设 置 原 则 在 水 域 的 下 列 位 置 应 设 置 监 测 断 面 : (1) 有 大 量 废 水 排 人 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 人 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 入 海 河 流 的 河 口 处 受 潮 汐 影 响 的 河 段 和 严 重 水 土 流 失 区 (5) 断 面 位 置 应 避 开 死 水 区 回 水 区 排 污 口 处, 尽 量 选 择 顺 直 河 段 河 床 稳 定 水 流 平 稳 水 面 宽 阔 无 急 流 无 浅 滩 处 (6) 国 际 河 流 出 入 国 境 线 的 出 入 口 处 (7) 应 尽 可 能 与 水 文 测 量 断 面 重 合, 实 现 水 质 监 测 与 水 量 监 测 的 结 合, 并 要 求 交 通 方 便, 有 明 显 岸 边 标 志 监 测 断 面 的 设 置 数 量, 应 根 据 掌 握 水 环 境 质 量 状 况 的 实 际 需 要, 考 虑 对 污 染 物 时 空 分 布 和 变 化 规 律 的 了 解 优 化 的 基 础 上, 以 最 少 的 断 面 垂 线 和 测 点 取 得 代 表 性 最 好 的 监 测 数 据 2. 河 流 监 测 断 面 的 设 置 对 于 江 河 水 系 或 某 个 河 段, 要 求 设 置 三 种 断 面, 即 对 照 断 面 控 制 断 面 和 削 减 断 面, 见 图 3-1 图 3-1 河 流 监 测 断 面 设 置 示 意 图 水 流 方 向 自 来 水 厂 取 水 点 ; 污 染 源 ; 排 污 口 ; A-A 对 照 断 面 G G 削 减 断 面 B B C C D D E E F F 控 制 断 面 ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) (1) 对 照 断 面 : 为 了 解 流 人 监 测 河 段 前 的 水 体 水 质 状 况 而 设 置 这 种 断 面 应 设 在 河 流 进 入 城 市 或 工 业 区 以 前 的 地 方, 避 开 各 种 废 水 污 水 流 入 或 回 流 处 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 数 据 城 市 的 62

71 工 业 布 局 和 排 污 口 分 布 情 况 而 定, 断 面 的 位 置 与 废 水 排 放 口 的 距 离 应 根 据 主 要 污 染 物 的 迁 移 转 化 规 律, 河 水 流 量 和 河 道 水 力 学 特 征 确 定, 一 般 设 在 排 污 口 下 游 500~1000m 处 因 为 在 排 污 口 下 游 500m 横 断 面 上 的 1/2 宽 度 处 重 金 属 浓 度 一 般 出 现 高 峰 值 对 特 殊 要 求 的 地 区, 如 水 产 资 源 区 风 景 游 览 区 自 然 保 护 区 与 水 源 有 关 的 地 方 病 发 病 区 严 重 水 土 流 失 区 及 地 球 化 学 异 常 区 等 的 河 段 上 也 应 设 置 控 制 断 面 (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 水 量 小 的 小 河 流 应 视 具 体 情 况 而 定 (4) 背 景 断 面 : 有 时 为 了 取 得 水 系 和 河 流 的 背 景 监 测 值, 还 应 设 置 背 景 断 面 这 种 断 面 上 的 水 质 要 求 基 上 未 受 人 类 活 动 的 影 响, 应 设 在 清 洁 河 段 上 3. 河 流 采 样 点 位 的 确 定 设 置 监 测 断 面 后, 应 根 据 水 面 的 宽 度 确 定 断 面 上 的 采 样 垂 线, 再 根 据 采 样 垂 线 的 深 度 确 定 采 样 点 位 置 和 数 目 在 一 个 监 测 断 面 上 设 置 的 采 样 垂 线 数 与 各 垂 线 上 的 采 样 点 数 应 符 合 表 3-7 和 表 3-8, 湖 ( 库 ) 监 测 垂 线 上 的 采 样 点 的 布 设 应 符 合 表 3-9 表 3-7 采 样 垂 线 数 的 设 置 水 面 宽 垂 线 数 说 明 50m 一 条 ( 中 泓 ) 1. 垂 线 布 设 应 避 开 污 染 带, 要 测 污 染 带 应 另 加 第 一 线 50m~100m 二 条 ( 近 左 右 岸 有 明 显 水 流 处 ) 2. 确 能 证 明 该 断 面 水 质 均 匀 时, 可 仅 设 中 泓 垂 线 >100m 三 条 ( 左 中 右 ) 3. 凡 在 该 断 面 要 计 算 污 染 通 量 时, 必 须 按 本 表 设 置 垂 线 表 3-8 采 样 垂 线 上 的 采 样 点 数 的 设 置 水 深 采 样 点 数 说 明 5m 上 层 一 点 1. 上 层 指 水 面 下 层 0.5m 处, 水 深 不 到 0.5m 时, 在 水 深 1/2 处 5m~10m 上 下 层 两 点 2. 下 层 指 河 底 以 上 0.5m 处 >10m 上 中 下 三 层 三 点 3. 中 层 指 1/2 水 深 处 4. 封 冻 时 在 冰 下 0.5m 处 采 样, 水 深 不 到 0.5m 处 时, 在 水 深 1/2 处 采 样 5. 凡 在 该 断 面 要 计 算 污 染 物 通 量 时, 必 须 按 本 表 设 置 采 样 点 表 3-9 湖 ( 库 ) 监 测 垂 线 采 样 点 的 设 置 水 深 分 层 情 况 采 样 点 数 说 明 5m 一 点 ( 水 面 下 0.5m 处 ) 1. 分 层 是 指 湖 水 温 度 分 层 状 况 5m~10m 不 分 层 二 点 ( 水 面 下 0.5m, 水 底 上 0.5m) 2. 水 深 不 足 1m, 在 1/2 水 深 处 设 置 测 点 5m~10m 分 层 三 点 ( 水 面 下 0.5m,1/2 斜 温 层, 水 底 上 3. 有 充 分 数 据 证 实 垂 线 水 质 均 匀 时, 可 酌 0.5m 处 ) 情 少 减 少 测 点 >10m 除 水 面 下 0.5m, 水 底 上 0.5 处 外 按 每 一 斜 温 分 层 1/2 处 设 置 63

72 4. 湖 泊 水 库 监 测 垂 线 的 布 设 湖 泊 水 库 通 常 只 设 监 测 垂 线, 如 有 特 殊 情 况 可 参 照 河 流 的 有 关 规 定 设 置 监 测 断 面 (1) 湖 ( 库 ) 区 的 不 同 水 域, 如 进 水 区 出 水 区 深 水 区 浅 水 区 湖 心 区 岸 边 区, 按 水 体 类 别 设 置 监 测 垂 线 (2) 湖 ( 库 ) 区 若 无 明 显 功 能 区 别, 可 用 网 格 法 均 匀 设 置 监 测 (3) 受 污 染 物 影 响 较 大 的 重 要 湖 泊 水 库, 应 在 污 染 物 的 主 要 输 送 路 线 上 设 置 控 制 断 面 垂 线 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, 如 图 3-2 监 测 断 面 和 采 样 点 的 位 置 确 定 后, 其 所 在 位 置 应 该 固 定 明 显 的 岸 边 天 然 标 志 如 果 没 有 天 然 标 志 物, 则 应 设 置 人 工 标 志 物, 如 竖 石 柱 打 木 桩 等 每 次 采 样 要 严 格 以 标 志 物 为 准, 使 采 集 的 样 品 取 自 同 一 位 置 上, 以 保 证 样 品 的 代 表 性 和 可 比 性 表 温 层 间 温 层 亚 温 层 沉 积 物 图 3-2 各 温 层 采 样 点 设 置 示 意 图 A 1 表 温 层 中 ;A 2 间 温 层 下 ;A 3 亚 温 层 中 ;A 4 沉 积 物 与 水 介 质 交 界 面 上 约 1m 处 ;h 水 深 ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) ( 三 ) 采 样 时 间 和 采 样 频 率 的 确 定 为 使 采 集 的 水 样 具 有 代 表 性, 能 够 反 映 水 质 在 时 间 和 空 间 上 的 变 化 规 律, 必 须 确 定 合 理 的 采 样 时 间 和 采 样 频 率, 力 求 以 最 低 的 采 样 频 次, 取 得 最 有 时 间 代 表 性 的 样 品, 既 要 满 足 能 反 映 水 质 状 况 的 要 求, 又 要 切 实 可 行 一 般 原 则 是 : 1. 饮 用 水 源 地 省 ( 自 治 区 直 辖 市 ) 交 界 断 面 中 需 要 重 点 控 制 的 监 测 断 面 每 月 至 少 采 样 一 次 2. 国 控 水 系 河 流 湖 库 上 的 监 测 断 面, 逢 单 月 采 样 一 次, 全 年 六 次 3. 水 系 的 背 景 断 面 每 年 采 样 一 次 4. 受 潮 汐 影 响 的 监 测 断 面 采 样, 分 别 在 大 潮 期 和 小 潮 期 进 行 每 次 采 集 涨 退 潮 水 样 分 别 测 定 涨 潮 水 样 应 在 断 面 处 水 面 涨 平 时 采 样, 退 潮 水 样 应 在 水 面 退 平 时 采 样 5. 如 某 必 须 项 目 连 续 三 年 均 未 检 出, 且 在 断 面 附 近 确 定 无 新 增 排 放 源, 而 现 有 污 染 源 排 污 量 未 增 的 情 况 下, 每 年 可 采 样 一 次 进 行 测 定 一 旦 检 出, 或 在 断 面 附 近 有 新 的 排 放 源 或 现 有 污 染 源 有 新 增 排 污 量 时, 即 恢 复 正 常 采 样 6. 国 控 监 测 断 面 ( 或 垂 线 ) 每 月 采 样 一 次, 在 每 月 5 日 ~10 日 内 进 行 采 样 7. 遇 有 特 殊 自 然 情 况, 或 发 生 污 染 事 故 时, 要 随 时 增 加 采 样 频 次 64

73 二 水 污 染 源 监 测 方 案 的 制 定 水 污 染 源 包 括 工 业 废 水 源 生 活 污 水 源, 医 院 污 水 源 等 工 业 生 产 过 程 中 排 出 的 水 称 为 废 水 包 括 工 艺 过 程 用 水 机 器 设 备 冷 却 水 烟 气 洗 涤 水 漂 白 水 设 备 和 场 地 清 洗 水 等 由 居 民 区 生 活 过 程 中 排 出 物 形 成 的 含 公 共 污 物 的 水 称 之 为 污 水 污 水 中 主 要 含 有 洗 涤 剂 粪 便 细 菌 病 毒 等, 进 入 水 体 后, 大 量 消 耗 水 中 的 溶 解 氧, 使 水 体 缺 氧, 自 净 能 力 降 低, 其 分 解 产 物 具 有 营 养 价 值, 引 起 水 体 富 营 养 化, 细 菌 病 毒 还 可 能 引 发 疾 病 废 水 和 污 水 采 样 是 污 染 源 调 查 和 监 测 的 主 要 工 作 之 一 而 污 染 源 调 查 和 监 测 是 监 测 工 作 的 一 个 重 要 方 面, 是 环 境 管 理 和 治 理 的 基 础 ( 一 ) 采 样 前 的 调 查 研 究 要 保 证 采 样 地 点 采 样 方 法 可 靠 并 使 水 样 有 代 表 性, 必 须 在 采 样 前 进 行 调 查 研 究 工 作, 包 括 以 下 几 个 方 面 的 内 容 : 1. 调 查 工 业 用 水 情 况 工 业 用 水 一 般 分 生 产 用 水 和 管 理 用 水 生 产 用 水 主 要 包 括 工 艺 用 水 冷 却 用 水 漂 白 用 水 等 管 理 用 水 主 要 包 括 地 面 与 车 间 冲 洗 用 水 洗 浴 用 水 生 活 用 水 等 需 要 调 查 清 楚 工 业 用 水 量 循 环 用 水 量 废 水 排 放 量 设 备 蒸 发 量 和 渗 漏 损 失 量 可 用 水 平 衡 计 算 和 现 场 测 量 法 估 算 各 种 用 水 量 2. 调 查 工 业 废 水 类 型 工 业 废 水 可 分 为 物 理 污 染 废 水 化 学 污 染 废 水 生 物 及 生 物 化 学 污 染 废 水 三 种 主 要 类 型 以 及 混 合 污 染 废 水 通 过 生 产 工 艺 的 调 查, 计 算 出 排 放 水 量 并 确 定 需 要 监 测 的 项 目 3. 调 查 工 业 废 水 的 排 污 去 向 调 查 内 容 有 : (1) 车 间 工 厂 或 地 区 的 排 污 口 数 量 和 位 置 ; (2) 直 接 排 入 还 是 通 过 渠 道 排 入 江 河 湖 库 海 中, 是 否 有 排 放 渗 坑 ( 二 ) 采 样 点 的 设 置 水 污 染 源 一 般 经 管 道 或 沟 渠 排 放, 水 的 截 面 积 比 较 小, 不 需 设 置 断 面, 而 直 接 直 接 确 定 采 样 点 位 1. 工 业 废 水 (1) 在 车 间 或 车 间 设 备 出 口 处 应 布 点 采 样 测 定 第 一 类 污 染 物 所 谓 第 一 类 污 染 物 即 毒 性 大 对 人 体 健 康 产 生 长 远 不 良 影 响 的 污 染 物, 这 些 污 染 物 主 要 包 括 汞 镉 砷 铅 和 它 们 的 无 机 化 合 物, 六 价 铬 的 无 机 化 合 物, 有 机 氯 和 强 致 癌 物 质 等 (2) 在 工 厂 总 排 污 口 处 应 布 点 采 样 测 定 第 二 类 污 染 物 所 谓 第 二 类 污 染 物 即 除 第 一 类 污 染 物 之 外 的 所 有 污 染 物, 这 些 污 染 物 有 : 悬 浮 物 硫 化 物 挥 发 酚 氰 化 物 有 机 磷 石 油 类 铜 锌 氟 及 它 们 的 无 机 化 合 物 硝 基 苯 类 苯 胺 类 等 (3) 有 处 理 设 施 的 工 厂 应 在 处 理 设 施 的 排 出 口 处 布 点 为 了 解 对 废 水 的 处 理 效 果, 可 在 进 水 口 和 出 水 口 同 时 布 点 采 样 (4) 在 排 污 渠 道 上, 采 样 点 应 设 在 渠 道 较 直 水 量 稳 定 上 游 没 有 污 水 汇 入 处 65

74 (5) 某 些 二 类 污 染 物 的 监 测 方 法 尚 不 成 熟, 在 总 排 污 口 处 布 点 采 样 监 测 因 干 扰 物 质 多 而 会 影 响 监 测 结 果 这 时, 应 将 采 样 点 移 至 车 间 排 污 口, 按 废 水 排 放 量 的 比 例 折 算 成 总 排 污 口 废 水 中 的 浓 度 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 ( 三 ) 采 样 时 间 和 频 率 的 确 定 1. 监 督 性 监 测 地 方 环 境 监 测 站 对 污 染 源 的 监 督 性 监 测 每 年 不 少 于 1 次, 如 被 国 家 或 地 方 环 境 保 护 行 政 主 管 部 门 列 为 年 度 监 测 的 重 点 排 污 单 位, 应 增 加 到 2 次 ~4 次 因 管 理 或 执 法 的 需 要 所 进 行 的 抽 查 性 监 测 或 企 业 的 加 密 监 测 由 各 级 环 境 保 护 行 政 主 管 部 门 确 定 生 活 污 水 每 年 采 样 监 测 二 次, 春 夏 季 各 一 次, 医 院 污 水 每 年 采 样 监 测 4 次, 每 季 度 一 次 2. 企 业 自 我 监 测 工 业 废 水 按 生 产 周 期 和 生 产 特 点 确 定 监 测 频 率 一 般 每 个 生 产 日 至 少 3 次 排 污 单 位 为 了 确 认 自 行 监 测 的 采 样 频 次, 应 在 正 常 生 产 条 件 下 的 一 个 生 产 周 期 内 进 行 加 密 监 测 周 期 在 8h 以 内 的, 每 小 时 采 1 次 样 ; 周 期 大 于 8h 的, 每 2h 采 1 次 样, 但 每 个 生 产 周 期 采 样 次 数 不 少 于 3 次, 采 样 的 同 时 测 定 流 量, 根 据 加 密 监 测 结 果, 绘 制 污 水 污 染 物 排 放 曲 线 ( 浓 度 时 间, 流 量 时 间, 总 量 时 间 ), 并 与 所 掌 握 资 料 对 照, 如 基 本 一 致, 即 可 据 此 确 定 企 业 自 行 监 测 的 采 样 频 次 根 据 管 理 需 要 进 行 污 染 源 调 查 性 监 测 时, 也 按 此 频 次 采 样 排 污 单 位 如 有 污 水 处 理 设 施 并 能 正 常 运 转 使 污 水 能 稳 定 排 放, 则 污 染 物 排 放 曲 线 比 较 平 稳, 监 督 监 测 可 以 采 瞬 时 样 ; 对 于 排 放 曲 线 有 明 显 变 化 的 不 稳 定 排 放 污 水, 要 根 据 曲 线 情 况 分 时 间 单 元 采 样, 再 组 成 混 合 样 品 正 常 情 况 下, 混 合 样 品 的 单 元 采 样 不 得 少 于 两 次 如 排 放 污 水 的 流 量 浓 度 甚 至 组 分 都 有 明 显 变 化, 则 在 各 单 元 采 样 时 的 采 样 量 应 与 当 时 的 污 水 流 量 成 比 例, 以 使 混 合 样 品 更 有 代 表 性 3. 对 于 污 染 治 理 环 境 科 研 污 染 源 调 查 和 评 价 等 工 作 中 的 污 水 监 测, 其 采 样 频 次 可 以 根 据 工 作 方 案 的 要 求 另 行 确 定 三 地 下 水 监 测 方 案 的 制 定 储 存 在 土 壤 和 岩 石 空 隙 ( 孔 隙 裂 隙 溶 隙 ) 中 的 水 统 称 地 下 水 地 下 水 埋 藏 在 地 层 的 不 同 深 度, 相 对 地 面 水 而 言, 其 流 动 性 和 水 质 参 数 的 变 化 比 较 缓 慢 地 下 水 质 监 测 方 案 的 制 定 过 程 与 地 面 水 基 本 相 同 ( 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 66

75 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 由 于 地 质 结 构 复 杂, 使 地 下 水 采 样 点 的 设 置 也 变 得 复 杂, 自 监 测 井 采 集 的 水 样 只 代 表 含 水 层 平 行 和 垂 直 的 一 小 部 分, 所 以, 必 须 合 理 地 选 择 采 样 点 1. 地 下 水 采 样 井 布 设 的 原 则 : (1) 全 面 掌 握 地 下 水 水 资 源 质 量 状 况, 对 地 下 水 污 染 进 行 监 视 控 制 (2) 根 据 地 下 水 类 型 分 区 与 开 采 强 度 分 区, 以 主 要 开 采 层 为 主 布 设, 兼 顾 深 层 和 自 流 地 下 水 (3) 尽 量 与 现 有 地 下 水 水 位 观 测 井 网 相 结 合 (4) 采 样 井 布 设 密 度 为 主 要 供 水 区 密, 一 般 地 区 稀 ; 城 区 密, 农 村 稀 ; 污 染 严 重 区 密, 非 污 染 区 稀 (5) 不 同 水 质 特 征 的 地 下 水 区 域 应 布 设 采 样 井 (6) 专 用 站 按 监 测 目 的 与 要 求 布 设 2. 地 下 水 采 样 井 布 设 方 法 与 要 求 : (1) 在 下 列 地 区 应 布 设 采 样 井 : 1 以 地 下 水 为 主 要 供 水 水 源 的 地 区 2 饮 水 型 地 方 病 ( 如 高 氟 病 ) 高 发 地 区 3 污 水 灌 溉 区, 垃 圾 堆 积 处 理 场 地 区 及 地 下 水 回 灌 区 4 污 染 严 重 区 域 (2) 平 原 ( 含 盆 地 ) 地 区 地 下 水 采 样 井 布 设 密 度 一 般 为 1 眼 /200km 2, 重 要 水 源 地 或 污 染 严 重 地 区 可 适 当 加 密 ; 沙 漠 区 山 丘 区 岩 溶 山 区 等 可 根 据 需 要, 选 择 典 型 代 表 区 布 设 采 样 井 (3) 一 般 水 资 源 质 量 监 测 及 污 染 控 制 井 根 据 区 域 水 文 地 质 单 元 状 况, 视 地 下 水 主 要 补 给 来 源, 可 在 垂 直 于 地 下 水 流 的 上 方 向, 设 置 一 个 至 数 个 背 景 值 监 测 井 或 根 据 本 地 区 地 下 水 流 向 污 染 源 分 布 状 况 及 活 动 类 型 与 分 布 特 征, 采 用 网 格 法 或 放 射 法 布 设 (4) 多 级 深 度 井 应 沿 不 同 深 度 布 设 数 个 采 样 点 ( 三 ) 采 样 时 间 与 频 率 的 确 定 1. 背 景 井 点 每 年 采 样 一 次 2. 全 国 重 点 基 本 站 每 年 采 样 二 次, 丰 枯 水 期 各 一 次 3. 地 下 水 污 染 严 重 的 控 制 井, 每 季 度 采 样 一 次 4. 在 以 地 下 水 作 生 活 饮 用 水 源 的 地 区 每 月 采 样 一 次 5. 专 用 监 测 井 按 设 置 目 的 与 要 求 确 定 四 沉 积 物 监 测 方 案 的 制 定 沉 积 物 是 沉 积 在 水 体 底 部 的 堆 积 物 质 的 统 称, 又 称 底 质 是 矿 物 岩 石 土 壤 的 自 然 67

76 侵 蚀 产 物, 是 生 物 活 动 及 降 解 有 机 质 等 过 程 的 产 物 由 于 我 国 部 分 流 域 水 土 流 失 较 为 严 重, 水 中 的 悬 浮 物 和 胶 态 物 质 往 往 吸 附 或 包 藏 一 些 污 染 物 质, 如 辽 河 中 游 悬 浮 物 中 吸 附 的 CODcr 值 达 水 样 的 70% 以 上, 此 外 还 有 许 多 重 金 属 类 污 染 物 由 于 沉 积 物 中 所 含 的 腐 殖 质 微 生 物 泥 沙 及 土 壤 微 孔 表 面 的 作 用, 在 底 质 表 面 发 生 一 系 列 的 沉 淀 吸 附 释 放 化 合 分 解 络 合 等 物 理 化 学 和 生 物 转 化 作 用, 对 水 中 污 染 物 的 自 净 降 解 迁 移 转 化 等 过 程 起 着 重 要 作 用 因 此, 水 体 底 部 沉 积 物 是 水 环 境 中 的 重 要 组 成 部 分 ( 一 ) 采 样 点 位 的 确 定 底 质 监 测 断 面 的 设 置 原 则 与 水 质 监 测 断 面 相 同, 其 位 置 尽 可 能 和 水 质 监 测 断 面 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 情 况 进 行 比 较 1. 底 质 采 样 点 应 尽 量 与 水 质 采 样 点 一 致 底 质 采 样 点 位 通 常 为 水 质 采 样 点 位 垂 线 的 正 下 方 当 正 下 方 无 法 采 样 时, 如 水 浅 时, 因 船 体 或 采 泥 器 冲 击 搅 动 底 质, 或 河 床 为 砂 卵 石 时, 应 另 选 采 样 点 重 采 采 样 点 不 能 偏 移 原 设 置 的 断 面 ( 点 ) 太 远 采 样 后 应 对 偏 移 位 置 作 好 记 录 2. 底 质 采 样 点 应 避 开 河 床 冲 刷 底 质 沉 积 不 稳 定 水 草 茂 盛 表 层 及 底 质 易 受 搅 动 之 处 3. 湖 ( 库 ) 底 质 采 样 点 一 般 应 设 在 主 要 河 流 及 污 染 源 排 放 口 与 湖 ( 库 ) 水 混 合 均 匀 处 ( 二 ) 采 样 时 间 与 频 率 的 确 定 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 一 次, 必 要 时, 可 在 丰 水 期 加 采 一 次 第 三 节 水 样 的 采 集 和 保 存 一 采 样 前 的 准 备 采 样 前, 要 根 据 监 测 项 目 的 性 质 和 采 样 方 法 的 要 求, 选 择 适 宜 材 质 的 盛 水 容 器 和 采 样 器, 并 清 洗 干 净 ( 一 ) 水 样 容 器 的 选 择 1. 容 器 材 质 与 水 样 之 间 的 相 互 作 用 容 器 材 质 对 于 水 样 在 保 存 期 间 的 稳 定 性 的 影 响 很 大 一 般 来 说, 容 器 材 质 与 水 样 的 相 互 作 用 主 要 有 三 个 方 面 (1) 容 器 材 质 可 溶 于 水 样 中 如 从 塑 料 容 器 溶 解 下 来 的 有 机 质 填 料 以 及 从 玻 璃 容 器 溶 解 下 来 的 钠 硅 和 硼 等 (2) 容 器 的 材 质 可 吸 附 水 样 中 某 些 组 分 如 玻 璃 吸 附 痕 量 金 属, 塑 料 吸 附 有 机 质 和 痕 量 金 属 (3) 水 样 和 容 器 的 材 质 之 间 直 接 发 生 化 学 反 应 如 水 样 中 的 氟 化 物 与 玻 璃 容 器 之 间 的 反 应 所 以, 对 水 样 容 器 及 其 材 质 应 具 有 明 确 的 要 求 68

77 2. 容 器 的 材 质 选 择 的 注 意 事 项 (1) 容 器 不 能 引 起 新 的 玷 污 一 般 的 玻 璃 在 贮 存 水 样 时 可 溶 出 钠 钙 镁 硅 硼 等 元 素, 在 测 定 这 些 项 目 时 应 避 免 使 用 玻 璃 容 器, 以 防 止 新 的 污 染 (2) 容 器 器 壁 不 应 吸 收 或 吸 附 某 些 待 测 组 分 一 般 的 玻 璃 容 器 吸 附 金 属, 聚 乙 烯 等 塑 料 吸 附 有 机 物 质, 磷 酸 盐 和 油 类, 在 选 择 容 器 材 质 时 应 予 以 考 虑 (3) 容 器 不 应 与 某 些 待 测 组 分 发 生 反 应 如 测 氟 时, 水 样 不 能 贮 于 玻 璃 瓶 中, 因 为 玻 璃 与 氟 化 物 反 应 (4) 抗 极 端 温 度 性 能 好, 抗 震 性 能 好, 其 大 小 形 状 和 重 量 适 宜 (5) 能 严 密 封 口, 且 易 于 开 启 (6) 材 料 易 得, 成 本 较 低 (7) 容 易 清 洗, 并 可 反 复 使 用 3. 主 要 的 容 器 材 质 实 验 室 使 用 的 容 器 材 质 包 括 以 下 四 大 类 : (1) 玻 璃 石 英 类 : 主 要 有 软 质 玻 璃 ( 普 通 玻 璃 ) 硬 质 玻 璃 ( 硼 硅 玻 璃 ) 高 硅 氧 玻 璃 和 石 英 (2) 金 属 类 : 主 要 有 铂, 还 有 银 铁 镍 锆 等 (3) 非 金 属 类 : 主 要 有 瓷 玛 瑙 和 石 墨 等 (4) 塑 料 类 : 主 要 有 聚 乙 烯 聚 丙 烯 和 聚 四 氟 乙 烯 等 其 中, 实 验 室 较 常 用 的 水 样 容 器 材 质 主 要 是 硬 质 玻 璃 和 聚 乙 烯 塑 料 1 硬 质 玻 璃 : 硬 质 玻 璃 又 称 硼 硅 玻 璃, 主 要 成 分 是 二 氧 化 硅 碳 酸 钾 碳 酸 钠 碳 酸 镁 四 硼 酸 钠 氧 化 锌 和 氧 化 铝 等 硬 质 玻 璃 耐 高 温 耐 腐 蚀 耐 电 压 及 抗 击 性 能 好, 透 明 但 易 碎 硬 质 玻 璃 材 质 的 容 器 主 要 用 来 作 为 测 定 有 机 物 和 生 物 等 的 水 样 容 器 2 聚 乙 烯 塑 料 : 聚 乙 烯 分 为 低 压 聚 乙 烯 和 高 压 聚 乙 烯 两 种 低 压 聚 乙 烯 的 熔 点 为 120~130, 高 压 聚 乙 烯 的 熔 点 为 110~115 聚 乙 烯 是 一 种 软 质 材 料 呈 乳 白 色, 是 最 轻 的 一 种 塑 料 聚 乙 烯 的 化 学 稳 定 性 和 机 械 性 能 好 不 易 破 碎 在 室 温 下, 不 受 浓 盐 酸 氢 氟 酸 磷 酸 或 强 碱 溶 液 的 影 响, 只 被 浓 硫 酸 (>60%) 浓 硝 酸 溴 水 及 其 它 强 氧 化 剂 慢 慢 侵 蚀 有 机 溶 剂 会 侵 蚀 聚 乙 烯 塑 料 聚 乙 烯 材 质 的 容 器 常 作 为 测 定 金 属 放 射 性 元 素 和 其 它 无 机 物 的 水 样 容 器 ( 二 ) 水 样 容 器 的 清 洗 1. 容 器 洗 涤 的 目 的 和 作 用 : 处 理 容 器 内 壁, 以 减 少 其 对 样 品 的 污 染 或 其 他 相 互 作 用 69

78 2. 选 择 容 器 洗 涤 方 法 的 依 据 : 要 根 据 水 样 测 定 项 目 的 要 求 来 确 定 清 洗 容 器 的 方 法 3 通 用 的 洗 涤 方 法 : 玻 璃 瓶 和 塑 料 瓶 首 先 用 自 来 水 和 清 洗 剂 清 洗, 以 出 去 灰 尘 和 油 垢, 再 用 自 来 水 冲 洗 干 净 后 用 去 离 子 水 充 分 荡 洗 三 次 4. 有 特 殊 要 求 的 容 器 的 洗 涤 方 法 : 首 先 用 自 来 水 和 清 洗 剂 清 洗, 以 出 去 灰 尘 和 油 垢, 并 用 自 来 水 冲 洗 干 净 后, 再 分 别 按 特 殊 要 求 进 行 处 理 (1) 测 定 金 属 类 的 容 器, 使 用 前 先 用 洗 涤 液 清 洗 后, 再 用 自 来 水 冲 洗 于 净, 必 要 时 用 10% 硝 酸 或 盐 酸 剧 烈 震 荡 或 浸 泡, 再 用 自 来 水 冲 净 后 用 蒸 馏 水 清 洗 干 净 ; (2) 测 定 有 机 物 的 玻 璃 容 器, 先 用 洗 涤 剂 清 洗, 再 用 自 来 水 冲 洗, 然 后 再 用 蒸 馏 水 清 洗 干 净, 加 盖 存 放 备 用 ; (3) 测 定 铬 的 容 器, 不 能 用 铬 酸 洗 液 或 盐 酸 洗 液, 只 能 用 10% 硝 酸 泡 洗 ; (4) 测 定 总 汞 的 采 样 容 器, 用 1:3 硝 酸 洗 后 放 置 数 小 时, 然 后 用 自 来 水 和 蒸 馏 水 漂 洗 干 净 ; (5) 测 定 油 类 的 容 器, 应 按 通 常 洗 涤 方 法 洗 涤 后, 还 要 用 萃 取 的 洗 涤 液 洗 2~3 次 ; (6) 细 菌 检 验 的 采 样 容 器, 除 作 普 通 清 洗 外, 还 要 做 灭 菌 处 理, 并 在 14 天 内 使 用 5. 注 意 事 项 : 采 样 容 器 清 洗 后 应 作 质 量 检 验, 若 因 洗 涤 不 彻 底 而 有 待 测 物 质 检 出 时, 整 批 容 器 应 重 新 洗 涤 二 地 面 水 水 样 的 采 集 ( 一 ) 采 样 方 法 1. 船 只 采 样 利 用 船 只 到 指 定 的 地 点, 按 深 度 要 求, 把 采 水 器 浸 入 水 面 下 采 样, 该 方 法 比 较 灵 活, 适 用 于 一 般 河 流 和 水 库 的 采 样, 但 不 容 易 固 定 采 样 地 点, 往 往 使 数 据 不 具 有 可 比 性 同 时, 一 定 要 注 意 采 样 人 员 的 安 全 2. 桥 梁 采 样 确 定 采 样 断 面 应 考 虑 交 通 方 便, 并 应 尽 量 利 用 现 有 的 桥 梁 采 样 在 桥 上 采 样 安 全 可 靠 方 便 不 受 天 气 和 洪 水 的 影 响, 适 合 于 频 繁 采 样, 并 能 在 横 向 和 纵 向 准 确 控 制 采 样 点 位 置 3. 涉 水 采 样 较 浅 的 小 河 和 靠 近 岸 边 水 浅 的 采 样 点 可 涉 水 采 样, 但 要 避 免 搅 动 沉 积 物 而 使 水 样 受 污 染 图 3-3 常 用 采 样 器 1 绳 子 ;2 带 有 软 绳 的 橡 胶 塞 ; 3 采 样 瓶 ;4 铅 锤 ;5 铁 框 ;6 挂 勾 ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) 70

79 涉 水 采 样 时, 采 样 者 应 站 在 下 游, 向 上 游 方 向 采 集 水 样 4. 索 道 采 样 在 地 形 复 杂 险 要, 地 处 偏 僻 处 的 小 河 流, 可 架 设 索 道 采 样 ( 二 ) 采 样 设 备 ( 采 水 器 ) 1. 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 2. 采 集 深 层 水 时, 可 使 用 如 图 3-3 所 示 的 带 重 锤 的 采 样 器 沉 入 水 中 采 集 将 采 样 容 器 沉 降 至 所 需 深 度 ( 可 从 绳 上 的 标 度 看 出 ), 上 提 细 绳 打 开 瓶 塞, 待 水 样 充 满 容 器 后 提 出 3. 对 于 水 流 急 的 河 段, 宜 采 用 下 图 3-4 所 示 的 急 流 采 样 器 它 是 将 一 根 长 钢 管 固 定 在 铁 框 上, 管 内 装 一 橡 胶 管, 其 上 部 用 夹 子 夹 紧, 下 部 与 瓶 塞 上 的 短 玻 璃 管 相 连, 瓶 塞 上 另 有 一 长 玻 璃 管 通 至 采 样 瓶 底 部 采 样 前 塞 紧 橡 胶 塞, 然 后 沿 船 身 垂 直 伸 入 要 求 水 深 处, 打 开 上 部 橡 胶 管 夹, 水 样 即 沿 长 玻 璃 管 流 入 样 品 瓶 中, 瓶 内 空 气 由 短 玻 璃 管 沿 橡 胶 管 排 出 这 样 采 集 的 水 样 也 可 用 于 测 定 水 中 溶 解 性 气 体 因 为 它 是 空 气 隔 绝 的 4. 测 定 溶 解 气 体 ( 如 溶 解 氧 ) 的 水 样 常 用 下 图 3-5 所 示 的 双 瓶 采 样 器 采 集 图 3-4 急 流 采 水 器 图 3-5 溶 解 氧 采 水 器 1 铁 框 ;2 长 玻 璃 管 ;3 采 样 瓶 ; 1 带 重 锤 的 铁 框 ;2 小 瓶 ;3 大 瓶 ; 4 橡 胶 塞 ;5 短 玻 璃 管 ;6 钢 管 ; 4 橡 胶 管 ; 5 夹 子 ;6 塑 料 管 ;7 绳 子 7 橡 胶 管 ;8 夹 子 ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) 将 采 样 器 沉 入 要 求 水 深 处 后, 打 开 上 部 的 橡 胶 管 夹, 水 样 进 入 小 瓶 ( 采 样 瓶 ) 并 将 空 气 驱 入 大 瓶, 从 连 接 大 瓶 短 玻 璃 管 的 橡 胶 管 排 出, 直 到 大 瓶 中 充 满 水 样, 提 出 水 面 后 迅 速 密 封 5. 地 面 水 监 测 采 样 常 用 的 有 机 玻 璃 采 水 器, 如 图 3-6 该 采 水 器 由 桶 体 带 轴 的 两 个 半 圆 上 盖 和 活 动 底 板 等 构 成 桶 体 内 装 有 水 银 温 度 计 采 水 器 桶 体 容 积 1~5L 不 等, 常 用 的 一 般 为 2L 有 机 玻 璃 采 水 器 用 途 较 广, 除 油 类 细 菌 学 指 标 等 监 测 项 目 所 需 不 样 不 能 使 用 该 采 水 器 外, 适 用 于 水 质 水 71 图 3-6 有 机 玻 璃 采 水 器 ( 仿 梅 根 福 ) 1 进 水 阀 门 ;2 压 重 铅 阀 ; 3 温 度 计 ;4 溢 水 门 ;5 橡 皮 管 ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005)

80 生 生 物 大 部 分 监 测 项 目 测 定 用 样 品 的 采 集 用 有 机 玻 璃 采 水 器 采 样 应 注 意 如 下 事 项 : (1) 有 机 玻 璃 采 水 器 放 入 水 体 时, 应 保 持 与 水 面 垂 直, 因 此 当 水 深 流 急 时, 应 增 加 铅 锤 的 重 量 (2) 采 水 器 到 达 指 定 水 层 后, 稍 停 片 刻 即 可 提 升 出 水 面 在 样 品 分 装 前, 松 开 放 水 胶 管 夹 子, 先 放 掉 少 量 水 样, 再 分 装 (3) 有 机 玻 璃 采 水 器 强 度 较 差, 在 采 样 过 程 中 容 易 因 碰 撞 或 操 作 不 当, 引 起 采 水 器 损 坏 如 果 发 现 采 水 器 活 动 底 板 漏 水 或 上 盖 板 脱 落, 应 立 即 停 止 使 用 此 外, 还 有 多 种 结 构 较 复 杂 的 采 样 器, 例 如, 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 ( 三 ) 水 样 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 当 水 体 水 质 稳 定 或 其 组 分 在 相 当 长 的 时 间 或 相 当 大 的 空 间 范 围 内 变 化 不 大 时, 瞬 时 水 样 具 有 很 好 的 代 表 性, 当 水 体 组 分 及 含 量 随 时 间 和 空 间 变 化 时, 就 应 隔 时 多 点 采 集 瞬 时 样, 分 别 进 行 分 析, 摸 清 水 质 的 变 化 规 律 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 水 样 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 例 如, 当 为 几 条 废 水 河 渠 建 立 综 合 处 理 厂 时, 以 综 合 水 样 取 得 的 水 质 参 数 作 为 设 计 的 依 据 更 为 合 理 ( 四 ) 特 殊 项 目 的 采 样 方 法 1. ph 电 导 率 : 测 定 样 品 的 ph 值, 应 使 用 密 封 性 好 的 容 器 由 于 水 样 的 ph 值 不 稳 定, 且 不 宜 保 存, 所 以 采 样 器 采 集 样 品 后, 应 立 即 灌 装 另 外, 在 样 品 灌 装 时, 应 从 采 样 瓶 底 部 慢 慢 将 样 品 容 器 完 全 充 满 并 且 紧 密 封 严, 以 隔 绝 空 气 的 作 用 灌 装 样 品 前, 每 个 样 品 瓶 及 瓶 塞 ( 盖 ) 必 需 用 水 样 充 分 荡 洗 方 法 是, 装 入 样 品 瓶 容 积 的 1/4 水 样, 盖 紧 摇 动, 倒 出 洗 涤 水 时, 同 时 冲 洗 瓶 塞, 重 复 操 作 两 次 测 定 电 导 率 的 样 品 可 参 照 ph 测 定 样 品 要 求 采 集 也 可 从 测 定 ph 的 样 品 中, 分 取 部 分 样 品 用 于 电 导 率 的 测 定 ( 但 不 能 用 已 测 定 过 ph 的 样 品 溶 液 再 去 测 定 电 导 率 ) 2. 溶 解 氧 生 化 需 氧 量 : 应 用 碘 量 法 测 定 水 中 溶 解 氧, 水 样 需 直 接 采 集 到 样 品 瓶 中 在 采 集 水 样 时, 要 注 意 不 72

81 使 水 样 暴 气 或 有 气 泡 残 存 在 采 样 瓶 中 特 别 的 采 样 器 如 直 立 式 采 水 器 和 专 用 的 溶 解 氧 瓶 可 防 止 暴 气 和 残 存 气 体 对 样 品 的 干 扰 如 果 使 用 有 机 玻 璃 采 水 器 则 必 须 防 止 搅 动 水 体, 入 水 应 缓 慢 小 心 当 样 品 不 是 用 溶 解 氧 瓶 直 接 采 集, 而 需 要 从 采 样 器 ( 或 采 样 瓶 ) 分 装 时, 溶 解 氧 样 品 必 需 最 先 采 集, 而 且 应 在 采 样 器 从 水 中 提 出 后 立 即 进 行 用 乳 胶 管 一 端 连 接 采 水 器 放 入 嘴 或 用 虹 吸 法 与 采 样 瓶 连 接, 乳 胶 管 的 另 一 端 插 入 溶 解 氧 瓶 底 注 入 水 样 时, 先 慢 速 注 至 小 半 瓶, 然 后 迅 速 充 满, 至 溢 流 出 瓶 的 水 样 达 溶 解 氧 瓶 1/3~1/2 容 积 时, 在 保 持 溢 流 状 态 下, 缓 慢 地 撤 出 管 子 合 格 的 样 品 一 经 采 集 后 立 即 加 入 保 存 剂 固 定 小 心 移 开 瓶 塞, 按 顺 序 加 锰 盐 溶 液 和 碱 性 碘 化 钾 溶 液, 加 入 时 需 将 移 液 管 的 尖 端 缓 慢 插 入 样 品 表 面 稍 下 处, 慢 慢 注 入 试 剂 小 心 盖 好 瓶 塞 防 止 气 泡 残 留 在 瓶 内, 将 样 品 倒 转 5~10 次 以 上, 并 尽 快 送 实 验 室 分 析 在 现 场 用 电 极 法 测 定 溶 解 氧, 可 将 预 先 处 理 好 的 电 极 直 接 放 入 河 水 或 1000ml 以 上 容 积 的 水 样 瓶 中 测 量 采 样 方 法 同 上 测 定 生 化 需 氧 量 的 样 品 采 集 参 照 溶 解 氧 水 样 3. 浊 度 悬 浮 物 及 总 残 渣 : 浊 度 悬 浮 物 及 总 残 渣 测 定 用 的 水 样, 在 采 集 后, 应 尽 快 从 采 样 器 中 放 出 样 品, 在 装 瓶 的 同 时 摇 动 采 样 器, 防 止 悬 浮 物 在 采 样 器 内 沉 降 非 代 表 性 的 杂 质, 如 树 叶 杆 状 物 等 应 从 样 品 中 除 去 灌 装 前, 样 品 容 器 和 瓶 盖 用 水 样 彻 底 冲 洗 该 类 项 目 分 析 用 样 品 都 难 于 保 存, 所 以 采 集 后 应 尽 快 分 析 4. 重 金 属 污 染 物 化 学 耗 氧 量 : 水 体 中 的 重 金 属 污 染 物 和 部 分 有 机 污 染 物 都 易 被 悬 浮 物 质 吸 附 特 别 在 水 体 中 悬 浮 物 含 量 较 高 时, 样 品 采 集 后, 采 样 器 内 的 样 品 中 所 含 的 污 染 物 随 着 悬 浮 物 的 下 沉 而 沉 降 因 此 必 需 边 摇 动 采 样 器 ( 或 采 样 瓶 ) 边 向 样 品 容 器 灌 装 样 品, 以 减 少 被 测 定 物 质 的 沉 降, 保 证 样 品 的 代 表 性 样 品 采 集 后 为 防 止 水 体 的 生 物 化 学 和 物 理 作 用, 应 立 即 过 滤 处 理 或 加 入 固 定 剂 保 存 采 样 中 要 防 止 采 样 现 场 大 气 中 降 尘 带 来 的 玷 污 5. 油 类 : (1) 测 定 水 中 溶 解 的 或 乳 化 的 油 含 量 时, 应 该 用 单 层 采 水 器 固 定 样 品 瓶 在 水 体 中 直 接 灌 装, 采 样 后 迅 速 提 出 水 面, 保 持 一 定 的 顶 空 体 积, 在 现 场 用 石 油 醚 萃 取 测 定 油 类 的 样 品 容 器 禁 止 预 先 用 水 样 冲 洗 (2) 测 定 水 体 中 包 括 油 膜 的 油 含 量 时, 要 一 并 采 集 水 面 上 的 油 膜 样 品, 同 时 测 量 油 膜 厚 度 和 覆 盖 面 积 采 样 方 法 是 : 将 三 角 漏 斗 固 定 在 球 形 分 液 漏 斗 上 ( 分 液 漏 斗 的 体 积 视 样 品 需 要 量 而 定 ) 采 样 时, 打 开 分 液 漏 斗 的 支 管 活 塞, 手 持 分 液 漏 斗, 将 其 倒 置 迅 速 插 入 水 中, 水 样 和 油 膜 一 并 通 过 三 角 漏 斗 进 入 分 液 漏 斗 中, 即 将 充 满 时, 闭 分 液 漏 斗 的 支 管 活 塞, 快 速 倒 转 取 出 水 面 (3) 测 定 水 面 上 薄 层 油 膜 的 油 分 含 量 时, 可 用 一 个 已 知 面 积 的 不 锈 钢 格 架, 格 架 上 布 好 不 锈 钢 丝 网, 网 上 固 着 容 易 吸 收 油 类 的 介 质 ( 如 厚 滤 纸 有 机 溶 剂 泡 洗 过 的 纸 浆 硅 藻 土 73

82 合 成 纤 维 等 ) 将 不 锈 钢 网 格 放 在 水 面 上 吸 收 漂 浮 的 油 分 ( 五 ) 采 样 注 意 事 项 1. 水 环 境 的 采 样 顺 序 是 先 水 质 后 底 质, 采 集 多 层 次 的 深 水 水 域 样 品, 应 按 从 浅 到 深 的 顺 序 采 集 2. 采 样 时 应 避 免 剧 烈 搅 动 水 体, 任 何 时 候 都 要 避 免 搅 动 底 质 如 发 现 水 体 受 底 质 影 响 发 生 浑 浊, 应 停 止 采 样, 待 影 响 消 除 后 再 进 行 当 水 体 中 漂 浮 有 杂 质 时, 应 注 意 防 止 漂 浮 杂 质 进 入 采 样 器, 否 则 应 重 新 采 样 用 采 水 塑 料 桶 或 样 品 瓶 人 工 直 接 采 集 水 体 表 层 水 样 时, 采 样 容 器 的 口 部 应 该 面 对 水 流 流 向 3. 采 水 器 的 容 积 有 限 不 能 一 次 完 成 采 样 时, 可 以 多 次 采 集, 将 各 次 采 集 的 水 样 集 装 在 洗 涤 干 净 的 大 容 器 中 ( 容 积 大 于 5L 的 玻 璃 瓶 或 聚 乙 烯 桶 ), 样 品 分 装 前 应 充 分 摇 匀 注 意 混 匀 样 品 不 适 宜 于 测 定 溶 解 氧 BOD 油 类 细 菌 学 指 标 硫 化 物 及 其 他 有 特 殊 要 求 的 项 目 4. 在 样 品 分 装 和 添 加 保 存 剂 时, 应 防 止 操 作 现 场 环 境 可 能 对 样 品 的 玷 污, 尤 其 测 定 微 量 物 质 的 样 品 更 应 格 外 小 心 要 预 防 样 品 瓶 塞 ( 或 盖 ) 受 玷 污 5. 测 定 溶 解 氧 BOD ph 二 氧 化 碳 等 项 目 的 水 样, 采 样 时 必 需 充 满, 避 免 残 留 空 气 对 测 定 项 目 的 干 扰 测 定 其 他 项 目 的 样 品 瓶, 在 装 取 水 样 ( 或 采 样 ) 后 至 少 留 出 占 容 器 体 积 10% 的 空 间, 一 般 可 装 在 瓶 肩 处, 以 满 足 分 析 前 样 品 充 分 摇 勺 6. 从 采 样 器 往 样 品 瓶 注 入 水 样 时, 应 沿 样 品 瓶 内 壁 注 入, 除 特 殊 要 求 外, 放 水 管 不 要 插 入 液 面 下 装 样 7. 除 现 场 测 定 项 目 外, 样 品 采 集 后 应 立 即 按 保 存 方 法 采 取 措 施, 加 保 存 剂 的 样 品 应 在 采 样 现 场 进 行 在 加 保 存 剂 时, 除 碘 量 法 测 定 溶 解 氧 的 样 品, 移 液 管 插 入 液 面 下 加 入 保 存 剂 外, 一 般 项 目 加 保 存 剂 时, 移 液 管 嘴 应 靠 瓶 口 内 壁, 使 保 存 剂 沿 壁 加 到 样 品 中, 防 止 溅 出 加 入 保 存 剂 的 样 品, 应 颠 倒 摇 动 数 次, 使 保 存 剂 在 水 样 中 均 匀 分 散 8. 河 流 湖 泊 水 库 和 河 口 港 湾 水 域 可 使 用 船 舶 进 行 采 样 监 测, 最 好 用 专 用 的 监 测 般 或 采 样 船 如 无 专 用 船 只, 可 根 据 监 测 站 位 所 在 水 域 的 状 况 气 象 条 件 安 全 和 采 样 要 求, 选 用 适 当 吨 位 的 船 只 作 为 采 样 船 采 样 船 只 从 到 达 采 样 站 位 开 始 直 至 采 样 结 束, 禁 止 排 放 任 何 污 染 物 采 样 时, 船 首 应 该 逆 向 水 流 流 向, 保 持 顶 流 状 态 水 质 样 品 的 采 集 一 般 在 船 只 的 前 半 部 分 作 业 测 定 油 类 的 水 样, 必 需 在 船 首 附 近 面 对 水 流 流 向 的 位 置 操 作, 要 避 开 般 体 及 船 上 油 性 污 染 物 玷 污 的 局 部 水 域 ( 六 ) 采 样 记 录 采 样 后 要 立 即 填 写 标 签 和 采 样 记 录 单, 水 样 采 样 记 录 格 式 见 表

83 监 测 站 名 河 流 采 编 库 样 号 月 称 日 ( 湖 ) 名 断 面 名 称 断 面 号 表 3-10 点 位 水 号 深 (m) ( ) 年 度 水 质 采 样 记 录 表 采 样 位 置 气 象 参 数 现 场 测 定 记 录 相 流 流 溶 电 垂 气 气 风 透 对 速 量 水 解 导 线 温 压 风 速 明 湿 温 氧 率 号 向 度 度 (kpa) (m/s) (%) (m/s) (m 3 /s) PH ( ) (mg/l) (cm) (us/cm) 感 观 指 备 标 注 描 述 三 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 例 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 式 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 ( 二 ) 废 水 样 品 的 类 型 1. 瞬 时 废 水 样 对 于 生 产 工 艺 连 续 稳 定 的 工 厂, 所 排 放 废 水 中 的 污 染 组 分 及 浓 度 变 化 不 大 时, 瞬 时 水 样 具 有 较 好 的 代 表 性 对 于 某 些 特 殊 情 况, 如 废 水 中 污 染 物 质 的 平 均 浓 度 合 格, 而 高 峰 排 放 浓 度 超 标, 这 时 也 可 间 隔 适 当 时 间 采 集 瞬 时 水 样, 并 分 别 测 定, 将 结 果 绘 制 成 浓 度 时 间 关 系 曲 线, 以 得 知 高 峰 排 放 时 污 染 物 质 的 浓 度 ; 同 时 也 可 计 算 出 平 均 浓 度 2. 平 均 废 水 样 由 于 工 业 废 水 的 排 放 量 和 污 染 组 分 的 浓 度 往 往 随 时 间 起 伏 较 大, 为 使 监 测 结 果 具 有 代 表 性, 需 要 增 大 采 样 和 测 定 频 率, 但 这 势 必 增 加 工 作 量, 此 时 比 较 好 的 办 法 是 采 集 平 均 混 合 水 样 或 平 均 比 例 混 合 水 样 前 者 系 指 每 隔 相 同 时 间 采 集 等 量 废 水 样 混 合 而 成 的 水 样, 适 于 废 水 流 量 比 较 稳 定 的 情 况 : 后 者 系 指 在 废 水 流 量 不 稳 定 的 情 况 下, 在 不 同 时 间 依 照 流 量 大 小 按 比 例 采 集 的 混 合 水 样 有 时 需 要 同 时 采 集 几 个 排 污 口 的 废 水 样, 并 按 比 例 混 合, 其 监 测 结 果 代 表 采 样 时 的 综 合 排 放 浓 度 3. 单 独 废 水 样 测 定 废 水 的 ph 值 溶 解 氧 硫 化 物 细 菌 学 指 标 余 氯 化 学 需 氧 量 油 脂 类 和 其 它 可 溶 性 气 体 等 项 目 的 废 水 样 不 宜 混 合, 要 瞬 时 采 集 单 独 废 水 样, 并 应 尽 快 予 以 测 定 不 能 及 时 分 析 的 也 应 采 取 相 应 保 存 方 法 予 以 处 理 75

84 ( 三 ) 废 水 采 样 注 意 事 项 1. 在 排 污 管 道 或 渠 道 中 采 样 时, 应 在 水 流 平 稳 水 质 均 匀 的 部 位 采 集, 要 防 止 异 物 进 入 采 样 水 体 2. 随 废 水 流 动 的 悬 浮 物 或 固 体 颗 粒, 应 看 成 是 废 水 的 一 个 组 成 部 分, 不 应 在 测 定 前 滤 除 油 有 机 物 和 重 金 属 离 子 等, 可 能 被 悬 浮 物 吸 附, 有 的 悬 浮 物 中 就 含 有 被 测 定 的 物 质, 如 选 矿 冶 炼 废 水 中 的 重 金 属 3. 采 集 平 均 废 水 样, 可 采 样 后 立 即 混 合, 也 可 采 样 后 分 批 放 置, 待 采 样 完 毕 后 再 进 行 混 合 4. 特 殊 监 测 项 目 的 样 品 采 集 参 照 地 面 水 样 品 的 采 集 相 关 内 容 ( 四 ) 采 样 记 录 采 样 后, 要 认 真 填 写 采 样 记 录, 仔 细 检 查 核 对 所 采 集 样 品 标 签 记 录 和 保 存 措 施 落 实 情 况, 防 止 出 现 差 错 废 水 采 集 记 录 参 考 格 式 如 表 3-11 所 示 表 3-11 废 水 采 样 记 录 表 监 测 站 名 年 度 序 号 企 业 名 称 行 业 名 称 采 样 口 采 样 口 位 置 车 间 或 出 水 口 采 样 口 流 量 (m 3 /s) 采 样 时 间 月 日 颜 色 臭 备 注 现 场 情 况 描 述 : 治 理 设 施 运 行 状 况 : 采 样 人 员 : 企 业 接 待 人 员 : 记 录 人 员 : 四 地 下 水 水 样 的 采 集 ( 一 ) 采 样 器 与 贮 样 容 器 : 1. 采 样 器 材 质 与 贮 样 容 器 要 求 同 地 表 水 2. 地 下 水 水 质 采 样 器 分 为 自 动 式 与 人 工 式, 自 动 式 用 电 动 泵 进 行 采 样, 人 工 式 分 活 塞 式 与 隔 膜 式, 可 按 要 求 选 用 3. 采 样 器 在 测 井 中 应 能 准 确 定 位, 并 能 取 到 足 够 量 的 代 表 性 水 样 ( 二 ) 采 样 方 法 与 要 求 1. 采 样 时 采 样 器 放 下 与 提 升 时 动 作 要 轻, 避 免 搅 动 井 水 及 底 部 沉 积 物 2. 用 机 井 泵 采 样 时, 应 待 管 道 中 的 积 水 排 净 后 再 采 样 3. 自 流 地 下 水 样 品 应 在 水 流 流 出 处 或 水 流 汇 集 处 采 集 4. 水 样 采 集 量 应 满 足 监 测 项 目 与 分 析 方 法 所 需 量 及 备 用 量 要 求 五 沉 积 物 样 品 的 采 集 ( 一 ) 采 样 方 法 76

85 采 集 表 层 底 质 样 品 一 般 采 用 掘 式 ( 如 图 3-7) 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 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 当 水 深 小 于 0.6m 时, 可 用 长 柄 塑 料 勺 直 接 采 集 表 层 底 质 ( 二 ) 采 样 量 及 采 样 容 器 底 质 采 样 量 视 监 测 项 目 和 目 的 而 定, 通 常 为 1~2kg, 如 样 品 不 易 采 集 或 测 定 项 目 较 少 时, 可 予 酌 减 一 次 的 采 样 量 不 够 时, 可 在 周 围 采 集 几 次, 并 将 样 品 混 匀 样 品 中 的 砾 石 贝 壳 动 植 物 残 体 等 杂 物 应 予 以 剔 除 在 较 深 水 域 一 般 常 用 掘 式 采 泥 器 采 样 在 浅 水 区 或 干 涸 河 段 用 塑 料 勺 或 金 属 铲 等 即 可 采 样 样 品 在 尽 量 沥 干 水 分 后, 用 塑 料 袋 或 玻 璃 瓶 盛 装 ; 供 测 定 有 机 物 的 样 品, 用 金 属 器 具 采 样, 置 于 棕 色 磨 口 玻 璃 瓶 中, 瓶 口 不 要 玷 污, 以 保 证 磨 口 塞 能 塞 紧 所 采 底 质 样 品 的 外 观 性 状, 如 泥 质 状 态 颜 色 嗅 味 生 物 现 象 等, 均 应 填 入 采 样 记 录 表, 一 并 送 交 实 验 室, 亦 应 有 交 接 手 续 图 3-7 常 用 掘 式 采 泥 器 (a)0.025m 2 掘 式 采 泥 器 (b)petersen 氏 掘 式 (c)ponar 氏 掘 式 1 吊 钩 ;2 采 泥 器 的 钢 丝 绳 ; 沉 积 物 采 样 器 沉 积 物 采 样 器 3,4 铁 门 ;5,6 内 外 斗 壳 ;7 主 轴 ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) ( 三 ) 采 样 记 录 样 品 采 集 后, 及 时 将 样 品 编 号, 并 贴 上 标 签 将 底 质 的 外 观 性 状 等 情 况 填 入 采 样 记 录 表, 并 将 样 品 和 记 录 表 一 并 交 实 验 室, 亦 应 有 交 接 手 续 六 流 量 的 测 定 我 国 目 前 对 CODcr 石 油 类 Cr 6+ Pb Cd Hg As 和 氰 化 物 实 施 排 污 总 量 控 制, 而 流 量 测 量 是 排 污 总 量 监 测 的 关 键, 污 染 调 查 中 流 量 测 量 应 用 的 方 法 主 要 有 : ( 一 ) 流 速 仪 法 由 于 排 污 管 道 的 截 面 积 和 污 水 排 放 时 间 较 易 求 得, 所 以 排 水 量 可 通 过 测 量 流 速 然 后 计 算 求 出 排 水 量 = 流 量 时 间 = 流 速 截 面 积 时 间 77

86 水 深 大 于 0.3m, 流 速 不 小 于 0.5m/s 时, 可 用 流 速 仪 测 量 流 速 水 文 测 量 中 使 用 的 流 速 仪, 适 用 于 测 量 河 水 的 流 速, 如 用 于 污 染 源 监 测, 要 注 意 废 水 可 能 对 仪 器 的 腐 蚀, 应 勤 于 维 护 常 用 的 流 速 仪 有 旋 杯 式 和 旋 桨 式 两 种, 其 转 速 与 废 水 的 关 系 是 N U = K + C t 式 中 :u 废 水 流 速,m/s; N 旋 杯 或 叶 片 桨 在 t 时 间 内 的 总 转 数 ; t 测 量 时 间,s; K 比 例 系 数 ; C 因 摩 擦 引 起 的 修 正 系 数 使 用 流 速 仪 测 量 流 量 时, 要 把 流 速 仪 沉 降 到 指 定 深 度, u 0.6 u 0.8 图 3-8 垂 直 流 速 曲 线 且 把 流 速 仪 置 于 正 对 着 水 流 方 向 上 测 定 测 量 时 间 越 长, 流 速 越 准 确, 最 短 测 量 时 间 不 应 小 于 l00s 在 水 流 方 向 垂 直 的 截 面, 水 的 流 速 随 深 度 而 改 变 一 般 先 将 水 深 分 成 10 等 分, 绘 制 垂 直 流 速 曲 线, 如 图 3-8 所 示, 然 后 计 算 出 图 中 封 闭 图 形 部 分 面 积, 再 除 以 水 深, 便 得 到 垂 线 上 的 平 均 流 速 V = 0.1H 10 i= 1 H u i = i= 1 u i 式 中 H 水 深,m; u i 水 深 H i 时 的 流 速,m/s; 这 种 方 法 在 实 际 应 用 时, 费 时 而 且 麻 烦, 一 般 可 采 用 如 下 简 便 和 迅 速 的 方 法 一 点 法 : u = u 二 点 法 : u = ( u u0.6 ) 2 1 三 点 法 : u = ( u u0.6 + u0.8) 4 式 中 u 倍 水 深 位 置 的 流 速 ; u 倍 水 深 位 置 的 流 速 ; u 倍 水 深 位 置 的 流 速 据 文 献 报 道, 将 实 际 测 得 的 游 泳 流 速 与 上 述 方 法 相 比 较 时, 一 点 法 误 差 为 2.6%, 二 点 法 误 差 为 1.3%, 三 点 法 误 差 为 1.8% 二 点 法 较 为 准 确 实 际 应 用 时, 当 水 深 小 于 40cm 时 采 用 一 点 法, 水 深 大 于 40cm 时, 采 用 二 点 法 ( 二 ) 浮 标 法 浮 标 法 是 一 种 粗 略 测 量 流 速 的 简 易 方 法 在 推 算 和 估 计 水 渠 ( 或 河 段 ) 中 的 浅 水 或 洪 水 期 间 的 河 流 流 量 时, 经 常 采 用 浮 标 法 78

87 选 取 一 段 底 壁 平 滑 长 度 不 小 于 l0m 无 弯 曲 有 一 定 液 面 高 度 的 排 水 渠, 经 过 疏 通 后, 取 一 小 段 漂 浮 物 ( 如 木 棒 泡 沫 塑 料 小 塑 料 瓶 等, 最 好 涂 有 醒 目 的 颜 色 ), 放 入 流 动 的 废 水 渠 道 中, 在 无 外 力 影 响 ( 如 风 力 漂 浮 物 阻 挡 等 ) 的 情 况 下, 使 漂 浮 物 流 经 被 测 距 离, 记 录 流 过 的 时 间, 重 复 数 次, 取 平 均 值, 即 流 速 然 后, 再 根 据 水 流 截 面 积 计 算 出 流 量 流 速 的 计 算 : u=a L/t 式 中 :u 流 速,m/s. L 漂 浮 物 流 过 的 距 离 ( 水 渠 测 定 长 度 ),m; t 漂 浮 物 通 过 距 离 L 的 平 均 时 间,s; a 系 数 系 数 a 为 平 均 流 速 与 主 轴 线 表 面 流 速 之 比, 它 随 水 渠 ( 或 河 道 ) 的 宽 度 水 深 水 渠 的 状 况 等 条 件 的 不 同 而 不 同, 还 由 于 表 面 浮 漂 容 易 受 到 风 的 影 响 等 问 题, 所 以 a 并 不 是 一 个 恒 定 的 值, 对 一 般 的 渠 道, 取 a=0.7 ( 三 ) 容 积 法 当 废 水 流 量 较 小 时, 可 在 废 水 出 口 处 或 废 水 水 流 有 落 差 的 地 方, 利 用 容 器 接 流 方 法 测 定 流 量 通 常 使 用 的 容 器 有 水 桶 ( 数 升 到 数 十 升 ) 汽 油 桶 石 油 桶 等, 在 测 定 流 量 时, 选 择 将 水 装 满 需 要 时 间 在 20 秒 以 上 的 容 器, 把 流 水 的 溢 流 口 或 水 渠 中 形 成 适 当 落 差 的 地 点 作 为 流 量 测 定 点 将 容 器 放 在 流 水 降 落 地 点 的 同 时, 卡 上 秒 表, 测 定 容 器 中 装 至 一 定 体 积 水 所 需 的 时 间 重 复 测 定 数 次, 求 出 其 平 均 时 间, 然 后 根 据 容 器 的 容 量, 计 算 出 流 量 Q=V/t 式 中 :Q 流 量,m 3 /s; V 容 器 的 容 积,m 3 ; t 接 流 时 间 的 平 均 值,s ( 四 ) 溢 流 堰 法 ( 堰 板 法 ) 在 水 沟 或 水 渠 中 设 置 一 定 形 状 的 开 口 墙 或 板 拦 住 水 流, 水 由 开 口 断 面 自 由 溢 流, 这 种 开 口 墙 或 板 就 是 堰 上 游 水 头 和 水 流 过 的 开 口 断 面 的 大 小 形 状 与 流 量 之 间 存 在 一 定 的 关 系, 溢 流 堰 法 就 是 根 据 它 们 之 间 的 这 种 关 系 来 测 定 流 量 的 一 种 方 法 薄 壁 堰 是 废 水 流 量 测 定 中 常 用 的 量 水 设 备, 具 有 使 用 方 便, 测 流 精 度 高 等 优 点, 适 用 于 现 场 或 实 地 测 定 小 明 渠 水 流 或 废 水 流 量 薄 壁 堰 根 据 溢 流 口 的 形 状 不 同 又 可 分 为 多 种 堰, 环 境 监 测 中 常 用 三 角 堰 和 矩 形 堰 下 面 以 三 角 薄 壁 堰 为 例 介 绍 溢 流 堰 法 测 定 流 量 的 方 法 三 角 薄 壁 堰 是 废 水 测 流 中 最 常 用 的 实 用 测 流 设 备, 如 图 3-9 所 示, 使 用 方 法 简 单, 测 定 准 确 度 较 高, 因 而 获 得 广 泛 应 用 实 际 测 量 中 常 用 直 角 薄 壁 三 角 堰, 适 合 于 水 头 在 0.054~0.35m, 流 量 小 于 0.1m 3 /s 的 废 水 流 量 的 测 定 其 流 量 计 算 公 式 为 : 1. 当 水 头 H=0.02~0.20m 时 ; Q 1 =1.41H 2.5 (m 3 /s) 79

88 式 中 :Q 1 流 量,m 3 /s; H 堰 的 几 何 水 头,m 2. 当 水 头 H=0.301~0.350m 时 : Q 2 =1.343H 2.47 (m 3 /s) 3. 当 水 头 H=0.20~0.300 时 : Q 3 =(Q l +Q 2 )/ 2 直 角 三 角 薄 壁 堰 流 量 的 另 一 个 计 算 公 式 为 : Q=KH 2.5 式 中 :K 流 量 系 数 Bo H D 图 3-9 三 角 薄 壁 堰 K = / H + ( / D) ( H / B ) 式 中 :D 从 水 渠 底 面 到 溢 流 口 底 部 的 高 度,m; Bo 水 渠 的 宽 度,m 此 公 式 的 适 用 范 围 是 : B o 0.5~1.2m D 0.1~0.75m H 0.07~0.26m ( 要 求 H 1/3Bo) 4. 测 量 注 意 事 项 (1) 量 水 堰 应 设 置 在 渠 壁 平 整 水 流 呈 直 浅 流 动 的 直 段 内, 直 段 长 应 大 于 堰 上 最 大 水 头 的 5 倍 以 上, 堰 板 垂 直 设 置, 不 得 渗 漏, 并 保 证 堰 口 中 心 与 上 游 水 流 中 心 一 致 (2) 水 舌 下 空 气 应 保 持 自 由 通 路, 对 于 自 由 出 流, 堰 下 水 位 应 保 持 底 于 堰 顶 (3) 测 量 过 堰 水 头 H 时, 应 在 堰 口 上 游 大 于 3H 处 进 行 (4) 在 两 明 渠 汇 流 处 不 宜 设 置 量 水 堰, 当 水 流 量 大 于 0.15m 3 /s 时, 不 宜 在 排 水 渠 中 临 时 安 装 堰 板 ( 五 ) 其 它 测 定 方 法 现 已 生 产 多 种 规 格 的 污 水 流 量 计, 测 定 流 量 简 便 准 确 例 如,WML 型 污 水 流 量 计 的 测 定 范 围 为 1~6000m 3 /h;wmj-Ⅱ 型 污 水 流 量 计 测 定 范 围 为 10~400m 3 /h 等 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 七 水 样 的 运 输 与 保 存 各 种 水 质 的 水 样, 从 采 集 到 分 析 测 定 这 段 时 间 内, 由 于 环 境 条 件 的 改 变, 微 生 物 新 陈 代 谢 活 动 和 化 学 作 用 的 影 响, 会 引 起 水 样 某 些 物 理 参 数 及 化 学 组 分 的 变 化 为 将 这 些 变 化 降 低 到 最 低 程 度, 需 要 尽 可 能 地 缩 短 运 输 时 间 尽 快 分 析 测 定 和 采 取 必 要 的 保 护 措 施, 有 些 项 目 必 须 在 采 样 现 场 测 定 ( 一 ) 水 样 运 输 管 理 采 集 的 水 样, 除 供 一 部 分 监 测 项 目 在 现 场 测 定 使 用 外, 大 部 分 水 样 要 运 回 到 实 验 室 进 80

89 行 分 析 测 试 在 水 样 运 输 过 程 中, 为 保 持 水 样 的 完 整 性, 使 之 不 受 污 染 损 坏 和 丢 失, 运 输 过 程 中 要 注 意 以 下 几 点 : 1. 根 据 采 样 记 录 和 样 品 登 记 表 清 点 样 品, 防 止 搞 错 2. 塑 料 容 器 要 塞 紧 内 塞 旋 紧 外 盖 3. 玻 璃 瓶 要 塞 紧 磨 口 塞, 然 后 用 细 绳 将 瓶 塞 与 瓶 颈 栓 紧 或 用 封 口 胶 石 蜡 封 口 ( 测 油 类 水 样 除 外 ) 4. 防 止 样 品 在 运 输 过 程 中 因 震 动 碰 撞 而 导 致 损 失 或 玷 污, 最 好 将 样 品 装 桶 运 送 装 运 箱 和 盖 要 用 泡 沫 塑 料 或 瓦 楞 纸 板 作 衬 里 和 隔 板 样 品 按 顺 序 装 入 箱 内, 加 盖 前 要 垫 一 层 塑 料 膜, 再 在 上 面 放 泡 沫 塑 料 或 干 净 的 纸 条 使 盖 能 压 住 样 品 瓶 5. 需 冷 藏 的 样 品, 应 配 备 专 门 的 隔 热 容 器, 放 入 致 冷 剂, 将 样 品 置 于 其 中 保 存 6. 冬 季 应 采 取 保 温 措 施, 以 免 冻 裂 样 品 瓶 ( 二 ) 水 样 的 保 存 各 种 水 质 的 水 样, 从 采 集 到 分 析 这 段 时 间 里, 由 于 物 理 的 化 学 的 生 物 的 作 用 会 发 生 不 同 程 度 的 变 化, 这 些 变 化 使 得 进 行 分 析 时 的 样 品 已 不 再 是 采 样 时 的 样 品, 为 了 使 这 种 变 化 降 低 到 最 小 的 程 度, 必 须 在 采 样 时 对 样 品 加 以 保 护 1. 水 样 变 化 的 原 因 (1) 生 物 作 用 : 细 菌 藻 类 及 其 他 生 物 体 的 新 陈 代 谢 会 消 耗 水 样 中 的 某 些 组 分, 产 生 一 些 新 的 组 分, 改 变 一 些 组 分 的 性 质, 生 物 作 用 会 对 样 品 中 待 测 的 一 些 项 目 如 溶 解 氧 二 氧 化 碳 含 氮 化 合 物 磷 及 硅 等 的 含 量 及 浓 度 产 生 影 响 (2) 化 学 作 用 : 水 样 各 组 分 间 可 能 发 生 化 学 反 应, 从 而 改 变 了 某 些 组 分 的 含 量 与 性 质 例 如 溶 解 氧 或 空 气 中 的 氧 能 使 二 价 铁 硫 化 物 等 氧 化, 聚 合 物 可 能 解 聚, 单 体 化 合 物 也 有 可 能 聚 合 (3) 物 理 作 用 : 光 照 温 度 静 置 或 振 动, 敞 露 或 密 封 等 保 存 条 件 及 容 器 材 质 都 会 影 响 水 样 的 性 质 如 温 度 升 高 或 强 振 动 会 使 得 一 些 物 质 如 氧 氰 化 物 及 汞 等 挥 发 ; 长 期 静 置 会 使 A1(OH) 3, CaCO 3 及 Mg 3 (PO 4 ) 2 等 沉 淀 某 些 容 器 的 内 壁 能 不 可 逆 地 吸 附 或 吸 收 一 些 有 机 物 或 金 属 化 合 物 等 水 样 在 贮 存 期 内 发 生 变 化 的 程 度 主 要 取 决 于 水 的 类 型 及 水 样 的 化 学 性 质 和 生 物 学 性 质 也 取 决 于 保 存 条 件 容 器 材 质 运 输 气 候 变 化 等 因 素 2. 水 样 保 存 的 要 求 适 当 的 保 护 措 施 虽 然 能 降 低 水 样 变 化 的 程 度 和 减 缓 其 变 化 速 度, 但 并 不 能 完 全 抑 制 其 变 化 有 些 项 目 特 别 容 易 发 生 变 化, 如 水 温 溶 解 氧 二 氧 化 碳 等 必 须 在 采 样 现 场 进 行 测 定 有 一 部 分 项 目 可 在 采 样 现 场 对 水 样 进 行 简 单 的 预 处 理, 使 之 能 够 保 存 一 定 的 时 间 水 样 允 许 保 存 的 时 间 与 水 样 的 性 质 分 析 的 项 目 溶 液 的 酸 度 储 存 容 器 的 材 质 比 表 面 积 以 及 存 放 的 温 度 等 多 种 因 素 有 关 保 存 水 样 的 基 本 要 求 是 : 81

90 (1) 抑 制 微 生 物 作 用 (2) 减 缓 化 合 物 或 配 合 物 的 水 解 和 氧 化 还 原 等 化 学 作 用 (3) 减 少 组 分 的 挥 发 和 吸 附 损 失 3. 水 样 的 保 存 方 法 (1) 将 水 样 充 满 容 器 至 溢 流 并 密 封 为 避 免 样 品 在 运 输 途 中 的 振 荡, 以 及 空 气 中 的 氧 气 二 氧 化 碳 对 容 器 内 样 品 组 成 和 待 测 项 目 的 干 扰, 为 不 对 酸 碱 度 BOD DO 等 产 生 影 响, 应 使 水 样 充 满 容 器 至 溢 流 并 密 封 保 存 但 对 准 备 冷 冻 保 存 的 样 品 不 能 充 满 容 器, 否 则 水 冻 冰 之 后, 因 体 积 膨 胀 致 容 器 破 裂 (2) 冷 藏 水 样 冷 藏 时 的 温 度 应 低 于 采 样 时 水 样 的 温 度, 水 样 采 集 后 立 即 放 在 冰 箱 或 冰 一 水 浴 中, 置 暗 处 保 存, 一 般 于 2~5 冷 藏, 并 不 适 用 长 期 保 存, 对 废 水 的 保 存 时 间 则 更 短 (3) 冷 冻 (-20 ) 一 般 能 延 长 贮 存 期, 但 需 要 掌 握 熔 融 和 冻 结 的 技 术, 以 使 样 品 在 融 解 时 能 迅 速 地 均 匀 地 恢 复 原 始 状 态 水 样 结 冰 时, 体 积 膨 胀, 一 般 都 选 用 塑 料 容 器 (4) 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 HgCl 2, 可 抑 制 生 物 的 氧 化 还 原 作 用 ; 对 测 定 酚 的 水 样, 用 H 3 PO 4 调 至 ph 为 4 时, 加 入 适 量 CuSO 4, 即 可 抑 制 苯 酚 菌 的 分 解 活 动 2 调 节 ph 值 测 定 金 属 离 子 的 水 样 常 用 HNO 3 酸 化 至 ph 为 1~2, 既 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 加 入 NaOH 调 至 ph=12 时, 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 HNO 3 ( 于 ph<1) 和 K 2 Cr 2 O 7 (0.05%), 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 被 氧 化 ; 测 定 溶 解 氧 的 水 样 则 需 加 入 少 量 硫 酸 锰 和 碘 化 钾 固 定 溶 解 氧 等 应 当 注 意, 加 入 的 保 存 剂 不 能 干 扰 以 后 的 测 定 ; 保 存 剂 的 纯 度 最 好 是 优 级 纯 的, 还 应 作 相 应 的 空 白 试 验, 对 测 定 结 果 进 行 校 正 水 样 的 贮 存 期 限 与 多 种 因 素 有 关, 如 组 分 的 稳 定 性 浓 度 水 样 的 污 染 程 度 等 表 5-3 列 出 我 国 地 表 水 和 污 水 监 测 技 术 规 范 中 建 议 的 水 样 保 存 方 法 (5) 水 样 的 过 滤 或 离 心 分 离 如 欲 测 定 水 样 中 组 分 的 全 量, 采 样 后 立 即 加 入 保 存 剂, 分 析 测 定 时 充 分 摇 匀 后 再 取 样 如 果 测 定 可 滤 ( 溶 解 ) 态 组 分 的 含 量, 国 内 外 均 采 用 以 0.45μm 微 孔 滤 膜 过 滤 的 方 法, 这 样 可 以 有 效 地 除 去 藻 类 和 细 菌, 滤 后 的 水 样 稳 定 性 好, 有 利 于 保 存 测 定 不 可 过 滤 的 金 属 时, 应 保 留 过 滤 水 样 用 的 滤 膜 备 用 如 没 有 0.45μm 微 孔 滤 膜, 对 泥 沙 型 水 样 可 用 离 心 方 法 处 理 含 有 机 质 多 的 水 样, 可 用 滤 纸 或 砂 芯 漏 斗 过 滤 用 自 然 沉 降 后 取 上 清 液 测 定 可 滤 态 组 82

91 分 是 不 恰 当 的 4. 主 要 水 样 的 保 存 方 法 主 要 水 样 的 保 存 方 法 及 水 样 储 存 容 器 的 洗 涤 方 法 见 表 3-12 表 3-12 水 样 保 存 和 容 器 洗 涤 方 法 项 目 采 样 容 器 保 存 剂 及 用 量 保 存 期 采 样 量 (ml) 1 容 器 洗 涤 浊 度 * G.P. 12h 250 Ⅰ 色 度 * G.P. 12h 250 Ⅰ ph* G.P. 12h 250 Ⅰ 电 导 * G.P. 12h 250 Ⅰ 悬 浮 物 * G.P. 14d 500 Ⅰ 碱 度 * G.P. 12h 500 Ⅰ 酸 度 ** G.P. 30d 500 Ⅰ COD G. 加 H 2 SO 4,pH 2 2d 500 Ⅰ 高 锰 酸 盐 指 数 ** G. 2d 500 Ⅰ DO* 溶 解 氧 瓶 加 入 硫 酸 锰, 碱 性 KI 叠 氮 化 钠 溶 液, 现 场 固 定 24h 250 Ⅰ BOD 5 * G. 12h 250 Ⅰ TOC P 加 H 2 SO 4,pH 2 7d 250 Ⅰ F - * G.P. 14d 250 Ⅰ Cl - ** G.P. 30d 250 Ⅰ Br - ** G.P. 14h 250 Ⅰ I - * G.P. NaOH,pH=12 14h 250 Ⅰ SO 2-4 ** G.P. 30d 250 Ⅰ PO 4 3- G.P. NaOH,H 2 SO 4 调 ph=7,chcl 3 0.5% 7d 250 Ⅳ 总 磷 G.P. HCl,H 2 SO 4,pH=12 24h 250 Ⅳ 氨 氮 G.P. H 2 SO 4,pH=12 24h 250 Ⅰ NO - 2 -N** G.P. 24h 250 Ⅰ NO - 3 -N** G.P. 24h 250 Ⅰ 总 氮 G.P. H 2 SO 4,pH=12 7d 250 Ⅰ 1L 水 样 加 NaOH 至 ph9, 加 入 5% 抗 坏 血 酸 5ml, 硫 化 物 G.P. 饱 和 EDTA3ml, 滴 加 饱 和 Zn(AC) 2 至 胶 体 产 生, 24h 250 Ⅰ 常 温 蔽 光 总 氰 G.P. NaOH,pH=9 12h 250 Ⅰ Be G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅲ B P HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅰ Na P HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅱ 83

92 项 目 采 样 容 器 保 存 剂 及 用 量 保 存 期 采 样 量 (ml) 1 容 器 洗 涤 Mg G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅱ K P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅱ Ca G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅱ Cr( Ⅵ ) G.P. NaOH,pH=8~9 14d 250 Ⅲ Mn G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅲ Fe G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅲ Ni G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 14d 250 Ⅲ Cu P HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 2 14d 250 Ⅲ Zn P HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 2 14d 250 Ⅲ As G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml,DDTC 法, HCl 2ml 14d 250 Ⅰ Se G.P. HCl,1L 水 样 中 加 浓 HCl 2ml 14d 250 Ⅲ Ag G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 2ml 14d 250 Ⅲ Cd G.P. HNO 3,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 2 14d 250 Ⅲ Sb G.P. HCl,0.2%( 氢 化 物 法 ) 14d 250 Ⅲ Hg G.P. HCl 1% 如 水 样 为 中 性,1L 水 样 中 加 浓 HCl 10ml 14d 250 Ⅲ Pb G.P. HNO 3,1% 如 水 样 为 中 性,1L 水 样 中 加 浓 HNO 3 10ml 2 14d 250 Ⅲ 油 类 G 加 入 HCl 至 ph 2 7d 250 Ⅱ 农 药 类 * G 加 入 抗 环 血 酸 0.01~0.02g 除 去 残 余 氯 24h 1000 Ⅰ 除 草 剂 类 ** G ( 同 上 ) 24h 1000 Ⅰ 邻 苯 二 甲 酸 酯 类 ** G ( 同 上 ) 12h 1000 Ⅰ 挥 发 性 有 机 物 ** G 用 1+10 HCl 至 ph 2 加 入 0.01~0.02 抗 坏 血 酸 除 去 残 余 氯 24h 1000 Ⅰ 甲 醛 ** G 加 入 0.2~0.5g/L 硫 代 硫 酸 钠 了 除 去 残 余 氯 12h 250 Ⅰ 酚 类 ** G 用 H 3 PO 4 调 至 ph 2, 用 0.01~0.02 抗 坏 血 酸 除 去 残 余 氯 24h 1000 Ⅰ 阴 离 子 表 面 活 性 剂 G.P. 24h 250 Ⅳ 微 生 物 ** G 加 入 硫 代 硫 酸 钠 至 0.2~10.5g/L 除 去 残 余 物, 4 保 存 12h 250 Ⅰ 生 物 ** G.P. 不 能 现 场 测 定 时 用 甲 醛 固 定 12h 250 Ⅰ 注 :(1) 应 尽 量 做 现 场 测 定 ** 低 温 (0 ~4 ) 避 光 保 存 (2) 玻 璃 瓶 ;P 为 聚 乙 烯 瓶 ( 桶 ) (3) 为 单 项 样 品 的 最 少 采 样 量 84

93 2 如 用 溶 出 伏 安 法 测 定, 可 改 用 1L 水 样 中 加 19ml 浓 度 HClO 4 (4)Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ 表 示 四 种 洗 涤 方 法, 如 下 Ⅰ: 洗 涤 剂 洗 一 次, 自 来 水 三 次, 蒸 馏 水 一 次 ; Ⅱ: 洗 涤 剂 洗 一 次, 自 来 水 洗 二 次,1+3HNO 3 荡 洗 一 次, 自 来 水 洗 三 次, 蒸 馏 水 一 次 ; Ⅲ: 洗 涤 剂 洗 一 次, 自 来 水 洗 二 次,1+3HNO 3 荡 洗 一 次, 自 来 水 洗 三 次, 去 离 子 水 一 次 ; Ⅳ: 铬 酸 洗 液 洗 一 次, 自 来 水 洗 三 次, 蒸 馏 水 洗 一 次 如 果 采 集 污 水 样 品 可 省 去 用 蒸 馏 水 去 离 子 水 清 洗 的 步 骤 (5) 经 160 干 热 灭 菌 2h 的 微 生 物 生 物 采 样 容 器, 必 须 在 两 周 内 使 用, 否 则 应 重 新 灭 菌 ; 经 121 高 压 蒸 气 灭 菌 15min 的 采 样 容 器, 如 不 立 即 使 用, 应 于 60 将 瓶 内 冷 凝 水 烘 干, 两 周 内 使 用 细 菌 监 测 项 目 采 样 时 不 能 用 水 样 冲 洗 采 样 容 器, 不 能 采 混 合 水 样, 应 单 独 采 样 后 2h 内 送 实 验 室 分 析 第 四 节 样 品 的 预 处 理 一 水 样 的 预 处 理 环 境 水 样 的 组 成 是 相 当 复 杂 的, 并 且 多 数 污 染 组 分 含 量 低, 存 在 形 态 各 异, 所 以 在 分 析 测 定 之 前, 需 要 进 行 适 当 的 预 处 理, 以 得 到 欲 测 组 分 适 于 测 定 方 法 要 求 的 形 态 浓 度 和 消 除 共 存 组 分 干 扰 的 试 样 体 系 下 面 介 绍 主 要 预 处 理 方 法 ( 一 ) 水 样 的 消 解 适 用 场 合 : 当 测 定 含 有 机 物 水 样 中 的 无 机 元 素 时, 需 进 行 消 解 处 理 消 解 处 理 的 目 的 : 破 坏 有 机 物, 溶 解 悬 浮 性 固 性, 将 各 种 价 态 的 欲 测 元 素 氧 化 成 单 一 高 价 态 或 转 变 成 易 于 分 离 的 无 机 化 合 物 消 解 处 理 后 的 效 果 ; 消 解 后 的 水 样 应 清 澈 透 明 无 沉 淀 消 解 水 样 的 方 法 : 湿 式 消 解 法 和 干 式 分 解 法 ( 干 灰 化 法 ) 1. 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 混 匀 的 水 样 ml 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, 试 液 应 清 澈 透 明, 呈 浅 色 或 无 色, 否 则, 应 补 加 硝 酸 继 续 消 解 蒸 至 近 干, 取 下 烧 杯, 稍 冷 后 加 2%HNO 3 ( 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 两 种 酸 都 是 强 氧 化 性 酸, 联 合 使 用 可 消 解 含 难 氧 化 有 机 物 的 水 样 方 法 要 点 是 : 取 适 量 水 样 于 烧 杯 或 锥 形 瓶 中, 加 5-10ml 硝 酸, 在 电 热 板 上 加 热 消 解 至 大 部 分 有 机 物 被 分 解 取 下 烧 杯, 稍 冷, 加 2-5ml 高 氯 酸, 继 续 加 热 至 开 始 冒 白 烟, 如 试 液 呈 深 色, 再 补 加 硝 酸, 继 续 加 热 至 冒 浓 厚 白 烟 将 尽 ( 不 可 蒸 至 干 涸 ) 取 下 烧 杯 冷 却, 用 2%HNO 3 溶 解, 如 有 沉 淀, 应 过 滤, 滤 液 冷 至 室 温 定 容 备 用 注 意 : 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 85

94 (3 ) 硝 酸 - 硫 酸 消 解 法 两 种 酸 都 有 较 强 的 氧 化 能 力, 其 中 硝 酸 沸 点 低, 而 硫 酸 沸 点 高, 二 者 结 合 使 用, 可 提 高 消 解 温 度 和 消 解 效 果 常 用 的 硝 酸 与 硫 酸 的 比 例 为 5:2 消 解 时, 先 将 硝 酸 加 入 水 样 中, 加 热 蒸 发 至 小 体 积, 稍 冷, 再 加 人 硫 酸 硝 酸, 继 续 加 热 蒸 发 至 冒 大 量 白 烟, 冷 却, 加 适 量 水, 温 热 溶 解 可 溶 盐, 若 有 沉 淀, 应 过 滤 为 提 高 消 解 效 果, 常 加 入 少 量 过 氧 化 氢 该 方 法 不 适 用 于 处 理 测 定 易 生 成 难 溶 硫 酸 盐 组 分 ( 如 铅 钡 锶 ) 的 水 样 (4) 硫 酸 磷 酸 消 解 法 两 种 酸 的 沸 点 都 比 较 高, 其 中, 硫 酸 氧 化 性 较 强, 磷 酸 能 与 一 些 金 属 离 子 如 Fe 3+ 等 络 合, 故 二 者 结 合 消 解 水 样, 有 利 于 测 定 时 消 除 Fe 3+ 等 离 子 的 干 扰 (5) 硫 酸 - 高 锰 酸 钾 消 解 法 该 方 法 常 用 于 消 解 测 定 汞 的 水 样 高 锰 酸 钾 是 强 氧 化 剂, 在 中 性 碱 性 酸 性 条 件 下 都 可 以 氧 化 有 机 物 消 解 要 点 是 : 取 适 量 水 样, 加 适 量 硫 酸 和 5% 高 锰 酸 钾, 混 匀 后 加 热 煮 沸, 冷 却, 滴 加 盐 酸 羟 胺 溶 液 破 坏 过 量 的 高 锰 酸 钾 (6) 多 元 消 解 方 法 为 提 高 消 解 效 果, 在 某 些 情 况 下 需 要 采 用 三 元 以 上 酸 或 氧 化 剂 消 解 体 系 例 如, 处 理 测 总 铬 的 水 样 时, 用 硫 酸 磷 酸 和 高 锰 酸 钾 消 解 (7) 碱 分 解 法 当 用 酸 体 系 消 解 水 样 造 成 易 挥 发 组 分 损 失 时, 可 改 用 碱 分 解 法 方 法 是 在 水 样 中 加 入 氢 氧 化 钠 和 过 氧 化 氢 溶 液, 或 者 氨 水 和 过 氧 化 氢 溶 液, 加 热 煮 沸 至 近 干, 用 水 或 稀 碱 溶 液 温 热 溶 解 2. 干 灰 化 法 干 灰 化 法 又 称 高 温 分 解 法 其 处 理 过 程 是 : 取 适 量 水 样 于 白 瓷 或 石 英 蒸 发 皿 中, 置 于 水 浴 上 蒸 干, 移 人 马 福 炉 内, 于 灼 烧 到 残 渣 呈 灰 白 色, 使 有 机 物 完 全 分 解 除 去 取 出 蒸 发 皿, 冷 却, 用 适 量 2%HNO 3 ( 或 HCl) 溶 解 样 品 灰 分, 过 滤, 滤 液 定 容 后 供 测 定 本 方 法 不 适 用 于 处 理 测 定 易 挥 发 组 分 ( 如 砷 汞 镉 硒 锡 等 ) 的 水 样 3. 消 解 操 作 的 注 意 事 项 (1) 选 用 的 消 解 试 剂 能 使 样 品 完 全 分 解 (2) 消 解 过 程 中 不 得 使 待 测 组 分 因 产 生 挥 发 性 物 质 或 沉 淀 而 造 成 损 失 (3) 消 解 过 程 中 不 得 引 入 待 测 组 分 或 任 何 其 它 干 扰 物 质, 为 后 续 操 作 引 入 干 扰 和 困 难 (4) 消 解 过 程 应 平 稳, 升 温 不 宜 过 猛, 以 免 反 应 过 于 激 烈 造 成 样 品 损 失 或 人 身 损 害 (5) 使 用 高 氯 酸 进 行 消 解 时, 不 得 直 接 向 含 有 有 机 物 的 热 溶 液 中 加 入 高 氯 酸 (6) 消 解 操 作 必 须 在 通 风 橱 内 进 行 ( 二 ) 富 集 与 分 离 当 水 样 中 的 欲 测 组 合 含 量 低 于 分 析 方 法 的 检 测 限 时, 就 必 须 进 行 富 集 或 浓 缩, 当 有 共 86

95 存 干 扰 组 分 时, 就 必 须 采 取 分 离 或 俺 蔽 措 施 富 集 和 分 离 往 往 是 不 可 分 割 同 时 进 行 的 常 用 的 方 法 有 过 滤 挥 发 蒸 馏 溶 剂 萃 取 离 子 交 换 吸 附 共 沉 淀 层 析 低 温 浓 缩 等, 要 结 合 具 体 情 况 选 择 使 用 1. 挥 发 和 蒸 发 浓 缩 挥 发 分 离 法 是 利 用 某 些 污 染 组 分 挥 发 度 大, 或 者 将 欲 测 组 分 转 变 成 易 挥 发 物 质, 然 后 用 惰 性 气 体 带 出 而 达 到 分 离 的 目 的 例 如, 用 冷 原 子 荧 光 法 测 定 水 样 中 的 汞 时, 先 将 汞 离 子 用 氯 化 亚 锡 还 原 为 原 子 态 汞, 再 利 用 汞 易 挥 发 的 性 质, 通 入 惰 性 气 体 将 其 带 出 并 送 入 仪 器 测 定 ; 用 分 光 光 度 法 测 定 水 中 的 硫 化 物 时, 先 使 之 在 磷 酸 介 质 中 生 成 硫 化 氢, 再 用 惰 性 气 体 载 入 乙 酸 锌 - 乙 酸 钠 溶 液 吸 收, 从 而 达 到 与 母 液 分 离 的 目 的 该 吹 气 分 离 装 置 如 图 3-10 所 示 测 定 废 水 中 的 砷 时, 将 其 转 变 成 砷 化 氢 气 体 (H 3 As), 用 吸 收 液 吸 收 后 供 分 光 光 度 法 测 定 图 3-10 测 定 硫 化 物 的 吹 气 分 离 装 置 图 3-11 挥 发 酚 氰 化 物 的 蒸 馏 装 置 1 500ml 平 底 烧 瓶 ( 内 装 水 样 );2 流 量 计 ; 1 500ml 全 玻 璃 蒸 馏 器 ; 3 吸 收 管 ;4 50~60 恒 温 水 浴 ;5 分 液 漏 斗 2 接 收 瓶 ;3 电 炉 ;4 水 龙 头 ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) 蒸 发 浓 缩 是 指 在 电 热 板 上 或 水 浴 中 加 热 水 样, 使 水 分 缓 慢 蒸 发, 达 到 缩 小 水 样 体 积, 浓 缩 欲 测 组 分 的 目 的 该 方 法 无 需 化 学 处 理, 简 单 易 行, 尽 管 存 在 缓 慢 易 吸 附 损 失 等 缺 点, 但 无 更 适 宜 的 富 集 方 法 时 仍 可 采 用 据 有 关 资 料 介 绍, 用 这 种 方 法 浓 缩 饮 用 水 样, 可 使 铬 锂 钴 铜 锰 铅 铁 和 钡 的 浓 度 提 高 30 倍 2. 蒸 馏 法 蒸 馏 法 是 利 用 水 样 中 各 污 染 组 分 具 有 不 同 的 沸 点 而 使 其 彼 此 分 离 的 方 法 测 定 水 样 中 的 挥 发 酚 氰 化 物 氟 化 物 时, 均 需 先 在 酸 性 介 质 中 进 行 预 蒸 馏 分 离 在 此, 蒸 馏 具 有 消 解 富 集 和 分 离 三 种 作 用 图 3-11 为 挥 发 酚 和 氰 化 物 蒸 馏 装 置 示 意 图 氟 化 物 可 用 直 接 蒸 馏 装 置, 也 可 用 水 蒸 汽 蒸 馏 装 置, 后 者 虽 然 对 控 温 要 求 较 严 格, 但 排 除 干 扰 效 果 好, 不 易 发 生 暴 沸, 使 用 较 安 全, 如 图 3-12 所 示 测 定 水 中 的 氨 氮 时, 需 在 微 碱 性 介 质 中 进 行 预 蒸 馏 分 离, 图 3-13 为 蒸 馏 装 置 的 示 意 图 87

96 图 3-12 氟 化 物 水 蒸 气 蒸 馏 装 置 1 水 蒸 气 发 生 瓶 ;2 烧 瓶 ( 内 装 水 样 ) 3 温 度 计 ;4 冷 凝 管 ;5 接 收 瓶 ;6 热 源 图 3-13 氨 氮 蒸 馏 装 置 1 凯 氏 烧 瓶 ;2 定 氮 球 3 直 形 冷 凝 管 及 导 管 ;4 收 集 瓶 ;5 电 炉 ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) ( 摘 自 姚 运 先 水 环 境 监 测 2005) 3. 溶 剂 萃 取 法 (1) 原 理 溶 剂 萃 取 法 是 基 于 物 质 在 不 同 的 溶 剂 相 中 分 配 系 数 不 同, 而 达 到 组 分 的 富 集 与 分 离, 在 水 相 - 有 机 相 中 的 分 配 系 数 (K) 用 下 式 表 示 : 有 机 相 中 被 萃 取 物 浓 度 K = 水 相 中 被 萃 取 物 浓 度 当 溶 液 中 某 组 分 的 K 值 大 时, 则 容 易 进 入 有 机 相, 而 K 值 很 小 的 组 分 仍 留 在 溶 液 中 分 配 系 数 (K) 中 所 指 欲 分 离 组 分 在 两 相 中 的 存 在 形 式 相 同, 而 实 际 并 非 如 此, 故 通 常 用 分 配 比 (D) 表 示 : D = [ A] [ A] 有 机 相 水 相 式 中 :Σ[A] 有 机 相 -- 欲 分 离 组 分 A 在 有 机 相 中 各 种 存 在 形 式 的 总 浓 度 ; Σ[A] 水 相 -- 组 分 A 在 水 相 中 各 种 存 在 形 式 的 总 浓 图 3-14 D 与 K 的 关 系 度 分 配 比 和 分 配 系 数 不 同, 它 不 是 - 个 常 数, 而 随 被 萃 取 物 的 浓 度 溶 液 的 酸 度 萃 取 剂 的 浓 度 及 萃 取 温 度 等 条 件 而 变 化 只 有 在 简 单 的 萃 取 体 系 中, 被 萃 取 物 质 在 两 相 中 存 在 形 式 相 同 时,K 才 等 于 D 分 配 比 反 映 萃 取 体 系 达 到 平 衡 时 的 实 际 分 配 情 况, 具 有 被 萃 取 物 质 在 两 相 中 的 分 配 还 可 以 用 萃 取 率 (E) 表 示, 其 表 达 式 为 : 有 机 相 中 被 萃 取 物 的 量 E (%) = 100 水 相 和 有 机 相 中 被 萃 取 物 的 总 量 分 配 比 (D) 和 萃 取 率 (E) 的 关 系 如 下 : 100D E(%) = V水 D + V 有 机 88

97 式 中 :V 水 -- 水 相 的 体 积 ; V 有 机 -- 有 机 相 的 体 积 当 水 相 和 有 机 相 的 体 积 相 同 时, 二 者 的 关 系 如 图 3-14 所 示 可 见, 当 D= 时,E=100%, 一 次 即 可 萃 取 完 全 ;D=100 时,E=99%, 一 次 萃 取 不 完 全, 需 要 萃 取 几 次 ;D=10 时,E=90%, 需 连 续 萃 取 才 趋 于 完 全 ;D=1 时,E=50%, 要 萃 取 完 全 相 当 困 难 (2) 类 型 1 有 机 物 质 的 萃 取 : 分 散 在 水 相 中 的 有 机 物 质 易 被 有 机 溶 剂 萃 取, 利 用 此 原 理 可 以 富 集 分 散 在 水 样 中 的 有 机 污 染 物 质 例 如, 用 4- 氨 基 安 替 比 林 光 度 法 测 定 水 样 中 的 挥 发 酚 时, 当 酚 含 量 低 于 0.05mg/L, 则 水 样 经 蒸 馏 分 离 后 需 再 用 三 氯 甲 烷 进 行 萃 取 浓 缩 ; 用 紫 外 光 度 法 测 定 水 中 的 油 和 用 气 相 色 谱 法 测 定 有 机 农 药 (666 DDT) 时, 需 先 用 石 油 醚 萃 取 等 2 无 机 物 的 萃 取 : 由 于 有 机 溶 剂 只 能 萃 取 水 相 中 以 非 离 子 状 态 存 在 的 物 质 ( 主 要 是 有 机 物 质 ), 而 多 数 无 机 物 质 在 水 相 中 均 以 水 合 离 子 状 态 存 在, 故 无 法 用 有 机 溶 剂 直 接 萃 取 为 实 现 用 有 机 溶 剂 萃 取, 需 先 加 入 一 种 试 剂, 使 其 与 水 相 中 的 离 子 态 组 分 相 结 合, 生 成 一 种 不 带 电 易 溶 于 有 机 溶 剂 的 物 质 该 试 剂 与 有 机 相 水 相 共 同 构 成 萃 取 体 系 根 据 生 成 可 萃 取 物 类 型 的 不 同, 可 分 为 螯 合 物 萃 取 体 系 离 子 缔 合 物 萃 取 体 系 三 元 络 合 物 萃 取 体 系 和 协 同 萃 取 体 系 等 在 环 境 监 测 中, 螯 合 物 萃 取 体 系 用 的 较 多 螯 合 物 萃 取 体 系 是 指 在 水 相 中 加 入 螯 合 剂, 与 被 测 金 属 离 子 生 成 易 溶 于 有 机 溶 剂 的 中 性 螯 合 物, 从 而 被 有 机 相 萃 取 出 来 例 如, 用 分 光 光 度 法 测 定 水 中 的 Cd 2+ Hg 2+ Zn 2+ Pb 2+ Ni 2+ Bi 2+ 等, 双 硫 腙 ( 螯 合 剂 ) 能 使 上 述 离 子 生 成 难 溶 于 水 的 整 合 物, 可 用 三 氯 甲 烷 ( 或 四 氯 化 碳 ) 从 水 相 中 萃 取 后 测 定, 三 者 构 成 双 硫 腙 - 三 氯 甲 烷 - 水 萃 取 体 系 4. 离 子 交 换 法 离 子 交 换 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 离 子 交 换 剂 可 分 为 无 机 离 子 交 换 剂 和 有 机 离 子 交 换 剂, 目 前 广 泛 应 用 的 是 有 机 离 子 交 换 剂 即 离 子 交 换 树 脂 离 子 交 换 树 脂 是 可 渗 透 的 三 维 网 状 高 分 子 聚 合 物, 在 网 状 结 构 的 骨 架 上 含 有 可 电 离 的 或 可 被 交 换 的 阳 离 子 或 阴 离 子 活 性 基 团 强 酸 性 阳 离 子 树 脂 含 有 活 性 基 团 一 SO 3 H 一 SO 3 Na 等, 一 般 用 于 富 集 金 属 阳 离 子 + 强 碱 性 阴 离 子 交 换 树 脂 含 有 一 N (CH 3 ) 3 X - 基 团, 其 中 X - 为 OH - Cl - - NO 3 等, 能 在 酸 性 碱 性 和 中 性 溶 液 中 与 强 酸 或 弱 酸 阴 离 子 交 换, 应 用 较 广 泛 用 离 子 交 换 树 脂 进 行 分 离 的 操 作 程 序 包 括 交 换 柱 的 制 备 交 换 洗 脱 等 过 程 5. 共 沉 淀 法 共 沉 淀 系 指 溶 液 中 一 种 难 溶 化 合 物 在 形 成 沉 淀 过 程 中, 将 共 存 的 某 些 痕 量 组 分 一 起 载 带 沉 淀 出 来 的 现 象 共 沉 淀 现 象 在 常 量 分 离 和 分 析 中 是 力 图 避 免 的, 但 却 是 一 种 分 离 富 集 微 量 组 分 的 手 段 例 如, 在 形 成 硫 酸 铜 沉 淀 的 过 程 中, 可 使 水 样 中 浓 度 低 至 0.02μg/L 的 Hg 2+ 共 沉 淀 出 来 共 沉 淀 的 原 理 基 于 表 面 吸 附 形 成 混 晶 异 电 核 胶 态 物 质 相 互 作 用 及 包 藏 等 (1) 利 用 吸 附 作 用 的 共 沉 淀 分 离 89

98 该 方 法 常 用 的 载 体 有 Fe(OH) 3 A1(OH) 3 Mn(OH) 2 及 硫 化 物 等 由 于 它 们 是 表 面 积 大 吸 附 力 强 的 非 晶 形 胶 体 沉 淀, 故 吸 附 和 富 集 效 率 高 例 如, 分 离 含 铜 溶 液 中 的 微 量 铝, 仅 加 氨 水 不 毕 使 铝 以 Al(OH) 3 沉 淀 析 出, 若 加 入 适 量 Fe 3+ 和 氨 水, 则 利 用 生 成 的 Fe(OH) 3, 2+ 沉 淀 作 载 体, 吸 附 A1(OH) 3 转 入 沉 淀, 与 溶 液 中 的 Cu (NH 3 ) 4 分 离 ; 用 吸 光 光 度 法 测 定 水 样 中 的 Cr 6+ 时, 当 水 样 有 色 浑 浊 Fe 3+ 含 量 低 于 200mg/L 时, 可 于 ph8-9 条 件 下 用 氢 氧 化 锌 作 共 沉 淀 剂 吸 附 分 离 干 扰 物 质 (2) 利 用 生 成 混 晶 的 共 沉 淀 分 离 当 欲 分 离 微 量 组 分 及 沉 淀 剂 组 分 生 成 沉 淀 时, 如 具 有 相 似 的 晶 格, 就 可 能 生 成 混 晶 而 共 同 析 出 例 如, 硫 酸 铅 和 硫 酸 锶 的 晶 形 相 同, 如 分 离 水 样 中 的 痕 量 pb 2+, 可 加 入 适 量 Sr 2+ 和 过 量 可 溶 性 硫 酸 盐, 则 生 成 PbSO 4 -SrSO 4 的 混 晶, 将 Pb 2+ 共 沉 淀 出 来 有 资 料 介 绍, 以 SrSO 4 作 载 体, 可 以 富 集 海 水 中 10-8 的 Cd 2+ (3) 用 有 机 共 沉 淀 剂 进 行 共 沉 淀 分 离 有 机 共 沉 淀 剂 的 选 择 性 较 无 机 沉 淀 剂 高, 得 到 的 沉 淀 也 较 纯 净, 并 且 通 过 灼 烧 可 除 去 有 机 共 沉 淀 剂, 留 下 欲 测 元 素 例 如, 在 含 痕 量 Zn 2+ 的 弱 酸 性 溶 液 中, 加 入 硫 氰 酸 铵 和 甲 基 紫, 由 于 甲 基 紫 在 溶 液 中 电 离 成 带 正 电 荷 的 大 阳 离 子 B +, 它 们 之 间 发 生 如 下 共 沉 淀 反 应 : Zn 2B B SCN + Zn( SCN) + SCN = Zn( SCN) 2 4 = B Zn( SCN) ( 形 成 缔 合 物 ) = BSCN ( 形 成 载 体 ) B 2 Zn(SCN) 4 与 BSCN 发 生 共 沉 淀, 因 而 将 痕 量 Zn 2+ 富 集 于 沉 淀 之 中 又 如, 痕 量 Ni 2+ 与 丁 二 酮 肟 生 成 鳌 合 物, 分 散 在 溶 液 中, 若 加 入 丁 二 酮 肟 二 烷 酯 ( 难 溶 于 水 ) 的 乙 醇 溶 液, 则 析 出 固 相 的 丁 二 酮 肟 二 烷 酯, 便 将 丁 二 酮 肟 镍 螯 合 物 共 沉 淀 出 来 丁 二 酮 肟 二 烷 酯 只 起 载 体 作 用, 称 为 惰 性 共 沉 淀 剂 6. 吸 附 法 吸 附 是 利 用 多 孔 性 的 固 体 吸 附 剂 将 水 样 中 一 种 或 数 种 组 分 吸 附 于 表 面, 以 达 到 分 离 的 目 的 常 用 的 吸 附 剂 有 活 性 炭 氧 化 铝 分 子 筛 大 网 状 树 脂 等 被 吸 附 富 集 于 吸 附 剂 表 面 的 污 染 组 分, 可 用 有 机 溶 剂 或 加 热 解 吸 出 来 供 测 定 例 如, 国 内 某 用 国 产 DA201 大 网 状 树 脂 富 集 海 水 中 ppb 级 有 机 氯 农 药, 用 无 水 乙 醇 解 吸, 石 油 醚 萃 取 两 次, 经 无 水 硫 酸 钠 脱 水 后, 用 气 相 色 谱 电 子 捕 获 检 测 器 测 定, 对 农 药 各 种 异 构 体 均 得 到 满 意 地 分 离, 其 回 收 率 均 在 80% 以 上, 且 重 复 性 好, 一 次 能 富 集 几 升 甚 至 几 十 升 海 水 二 底 质 样 品 的 预 处 理 底 质 样 品 送 交 实 验 室 后, 应 在 低 温 冷 冻 条 件 下 保 存, 并 尽 快 进 行 处 理 和 分 析 如 放 置 时 间 较 长, 则 应 在 约 一 20 冷 冻 柜 中 保 存 处 理 方 法 应 视 待 测 污 染 物 组 分 性 质 而 定, 处 理 过 程 应 尽 量 避 免 玷 污 和 污 染 物 损 失 ( 一 ) 底 质 样 品 的 脱 水 底 质 中 含 大 量 的 水 分 应 采 用 下 列 方 法 之 一 除 去, 不 可 直 接 置 于 日 光 下 曝 晒 或 高 温 烘 干 4 90

99 1. 自 然 风 干 : 待 测 组 分 较 稳 定, 样 品 可 置 于 阴 凉 通 风 处 晾 干 2. 离 心 分 离 : 待 测 组 分 如 为 易 挥 发 或 易 发 生 各 种 变 化 的 污 染 物 ( 如 硫 化 物 农 药 及 其 他 有 机 污 染 物 ), 可 用 离 心 分 离 脱 水 后 立 即 取 样 进 行 分 析, 同 时 另 取 一 份 烘 干 测 定 水 分, 对 结 果 加 以 校 正 3. 真 空 冷 冻 干 燥 : 适 用 于 各 种 类 型 样 品, 特 别 适 用 于 含 有 对 光 热 空 气 不 稳 定 的 污 染 物 的 样 品 4. 无 水 硫 酸 钠 脱 水 : 适 用 于 油 类 等 有 机 污 染 物 的 测 定 ( 二 ) 底 质 样 品 的 筛 分 制 备 将 脱 水 干 燥 后 的 底 质 样 品 平 铺 于 硬 质 白 纸 板 上, 用 玻 璃 棒 等 压 散 ( 勿 破 坏 自 然 粒 径 ) 剔 除 大 小 砾 石 及 动 植 物 残 体 等 杂 物 ( 必 要 时 取 此 样 品 作 泥 砂 颗 粒 粒 径 分 布 分 析 ) 样 品 过 20 目 筛, 直 至 筛 上 物 不 含 泥 土, 弃 去 筛 上 物, 筛 下 物 用 四 分 法 缩 分, 至 获 得 所 需 量 样 品 ( 四 分 法 弃 去 的 那 部 分 样 品, 也 应 用 另 一 瓶 分 装 备 查 ) 用 玛 瑙 研 钵 ( 或 玛 瑙 粉 碎 机 ) 研 磨 至 样 品 全 部 通 过 80~200 目 筛 ( 粒 度 要 求 按 项 目 分 析 方 法 确 定, 但 对 Hg As 等 易 挥 发 元 素 和 需 要 测 低 价 铁 硫 化 物 等 时, 样 品 不 可 用 粉 碎 机 粉 碎 ), 装 入 棕 色 广 口 瓶 中, 贴 上 标 签 后 取 样 分 析 或 冷 冻 保 存 待 用 所 用 筛 网 材 质 在 测 定 金 属 时 应 使 用 尼 龙 制 品, 测 定 有 机 污 染 物 时 使 用 铜 或 不 锈 钢 制 品 ( 三 ) 柱 状 样 品 处 理 柱 状 样 品 从 管 式 泥 芯 采 样 器 中 小 心 挤 出 时, 尽 量 不 要 使 其 分 层 状 态 破 坏, 按 要 求 填 写 好 记 录, 经 干 燥 后, 用 不 锈 钢 小 刀 刮 去 样 柱 表 层, 然 后 按 上 述 表 层 底 质 方 法 处 理 如 为 了 了 解 各 沉 积 阶 段 污 染 物 质 的 成 分 及 含 量 变 化, 可 将 柱 状 样 品 用 不 锈 钢 制 小 刀 沿 横 断 面 截 取 不 同 部 位 ( 如 泥 质 性 状 分 层 明 显, 按 性 状 相 同 段 截 取 ; 分 层 不 明 显, 可 分 段 截 取 一 般 上 部 段 间 距 小, 下 部 段 间 距 大 ) 样 品 分 别 进 行 预 处 理 及 测 定 ( 四 ) 底 质 样 品 的 分 解 与 浸 提 1. 选 择 样 品 分 解 方 法 的 原 则 (1) 监 测 目 的 样 品 分 解 方 法 随 监 测 目 的 的 不 同 而 异 例 如 要 调 查 底 质 中 元 素 含 量 水 平 及 随 时 间 的 变 化 和 空 间 的 分 布, 一 般 宜 用 全 量 分 解 方 法 ; 要 了 解 底 质 受 污 染 的 状 况, 用 硝 酸 分 解 法 就 可 使 水 系 中 由 于 水 解 和 悬 浮 物 吸 附 而 沉 淀 的 大 部 分 重 金 属 溶 出 ; 要 摸 清 底 质 对 水 体 的 二 次 污 染, 如 要 评 价 底 质 向 水 体 中 释 放 出 重 金 属 的 量, 则 用 蒸 馏 水 按 一 定 的 固 液 比 做 溶 出 ( 或 浸 出 ) 试 验 ; 要 监 测 底 质 中 元 素 存 在 的 价 态 和 形 态 则 要 用 特 殊 的 溶 样 方 法 (2) 元 素 的 性 质 分 解 样 品 中 的 砷, 由 于 有 卤 化 物 存 在, 加 热 时,As 3+ 易 挥 发 损 失 (AsCl 3 沸 点 ), 因 此 最 好 的 选 择 是 用 HNO 3 HClO 4 H 2 SO 4 体 系, 使 砷 保 持 在 五 价 状 态 (As 5+ ), 即 不 易 挥 发 损 失 用 HNO 3 HF H 2 SO 4 和 HNO 3 HF HClO 4 体 系 分 解 样 品 中 锌 锰 钴 等, 获 得 结 果 相 近 但 对 于 铅 则 不 然, 因 为 Pb 2+ 与 Ca 2+ Sr 2+ Ba 2+ 硫 酸 盐 产 生 共 沉 淀, 用 91

100 HNO 3 HF HClO 4 体 系 分 解 会 使 铅 的 结 果 严 重 偏 低, 铬 镍 铜 铅 等 元 素 的 一 部 分 存 在 于 矿 物 晶 格 中, 用 不 含 氢 氟 酸 的 混 合 酸 分 解 时, 结 果 普 遍 偏 低, 而 镉 和 锌 易 从 底 质 中 溶 出, 采 用 王 水 或 王 水 高 氯 酸 体 系 也 能 得 到 与 全 量 分 解 法 相 似 的 结 果 若 用 HNO 3 HF HClO 4 体 系 分 解 样 品 中 铬, 会 导 致 测 定 结 果 偏 低, 因 为 铬 会 挥 发 损 失, 应 选 用 HNO 3 HF H 2 SO 4 体 系 (3) 试 液 介 质 对 测 定 的 影 响 经 过 样 品 分 解 制 备 的 试 液 必 须 对 以 后 的 测 定 没 有 干 扰, 或 干 扰 很 小, 且 易 于 消 除 例 如 碱 熔 融 法 是 全 量 分 解 的 经 典 方 法, 但 由 于 引 入 大 量 碱 金 属 盐, 对 以 后 原 子 吸 收 测 定 会 产 生 基 体 干 扰, 因 此 一 般 不 采 用 碱 熔 法 相 反 用 HNO 3 HF HClO 4 分 解 样 品, 除 去 了 大 量 的 硅, 对 原 子 吸 收 测 定 是 有 利 的 2. 全 分 解 方 法 (1) HNO 3 HF HClO 4 分 解 法 称 取 ~0.5000g 样 品, 置 于 聚 四 氟 乙 烯 坩 埚 中, 用 少 量 水 冲 洗 内 壁 润 湿 试 样 后, 加 入 硝 酸 10ml( 若 底 质 呈 黑 色, 说 明 含 有 机 质 很 高, 则 改 加 (1 十 1) 硝 酸, 防 止 剧 烈 反 应, 发 生 飞 溅 ) 待 剧 烈 反 应 停 止 后, 在 低 温 电 热 板 上 加 热 分 解 若 反 应 还 产 生 棕 黄 色 烟, 说 明 有 机 质 还 多, 要 反 复 补 加 适 量 的 硫 酸, 加 热 分 解 至 液 面 平 静, 不 产 生 棕 黄 色 烟 取 下, 稍 冷, 加 入 氢 氟 酸 5ml, 加 热 煮 沸 10min 取 下, 冷 却, 加 入 高 氯 酸 5ml, 蒸 发 至 近 干 然 后 再 加 高 氯 酸 2ml, 再 次 蒸 发 至 近 干 ( 不 能 干 涸 ), 残 渣 为 灰 白 色 冷 却, 加 入 1%HNO 3 25ml, 煮 沸 溶 解 残 渣, 移 至 ml 容 量 瓶 中, 加 水 至 标 线, 摇 匀 备 测 (2) 王 水 HF HClO 4 分 解 法 称 取 ~1.000g 样 品, 置 于 聚 四 氟 乙 烯 烧 杯 中, 加 少 量 水 润 湿, 加 王 水 10ml 盖 好 盖 子, 在 室 温 下 放 置 过 夜 置 120 电 热 板 上 分 解 1h, 待 溶 液 透 明, 液 面 平 稳 后 ( 否 则 应 补 加 适 量 的 王 水 继 续 分 解 ), 取 下 稍 冷, 加 HClO 4 5ml, 逐 渐 升 温 至 200 加 热 至 冒 浓 厚 白 烟, 残 液 剩 0.5m1 左 右, 取 下 冷 却 再 加 HF 5ml, 去 盖, 在 120 加 热 挥 发 除 去 硅, 蒸 至 近 干, 冷 却 再 加 HClO 4 1m1, 继 续 加 热 蒸 至 近 干 ( 但 不 要 干 涸 ), 以 驱 除 HF 加 I%HNO 3 10ml, 温 热 溶 解, 定 容 至 50ml 立 即 移 入 干 燥 洁 净 的 聚 四 氟 乙 烯 瓶 中, 保 存 备 用 以 上 两 种 分 解 方 法 制 得 的 试 液 可 用 于 底 质 中 全 量 Cu Pb Zn Cd Ni Mn 等 的 分 析 : (3) 高 压 釜 酸 分 解 法 称 取 g 试 样 于 内 套 聚 四 氟 乙 烯 坩 埚 中, 加 少 量 水 润 湿 试 样, 再 加 入 HNO 3 HClO 4 各 5ml, 摇 匀 后 把 甘 埚 放 入 不 锈 钢 套 筒 中, 拧 紧 放 在 180 的 烘 箱 中 分 解 2h 取 出, 冷 却 至 室 温 后, 取 出 坩 埚, 用 水 冲 坩 埚 盖 的 内 壁, 加 入 3ml HF, 置 于 电 热 板 上, 在 100~120 加 热 分 解, 待 坩 埚 内 剩 下 约 2-3m1 分 解 物 溶 液 时, 调 高 温 度 至 150, 蒸 至 冒 浓 白 烟 后 再 蒸 至 近 干, 用 l%hno 3 定 容 后 进 行 测 定 高 压 釜 耐 压 是 有 一 定 限 度 的, 且 一 般 加 热 温 度 不 要 超 过 180, 烘 箱 温 度 要 在 加 热 前 进 行 校 正, 一 旦 超 过 180, 高 压 釜 有 爆 炸 的 可 能, 聚 四 氟 乙 烯 内 筒 也 会 变 形, 导 致 密 封 不 严, 造 成 试 样 损 失 或 污 染 在 分 解 含 有 机 质 较 多 的 试 样 时, 可 先 在 80~90 加 热 2h, 使 有 机 质 充 分 分 解, 再 升 温 至 150~180, 以 免 有 机 质 和 HClO 4 发 生 强 烈 反 应 在 分 解 红 壤 92

101 等 含 铝 较 高 的 底 质 试 样 时, 可 适 当 延 长 加 热 时 间 聚 四 氟 乙 烯 坩 埚 内 的 试 样 及 消 解 用 酸 的 总 体 积 不 得 超 过 坩 埚 容 积 的 2/3, 分 解 完 后 要 放 置 冷 却 30min 以 上 如 果 聚 四 氟 乙 烯 内 筒 带 电, 称 取 干 燥 试 样 时 容 易 飞 散, 可 用 金 属 电 极 放 电 处 理 (4) 微 波 酸 分 解 法 称 取 ~0.2000g 试 样 于 洗 净 的 Teflon-PFA 消 解 罐 中, 用 少 量 水 润 湿 后 加 入 9ml HCl 3ml HNO 3 和 2ml HF 盖 上 压 力 释 放 阀 和 瓶 盖, 用 锁 盖 机 将 容 器 盖 锁 紧, 将 容 器 放 到 有 排 气 管 与 中 央 接 收 器 相 连 的 旋 转 台 上, 用 Teflon-PFA 排 气 管 与 消 解 罐 相 连 设 置 微 波 消 解 功 率 和 时 间 参 数 ( 例 如 :240~450W,3~30min) 进 行 消 解, 同 时 打 开 转 盘 开 关, 使 试 样 均 匀 消 解 消 解 程 序 完 成 后, 关 闭 转 盘 开 关, 打 开 微 波 炉 门, 将 消 解 罐 从 转 盘 上 取 下, 冷 却 后 放 入 锁 盖 机 中 拧 松 瓶 盖 向 罐 内 加 入 10m1 4% 的 硼 酸 后, 将 消 解 液 移 入 50ml 容 量 瓶 中, 用 蒸 馏 水 定 容 至 刻 度 ( 如 减 压 阀 内 有 少 量 试 液, 应 用 少 量 水 冲 洗 罐 内 壁, 以 免 损 失 试 液 ) 3. 浸 溶 法 (1) 硝 酸 浸 溶 法 称 取 g 样 品 于 50ml 校 正 过 的 硼 酸 玻 璃 管 中, 加 4-5 粒 沸 石 ( 防 止 受 热 暴 沸 ), 加 lml 水 润 湿 样 品, 加 浓 硝 酸 6ml, 待 剧 烈 反 应 停 止 后, 徐 徐 加 热 至 沸 并 回 流 15min 取 下 冷 却, 加 水 至 50ml, 摇 匀, 放 置 澄 清 取 上 清 液 进 行 分 析 (2) 0.1mol/L HCl 浸 提 法 称 取 约 10.00g 风 干 过 筛 的 试 样 放 入 150ml 硬 质 玻 璃 三 角 瓶 中, 加 入 50.0ml 0.1mol/L HCl 提 取 液, 用 水 平 振 荡 器 振 荡 1.5h, 干 滤 纸 过 滤, 滤 液 用 于 分 析 测 定 (3) DTPA 浸 提 1 DTPA 浸 提 液 可 测 定 有 效 态 ( 即 易 于 释 放 于 水 体 中 )Cu Zn Fe 等 浸 提 液 的 配 制 : 其 成 分 为 0.005mol/L DTPA 0.01mol/L CaCl 2-0.1mol/L 1.492%TEA 称 取 1.967g DTPA( 二 乙 三 胺 五 乙 酸 ) 溶 于 14.92g TEA( 三 乙 醇 胺 ) 和 少 量 水 中, 再 将 1.47g CaCl 2 2H 2 O 溶 于 水, 一 并 转 入 1000ml 容 量 瓶 中 加 水 至 约 950ml, 用 6mol/L HCI 调 节 ph 至 7.30( 每 升 提 取 液 约 需 加 6mol/L HCl 8.5m1), 最 后 用 水 定 容 贮 存 于 塑 料 瓶 中, 三 个 月 内 不 会 变 质 2 浸 提 手 续 : 称 取 约 25.00g 风 干 过 筛 的 试 样 放 入 150ml 硬 质 玻 璃 三 角 瓶 中, 加 入 50.0ml DTPA 浸 提 剂, 在 25 用 水 平 振 荡 机 振 荡 提 取 2h 用 干 滤 纸 过 滤, 滤 液 用 于 分 析 (4) 水 浸 法 称 取 5.00~10.00g 样 品 置 于 150ml 磨 口 锥 形 瓶 中, 加 水 50ml, 密 塞 置 于 往 复 式 振 荡 器 上, 于 室 温 下 振 摇 4h, 放 置 0.5h, 用 干 滤 纸 过 滤, 滤 液 供 各 成 分 测 定 用 4. 其 它 消 解 方 法 因 汞 和 砷 在 用 前 述 方 法 消 解 试 样 时 容 易 挥 发 损 失, 须 用 专 门 的 试 样 预 处 理 方 法 (1) 测 汞 的 试 样 消 解 1 硫 硝 混 酸 KMnO 4 法 : 称 取 经 粉 碎 过 筛 (80 目 ) 的 样 品 ~2.000g 于 150ml 锥 形 瓶 中, 加 硫 酸 硝 酸 (1+1) 混 合 酸 2ml, 待 剧 烈 反 应 停 止 后, 加 水 20ml,2% 高 锰 酸 钾 溶 液 5ml, 在 瓶 口 插 一 三 角 漏 斗, 93

102 在 低 温 电 热 板 上 加 热 分 解, 并 煮 沸 5min 若 紫 红 色 褪 去, 应 及 时 补 加 高 锰 酸 钾 溶 液, 以 保 持 有 过 量 高 锰 酸 钾 的 存 在 取 下 冷 却, 在 临 测 定 前, 滴 加 盐 酸 羟 胺 溶 液 至 高 锰 酸 钾 和 二 氧 化 锰 褪 色, 移 入 100ml 容 量 瓶 中, 加 水 稀 释 至 标 线, 混 匀 2 HNO 3 H 2 SO 4 V 2 O 5 法 : 称 取 风 干 底 质 样 品 1.000~3.000g 于 150ml 锥 形 瓶 中, 加 入 V 2 O 5 约 50mg, 瓶 口 插 一 小 漏 斗 加 入 硝 酸 10ml, 摇 匀, 置 于 145 电 热 板 上 加 热, 保 持 微 沸 5min, 冷 却 加 入 硫 酸 10ml, 继 续 加 热 煮 沸 15min, 此 时 试 样 为 浅 灰 白 色 ( 若 试 样 色 深 应 适 当 补 加 硝 酸 再 进 行 分 解 ) 冷 却 后, 用 水 冲 洗 漏 斗 及 瓶 壁, 煮 沸 溶 液 片 刻 以 驱 除 氮 氧 化 物, 试 液 为 蓝 绿 色 冷 却, 将 试 液 移 入 100ml 容 量 瓶 中, 用 少 量 水 洗 残 渣 几 次, 洗 涤 液 并 入 容 量 瓶 中, 滴 加 5%KMnO 4 数 滴 至 紫 色 不 褪, 加 水 定 容 在 临 测 定 前 用 盐 酸 羟 胺 还 原 (2) 测 砷 的 试 样 消 解 称 取 样 品 g 于 150ml 锥 形 瓶 中, 加 (1+1)H 2 SO 4 7ml, 浓 HNO 3 10ml, 高 氯 酸 2ml, 置 电 热 板 上 加 热 分 解, 破 坏 有 机 物 ( 若 试 液 颜 色 变 深, 应 及 时 补 加 硝 酸 ) 蒸 至 冒 浓 厚 高 氯 酸 白 烟, 取 下 放 冷, 用 水 冲 洗 瓶 壁, 再 加 热 至 冒 浓 白 烟, 以 驱 尽 硝 酸 取 下 锥 形 瓶, 瓶 底 仅 剩 下 少 量 白 色 残 渣 ( 若 有 黑 色 颗 粒 物 应 补 加 HNO 3 继 续 分 解 ), 加 水 至 50ml, 全 量 用 于 分 光 光 度 法 测 定 若 用 原 子 荧 光 法 测 定 须 准 确 定 容 至 100ml 第 五 节 主 要 水 环 境 监 测 项 目 的 分 析 测 定 一 物 理 性 质 的 测 定 水 的 物 理 性 质 主 要 包 括 水 温 色 度 残 渣 浊 度 电 导 率 等 ( 一 ) 水 温 水 温 是 主 要 的 水 质 物 理 指 标 水 的 物 理 化 学 性 质 与 水 温 密 切 相 关 如 对 密 度 粘 度 蒸 气 压 水 中 溶 解 性 气 体 ( 如 氧 二 氧 化 碳 等 ) 的 溶 解 度 等 有 直 接 的 影 响, 同 时, 水 温 对 水 的 ph 值 盐 度 等 化 学 性 质, 以 及 水 生 生 物 和 微 生 物 活 动 化 学 和 生 物 化 学 反 应 速 度 也 存 在 着 明 显 影 响 水 温 对 水 中 气 体 溶 解 度 的 影 响, 以 氧 为 例, 随 着 水 温 的 升 高, 氧 在 水 中 的 溶 解 度 逐 渐 降 低 在 1atm( Pa) 的 大 气 压 下, 氧 在 淡 水 中 的 溶 解 度 10 时 为 11.33mg/L,20 时 为 9.17 mg/l,30 时 为 7.63mg/L 水 温 对 水 中 进 行 的 化 学 和 生 物 化 学 反 应 速 度 有 显 著 的 影 响 一 般 情 况 下, 化 学 和 生 化 反 应 的 速 度 随 温 度 的 升 高 而 加 快 通 常 温 度 每 升 高 10, 反 应 速 率 约 增 加 一 倍 水 温 影 响 水 中 生 物 和 微 生 物 的 活 动 温 度 的 变 化 能 引 起 水 生 生 物 品 种 的 变 化, 水 温 偏 高 时 可 加 速 一 些 藻 类 和 污 水 细 菌 的 繁 殖, 影 响 水 体 的 景 观 水 的 温 度 因 水 源 不 同 而 有 很 大 差 异 通 常, 地 下 水 温 度 比 较 稳 定, 一 般 为 8~12 地 表 水 的 温 度 随 季 节 和 气 候 而 变 化, 大 致 变 化 范 围 为 0~30 生 活 污 水 水 温 通 常 为 10~ 15 工 业 废 水 的 水 温 因 工 业 类 型 生 产 工 艺 的 不 同 而 差 别 较 大 94

103 水 温 为 现 场 观 测 项 目 之 一 若 水 层 较 浅, 可 只 测 表 层 水 温, 深 水 ( 如 大 的 江 河 湖 泊 及 海 水 等 ) 应 分 层 次 测 温 常 用 的 测 量 方 法 有 水 温 度 计 法 深 水 温 度 计 法 颠 倒 温 度 计 法 和 热 敏 电 阻 温 度 计 法 1. 水 温 度 计 法 水 温 计 是 安 装 于 金 属 半 圆 槽 壳 内 的 水 银 温 度 表, 下 端 连 接 一 金 属 贮 水 杯, 温 度 表 水 银 球 部 悬 于 杯 中, 其 顶 端 的 壳 带 一 圆 环, 拴 以 一 定 长 度 的 绳 子 水 温 计 通 常 测 量 范 围 为 -6~ +41, 分 度 值 为 0.2 测 量 时 将 水 温 计 沉 入 水 中 至 待 测 深 度, 放 置 5min 后, 迅 速 提 出 水 面 并 立 即 读 数 从 水 温 计 离 开 水 面 至 读 数 完 毕 应 不 超 过 20s, 读 数 完 毕 后, 将 贮 水 杯 内 水 倒 净 必 要 时, 重 新 测 定 水 温 度 计 法 适 用 于 测 量 水 的 表 层 温 度 2. 深 水 温 度 计 法 深 水 温 度 计 其 结 构 与 水 温 计 相 似 储 水 杯 较 大, 并 有 上 下 活 门, 利 用 其 放 入 水 中 和 提 升 时 的 自 动 开 启 和 关 闭, 使 杯 内 装 满 所 测 温 度 的 水 样 深 水 温 度 计 的 测 量 范 围 -2~40, 分 度 值 为 0.2 测 量 时, 将 深 水 温 度 计 投 入 水 中, 与 水 温 度 计 法 相 同 的 测 定 步 骤 进 行 测 定 深 水 温 度 计 法 适 用 于 水 深 40m 以 内 的 水 温 测 量 3. 颠 倒 温 度 计 法 颠 倒 温 度 计 由 主 温 表 和 辅 温 表 组 装 在 厚 壁 玻 璃 套 管 内 构 成, 主 温 表 是 双 端 式 水 银 温 度 计, 其 测 量 范 围 -2~35, 分 度 值 为 0.10 辅 温 表 是 普 通 的 水 银 温 度 计, 测 量 范 围 一 般 为 -20~50, 分 度 值 为 0.5 前 者 用 于 测 量 水 温, 后 者 与 前 者 配 合 使 用, 用 于 校 正 因 环 境 温 度 改 变 而 引 起 的 主 温 表 读 数 的 变 化 测 量 时, 随 采 水 器 沉 放 入 一 定 深 度 的 水 层, 放 置 7min 后, 提 出 水 面 后 立 即 读 数, 并 根 据 主 辅 温 度 表 的 读 数, 用 海 洋 常 数 表 进 行 校 正 颠 倒 温 度 计 法 适 用 于 测 量 水 深 40m 以 内 的 各 层 水 温 以 上 各 种 水 温 计 应 定 期 由 计 量 检 定 部 门 进 行 校 核 4. 热 敏 电 阻 温 度 计 法 测 量 水 温 时, 启 动 仪 器, 按 使 用 说 明 书 进 行 操 作 将 仪 器 探 头 放 入 预 定 深 度 的 水 中, 放 置 感 温 1min 后, 读 取 水 温 数 读 完 后 取 出 探 头, 用 棉 花 擦 干 备 用 热 敏 电 阻 温 度 计 法 适 用 于 表 层 和 深 层 水 温 的 测 定 ( 二 ) 色 度 纯 水 为 无 色 透 明, 清 洁 水 在 水 层 浅 时 应 为 无 色, 深 层 为 浅 蓝 绿 色 天 然 水 中 存 在 腐 殖 质 泥 土 浮 游 生 物 铁 和 锰 等 金 属 离 子, 均 可 使 水 体 着 色 生 活 污 水 和 工 业 废 水 如 纺 织 印 染 造 纸 食 品 有 机 合 成 工 业 废 水 中, 常 含 有 大 量 的 染 料 生 物 色 素 和 有 色 悬 浮 颗 粒 等, 这 些 有 色 废 水 常 给 人 以 不 愉 快 感, 排 入 环 境 使 水 体 着 色, 减 弱 水 体 透 光 性, 影 响 水 生 生 物 的 生 长 水 的 颜 色 与 水 的 种 类 有 关 颜 色 是 反 映 水 体 的 外 观 指 标 水 的 颜 色 分 为 真 色 和 表 色 真 色 是 指 去 除 悬 浮 物 后 95

104 水 的 颜 色, 是 由 水 中 胶 体 物 质 和 溶 解 性 物 质 所 造 成 的 表 色 是 指 没 有 去 除 悬 浮 物 的 水 所 具 有 的 颜 色 对 于 清 洁 水 和 浊 度 很 低 的 水, 真 色 和 表 色 相 接 近 ; 对 于 着 色 很 深 的 工 业 废 水, 两 者 差 别 较 大 测 定 真 色 时, 要 先 将 水 样 静 置 澄 清 或 离 心 分 离 取 上 层 清 液, 也 可 用 孔 径 为 0.45um 的 滤 膜 过 滤 去 除 悬 浮 物, 但 不 可 以 用 滤 纸 过 滤, 因 滤 纸 能 吸 收 部 分 颜 色 有 些 水 样 含 有 颗 粒 太 细 的 有 机 物 或 无 机 物 质, 不 能 用 离 心 分 离, 只 能 测 定 表 色, 这 时 需 在 结 果 报 告 上 注 明 色 度 是 衡 量 颜 色 深 浅 的 指 标 水 的 色 度 一 般 指 水 的 真 色 常 用 的 测 定 方 法 铂 钴 标 准 比 色 法 和 稀 释 倍 数 法 1. 铂 钴 标 准 比 色 法 铂 钴 标 准 比 色 法 是 利 用 氯 铂 酸 钾 (K 2 PtCl 6 ) 和 氯 化 钴 (CoCl 2 6H 2 O) 配 成 标 准 色 列, 与 水 样 进 行 目 视 比 色 每 升 水 中 含 有 1mg 铂 和 0.5mg 钴 时 所 具 有 的 颜 色, 称 为 1 度, 作 为 标 准 色 度 单 位 该 法 所 配 成 的 标 准 色 列, 性 质 稳 定, 可 较 长 时 间 存 放 由 于 氯 铂 酸 钾 价 格 较 贵, 可 以 用 铬 钴 比 色 法 代 替 即 将 一 定 量 重 铬 酸 钾 和 硫 酸 钴 溶 于 水 中 制 成 标 准 色 列, 进 行 目 视 比 色 确 定 水 样 色 度 该 法 所 制 成 标 准 色 列 保 存 时 间 比 较 短 铂 钴 标 准 比 色 法 适 用 于 较 清 洁 的 带 有 黄 色 色 调 的 天 然 水 和 饮 用 水 的 测 定 2. 稀 释 倍 数 法 稀 释 倍 数 法 是 将 水 样 用 蒸 馏 水 稀 释 至 接 近 无 色 时 的 稀 释 倍 数 表 示 颜 色 的 深 浅 测 定 时, 首 先 用 文 字 描 述 水 样 颜 色 的 性 质, 如 微 绿 绿 微 黄 浅 黄 棕 黄 红 等 文 字 将 水 样 在 比 色 管 中 稀 释 不 同 倍 数, 与 蒸 馏 水 相 比 较, 直 到 刚 好 看 不 出 颜 色, 记 录 此 时 的 稀 释 倍 数 稀 释 倍 数 法 适 用 于 受 工 业 废 水 污 染 的 地 面 水 工 业 废 水 和 生 活 污 水 3. 分 光 光 度 法 采 用 分 光 光 度 法 求 出 水 样 的 三 激 励 值 : 水 样 的 色 调 ( 红 绿 黄 等 ), 以 主 波 长 表 示 ; 亮 度, 以 明 度 表 示 ; 饱 和 度 ( 柔 和 浅 淡 等 ), 以 纯 度 表 示 用 主 波 长 色 调 明 度 和 纯 度 四 个 参 数 来 表 示 该 水 样 的 颜 色 近 年 来 某 些 行 业 用 分 光 光 度 法 检 验 排 水 水 质 分 光 光 度 法 适 用 于 各 种 水 样 颜 色 的 测 定 ( 三 ) 残 渣 水 中 固 体 物 质 根 据 其 溶 解 性 不 同 可 分 为 溶 解 性 固 体 物 质 和 不 溶 解 性 固 体 物 质 前 者 如 可 溶 性 无 机 盐 和 有 机 物 等, 后 者 如 悬 浮 物 等 残 渣 是 用 来 表 征 水 中 固 体 物 质 的 重 要 指 标 之 一 残 渣 的 测 定, 有 着 重 要 的 环 境 意 义 若 环 境 水 体 中 的 悬 浮 物 含 量 过 高, 不 仅 影 响 景 观, 还 会 造 成 淤 积, 同 时 也 是 水 体 受 到 污 染 的 一 个 标 志 溶 解 性 固 体 含 量 过 高 同 样 不 利 于 水 的 功 能 的 发 挥 如 溶 解 性 矿 物 质 过 高, 既 不 适 于 饮 用, 也 不 适 于 灌 溉, 有 些 工 业 用 水 ( 如 纺 织 印 染 等 ) 也 不 能 使 用 含 盐 量 高 的 水 残 渣 分 为 总 残 渣 总 可 滤 残 渣 和 总 不 可 滤 残 渣 三 种 反 映 水 中 溶 解 性 物 质 和 不 溶 解 性 物 质 含 量 的 指 标 1. 总 残 渣 总 残 渣 是 水 或 废 水 在 一 定 温 度 下 蒸 发 烘 干 后 剩 留 在 器 皿 中 的 物 质, 包 括 总 不 可 滤 残 96

105 渣 和 总 可 滤 残 渣 测 定 时 取 适 量 ( 如 50ml) 振 荡 均 匀 的 水 样 ( 使 残 渣 量 大 于 25mg), 置 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 ( 两 次 称 重 相 差 不 超 过 g) 蒸 发 皿 所 增 加 的 质 量 即 为 总 残 渣 计 算 公 式 : 总 残 渣 (mg/l)= ( A B) V 式 中 :A 总 残 渣 和 蒸 发 皿 质 量,g; B 蒸 发 皿 的 质 量,g; V 取 水 样 体 积,ml 2. 总 可 滤 残 渣 总 可 滤 残 渣 指 将 过 滤 后 的 水 样 放 在 称 至 恒 重 的 蒸 发 皿 内 蒸 干, 再 在 一 定 温 度 下 烘 至 恒 重, 蒸 发 皿 所 增 加 的 质 量 测 定 时 将 用 0.45um 滤 膜 或 中 速 定 量 滤 纸 过 滤 后 的 水 样 放 在 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 ( 两 次 称 重 相 差 不 超 过 g) 蒸 发 皿 所 增 加 的 质 量 即 为 总 可 滤 残 渣 一 般 测 定 温 度 为 103~105, 有 时 要 求 测 定 (180±2) 烘 干 的 总 可 滤 残 渣 在 (180±2) 烘 干 所 得 的 结 果 与 化 学 分 析 结 果 所 计 算 的 总 矿 物 质 含 量 较 接 近 计 算 公 式 : 总 可 滤 残 渣 (mg/l)= ( A B) V 式 中 :A 总 残 渣 和 蒸 发 皿 质 量,g; B 蒸 发 皿 的 质 量,g; V 取 水 样 体 积,ml 3. 总 不 可 滤 残 渣 总 不 可 滤 残 渣 即 悬 浮 物 (SS Suspended Solid) 指 水 样 经 过 滤 后 留 在 过 滤 器 上 的 固 体 物 质, 于 103~105 烘 干 至 恒 重 得 到 的 物 质 质 量 它 是 决 定 工 业 废 水 和 生 活 污 水 能 否 直 接 排 放 或 需 处 理 到 何 种 程 度 才 能 排 入 水 体 的 重 要 指 标 之 一, 主 要 包 括 不 溶 于 水 的 泥 沙 各 种 污 染 物 微 生 物 及 难 溶 无 机 物 等 常 用 的 滤 器 有 滤 纸 滤 膜 和 石 棉 坩 埚 由 于 滤 孔 大 小 对 测 定 结 果 有 很 大 影 响, 报 告 结 果 时, 应 注 明 测 定 方 法 石 棉 坩 埚 法 常 用 于 测 定 含 酸 或 碱 浓 度 较 高 的 水 样 的 悬 浮 物 计 算 公 式 : 总 不 可 滤 残 渣 (mg/l)= ( A B) V 式 中 :A 总 不 可 滤 残 渣 和 滤 器 质 量,g; B 滤 器 的 质 量,g; V 取 水 样 体 积,ml ( 四 ) 浊 度 浊 度 是 指 水 中 悬 浮 物 对 光 线 透 过 时 所 发 生 的 阻 碍 程 度 由 于 水 中 含 有 泥 土 粉 沙 有 机 物 无 机 物 浮 游 生 物 和 其 他 微 生 物 等 悬 浮 物 质 和 胶 体 物 质, 对 进 入 水 中 的 光 产 生 散 射 或 吸 附, 从 而 表 现 出 浑 浊 现 象 色 度 是 由 于 水 中 的 溶 解 物 质 引 起 的, 而 浊 度 则 是 由 不 溶 解 物 质 引 起 的 浊 度 是 水 的 感 官 指 标 之 一, 也 是 水 体 可 能 受 到 污 染 的 标 志 之 一 水 体 浊 度 高 会 影 响 水 生 生 物 的 生 存 一 97

106 般 情 况 下, 浊 度 的 测 定 主 要 用 于 天 然 水 饮 用 水 和 部 分 工 业 用 水 在 污 水 处 理 中 经 常 通 过 测 定 浊 度 选 择 最 经 济 有 效 的 混 凝 剂, 并 达 到 随 时 调 整 所 投 加 化 学 药 剂 的 量, 获 得 好 的 出 水 水 质 的 目 的 测 定 浊 度 的 方 法 主 要 有 目 视 比 浊 法 分 光 光 度 法 和 浊 度 计 法 1. 目 视 比 浊 法 将 水 样 与 用 硅 藻 土 ( 或 白 陶 土 ) 配 制 的 标 准 浊 度 溶 液 进 行 比 较, 以 确 定 水 样 的 浊 度 规 定 用 1L 蒸 馏 水 中 含 有 1mg 一 定 粒 度 的 硅 藻 土 所 产 生 的 浊 度 称 为 1 度 测 定 时 用 硅 藻 土 ( 或 白 陶 土 ) 经 过 处 理 后, 配 成 浊 度 标 准 原 液 将 浊 度 标 准 原 液 逐 级 稀 释 为 一 系 列 浊 度 标 准 液, 取 待 测 水 样 进 行 目 视 比 浊, 与 水 样 产 生 视 觉 效 果 相 近 的 标 准 溶 液 的 浊 度 即 为 水 样 的 浊 度 该 法 测 得 的 水 样 浊 度 单 位 JTU 目 视 比 浊 法 适 用 于 饮 用 水 和 水 源 水 等 低 浊 度 水, 最 低 检 测 浊 度 为 1 度 2. 分 光 光 度 法 在 适 当 温 度 下, 一 定 量 的 硫 酸 肼 (NH 4 ) 2 SO 4 H 2 SO 4 与 六 次 甲 基 四 胺 (CH 2 ) 6 N 4 聚 合, 生 成 白 色 高 分 子 聚 合 物, 以 此 做 参 比 浊 度 标 准 液, 在 一 定 条 件 下 与 水 样 浊 度 比 较 规 定 1L 溶 液 中 含 有 0.1mg 硫 酸 肼 和 1mg 六 次 甲 基 四 胺 为 1 度 测 定 时 将 用 硫 酸 肼 和 六 次 甲 基 四 胺 配 成 的 浊 度 标 准 储 备 液 逐 级 稀 释 成 系 列 浊 度 标 准 液, 在 波 长 680nm 处 测 定 吸 光 度, 绘 制 吸 光 度 - 浊 度 标 准 曲 线, 再 测 定 水 样 的 吸 光 度, 在 曲 线 上 查 得 水 样 的 浊 度 水 样 若 经 过 稀 释, 需 乘 上 稀 释 倍 数 方 为 原 水 样 的 浊 度 计 算 公 式 : 浊 度 = A V + V ) ( 0 V 式 中 :A 经 稀 释 水 样 的 浊 度, 度 ; V 水 样 体 积,ml; V 0 无 浊 度 水 的 体 积,ml 分 光 光 度 法 适 用 于 测 定 天 然 水 饮 用 水 和 高 浊 度 水, 最 低 检 测 浊 度 3 度 所 测 得 浊 度 单 位 为 NTU 3. 浊 度 计 法 浊 度 计 是 应 用 光 的 散 射 原 理 制 成 的 在 一 定 条 件 下, 将 水 样 的 散 射 光 强 度 与 相 同 条 件 下 的 标 准 参 比 悬 浮 液 ( 硫 酸 肼 与 六 次 甲 基 四 胺 聚 合, 生 成 的 白 色 高 分 子 聚 合 物 ) 的 散 射 光 强 度 相 比 较, 即 得 水 样 的 浊 度 浊 度 仪 要 定 期 用 标 准 浊 度 溶 液 进 行 校 正 用 浊 度 仪 法 测 得 的 浊 度 单 位 为 NTU 目 前 普 遍 使 用 的 测 量 浊 度 的 仪 器 为 散 射 浊 度 仪 它 可 以 实 现 水 的 浊 度 的 在 线 监 测 ( 五 ) 电 导 率 电 导 率 用 来 表 示 水 溶 液 传 导 电 流 的 能 力, 以 数 字 表 示 电 导 率 的 大 小 取 决 于 溶 液 中 所 含 离 子 的 种 类 总 浓 度 以 及 溶 液 的 温 度 粘 度 等 因 素 不 同 类 型 的 水 有 不 同 电 导 率 常 用 电 导 率 间 接 推 测 水 中 离 子 成 分 的 总 浓 度 ( 因 水 溶 液 中 决 大 部 分 无 机 化 合 物 都 有 良 好 的 导 电 性, 而 有 机 化 合 物 分 子 难 以 离 解, 基 本 不 具 备 导 电 性 ) 新 鲜 蒸 馏 水 的 电 导 率 为 0.5~2Ms/cm, 但 放 置 一 段 时 间 后, 因 吸 收 了 二 氧 化 碳, 增 加 到 2~4 98

107 /cm; 超 纯 水 的 电 导 率 小 于 0.1 Ms /cm; 天 然 水 的 电 导 率 多 在 50~500 Ms /cm 之 间 ; 矿 化 水 可 达 500~1000uS/cm; 含 酸 碱 盐 的 工 业 废 水 的 电 导 率 往 往 超 过 10000uS/cm; 海 水 的 电 导 率 约 为 30000uS/cm 电 导 率 随 温 度 的 变 化 而 变 化, 温 度 每 升 高 1, 电 导 率 增 加 约 2%, 通 常 规 定 25 为 测 定 电 导 率 的 标 准 温 度 如 温 度 不 是 25, 必 须 进 行 温 度 校 正, 经 验 公 式 为 : K t =K s 1+α(t-25 式 中 :K t 25 时 电 导 率 ; K s 温 度 t 时 的 电 导 率 ; α 各 种 离 子 电 导 率 的 平 均 温 度 系 数, 定 为 电 导 的 计 算 式 为 G=k/C 式 中 k 电 导 率, 是 电 阻 率 的 倒 数 ;C 电 导 池 常 数 一 般 采 用 电 导 率 仪 来 测 定 水 的 电 导 率 它 的 基 本 原 理 是 : 已 知 标 准 KCl 溶 液 的 电 导 率 ( 如 表 3-13 所 示 ) 用 电 导 率 仪 测 某 一 浓 度 KCl 溶 液 的 电 导 值, 根 据 电 导 的 计 算 公 式 求 得 电 导 池 常 数 C 用 电 导 率 仪 测 待 测 水 样 的 电 导, 即 可 求 得 水 样 的 电 导 率 表 3-13 不 同 浓 度 KCl 溶 液 的 电 导 率 浓 度 (mol/l) 电 导 率 (us/cm) 二 金 属 化 合 物 的 测 定 水 体 中 含 有 大 量 无 机 金 属 化 合 物, 一 般 以 金 属 离 子 的 形 式 存 在 这 些 金 属 元 素 有 些 是 人 体 健 康 必 须 的 常 量 和 微 量 元 素, 如 常 量 的 钠 钾 钙 镁, 微 量 的 铁 锰 硒 锡 钴 等 有 些 是 对 人 体 健 康 有 害 的, 如 铅 镉 汞 钡 砷 镍 等 尤 其 当 水 体 中 金 属 离 子 浓 度 超 过 一 定 数 值 时, 其 毒 害 作 用 更 大 其 毒 性 的 大 小 与 金 属 种 类 理 化 性 质 浓 度 及 存 在 的 价 态 和 形 态 有 关 金 属 元 素 还 可 经 食 物 链 和 生 物 放 大 作 用 迅 速 富 集, 使 毒 性 剧 增 即 使 有 益 的 金 属 元 素, 其 浓 度 若 超 过 一 定 数 值, 也 有 剧 烈 的 毒 性 因 此 测 定 金 属 元 素 是 水 质 监 测 项 目 的 重 要 内 容 根 据 金 属 离 子 在 水 中 存 在 的 状 态, 可 分 为 可 过 滤 金 属 和 不 可 过 滤 金 属 由 于 以 不 同 形 态 存 在 的 金 属 离 子 其 毒 性 大 小 不 同, 需 要 分 别 测 定 可 过 滤 金 属 不 可 过 滤 金 属 和 金 属 总 量 可 过 滤 金 属 又 称 溶 解 的 金 属, 指 能 通 过 孔 径 0.45µm 滤 膜 的 金 属 不 可 过 滤 ( 悬 浮 态 ) 金 属 指 不 能 通 过 孔 径 0.45 µm 滤 膜 的 金 属 金 属 总 量 指 未 过 滤 的 水 样 经 过 消 解 处 理 后 测 得 的 金 属 含 量, 是 可 过 滤 金 属 和 不 可 过 滤 金 属 之 和 金 属 化 合 物 的 监 测 重 点 是 毒 性 较 大 的 汞 镉 铬 铅 铜 锌 等 金 属 离 子 常 用 的 监 测 方 法 有 : 分 光 光 度 法 原 子 吸 收 光 谱 法 极 谱 法 和 滴 定 法 等 ( 一 ) 汞 的 测 定 汞 及 其 化 合 物 属 于 剧 毒 物 质, 特 别 是 有 机 汞 化 合 物, 由 食 物 链 进 入 人 体, 通 过 生 物 富 集, 99

108 作 用 于 人 体 如 发 生 在 日 本 的 水 俣 病 天 然 水 含 汞 极 少, 一 般 不 超 过 0.1Mg/L 我 国 生 活 饮 用 水 标 准 限 值 0.001mg/L, 工 业 污 水 中 汞 的 最 高 允 许 排 放 浓 度 为 0.05mg/L 氯 碱 工 业 仪 表 制 造 油 漆 电 池 生 产 军 工 等 行 业 排 放 的 废 液 废 渣 都 是 水 和 土 壤 汞 污 染 的 来 源 汞 的 测 定 方 法 有 很 多 种, 主 要 介 绍 冷 原 子 吸 收 法 冷 原 子 荧 光 法 和 双 硫 腙 分 光 光 度 法 1. 冷 原 子 吸 收 法 冷 原 子 吸 收 法 的 原 理 是 汞 原 子 蒸 气 对 波 长 253.7nm 的 紫 外 光 具 有 选 择 性 吸 收 作 用, 在 一 定 范 围 内, 吸 收 值 与 汞 蒸 气 的 浓 度 成 正 比 在 硫 酸 - 硝 酸 介 质 和 加 热 条 件 下, 用 高 锰 酸 钾 将 试 样 消 解, 或 用 溴 酸 钾 和 溴 化 钾 混 合 试 剂, 在 20 以 上 室 温 和 0.6mol/L 的 酸 性 介 质 中 产 生 溴, 将 试 样 消 解, 使 所 含 汞 全 部 转 化 为 二 价 汞 用 盐 酸 羟 胺 将 过 剩 的 氧 化 剂 还 原, 再 用 氯 化 亚 锡 将 二 价 汞 还 原 成 金 属 汞 在 室 温 下 通 入 空 气 或 氮 气 流, 将 金 属 汞 气 化, 载 入 冷 原 子 吸 收 测 汞 仪, 测 量 吸 收 值, 求 得 试 样 中 汞 的 含 量 测 定 时, 用 氯 化 汞 配 制 一 系 列 汞 标 准 溶 液, 测 吸 光 度 做 标 准 曲 线 进 行 定 量, 水 样 经 预 处 理 后 按 标 准 溶 液 的 方 法 测 吸 光 度, 从 而 求 出 水 样 中 汞 的 浓 度 冷 原 子 吸 收 测 汞 仪 主 要 由 光 源 吸 收 管 试 样 系 统 光 电 检 测 系 统 指 示 系 统 等 主 要 部 件 组 成 冷 原 子 吸 收 法 的 最 低 检 出 浓 度 为 μg/L 汞 ; 在 最 佳 条 件 下 ( 测 汞 仪 灵 敏 度 高, 基 线 噪 音 小 及 空 白 试 验 值 稳 定 ), 当 试 样 体 积 为 200ml 时, 最 低 检 出 浓 度 可 达 0.05μg/L 汞 此 法 适 用 于 地 面 水 地 下 水 饮 用 水 生 活 污 水 及 工 业 废 水 的 监 测 2. 冷 原 子 荧 光 法 冷 原 子 荧 光 法 是 在 原 子 吸 收 法 的 基 础 上 发 展 起 来 的, 是 一 种 发 射 光 谱 法 水 样 中 的 汞 离 子 被 还 原 为 单 质 汞, 形 成 汞 蒸 气, 其 基 态 汞 原 子 被 波 长 为 253.7nm 的 紫 外 光 激 发 而 产 生 共 振 荧 光, 在 一 定 的 测 量 条 件 和 较 低 的 浓 度 范 围 内, 荧 光 强 度 与 汞 浓 度 成 正 比 根 据 测 定 荧 光 强 度 的 大 小, 即 可 测 出 水 样 中 汞 的 含 量 这 是 冷 原 子 荧 光 法 的 基 础 检 测 荧 光 强 度 的 检 测 器 要 放 置 在 和 汞 灯 发 射 光 束 成 直 角 的 位 置 上 测 定 时 方 法 同 冷 原 子 吸 收 法 冷 原 子 荧 光 法 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.05μg/L 汞, 测 定 上 限 可 达 1ug/L 以 上, 且 干 扰 因 素 少, 适 用 于 地 面 水 生 活 污 水 和 工 业 废 水 的 测 定 3. 双 硫 腙 分 光 光 度 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 测 汞 的 原 理 是 水 样 于 95, 在 酸 性 介 质 中 用 高 锰 酸 钾 和 过 硫 酸 钾 消 解, 将 无 机 汞 和 有 机 汞 转 化 为 二 价 汞 用 盐 酸 羟 胺 将 过 剩 的 氧 化 剂 还 原, 在 酸 性 条 件 下, 汞 离 子 与 双 硫 腙 生 成 橙 色 螯 合 物, 用 有 机 溶 剂 萃 取, 再 用 碱 液 洗 去 过 剩 的 双 硫 腙, 于 485nm 波 长 处 测 定 吸 光 度, 以 标 准 曲 线 法 定 量, 从 而 测 得 水 样 中 汞 的 含 量 双 硫 腙 分 光 光 度 法 适 用 于 受 污 染 的 地 面 水 生 活 污 水 和 工 业 废 水 的 测 定 取 250ml 水 样, 汞 的 最 低 检 出 浓 度 为 2μg/L, 测 定 上 限 可 达 40μg/L ( 二 ) 镉 的 测 定 镉 不 是 人 体 必 需 的 一 种 元 素 镉 的 毒 性 非 常 大, 可 在 人 体 的 肝 肾 骨 骼 等 部 位 蓄 积, 对 人 体 健 康 造 成 影 响, 甚 至 危 及 生 命 如 世 界 著 名 的 疼 痛 病 事 件 水 中 含 镉 0.1mg/L 时, 可 轻 度 抑 制 地 面 水 的 自 净 作 用 镉 对 鲢 鱼 的 安 全 浓 度 为 0.014mg/L 用 含 镉 0.04mg/L 的 水 100

109 进 行 农 灌 时, 土 壤 和 稻 米 受 到 明 显 污 染 ; 农 灌 水 中 含 镉 0.007mg/L 时, 即 可 造 成 污 染 绝 大 多 数 淡 水 的 含 镉 量 低 于 1μg/L, 海 水 中 镉 的 平 均 浓 度 为 0.15μg/L 主 要 污 染 源 有 电 镀 采 矿 冶 炼 染 料 电 池 和 化 学 工 业 等 排 放 的 废 水 测 定 镉 的 方 法 有 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 阳 极 溶 出 伏 安 法 和 示 波 极 谱 法 等 1. 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 也 称 原 子 吸 收 光 谱 法, 简 称 原 子 吸 收 法 根 据 某 元 素 的 基 态 原 子 对 该 元 素 的 特 征 谱 线 的 选 择 性 吸 收 来 进 行 测 定 的 分 析 方 法 对 镉 的 测 定 有 四 种 方 式 : 直 接 吸 入 火 焰 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 萃 取 火 焰 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 离 子 交 换 火 焰 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 和 石 墨 炉 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 (1) 直 接 吸 入 火 焰 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 是 将 样 品 或 消 解 处 理 好 的 试 样 直 接 吸 入 火 焰, 火 焰 中 形 成 的 原 子 蒸 气 对 光 源 发 射 的 特 征 电 磁 辐 射 产 生 吸 收 将 测 得 的 样 品 吸 光 度 和 标 准 溶 液 的 吸 光 度 进 行 比 较, 确 定 样 品 中 镉 元 素 的 含 量 此 法 测 定 快 速 干 扰 少, 适 用 于 测 定 地 下 水 地 面 水 和 受 污 染 的 水, 适 用 浓 度 范 围 mg/L (2) 萃 取 火 焰 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 是 镉 离 子 与 吡 咯 烷 二 硫 代 氨 基 甲 酸 铵 或 碘 化 钾 络 合 后, 萃 入 甲 基 异 丁 基 甲 酮, 然 后 吸 入 火 焰 进 行 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 测 定 此 法 适 用 于 地 下 水 和 清 洁 地 面 水 适 用 浓 度 范 围 1-50μg/L (3) 离 子 交 换 火 焰 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 是 用 强 酸 型 阳 离 子 树 脂 对 水 样 中 镉 离 子 进 行 吸 附, 用 酸 作 为 洗 脱 液, 从 而 得 到 金 属 离 子 浓 缩 液, 然 后 吸 入 火 焰 进 行 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 测 定 此 法 适 用 于 较 清 洁 地 表 水 的 监 测 方 法 的 最 低 检 出 浓 度 0.1μg/L, 测 定 上 限 9.8μg/L (4) 石 墨 炉 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 是 将 水 样 注 入 石 墨 管, 用 电 加 热 方 式 使 石 墨 炉 升 温, 样 品 蒸 发 离 解 形 成 原 子 蒸 气, 对 来 自 光 源 的 特 征 电 磁 辐 射 进 行 吸 收 将 测 得 的 样 品 吸 光 度 和 标 准 吸 光 度 进 行 比 较, 确 定 水 样 中 镉 离 子 的 含 量 此 法 适 用 于 地 下 水 和 清 洁 地 面 水 适 用 浓 度 范 围 0.1-2mg/L 2. 双 硫 腙 分 光 光 度 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 测 镉 的 原 理 : 在 强 碱 性 溶 液 中, 镉 离 子 与 双 硫 腙 生 成 红 色 络 合 物, 用 三 氯 甲 烷 萃 取 分 离 后, 于 518nm 波 长 处 进 行 分 光 光 度 测 定, 求 出 水 样 中 镉 的 含 量 当 使 用 光 程 20mm 比 色 皿, 试 样 体 积 为 100ml 时, 镉 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.001mg/L, 测 定 上 限 为 0.06mg/L 适 用 于 测 定 受 镉 污 染 的 天 然 水 和 废 水 中 的 镉 ( 三 ) 铅 的 测 定 铅 是 一 种 有 毒 的 金 属, 可 在 人 体 和 动 植 物 组 织 中 积 蓄 主 要 的 毒 性 效 应 表 现 为 贫 血 神 经 机 能 失 调 和 肾 损 伤 用 含 铅 mg/L 的 水 灌 溉 水 稻 和 小 麦 时, 作 物 中 含 铅 量 明 显 增 加 世 界 范 围 内, 淡 水 中 含 铅 μg/L, 中 值 3μg/L; 海 水 含 铅 μg/L, 中 值 0.03μg/L 铅 的 主 要 污 染 源 是 蓄 电 池 冶 炼 五 金 机 械 涂 料 和 电 镀 工 业 等 部 门 的 排 放 101

110 废 水 铅 的 测 定 方 法 有 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 阳 极 溶 出 伏 安 法 和 示 波 极 谱 法 等 下 面 主 要 介 绍 双 硫 腙 分 光 光 度 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 测 铅 的 原 理 : 在 ph 值 为 的 氨 性 柠 檬 酸 盐 - 氰 化 物 的 还 原 性 介 质 中, 铅 与 双 硫 腙 形 成 可 被 三 氯 甲 烷 或 四 氯 化 碳 萃 取 的 淡 红 色 的 双 硫 腙 铅 螯 合 物, 在 510nm 处 用 标 准 曲 线 法 得 出 水 样 中 铅 含 量 当 使 用 光 程 10mm 比 色 皿, 试 样 体 积 为 100ml 时, 用 10ml 双 硫 腙 三 氯 甲 烷 溶 液 萃 取 时, 铅 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.01mg/l, 测 定 上 限 为 0.3mg/l 适 用 于 测 定 地 表 水 和 废 水 中 痕 量 铅 ( 四 ) 铜 的 测 定 铜 是 人 体 必 不 可 少 的 元 素, 成 人 每 日 的 需 要 量 估 计 为 20mg 但 过 量 摄 入 对 人 体 有 害 饮 用 水 中 铜 的 含 量 在 很 大 程 度 上 取 决 于 水 管 和 水 龙 头 的 种 类, 其 含 量 可 高 至 1mg/L, 这 说 明 通 过 饮 水 摄 入 的 铜 量 可 能 是 很 可 观 的 铜 对 生 物 的 毒 性 很 大, 毒 性 的 大 小 与 其 形 态 有 关 通 常, 淡 水 中 铜 的 浓 度 约 为 3μg/L, 海 水 中 铜 的 浓 度 约 为 0.25μg/L 铜 的 主 要 污 染 源 是 电 镀 冶 炼 五 金 石 油 化 工 和 化 学 工 业 部 门 排 放 的 废 水 铜 的 测 定 方 法 有 原 子 吸 收 法 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 钠 萃 取 分 光 光 度 法 新 亚 铜 灵 萃 取 分 光 光 度 法 阳 极 溶 出 伏 安 法 和 示 波 极 谱 法 1. 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 钠 萃 取 分 光 光 度 法 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 钠 萃 取 分 光 光 度 法 原 理 是 在 氨 性 溶 液 中 (ph 值 为 9-10), 铜 与 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 钠 作 用, 生 成 摩 尔 比 为 1:2 的 黄 棕 色 络 合 物 用 四 氯 化 碳 或 氯 仿 萃 取 后, 在 最 大 吸 收 波 长 440nm 处 测 定 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 铜 的 含 量 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 钠 萃 取 分 光 光 度 法 的 测 定 范 围 为 mg/L, 最 低 检 出 浓 度 为 0.01mg/L, 经 适 当 稀 释 和 浓 缩 测 定 上 限 可 达 2.0mg/L 适 用 于 地 面 水 和 各 种 工 业 废 水 中 铜 的 测 定 2. 新 亚 铜 灵 萃 取 分 光 光 度 法 新 亚 铜 灵 萃 取 分 光 光 度 法 原 理 是 用 盐 酸 羟 胺 将 二 价 铜 离 子 还 原 为 亚 铜 离 子 在 中 性 或 微 酸 性 溶 液 中, 亚 铜 离 子 和 新 亚 铜 灵 反 应 生 成 摩 尔 比 为 1:2 的 黄 色 络 合 物, 用 三 氯 甲 烷 - 甲 醇 混 合 溶 剂 萃 取 此 络 合 物, 在 457nm 处 测 定 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 铜 的 含 量 新 亚 铜 灵 萃 取 分 光 光 度 法 铜 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.06mg/L, 测 定 上 限 为 3mg/L 适 用 于 测 定 地 表 水 生 活 污 水 和 工 业 废 水 中 的 铜 ( 五 ) 锌 的 测 定 锌 是 人 体 必 不 可 少 的 有 益 元 素 碱 性 水 中 锌 的 浓 度 超 过 5mg/L 时, 水 有 苦 涩 味, 并 出 现 乳 白 色 水 中 含 锌 1mg/L 时, 对 水 体 的 生 物 氧 化 过 程 有 轻 微 抑 制 作 用, 对 水 生 生 物 有 轻 微 毒 性 锌 的 主 要 污 染 源 是 电 镀 冶 金 颜 料 及 化 工 的 部 门 排 放 的 废 水 锌 的 测 定 方 法 有 原 子 吸 收 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 阳 极 溶 出 伏 安 法 和 示 波 极 谱 法 原 102

111 子 吸 收 法 测 定 锌 具 有 较 高 的 灵 敏 度, 干 扰 少, 适 合 测 定 各 类 水 中 的 锌 不 具 备 原 子 吸 收 光 谱 仪 的 单 位, 可 选 用 双 硫 腙 分 光 光 度 法 阳 极 溶 出 伏 安 法 或 示 波 极 谱 法 这 里 简 单 介 绍 双 硫 腙 分 光 光 度 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 测 定 锌 的 原 理 : 在 ph 为 的 醋 酸 盐 缓 冲 介 质 中, 锌 离 子 与 双 硫 腙 形 成 红 色 螯 合 物, 用 三 氯 甲 烷 或 四 氯 化 碳 萃 取, 在 最 大 吸 收 波 长 535nm 处 测 定 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 锌 的 含 量 当 使 用 光 程 10mm 比 色 皿, 试 样 体 积 为 100ml 时, 锌 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.005mg/L, 测 定 上 限 为 0.3mg/L 适 用 于 测 定 天 然 水 和 轻 度 污 染 的 地 面 水 中 锌 的 测 定 ( 六 ) 铬 的 测 定 铬 是 生 物 体 必 需 的 微 量 元 素 之 一 铬 的 毒 性 与 其 价 态 关 系 密 切 水 中 铬 主 要 有 三 价 和 六 价 两 种 价 态 三 价 铬 能 参 与 人 体 正 常 的 糖 代 谢 过 程, 六 价 铬 却 比 三 价 铬 的 毒 性 高 100 倍 左 右, 且 易 被 人 体 吸 收 而 在 体 内 蓄 积, 高 浓 度 的 铬 会 引 起 头 痛 恶 心 呕 吐 腹 泻 血 便 等 症 状, 还 有 致 癌 作 用 当 水 中 三 价 铬 浓 度 为 1mg/L 时, 水 的 浊 度 明 显 增 加 当 水 中 六 价 铬 浓 度 为 1 mg/l 时, 水 呈 淡 黄 色 且 有 涩 味 水 中 的 三 价 铬 和 六 价 铬 在 一 定 条 件 下 可 以 相 互 转 化 天 然 水 不 含 铬, 海 水 中 铬 的 平 均 浓 度 为 0.05μg/L, 饮 用 水 中 更 低 铬 的 污 染 源 主 要 是 含 铬 矿 石 的 加 工 皮 革 鞣 制 电 镀 印 染 等 行 业 部 门 排 放 的 废 水 铬 的 测 定 方 法 有 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 二 苯 碳 酰 二 肼 分 光 光 度 法 硫 酸 亚 铁 铵 滴 定 法 极 谱 法 气 相 色 谱 法 和 化 学 发 光 法 等 下 面 主 要 介 绍 二 苯 碳 酰 二 肼 分 光 光 度 法 硫 酸 亚 铁 铵 滴 定 法 1. 二 苯 碳 酰 二 肼 分 光 光 度 法 (1) 测 定 六 价 铬 : 二 苯 碳 酰 二 肼 分 光 光 度 法 测 定 六 价 铬 原 理 : 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, 于 540 nm 处 测 定 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 六 价 铬 的 含 量 当 使 用 光 程 30mm 比 色 皿, 试 样 体 积 为 50ml 时, 锌 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.004mg/L, 使 用 光 程 10mm 比 色 皿, 测 定 上 限 为 1mg/L 适 用 于 测 定 地 表 水 和 工 业 废 水 中 六 价 铬 的 测 定 (2) 测 定 总 铬 : 高 锰 酸 钾 氧 化 - 二 苯 碳 酰 二 肼 分 光 光 度 法 测 定 总 铬 原 理 : 由 于 三 价 铬 不 与 二 苯 碳 酰 二 肼 反 应, 因 此 先 用 高 锰 酸 钾 将 水 样 中 的 三 价 铬 氧 化, 再 用 分 光 光 度 法 测 定 总 铬 含 量 具 体 如 下 : 1 酸 性 高 锰 酸 钾 氧 化 在 酸 性 溶 液 中, 用 高 锰 酸 钾 将 水 样 中 的 三 价 铬 氧 化 成 六 价 铬, 过 量 的 高 锰 酸 钾 用 亚 硝 酸 纳 分 解, 过 剩 的 亚 硝 酸 钠 用 尿 素 分 解, 得 到 的 清 液 用 二 苯 碳 酰 二 肼 显 色, 于 540nm 处 测 定 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 总 铬 的 含 量 2 碱 性 高 锰 酸 钾 氧 化 在 碱 性 溶 液 中, 用 高 锰 酸 钾 将 水 样 中 的 三 价 铬 氧 化 成 六 价 铬, 过 量 的 高 锰 酸 钾 用 乙 醇 分 解, 加 氧 化 镁 使 二 价 锰 沉 淀, 过 滤 后, 在 一 定 酸 度 下, 加 二 苯 碳 酰 二 肼 显 色, 于 540nm 103

112 处 测 定 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 总 铬 的 含 量 2. 硫 酸 亚 铁 铵 滴 定 法 硫 酸 亚 铁 铵 滴 定 法 测 定 总 铬 原 理 : 在 酸 性 介 质 中, 以 银 盐 作 为 催 化 剂, 将 三 价 铬 用 过 硫 酸 铵 氧 化 成 六 价 铬, 加 少 量 氯 化 纳 并 煮 沸, 除 去 过 量 的 过 硫 酸 铵 和 反 应 中 产 生 的 氯 气, 以 苯 基 代 邻 氨 基 苯 甲 酸 作 为 指 示 剂, 用 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 滴 定, 至 溶 液 呈 亮 绿 色 根 据 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 的 浓 度 和 滴 定 空 白 的 用 量, 计 算 出 水 样 中 总 铬 的 含 量 ( 七 ) 砷 的 测 定 砷 是 人 体 非 必 需 元 素 元 素 砷 的 毒 性 很 小, 而 砷 化 合 物 均 有 剧 毒, 三 价 砷 化 合 物 比 其 他 砷 化 合 物 毒 性 更 强 口 服 三 氧 化 二 砷 ( 俗 称 砒 霜 )5-10 mg 可 造 成 急 性 中 毒, 致 死 量 mg 地 面 水 中 含 砷 量 因 水 源 和 地 理 条 件 不 同 而 有 很 大 差 异 天 然 水 中 通 常 含 有 一 定 量 的 砷, 淡 水 中 砷 为 μg/L, 海 水 中 为 6-30μg/L, 我 国 一 些 主 要 河 道 干 流 中 砷 含 量 为 mg/L, 长 江 水 中 含 砷 一 般 小 于 6μg/L, 松 花 江 水 系 含 砷 量 为 μg/L 砷 的 主 要 污 染 源 为 采 矿 冶 金 化 工 化 学 制 药 纺 织 玻 璃 制 革 等 部 门 的 工 业 废 水 砷 的 测 定 方 法 有 新 银 盐 分 光 光 度 法 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 银 分 光 光 度 法 和 原 子 吸 收 法 等 1. 新 银 盐 分 光 光 度 法 新 银 盐 分 光 光 度 法 测 砷 的 原 理 : 硼 氢 化 钾 在 酸 性 溶 液 中 产 生 新 生 态 氢, 将 水 样 中 无 机 砷 还 原 成 砷 化 氢 气 体, 以 硝 酸 - 硝 酸 银 - 聚 乙 烯 醇 - 乙 醇 溶 液 为 吸 收 液, 砷 化 氢 将 吸 收 液 中 的 银 离 子 还 原 成 单 质 胶 态 银, 使 溶 液 呈 黄 色, 颜 色 强 度 与 生 成 氢 化 物 的 量 成 正 比 黄 色 溶 液 在 400nm 处 有 最 大 吸 收, 峰 形 对 称 以 空 白 吸 收 液 为 参 比 测 其 吸 光 度, 用 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 砷 的 含 量 取 最 大 水 样 体 积 250ml, 此 法 的 检 出 限 为 mg/L, 测 定 上 限 为 0.012mg/L 适 用 于 地 表 水 和 地 下 水 痕 量 砷 的 测 定 2. 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 银 分 光 光 度 法 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 银 分 光 光 度 法 测 砷 的 原 理 : 锌 与 酸 作 用, 生 成 新 生 态 氢 ; 在 碘 化 钾 和 氯 化 亚 锡 存 在 下, 使 五 价 砷 还 原 为 三 价 砷, 并 与 新 生 态 氢 反 应, 生 成 的 气 态 砷 化 氢 用 二 乙 氨 基 二 硫 代 甲 酸 银 - 三 乙 醇 胺 的 三 氯 甲 烷 溶 液 吸 收, 生 成 红 色 胶 体 银, 在 波 长 510 nm 处, 以 三 氯 甲 烷 为 参 比 测 其 吸 光 度, 用 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 砷 的 含 量 取 试 样 量 为 50ml, 砷 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.007mg/L, 测 定 上 限 浓 度 为 0.50mg/L 适 用 于 水 和 废 水 中 砷 的 测 定 ( 八 ) 其 他 金 属 化 合 物 的 测 定 根 据 水 和 废 水 污 染 类 型 和 对 用 水 水 质 的 要 求 不 同, 有 时 还 需 要 监 测 其 他 金 属 元 素 常 见 其 他 金 属 化 合 物 监 测 方 法 见 表 3-14, 详 细 内 容 可 查 阅 水 和 废 水 监 测 分 析 方 法 和 其 他 水 质 监 测 资 料 104

113 表 3-14 常 见 其 他 金 属 化 合 物 监 测 方 法 元 素 危 害 分 析 方 法 测 定 浓 度 范 围 铁 具 有 低 毒 性 工 业 用 水 含 量 高 时, 产 品 上 形 成 黄 斑 1. 原 子 吸 收 法 2. 邻 菲 啰 啉 分 光 光 度 法 3.EDTA 滴 定 法 mg/L mg/L 5-20mg/L 锰 具 有 低 毒 性 工 业 用 水 含 量 高 时, 产 品 上 形 成 斑 痕 1. 原 子 吸 收 法 2. 高 碘 酸 钾 氧 化 分 光 光 度 法 3. 甲 醛 肟 分 光 光 度 法 mg/L 最 低 0.05mg/L mg/L 钙 人 体 必 需 元 素, 但 过 高 引 起 肠 胃 不 适 结 垢 1. EDTA 滴 定 法 2. 原 子 吸 收 法 mg/l mg/L 镁 人 体 必 需 元 素, 过 量 有 导 泄 和 利 尿 作 用 结 垢 1. EDTA 滴 定 法 2. 原 子 吸 收 法 mg/l mg/L 铍 单 质 及 其 化 合 物 毒 性 都 极 强 1. 石 墨 炉 原 子 吸 收 法 2. 活 性 碳 吸 附 - 铬 天 菁 S 分 光 光 度 法 mg/L 最 低 0.1mg/L 镍 具 有 致 癌 性, 对 水 生 生 物 有 明 显 危 害 镍 盐 引 起 过 敏 性 皮 炎 1. 原 子 吸 收 法 2. 丁 二 酮 分 光 光 度 法 3. 示 波 极 谱 法 mg/L 0.1-4mg/L 最 低 0.06mg/L 三 非 金 属 无 机 化 合 物 的 测 定 水 体 中 的 非 金 属 无 机 化 合 物 很 多, 主 要 的 水 质 监 测 项 目 有 ph 值 溶 解 氧 硫 化 物 含 氮 化 合 物 氰 化 物 氟 化 物 等 ( 一 ) ph 值 ph 值 是 最 常 用 和 最 重 要 的 水 质 监 测 指 标 之 一, 用 来 表 示 水 的 酸 碱 性 的 强 弱 天 然 水 的 ph 值 多 在 6-9 之 间 ; 饮 用 水 的 ph 值 一 般 需 控 制 在 之 间 ; 工 业 水 的 ph 值 一 般 限 制 较 严 格, 如 锅 炉 用 水 的 ph 值 必 须 在 之 间, 以 防 金 属 管 道 被 腐 蚀 ; 水 的 物 化 生 化 处 理 过 程 中,pH 值 是 重 要 的 控 制 参 数 另 外,pH 值 对 水 中 有 毒 物 质 的 毒 性 有 着 很 大 影 响, 必 须 加 以 控 制 ph 值 与 酸 碱 度 既 有 联 系 又 有 区 别 ph 值 表 示 水 的 酸 碱 性 的 强 弱, 而 酸 度 或 碱 度 是 水 中 所 含 酸 或 碱 物 质 的 含 量 同 样 酸 度 的 溶 液, 如 盐 酸 和 醋 酸, 摩 尔 浓 度 相 同, 则 二 者 酸 度 一 样, 但 ph 值 却 大 不 相 同, 因 两 者 的 电 离 程 度 不 同 测 定 水 的 ph 值 的 方 法 有 玻 璃 电 极 法 和 比 色 法 1. 玻 璃 电 极 法 玻 璃 电 极 法 测 定 ph 值 是 以 ph 玻 璃 电 极 为 指 示 电 极, 饱 和 甘 汞 电 极 为 参 比 电 极, 与 被 测 水 样 组 成 原 电 池 用 已 用 标 准 溶 液 校 准 的 ph 计 测 定 水 样, 从 ph 计 显 示 器 上 直 接 读 出 水 样 的 ph 值 玻 璃 电 极 法 是 测 ph 值 最 常 用 的 方 法, 该 法 测 定 准 确 快 速, 基 本 不 受 水 体 色 度 浊 度 胶 体 物 质 氧 化 剂 和 还 原 剂 以 及 高 含 盐 量 的 影 响 105

114 2. 比 色 法 比 色 法 是 利 用 各 种 酸 碱 指 示 剂 在 不 同 ph 值 的 水 溶 液 中 产 生 不 同 的 颜 色 来 测 定 ph 值 在 一 系 列 已 知 ph 值 的 标 准 缓 冲 溶 液 中 加 入 适 当 的 指 示 剂 制 成 标 准 色 列, 在 待 测 水 样 中 加 入 与 标 准 色 列 同 样 的 指 示 剂, 进 行 目 视 比 色, 从 而 确 定 水 样 的 ph 值 常 用 ph 值 指 示 剂 及 其 变 色 范 围 见 表 3-15 表 3-15 常 用 ph 值 指 示 剂 及 其 变 色 范 围 指 示 剂 PH 值 范 围 颜 色 变 化 指 示 剂 PH 值 范 围 颜 色 变 化 溴 酚 蓝 黄 - 蓝 紫 酚 红 黄 - 红 甲 基 橙 橙 红 - 黄 甲 基 红 黄 - 红 溴 甲 酚 氯 黄 - 蓝 麝 蓝 ( 碱 性 ) 黄 - 蓝 氯 酚 红 黄 - 红 酚 酞 无 色 - 红 溴 甲 酚 紫 黄 - 紫 百 里 酚 酞 无 色 - 红 该 法 适 用 于 测 定 浊 度 和 色 度 都 很 低 的 天 然 水 和 饮 用 水 的 ph 值, 不 适 于 测 定 有 色 浑 浊 或 含 有 较 高 游 离 氯 氧 化 剂 和 还 原 剂 的 水 样 如 果 粗 略 地 测 定 水 样 ph 值, 可 使 用 ph 试 纸 ( 二 ) 溶 解 氧 (DO) 溶 解 在 水 中 的 分 子 态 氧 称 为 溶 解 氧 水 中 溶 解 氧 的 含 量 与 大 气 压 力 水 温 及 含 盐 量 等 因 素 有 关 大 气 压 力 降 低 水 温 升 高 含 盐 量 增 加 都 会 导 致 水 中 溶 解 氧 含 量 降 低 清 洁 地 面 水 中 溶 解 氧 一 般 接 近 饱 和 污 染 水 体 的 有 机 无 机 还 原 性 物 质 在 氧 化 过 程 中 会 消 耗 溶 解 氧, 若 大 气 中 的 氧 来 不 及 补 充, 水 中 的 溶 解 氧 就 会 逐 渐 降 低, 以 至 接 近 于 零, 此 时 厌 氧 菌 繁 殖, 导 致 水 质 恶 化 废 水 中 因 含 有 大 量 污 染 物 质, 一 般 溶 解 氧 含 量 较 低 水 中 的 溶 解 氧 虽 然 不 是 污 染 物 质, 但 通 过 溶 解 氧 的 测 定, 可 以 大 体 估 计 水 中 的 有 机 物 为 主 的 还 原 性 物 质 的 含 量, 是 衡 量 水 质 优 劣 的 重 要 指 标 测 定 溶 解 氧 的 方 法 主 要 有 碘 量 法 及 其 修 正 法 膜 电 极 法 和 电 导 测 定 法 1. 碘 量 法 及 其 修 正 法 (1) 碘 量 法 测 溶 解 氧 的 原 理 : 水 样 中 加 入 硫 酸 锰 和 碱 性 碘 化 钾, 水 中 溶 解 氧 将 二 价 锰 氧 化 成 四 价 锰, 并 生 成 氢 氧 化 物 棕 色 沉 淀 加 酸 后, 氢 氧 化 物 沉 淀 溶 解 并 与 碘 离 子 反 应 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 出 碘, 可 计 算 出 溶 解 氧 含 量 结 果 计 算 公 式 :DO(O 2,mg/L)= C V V 水 式 中 :C-- 硫 代 硫 酸 钠 标 准 溶 液 浓 度,mol/L; V 滴 定 消 耗 硫 代 硫 酸 钠 标 准 溶 液 体 积,ml; V 水 水 样 的 体 积,ml; 8- 氧 换 算 值,g 碘 量 法 适 用 于 水 源 水 地 面 水 等 清 洁 水 中 溶 解 氧 的 测 定 106

115 (2) 修 正 的 碘 量 法 普 通 碘 量 法 测 定 溶 解 氧 时 会 受 到 水 样 中 一 些 还 原 剂 物 质 的 干 扰, 必 须 对 碘 量 法 进 行 修 正 修 正 的 碘 量 法 适 用 于 受 污 染 的 地 面 水 和 工 业 废 水 中 溶 解 氧 测 定 1 当 水 样 中 含 有 亚 硝 酸 盐 时 ( 亚 硝 酸 盐 能 与 碘 化 钾 作 用 放 出 单 质 碘, 引 起 测 定 结 果 的 正 误 差 ), 可 加 入 叠 氮 化 钠 排 除 其 干 扰, 该 法 称 为 叠 氮 化 钠 修 正 碘 量 法 加 入 叠 氮 化 钠 先 将 亚 硝 酸 盐 分 解, 再 用 碘 量 法 测 定 DO 2 当 水 样 中 含 有 大 量 亚 铁 离 子 时 ( 会 对 测 定 结 果 产 生 负 干 扰 ), 用 高 锰 酸 钾 氧 化 亚 铁 离 子, 生 成 的 高 价 铁 离 子 用 氟 化 钾 掩 蔽, 从 而 去 除, 过 量 的 高 锰 酸 钾 用 草 酸 盐 去 除, 该 法 称 为 高 锰 酸 钾 修 正 法 在 酸 性 条 件 下, 用 高 锰 酸 钾 将 水 样 中 存 在 的 亚 硝 酸 盐 亚 铁 离 子 和 有 机 污 染 物 等 干 扰 物 质 氧 化 去 除, 过 量 的 高 锰 酸 钾 用 草 酸 钾 除 去, 用 氟 化 钾 掩 蔽 高 价 铁 离 子, 再 用 碘 量 法 测 定 DO 3 如 水 样 有 色 或 含 有 藻 类 及 悬 浮 物 等, 在 酸 性 条 件 下 会 消 耗 碘 而 干 扰 测 定, 可 采 用 明 矾 修 正 法 消 除 如 水 样 中 含 有 活 性 污 泥 等 悬 浮 物, 可 用 硫 酸 铜 - 氨 基 磺 酸 絮 凝 修 正 法 排 除 其 干 扰 2. 膜 电 极 法 尽 管 修 正 的 碘 量 法 在 一 定 程 度 上 排 除 或 降 低 了 DO 测 定 时 的 干 扰, 但 由 于 水 中 污 染 物 的 多 样 性 及 复 杂 性, 在 应 用 于 生 活 污 水 和 工 业 废 水 中 DO 的 测 定 时, 该 方 法 还 是 受 到 很 多 限 制 用 碘 量 法 测 DO 时 很 难 实 现 现 场 测 定 在 线 监 测 而 膜 电 极 法 具 有 操 作 简 便 快 速 和 干 扰 少 ( 不 受 水 样 色 度 浊 度 及 化 学 滴 定 法 中 干 扰 物 质 的 影 响 ) 等 优 点, 并 可 实 现 现 场 监 测 和 在 线 监 测, 应 用 广 泛 膜 电 极 法 根 据 分 子 氧 透 过 薄 膜 的 扩 散 速 率 来 测 定 水 中 溶 解 氧, 膜 电 极 的 薄 膜 只 能 透 过 气 体, 透 过 膜 的 氧 气 在 电 极 上 还 原, 产 生 的 还 原 电 流 与 氧 的 浓 度 成 正 比, 通 过 测 定 还 原 电 流 就 可 以 得 到 水 样 中 溶 解 氧 的 浓 度 3. 电 导 测 定 法 用 非 导 电 的 金 属 铊 或 其 他 化 合 物 与 水 中 溶 解 氧 反 应 生 成 能 导 电 的 铊 离 子 通 过 测 定 水 样 电 导 率 的 增 量, 求 得 溶 解 氧 的 浓 度 实 验 表 明 : 每 增 加 0.035S/cm 的 电 导 率 相 当 于 1mg/L 的 溶 解 氧 此 法 是 测 定 溶 解 氧 最 灵 敏 的 方 法 之 一, 可 连 续 监 测 ( 三 ) 硫 化 物 地 下 水, 特 别 是 温 泉 水 中 常 含 有 硫 化 物, 通 常 地 表 水 中 硫 化 物 含 量 不 高, 受 到 污 染 时, 水 中 的 硫 化 物 主 要 来 自 在 厌 氧 条 件 下 硫 酸 盐 和 含 硫 有 机 物 的 微 生 物 还 原 和 分 解, 生 成 硫 化 氢, 产 生 臭 味 并 使 水 呈 黑 色 生 活 污 水 中 有 机 硫 化 物 含 量 较 高, 某 些 工 业 废 水, 如 石 油 炼 制 人 造 纤 维 制 革 印 染 焦 化 造 纸 等 中 也 会 含 有 硫 化 物 硫 化 氢 为 强 烈 的 神 经 毒 物, 对 粘 膜 有 明 显 刺 激 作 用, 在 水 中 达 到 一 定 浓 度 (200mg/L) 会 致 水 生 生 物 死 亡, 当 空 气 中 含 有 0.2% 硫 化 氢 气 体 时, 几 分 钟 内 就 会 致 人 死 亡 硫 化 氢 还 会 腐 蚀 金 属, 如 被 氧 化 为 硫 酸, 进 而 会 腐 蚀 混 凝 土 下 水 道 当 环 境 中 检 出 硫 化 物 时, 往 往 说 明 水 质 已 受 到 严 重 污 染, 因 此, 硫 化 物 是 水 体 污 染 的 一 项 重 要 指 标 107

116 测 定 硫 化 物 的 方 法 有 对 氨 基 二 甲 基 苯 胺 分 光 光 度 法 碘 量 法 电 位 滴 定 法 离 子 色 谱 法 库 仑 滴 定 法 比 浊 法 等 主 要 介 绍 对 氨 基 二 甲 基 苯 胺 分 光 光 度 法 碘 量 法 和 电 位 滴 定 法 1. 水 样 的 预 处 理 (1) 乙 酸 锌 沉 淀 - 过 滤 法 当 水 样 中 只 含 有 少 量 硫 代 硫 酸 盐 亚 硫 酸 盐 等 干 扰 物 质 时, 可 将 现 场 采 集 并 已 固 定 的 水 样, 用 中 速 定 量 滤 纸 或 玻 璃 纤 维 滤 膜 进 行 过 滤, 然 后 按 含 量 的 高 低 选 择 适 当 方 法, 直 接 测 定 沉 淀 中 的 硫 化 物 (2) 酸 化 - 吹 气 法 若 水 样 中 存 在 悬 浮 物 或 浑 浊 度 高 色 度 深 时, 可 将 现 场 采 集 固 定 后 的 水 样 加 入 一 定 量 的 磷 酸, 使 水 样 中 的 硫 化 锌 转 变 为 硫 化 氢 气 体, 利 用 载 气 将 硫 化 氢 吹 出, 乙 酸 锌 溶 液 或 2% 氢 氧 化 钠 溶 液 吸 收, 再 行 测 定 (3) 过 滤 - 酸 化 - 吹 气 分 离 法 若 水 样 污 染 严 重, 不 仅 含 有 不 溶 性 物 质 及 影 响 测 定 的 还 原 性 物 质, 并 且 浊 度 和 色 度 都 高 时, 宜 用 此 法 即 将 现 场 采 集 且 固 定 的 水 样, 用 中 速 定 量 滤 纸 或 玻 璃 纤 维 滤 膜 过 滤 后, 按 酸 化 吹 气 法 进 行 预 处 理 预 处 理 操 作 是 测 定 硫 化 物 的 一 个 关 键 性 步 骤, 应 注 意 既 消 除 干 扰 物 的 影 响, 又 不 致 造 成 硫 化 物 的 损 失 即 硫 化 物 测 定 中 样 品 预 处 理 的 目 的 是 消 除 干 扰 和 提 高 检 测 能 力 2. 对 氨 基 二 甲 基 苯 胺 分 光 光 度 法 对 氨 基 二 甲 基 苯 胺 分 光 光 度 法 测 定 硫 离 子 原 理 : 在 含 高 铁 离 子 的 酸 性 溶 液 中, 硫 离 子 与 对 氨 基 二 甲 基 苯 胺 反 应, 生 成 蓝 色 亚 甲 蓝 染 料, 颜 色 深 度 与 水 样 中 硫 离 子 浓 度 成 正 比, 于 665nm 处 测 其 吸 光 度, 用 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 硫 化 物 的 含 量 该 法 硫 离 子 最 低 检 出 浓 度 为 0.02mg/L, 测 定 上 限 为 0.8mg/L 当 采 用 酸 化 - 吹 气 预 处 理 法 时, 可 进 一 步 降 低 检 出 浓 度 酌 情 减 少 取 样 量, 测 定 浓 度 可 高 达 4mg/L 当 水 样 中 硫 化 物 的 含 量 小 于 1mg/L 时, 采 用 对 氨 基 二 甲 基 苯 胺 分 光 光 度 法 此 法 适 用 于 地 表 水 和 工 业 废 水 中 硫 化 物 的 测 定 3. 碘 量 法 碘 量 法 测 定 硫 离 子 原 理 : 水 样 中 的 硫 化 物 与 乙 酸 锌 生 成 白 色 硫 化 锌 沉 淀, 将 其 用 酸 溶 解 后, 加 入 过 量 碘 溶 液, 则 碘 与 硫 化 物 反 应 析 出 硫, 用 硫 代 硫 酸 钠 标 准 溶 液 滴 定 剩 余 的 碘, 根 据 硫 代 硫 酸 钠 标 准 溶 液 消 耗 量, 间 接 计 算 得 出 硫 化 物 的 含 量 碘 量 法 适 用 于 硫 化 物 含 量 大 于 1mg/L 的 水 和 废 水 的 测 定 该 法 硫 离 子 最 低 检 出 浓 度 为 0.02mg/L, 测 定 上 限 为 0.8mg/L 4. 电 位 滴 定 法 电 位 滴 定 法 测 定 硫 离 子 原 理 : 用 硝 酸 铅 标 准 溶 液 滴 定 硫 离 子, 生 成 硫 化 铅 沉 淀 以 硫 离 子 选 择 电 极 作 为 指 示 电 极, 双 盐 桥 饱 和 甘 汞 电 极 作 为 参 比 电 极, 与 被 测 水 样 组 成 原 电 池 用 晶 体 管 毫 伏 计 或 酸 度 计 测 量 原 电 池 电 动 势 的 变 化, 根 据 滴 定 终 点 电 位 突 跃, 求 出 硝 酸 铅 标 准 溶 液 用 量, 即 可 计 算 出 水 样 中 硫 离 子 的 含 量 该 方 法 不 受 色 度 浊 度 的 影 响 但 硫 离 子 易 被 氧 化, 常 加 入 抗 氧 缓 冲 溶 液 (SAOB) 予 以 108

117 保 护 SAOB 溶 液 中 含 有 水 杨 酸 和 抗 坏 血 酸 水 杨 酸 能 与 Fe 3+ Fe 2+ Cu 2+ Cd 2+ Zn 2+ Cr 3+ 等 多 种 金 属 离 子 生 成 稳 定 的 络 合 物 ; 抗 坏 血 酸 能 还 原 Ag + Hg 2+ 等, 消 除 它 们 的 干 扰 该 方 法 适 宜 测 定 硫 离 子 浓 度 范 围 为 mol/l, 最 低 检 出 浓 度 为 0.2mg/L ( 四 ) 含 氮 化 合 物 含 氮 化 合 物 包 括 无 机 氮 和 有 机 氮 随 生 活 污 水 和 工 业 废 水 中 大 量 含 氮 化 合 物 进 入 水 体, 氮 的 自 然 平 衡 遭 到 破 坏, 使 水 质 恶 化, 是 产 生 水 体 富 营 养 化 的 主 要 原 因 有 机 氮 在 微 生 物 作 用 下, 逐 渐 分 解 变 成 无 机 氮, 以 氨 氮 亚 硝 酸 盐 氮 硝 酸 盐 氮 形 式 存 在, 因 此 测 定 水 样 中 各 种 形 态 的 含 氮 化 合 物, 有 助 于 评 价 水 体 被 污 染 和 自 净 情 况 1. 氨 氮 氨 氮 (NH 3 -N) 以 游 离 氨 (NH 3 ) 或 铵 盐 (NH + 4 ) 形 式 存 在 于 水 中, 两 者 的 组 成 比 取 决 于 水 的 ph 值 当 ph 值 偏 高 时, 游 离 氨 的 比 例 较 高 ; 当 ph 值 偏 低 时, 铵 盐 的 比 例 较 高 水 中 氨 氮 的 来 源 主 要 为 生 活 污 水 中 含 氮 有 机 物 受 微 生 物 作 用 的 分 解 产 物, 某 些 工 业 废 水, 如 焦 化 废 水 和 合 成 氨 化 肥 厂 废 水 等 以 及 农 田 排 水 氨 氮 的 测 定 方 法 有 纳 氏 试 剂 分 光 光 度 法 滴 定 法 水 杨 酸 - 次 氯 酸 盐 分 光 光 度 法 和 电 极 法 等 (1) 水 样 的 预 处 理 水 样 带 色 或 浑 浊 以 及 含 其 他 一 些 干 扰 物 质, 影 响 氨 氮 的 测 定 为 消 除 干 扰 需 对 水 样 做 适 当 预 处 理 对 较 清 洁 的 水, 可 采 用 絮 凝 沉 淀 法, 对 污 染 严 重 的 水 或 工 业 废 水, 采 用 蒸 馏 法 1 絮 凝 沉 淀 法 先 在 水 样 中 加 适 量 硫 酸 锌 溶 液, 再 加 入 氢 氧 化 钠 溶 液, 生 成 氢 氧 化 锌 沉 淀, 经 过 滤 即 可 除 去 颜 色 和 浑 浊 等 也 可 在 水 样 中 加 入 氢 氧 化 铝 悬 浮 液, 过 滤 除 去 颜 色 和 浑 浊 2 蒸 馏 法 调 节 水 样 的 ph= 加 入 适 量 氧 化 镁 使 显 微 碱 性 ( 或 加 入 ph=9.5 的 Na 4 B 4 O 7 -NaOH 缓 冲 溶 液 使 呈 弱 碱 性 ) 蒸 馏, 释 出 的 氨 被 吸 收 于 硫 酸 或 硼 酸 溶 液 中 纳 氏 法 和 滴 定 法 用 硼 酸 为 吸 收 液, 水 杨 酸 - 次 氯 酸 盐 法 用 硫 酸 为 吸 收 液 (2) 纳 氏 试 剂 分 光 光 度 法 纳 氏 试 剂 分 光 光 度 法 测 氨 氮 的 原 理 : 在 水 样 中 加 入 碘 化 钾 和 碘 化 汞 的 强 碱 性 溶 液 ( 纳 氏 试 剂 ), 与 氨 反 应 生 成 黄 棕 色 胶 态 化 合 物, 此 颜 色 在 较 宽 的 波 长 范 围 内 具 有 强 烈 吸 收 通 常 于 nm 波 长 处 测 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 求 出 水 样 中 氨 氮 含 量 纳 氏 试 剂 分 光 光 度 法 测 氨 氮 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.025mg/L, 测 定 上 限 为 2mg/L 采 用 目 视 比 色 法, 最 低 检 出 浓 度 为 0.02mg/L 水 样 做 适 当 的 预 处 理 后, 可 适 用 于 地 面 水 地 下 水 工 业 废 水 和 生 活 污 水 中 氨 氮 的 测 定 (3) 滴 定 法 滴 定 法 原 理 : 取 一 定 体 积 的 水 样, 调 节 ph= 范 围, 加 入 氧 化 镁 使 呈 微 碱 性 加 热 蒸 馏, 释 出 的 氨 被 吸 收 入 硼 酸 溶 液 中, 以 甲 基 红 - 亚 甲 蓝 为 指 示 剂, 用 酸 标 准 溶 液 滴 定 馏 出 液 中 的 铵 ( 溶 液 从 绿 色 到 紫 色 为 滴 定 的 终 点 ), 得 出 水 样 中 氨 氮 的 含 量 滴 定 法 适 合 于 测 定 铵 离 子 浓 度 超 过 5mg/L 或 严 重 污 染 的 水 体, 或 水 样 中 伴 随 有 影 响 使 用 比 色 法 测 定 的 有 色 物 质 使 用 滴 定 法 测 定 氨 氮 的 水 样, 必 须 已 进 行 蒸 馏 预 处 理 109

118 (4) 水 杨 酸 - 次 氯 酸 盐 分 光 光 度 法 水 杨 酸 - 次 氯 酸 盐 分 光 光 度 法 测 氨 氮 的 原 理 : 在 亚 硝 基 铁 氰 化 钠 作 为 催 化 剂 存 在 条 件 下, 铵 与 水 杨 酸 盐 和 次 氯 酸 离 子 在 碱 性 条 件 下 反 应 生 成 蓝 色 化 合 物, 其 颜 色 的 深 浅 与 氨 氮 浓 度 成 正 比, 在 波 长 697nm 最 大 吸 收 处 测 吸 光 度, 用 标 准 曲 线 法 定 量, 得 水 样 中 氨 氮 的 含 量 水 杨 酸 - 次 氯 酸 盐 分 光 光 度 法 测 氨 氮 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.01mg/L, 测 定 上 限 为 1mg/L 适 用 于 饮 用 水 生 活 污 水 和 大 部 分 工 业 废 水 中 氨 氮 的 测 定 (5) 电 极 法 氨 气 敏 电 极 是 一 复 合 电 极, 以 ph 玻 璃 电 极 为 指 示 电 极, 银 - 氯 化 银 电 极 为 参 比 电 极 此 电 极 对 置 于 盛 有 0.1mol/L 氯 化 铵 内 充 液 的 塑 料 套 管 中, 管 端 部 紧 贴 指 示 电 极 敏 感 膜 处 装 有 疏 水 半 渗 透 膜, 使 内 电 解 液 与 外 部 试 液 隔 开, 半 透 膜 与 PH 玻 璃 电 极 间 有 一 层 很 薄 的 液 膜 当 水 样 中 加 入 强 碱 溶 液 将 ph 提 高 到 11 以 上, 使 铵 盐 转 化 为 氨, 生 成 的 氨 由 于 扩 散 作 用 而 通 过 半 透 膜 ( 水 和 其 他 离 子 则 不 能 通 过 ), 使 氯 化 铵 电 解 质 液 膜 层 内 NH + 4 -NH 3 的 反 应 向 左 移 动, 引 起 氢 离 子 浓 度 改 变, 由 PH 玻 璃 电 极 测 得 其 变 化 在 恒 定 的 离 子 强 度 下, 测 得 的 电 动 势 与 水 样 中 氨 氮 浓 度 的 对 数 呈 一 定 的 线 性 关 系 由 于, 可 以 测 得 的 电 位 值 确 定 样 品 中 氨 氮 的 含 量 电 极 法 测 定 氨 氮 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.03mg/L, 测 定 上 限 为 1400mg/L 适 用 于 饮 用 水 地 表 水 生 活 污 水 和 工 业 废 水 中 氨 氮 含 量 的 测 定 2. 亚 硝 酸 盐 氮 亚 硝 酸 盐 (NO - 2 -N) 是 含 氮 化 合 物 分 解 过 程 中 的 中 间 产 物, 不 稳 定 根 据 水 环 境 条 件, 可 被 氧 化 成 硝 酸 盐, 也 可 被 还 原 成 氨 亚 硝 酸 盐 可 使 人 体 正 常 的 血 红 蛋 白 氧 化 成 高 铁 血 红 蛋 白, 发 生 高 铁 血 红 蛋 白 症, 失 去 血 红 蛋 白 在 体 内 输 送 氧 的 能 力, 出 现 组 织 缺 氧 的 症 状 亚 硝 酸 盐 可 与 仲 胺 类 反 应 生 成 具 致 癌 性 的 亚 硝 胺 类 物 质, 在 ph 值 较 低 的 酸 性 条 件 下, 有 利 于 亚 硝 胺 类 的 形 成 水 中 亚 硝 酸 盐 的 测 定 方 法 通 常 采 用 重 氮 - 偶 联 反 应, 使 生 成 红 紫 色 染 料 方 法 灵 敏 选 择 性 强 所 用 重 氮 和 偶 联 试 剂 种 类 较 多, 最 常 用 的, 前 者 为 对 氨 基 苯 磺 酰 胺 和 对 氨 基 苯 磺 酸, 后 者 为 N-(1- 萘 基 )- 乙 二 胺 和 α- 萘 胺 亚 硝 酸 盐 氮 的 测 定 方 法 有 N-(1- 萘 基 )- 乙 二 胺 分 光 光 度 法 和 离 子 色 谱 法 (1) N-(1- 萘 基 )- 乙 二 胺 分 光 光 度 法 N-(1- 萘 基 )- 乙 二 胺 分 光 光 度 法 测 亚 硝 酸 盐 氮 的 原 理 : 在 磷 酸 介 质 中,pH=1.8±0.3 时, 亚 硝 酸 盐 与 对 氨 基 苯 磺 酰 胺 反 应, 生 成 重 氮 盐, 再 与 N-(1- 萘 基 )- 乙 二 胺 偶 联 生 成 红 色 染 料, 于 540nm 波 长 处 测 定 吸 光 度, 标 准 曲 线 定 量, 求 出 水 样 中 亚 硝 酸 盐 氮 的 含 量 N-(1- 萘 基 )- 乙 二 胺 分 光 光 度 法 测 亚 硝 酸 盐 氮 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.003mg/L, 测 定 上 限 为 0.20mg/L 适 用 于 饮 用 水 地 表 水 地 下 水 生 活 污 水 和 工 业 废 水 中 亚 硝 酸 盐 氮 含 量 的 测 定 (2) 离 子 色 谱 法 离 子 色 谱 法 测 定 测 亚 硝 酸 盐 氮 的 原 理 : 利 用 离 子 交 换 的 原 理, 连 续 对 多 种 阴 离 子 进 行 定 性 和 定 量 分 析 水 样 注 入 碳 酸 盐 - 碳 酸 氢 盐 溶 液 并 流 经 系 列 的 离 子 交 换 树 脂, 基 于 待 测 阴 离 子 对 低 容 量 强 碱 性 阴 离 子 树 脂 的 相 对 亲 和 力 不 同 而 分 开 被 分 离 的 阴 离 子, 在 流 经 强 酸 性 阳 110

119 离 子 树 脂 时, 被 转 换 为 高 电 导 的 酸 型, 碳 酸 盐 - 碳 酸 氢 盐 则 转 变 为 弱 电 导 的 碳 酸 用 电 导 检 测 器 测 量 被 转 变 为 相 应 酸 型 的 阴 离 子, 与 标 准 比 较, 根 据 保 留 时 间 定 性, 峰 高 或 峰 面 积 定 量 离 子 色 谱 法 测 定 测 亚 硝 酸 盐 氮 的 测 定 下 限 为 0.1mg/L 当 进 样 量 为 100ml 时, 用 10ms 满 刻 度 电 导 检 测 器 时 F - 为 0.02mg/L;Cl - 为 0.04mg/L;NO 2 - 为 0.05mg/L;Br - 为 0.15mg/L; PO 4 3- 为 0.20mg/L;SO 4 2- 为 0.10mg/L 此 法 可 以 连 续 测 定 饮 用 水 地 表 水 地 下 水 雨 水 中 的 F - Cl - NO 2 - Br - PO 4 3- SO 硝 酸 盐 氮 水 中 的 硝 酸 盐 是 在 有 氧 环 境 下, 各 种 形 态 的 含 氮 化 合 物 中 最 稳 定 的 氮 化 合 物, 也 是 含 氮 有 机 物 经 无 机 化 作 用 最 终 阶 段 的 分 解 产 物 亚 硝 酸 盐 可 经 氧 化 而 生 成 硝 酸 盐, 硝 酸 盐 在 无 氧 环 境 中, 也 可 受 微 生 物 的 作 用 而 还 原 为 亚 硝 酸 盐 人 摄 取 硝 酸 盐 后, 经 肠 道 中 微 生 物 作 用 转 变 为 亚 硝 酸 盐 而 出 现 毒 性 作 用 硝 酸 盐 氮 的 主 要 来 源 为 制 革 酸 洗 废 水 某 些 生 化 处 理 设 施 的 出 水 和 农 田 排 水 硝 酸 盐 氮 的 测 定 方 法 有 酚 二 磺 酸 分 光 光 度 法 镉 柱 还 原 法 戴 氏 合 金 还 原 法 紫 外 分 光 光 度 法 离 子 选 择 电 极 法 和 离 子 色 谱 法 (1) 酚 二 磺 酸 分 光 光 度 法 酚 二 磺 酸 分 光 光 度 法 测 硝 酸 盐 氮 的 原 理 : 硝 酸 盐 在 无 水 情 况 下 与 酚 二 磺 酸 反 应, 生 成 硝 基 二 磺 酸 酚, 在 碱 性 溶 液 中 生 成 黄 色 硝 基 酚 二 磺 酸 三 钾 盐 化 合 物, 于 410nm 波 长 处 测 定 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 求 出 水 样 中 硝 酸 盐 氮 含 量 酚 二 磺 酸 分 光 光 度 法 测 硝 酸 盐 氮 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.02mg/L, 测 定 上 限 为 2.0mg/L 适 用 于 测 定 饮 用 水 地 下 水 和 清 洁 地 表 水 (1) 镉 柱 还 原 法 镉 柱 还 原 法 测 定 硝 酸 盐 氮 的 原 理 : 在 一 定 条 件 下, 水 样 通 过 镉 还 原 柱 ( 铜 - 镉 汞 - 镉 海 绵 状 镉 ), 使 硝 酸 盐 还 原 为 亚 硝 酸 盐, 然 后 以 重 氮 - 偶 联 反 应, 标 准 曲 线 定 量, 求 出 水 样 中 亚 硝 酸 盐 氮 的 含 量 硝 酸 盐 氮 含 量 即 测 得 的 总 亚 硝 酸 盐 氮 减 去 未 还 原 水 样 中 所 含 亚 硝 酸 盐 镉 柱 还 原 法 测 定 硝 酸 盐 氮 的 测 定 范 围 为 mg/L 适 用 于 硝 酸 盐 含 量 较 低 的 饮 用 水 清 洁 地 面 水 和 地 下 水 (3) 戴 氏 合 金 还 原 法 戴 氏 合 金 还 原 法 测 定 硝 酸 盐 氮 的 原 理 : 在 碱 性 介 质 中, 硝 酸 盐 可 被 戴 氏 合 金 在 加 热 情 况 下 定 量 还 原 为 氨, 经 蒸 馏 出 后 被 硼 酸 溶 液 吸 收, 用 纳 氏 分 光 光 度 法 或 酸 滴 定 法 测 定 戴 氏 合 金 还 原 法 测 定 硝 酸 盐 氮 适 用 于 硝 酸 盐 氮 含 量 大 于 2mg/L 的 水 样, 可 以 测 定 带 深 色 的 严 重 污 染 的 水 及 含 大 量 有 机 物 或 无 机 盐 的 废 水 中 亚 硝 酸 氮 含 量 (4) 紫 外 分 光 光 度 法 紫 外 分 光 光 度 法 测 定 硝 酸 盐 氮 的 原 理 : 利 用 硝 酸 根 离 子 在 220nm 波 长 处 的 吸 收 而 定 量 测 定 硝 酸 盐 氮 溶 解 的 有 机 物 在 220nm 处 也 会 有 吸 收, 而 硝 酸 根 离 子 在 275nm 处 没 有 吸 收 因 此, 在 275nm 处 另 作 一 次 测 量, 以 校 正 硝 酸 盐 氮 值 紫 外 分 光 光 度 法 测 定 硝 酸 盐 氮 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.08mg/L, 测 定 上 限 为 4mg/L 适 用 于 测 定 清 洁 地 面 水 和 未 受 明 显 污 染 的 地 下 水 中 的 硝 酸 盐 氮 111

120 ( 五 ) 氰 化 物 氰 化 物 属 于 剧 毒 物, 可 分 为 简 单 氰 化 物 络 合 氰 化 物 和 有 机 腈 其 中 简 单 氰 化 物 易 溶 于 水, 毒 性 大 ; 络 合 氰 化 物 在 水 体 中 受 ph 值 水 温 和 光 照 等 影 响 离 解 为 毒 性 强 的 简 单 氰 化 物 氰 化 物 对 人 体 的 毒 性 主 要 是 引 起 组 织 缺 氧 窒 息 地 表 水 一 般 不 含 氰 化 物, 主 要 来 源 是 电 镀 化 工 选 矿 有 机 玻 璃 制 造 等 工 业 废 水 的 排 放 氰 化 物 的 测 定 方 法 有 硝 酸 银 滴 定 法 异 烟 酸 - 吡 唑 啉 酮 分 光 光 度 法 吡 啶 - 巴 比 妥 酸 分 光 光 度 法 和 离 子 选 择 电 极 法 1. 水 样 的 预 处 理 (1) 向 水 样 中 加 入 酒 石 酸 和 硝 酸 锌, 调 节 ph 值 为 4, 加 热 蒸 馏, 简 单 氰 化 物 和 部 分 络 合 物 以 氰 化 氢 形 式 被 蒸 馏 出, 用 氢 氧 化 钠 溶 液 吸 收 待 测 (2) 向 水 样 中 加 入 磷 酸 和 EDTA, 在 ph 值 小 于 2 的 条 件 下 加 热 蒸 馏, 可 将 全 部 简 单 氰 化 物 和 除 钴 氰 化 合 物 外 的 绝 大 部 分 配 合 氰 化 物 以 氰 化 氢 形 式 蒸 馏 出 来, 用 氢 氧 化 钠 溶 液 吸 收 待 测 2. 硝 酸 银 滴 定 法 硝 酸 银 滴 定 法 测 定 氰 化 物 的 原 理 : 水 样 经 预 处 理 后 得 到 碱 性 馏 出 液 ( 调 节 溶 液 的 ph 值 至 11 以 上 ), 用 硝 酸 银 标 准 溶 液 滴 定, 氰 离 子 与 硝 酸 银 作 用 形 成 可 溶 性 的 银 氰 络 合 离 子 [Ag(CN) 2 ] -, 过 量 的 银 离 子 与 试 银 灵 指 示 液 反 应, 溶 液 由 黄 色 变 为 橙 红 色, 即 为 终 点 当 水 样 中 氰 化 物 含 量 在 1mg/L 以 上 时, 可 用 硝 酸 银 滴 定 法 进 行 测 定 检 测 上 限 为 100mg/L 硝 酸 银 滴 定 法 适 用 于 测 定 饮 用 水 地 面 水 生 活 污 水 和 工 业 废 水 中 的 氰 化 物 3. 异 烟 酸 - 吡 唑 啉 酮 分 光 光 度 法 异 烟 酸 - 吡 唑 啉 酮 分 光 光 度 法 测 定 氰 化 物 的 原 理 : 水 样 经 预 处 理 后 得 到 的 馏 出 液, 调 节 溶 液 的 ph 值 至 中 性, 加 入 氯 胺 T 溶 液, 水 样 中 的 氰 化 物 与 之 反 应 生 成 氯 化 氰, 生 成 的 氯 化 氰 再 与 加 入 的 异 烟 酸 作 用, 经 水 解 后 生 成 戊 烯 二 醛, 生 成 的 戊 烯 二 醛 与 吡 唑 啉 酮 缩 合 生 成 蓝 色 染 料, 其 色 度 与 氰 化 物 的 含 量 成 正 比, 在 638nm 波 长 处 测 其 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 出 水 样 中 氰 化 物 的 含 量 异 烟 酸 - 吡 唑 啉 酮 分 光 光 度 法 测 定 氰 化 物 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.004mg/L, 测 定 上 限 为 0.25mg/L 适 用 于 测 定 饮 用 水 地 面 水 生 活 污 水 和 工 业 废 水 中 的 氰 化 物 4. 吡 啶 - 巴 比 妥 酸 分 光 光 度 法 吡 啶 - 巴 比 妥 酸 分 光 光 度 法 测 定 氰 化 物 的 原 理 : 水 样 经 预 处 理 后 得 到 的 馏 出 液, 调 节 溶 液 的 PH 值 至 中 性, 加 入 氯 胺 T 溶 液, 水 样 中 的 氰 化 物 与 之 反 应 生 成 氯 化 氰, 生 成 的 氯 化 氰 再 与 加 入 的 吡 啶 作 用, 经 水 解 后 生 成 戊 烯 二 醛, 生 成 的 戊 烯 二 醛 与 两 个 巴 比 妥 酸 分 子 缩 合 生 成 红 紫 色 染 料, 其 色 度 与 氰 化 物 的 含 量 成 正 比, 在 580nm 波 长 处 测 其 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 出 水 样 中 氰 化 物 的 含 量 吡 啶 - 巴 比 妥 酸 分 光 光 度 法 测 定 氰 化 物 的 最 低 检 测 浓 度 为 0.002mg/L, 测 定 上 限 为 0.45mg/L 适 用 于 测 定 饮 用 水 地 面 水 生 活 污 水 和 工 业 废 水 中 的 氰 化 物 ( 六 ) 氟 化 物 氟 是 维 持 人 体 健 康 必 须 的 微 量 元 素 之 一 我 国 饮 用 水 中 适 宜 的 氟 浓 度 为 mg/L 112

121 若 饮 用 水 中 含 量 过 低, 摄 人 不 足 会 引 起 龋 齿 病 ; 若 摄 入 量 过 多, 则 会 发 生 患 斑 齿 病, 如 水 中 含 氟 量 高 于 4mg/L 时, 则 可 导 致 氟 骨 病 氟 化 物 分 布 广 泛, 天 然 水 中 一 般 均 含 有 氟 氟 化 物 的 主 要 来 源 于 有 色 冶 金 钢 铁 和 铝 加 工 焦 炭 玻 璃 陶 瓷 电 子 电 镀 化 肥 农 药 厂 的 废 水 和 含 氟 矿 物 废 水 的 排 放 水 中 氟 化 物 的 测 定 方 法 有 氟 离 子 选 择 电 极 法 氟 试 剂 分 光 光 度 法 茜 素 磺 酸 锆 目 视 比 色 法 硝 酸 钍 滴 定 法 离 子 色 谱 法 1. 水 样 的 预 处 理 通 常 采 用 预 蒸 馏 的 方 法, 主 要 有 水 蒸 气 蒸 馏 法 和 直 接 蒸 馏 法 两 种 ⑴ 水 蒸 气 蒸 馏 法 水 中 氟 化 物 在 含 高 氯 酸 ( 或 硫 酸 ) 的 溶 液 中, 通 入 水 蒸 气, 以 氟 硅 酸 或 氟 化 氢 形 式 而 被 蒸 出 ⑵ 直 接 蒸 馏 法 在 沸 点 较 高 的 酸 溶 液 中, 氟 化 物 以 氟 硅 酸 或 氢 氟 酸 被 蒸 出, 使 与 水 中 干 扰 物 分 离 2. 氟 离 子 选 择 电 极 法 氟 离 子 选 择 电 极 是 一 种 以 氟 化 镧 单 晶 片 为 敏 感 膜 的 传 感 器 当 氟 离 子 电 极 与 含 氟 的 试 液 接 触 时, 与 参 比 电 极 构 成 的 电 池 的 电 动 势 随 溶 液 中 氟 离 子 活 度 的 变 化 而 改 变 用 晶 体 管 毫 伏 计 或 电 位 计 测 量 上 述 原 电 池 的 电 动 势, 并 与 用 氟 离 子 标 准 溶 液 测 得 的 电 动 势 相 比 较, 即 可 求 得 水 样 中 氟 化 物 的 浓 度 氟 离 子 选 择 电 极 法 测 氟 化 物 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.05mg/L, 测 定 上 限 为 1900mg/L 适 用 于 测 定 地 下 水 地 面 水 和 工 业 废 水 中 的 氟 化 物 3. 氟 试 剂 分 光 光 度 法 氟 试 剂 分 光 光 度 法 测 定 氟 化 物 的 原 理 : 氟 离 子 在 ph 值 为 4.1 的 乙 酸 盐 缓 冲 介 质 中, 与 氟 试 剂 和 硝 酸 镧 反 应, 生 成 蓝 色 三 元 络 合 物, 其 颜 色 的 强 度 与 氟 离 子 浓 度 成 正 比 在 620nm 波 长 处 测 其 吸 光 度, 标 准 曲 线 法 定 量, 得 出 水 样 中 氟 化 物 的 含 量 水 样 体 积 为 25ml, 使 用 光 程 30mm 比 色 皿, 氟 试 剂 分 光 光 度 法 测 定 氟 化 物 的 最 低 检 测 浓 度 为 0.05mg/L, 测 定 上 限 为 1.80mg/L 适 用 于 测 定 地 下 水 地 面 水 和 工 业 废 水 中 的 氟 化 物 4. 茜 素 磺 酸 锆 目 视 比 色 法 茜 素 磺 酸 锆 目 视 比 色 法 测 定 氟 化 物 的 原 理 : 在 酸 性 溶 液 中, 茜 素 磺 酸 钠 与 锆 盐 生 成 红 色 络 合 物, 当 水 样 中 有 氟 离 子 存 在 时, 能 夺 取 该 络 合 物 中 锆 离 子, 生 成 无 色 的 氟 化 锆 离 子, 释 放 出 黄 色 的 茜 素 磺 酸 钠 根 据 溶 液 由 红 退 至 黄 色 的 色 度 不 同, 与 标 准 色 列 比 色 茜 素 磺 酸 锆 目 视 比 色 法 测 定 氟 化 物 的 最 低 检 测 浓 度 为 0.05mg/L, 测 定 上 限 为 2.5mg/L 适 用 于 测 定 饮 用 水 地 下 水 地 面 水 和 工 业 废 水 中 的 氟 化 物 5. 硝 酸 钍 滴 定 法 硝 酸 钍 滴 定 法 测 定 氟 化 物 的 原 理 : 在 以 氯 乙 酸 为 缓 冲 剂,pH 值 为 的 酸 性 介 质 中, 以 茜 素 磺 酸 钠 和 亚 甲 蓝 作 为 指 示 剂, 用 硝 酸 钍 标 准 溶 液 滴 定 氟 离 子, 当 溶 液 由 翠 绿 色 变 为 蓝 灰 色, 即 为 反 应 终 点 根 据 硝 酸 钍 标 准 溶 液 的 用 量 即 可 算 出 氟 离 子 的 浓 度 硝 酸 钍 滴 定 法 适 于 测 定 氟 含 量 大 于 50mg/L 废 水 中 的 氟 化 物 ( 七 ) 其 他 非 金 属 无 机 污 染 物 113

122 根 据 水 体 类 型 和 对 水 质 要 求 不 同, 还 可 能 要 求 测 定 其 他 非 金 属 无 机 物 项 目, 如 氯 化 物 碘 化 物 硫 酸 盐 二 氧 化 硅 含 磷 余 氯 等 对 于 这 些 项 目 的 测 定 可 参 阅 水 和 废 水 监 测 分 析 方 法 等 书 目 四 有 机 化 合 物 的 测 定 水 体 中 的 污 染 物 质 除 无 机 化 合 物, 还 含 有 大 量 的 有 机 物 质 有 机 污 染 物 主 要 指 以 碳 水 化 合 物 蛋 白 质 脂 肪 氨 基 酸 等 形 式 存 在 的 天 然 有 机 物 质 及 某 些 可 生 物 降 解 人 工 合 成 的 有 机 物 质 有 机 化 合 物 通 常 以 毒 性 大 强 致 癌 性 和 消 耗 水 体 中 溶 解 氧 的 形 式 对 环 境 和 人 体 产 生 危 害 作 用, 所 以 有 机 物 污 染 指 标 是 水 质 监 测 非 常 重 要 的 指 标 衡 量 有 机 污 染 程 度, 最 好 进 行 有 机 污 染 的 全 分 析, 但 污 染 物 种 类 多 数 量 大, 在 现 有 的 技 术 水 平 下, 对 有 机 物 逐 一 监 测 很 难 做 到, 目 前 多 采 用 测 定 与 水 中 有 机 化 合 物 相 当 的 需 氧 量 来 间 接 表 示 有 机 化 合 物 的 含 量 如 COD BOD 等 ; 或 对 某 一 类 有 机 化 合 物 的 测 定 如 油 类 等 有 机 化 合 物 的 测 定 方 法 主 要 有 化 学 分 析 法 分 光 光 度 法 燃 烧 氧 化 法 等 ( 一 ) 化 学 需 氧 量 (COD) 化 学 需 氧 量 是 指 在 一 定 条 件 下, 用 强 氧 化 剂 处 理 水 样 时 所 消 耗 氧 化 剂 的 量, 以 氧 的 毫 克 每 升 来 表 示 化 学 需 氧 量 反 应 了 水 中 受 还 原 性 物 质 污 染 的 程 度 水 中 还 原 性 物 质 包 括 有 机 物 亚 硝 酸 盐 亚 铁 盐 硫 化 物 等 水 被 有 机 物 污 染 是 很 普 遍 的, 因 此 化 学 需 氧 量 是 表 征 水 样 中 有 机 物 相 对 含 量 的 指 标 之 一 水 样 的 化 学 需 氧 量 可 受 加 入 氧 化 剂 的 种 类 及 浓 度 反 应 溶 液 的 酸 度 反 应 温 度 和 时 间, 以 及 催 化 剂 的 有 无 而 获 得 不 同 的 结 果 因 此, 化 学 需 氧 量 也 是 一 个 条 件 性 指 标, 必 须 严 格 按 操 作 步 骤 进 行 根 据 所 用 氧 化 剂 的 不 同, 化 学 需 氧 量 的 测 定 方 法 分 为 重 铬 酸 钾 法 和 高 锰 酸 钾 法 这 两 种 方 法 从 建 立 至 今 已 有 100 多 年 的 历 史, 在 20 世 纪 50 年 代 以 前, 环 境 污 染 尚 不 严 重, 多 是 用 高 锰 酸 钾 法 和 生 化 需 氧 量 来 研 究 水 体 污 染 及 其 防 治 60 年 代 开 始, 环 境 污 染 日 益 严 重, 又 因 高 锰 酸 钾 的 氧 化 率 ( 仅 50% 左 右 ) 等 因 素 的 限 制, 重 铬 酸 钾 法 应 用 的 范 围 越 来 越 广 目 前, 我 国 新 版 的 环 境 水 质 标 准 把 高 锰 酸 钾 法 测 COD 称 为 高 锰 酸 盐 指 数, 把 重 铬 酸 钾 法 测 得 的 COD 值 称 为 化 学 需 氧 量 重 铬 酸 钾 法 测 COD 是 国 际 上 广 泛 认 定 的 标 准 方 法 COD 的 测 定 方 法 有 重 铬 酸 钾 法 氧 化 还 原 电 位 滴 定 和 库 仑 滴 定 等 方 法 1. 重 铬 酸 钾 法 重 铬 酸 钾 法 测 定 COD 的 原 理 : 向 水 样 中 加 入 一 定 量 的 重 铬 酸 钾 溶 液 氧 化 水 中 还 原 性 物 质, 在 强 酸 性 介 质 下 以 银 盐 作 为 催 化 剂 沸 腾 回 流 后, 以 试 亚 铁 灵 为 指 示 剂, 用 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 回 滴, 同 样 条 件 做 空 白, 根 据 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 的 用 量 计 算 水 样 的 化 学 耗 氧 量 ⑴ 计 算 公 式 COD cr (O 2,mg/L)= C ( V 0 V1 ) V 式 中 :V 0 滴 定 空 白 时 消 耗 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 体 积 (ml); V 1- 滴 定 水 样 时 消 耗 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 体 积 (ml); V 水 样 体 积 (ml); 114

123 C 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 浓 度 (mol/l); 8- 氧 的 摩 尔 质 量 (g/mol); ⑵ 重 铬 酸 钾 氧 化 性 很 强 ( 氧 化 率 可 达 90%), 可 将 大 部 分 有 机 物 氧 化, 但 吡 啶 不 被 氧 化, 芳 香 族 有 机 物 不 易 被 氧 化 ; 挥 发 性 直 链 脂 肪 族 化 合 物 苯 等 存 在 于 蒸 气 相, 不 能 与 氧 化 剂 液 体 接 触, 氧 化 不 明 显 氯 离 子 能 被 重 铬 酸 钾 氧 化, 并 与 硫 酸 银 作 用 生 成 沉 淀, 影 响 测 定 结 果, 在 回 流 前 加 入 适 量 硫 酸 汞 去 除 若 氯 离 子 含 量 过 高 应 先 稀 释 水 样 ⑶ COD 值 大 于 50mg/L, 用 0.25mol/L 重 铬 酸 钾 氧 化, 用 0.1mol/L 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 回 滴 ;COD 值 为 0-50mg/L, 用 0.025mol/L 重 铬 酸 钾 氧 化, 用 0.01mol/L 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 回 滴 ⑷ 滴 定 终 点 颜 色 变 化 由 黄 色 经 蓝 绿 色 至 红 褐 色 ⑸ 重 铬 酸 钾 法 测 定 COD 适 用 于 工 业 废 水 2. 其 他 方 法 测 定 COD 除 重 铬 酸 钾 法, 还 可 用 在 酸 性 高 锰 酸 钾 法 和 重 铬 酸 钾 法 基 础 上 建 立 起 来 的 氧 化 还 原 电 位 滴 定 法 和 库 仑 滴 定 法, 配 以 自 动 化 的 检 测 系 统 制 成 的 COD 测 定 仪 测 定 目 前 COD 测 定 仪 广 泛 应 用 于 水 质 COD 的 连 续 监 测 ⑴ 氧 化 还 原 电 位 滴 定 法 水 样 被 自 动 输 入 到 检 测 水 槽 与 硫 酸 溶 液 硫 酸 银 溶 液 及 高 锰 酸 钾 溶 液 经 自 动 计 量 后, 被 自 动 输 送 到 氧 化 还 原 反 应 槽, 温 度 调 节 器 将 水 浴 温 度 自 动 调 节 到 沸 点, 反 应 30min 立 即 准 确 注 入 10ml 草 酸 标 准 溶 液, 终 止 氧 化 反 应 过 量 的 草 酸 以 高 锰 酸 钾 溶 液 回 滴, 用 电 位 差 计 测 定 铂 指 示 电 极 和 饱 和 甘 汞 电 极 之 间 的 电 位 差, 以 确 定 反 应 终 点, 求 出 高 锰 酸 钾 标 准 溶 液 的 消 耗 量, 用 反 应 终 点 指 示 器 将 其 滴 定 耗 去 的 容 量 转 化 为 电 信 号, 经 运 算 回 路 变 为 COD 值 由 自 动 记 录 仪 记 录 ⑵ 恒 电 流 库 仑 分 析 法 水 样 与 0.05mol/L 高 锰 酸 钾 混 合 后 在 沸 水 浴 中 反 应 30min, 反 应 终 了 的 溶 液 中 加 入 Fe 3+, 将 横 电 流 电 解 产 生 的 Fe 2+ 作 为 库 仑 滴 定 剂, 与 溶 液 中 剩 余 的 高 锰 酸 钾 反 应, 当 反 应 达 到 终 点 时, 电 解 停 止 由 电 流 与 时 间 可 知 电 解 所 消 耗 电 量 根 据 法 拉 第 定 律, 求 出 剩 余 的 高 锰 酸 钾 的 量, 计 算 出 高 锰 酸 钾 的 实 际 用 量, 并 换 算 为 COD 值 而 显 示 读 数 ⑶ 闭 管 回 流 分 光 光 度 分 析 法 在 酸 性 介 质 中, 恒 温 闭 管 回 流 一 段 时 间, 使 试 样 中 还 原 性 物 质 被 重 铬 酸 钾 氧 化, 同 时 铬 由 六 价 至 三 价 试 样 中 COD 与 三 价 铬 离 子 的 浓 度 成 正 比, 在 波 长 600nm 处 测 定 试 样 吸 光 度, 即 可 计 算 出 水 样 的 COD 如 分 光 光 度 计 具 有 浓 度 直 读 功 能, 可 直 接 从 仪 器 上 读 出 COD 值 ( 二 ) 高 锰 酸 盐 指 数 高 锰 酸 盐 指 数 是 指 在 一 定 条 件 下, 以 高 锰 酸 钾 为 氧 化 剂 氧 化 水 样 中 的 还 原 性 物 质 所 消 耗 的 高 锰 酸 钾 的 量, 以 氧 的 mg/l 来 表 示 高 锰 酸 盐 指 数 的 测 定 原 理 : 水 样 在 碱 性 或 酸 性 条 件 下, 加 入 一 定 量 高 锰 酸 钾 溶 液, 沸 水 浴 中 加 热 30min( 以 氧 化 水 中 的 有 机 物 ), 剩 余 的 高 锰 酸 钾 溶 液 以 过 量 草 酸 钠 滴 定, 过 量 的 草 酸 钠 再 用 高 锰 酸 钾 溶 液 滴 定, 从 而 计 算 出 高 锰 酸 盐 指 数 115

124 ⑴ 国 际 标 准 化 组 织 建 议 高 锰 酸 盐 指 数 仅 限 于 测 定 地 表 水 饮 用 水 和 生 活 污 水 ⑵ 高 锰 酸 盐 指 数 按 介 质 不 同, 分 为 酸 性 高 锰 酸 钾 法 和 碱 性 高 锰 酸 钾 法 氯 离 子 含 量 不 超 过 300mg/L 时, 采 用 酸 性 高 锰 酸 钾 法 ; 超 过 300mg/L 时, 采 用 碱 性 高 锰 酸 钾 法 ( 三 ) 生 化 需 氧 量 (BOD) 生 化 需 氧 量 是 指 在 溶 解 氧 充 足 的 条 件 下, 好 氧 微 生 物 分 解 水 中 有 机 物 的 生 物 化 学 氧 化 过 程 中 所 消 耗 的 溶 解 氧 的 量, 以 氧 的 mg/l 表 示 好 氧 微 生 物 分 解 水 中 有 机 物 的 同 时, 也 会 因 氧 化 硫 化 物 亚 铁 等 还 原 性 无 机 物 质 消 耗 溶 解 氧, 但 这 部 分 溶 解 氧 所 占 比 例 很 小 水 体 要 发 生 生 物 化 学 过 程 必 须 具 备 的 三 个 条 件 : 1 好 氧 微 生 物 ; 2 足 够 的 溶 解 氧 ; 3 能 被 微 生 物 利 用 的 营 养 物 质 有 机 物 在 微 生 物 作 用 下 好 氧 分 解 分 为 两 个 阶 段 第 一 阶 段 称 为 碳 化 阶 段, 主 要 是 含 碳 有 机 物 氧 化 为 二 氧 化 碳 和 水, 完 成 碳 化 阶 段 在 20 大 约 需 20 天 左 右 第 二 阶 段 称 为 硝 化 阶 段, 主 要 是 含 氮 有 机 化 合 物 在 硝 化 菌 的 作 用 下 分 解 为 亚 硝 酸 盐 和 硝 酸 盐, 完 成 硝 化 阶 段 在 20 大 约 需 100 天 左 右 这 两 个 阶 段 同 时 进 行, 但 各 有 主 次 微 生 物 分 解 有 机 物 是 一 个 缓 慢 的 过 程 一 般 在 碳 化 阶 段 开 始 5-10 天 后, 硝 化 阶 段 刚 刚 开 始 目 前 国 内 外 广 泛 采 用 20±1 培 养 五 天 所 消 耗 的 溶 解 氧 的 量, 即 BOD 5 BOD 5 是 反 映 水 体 被 有 机 物 污 染 程 度 的 综 合 指 标, 也 是 研 究 污 水 的 可 生 化 降 解 性 和 生 化 处 理 效 果, 以 及 生 化 处 理 污 水 工 艺 设 计 和 动 力 学 研 究 中 的 重 要 参 数 ⒈ 标 准 稀 释 法 ( 五 日 培 养 法 ) 标 准 稀 释 法 测 BOD 5 原 理 : 取 两 份 水 样, 一 份 测 其 当 时 的 溶 解 氧 ; 另 一 份 在 20±1 培 养 五 天 后, 再 测 溶 解 氧, 两 者 之 差 即 为 BOD 5 对 溶 解 氧 含 量 高 有 机 物 含 量 较 少 的 地 面 水, 即 水 样 的 BOD 5 未 超 过 7mg/L, 则 不 必 进 行 稀 释, 可 直 接 测 定 ⑴ 稀 释 水 稀 释 水 一 般 用 蒸 馏 水 配 制, 先 通 入 经 活 性 炭 吸 附 及 水 洗 处 理 的 空 气, 曝 气 2-8h, 使 水 中 溶 解 氧 接 近 于 饱 和 停 止 曝 气 亦 可 导 入 适 量 纯 氧 瓶 口 盖 以 两 层 经 洗 涤 晾 干 的 纱 布, 置 于 20 培 养 箱 中 数 小 时, 使 水 中 溶 解 氧 的 含 量 达 8mg/L 左 右 临 用 前 加 入 少 量 氯 化 钙 氯 化 铁 硫 酸 镁 等 营 养 盐 溶 液 ( 保 证 微 生 物 生 长 需 要 ) 及 磷 酸 盐 缓 冲 溶 液, 混 匀 备 用 稀 释 水 指 标 ph 值 7.2, BOD 5 应 小 于 0.2mg/L 稀 释 目 的 是 降 低 水 样 中 有 机 物 的 浓 度, 使 整 个 分 解 过 程 在 有 溶 解 氧 的 条 件 下 进 行 稀 释 程 度 应 使 培 养 中 所 消 耗 的 溶 解 氧 大 于 2mg/L, 而 剩 余 溶 解 氧 在 1mg/L 以 上 若 剩 余 溶 解 氧 小 于 1mg/L, 减 小 稀 释 倍 数, 再 测 稀 释 倍 数 的 确 定 有 以 下 两 个 方 面 : 1 地 面 水 可 由 测 得 的 高 锰 酸 盐 指 数 乘 以 适 当 的 系 数 求 出 稀 释 倍 数 见 表 工 业 废 水 可 由 重 铬 酸 钾 法 测 得 的 COD 值 确 定 通 常 需 做 3 个 稀 释 比, 即 使 用 稀 释 116

125 水 时, 由 COD 分 别 乘 以 系 数 , 即 获 得 3 个 稀 释 倍 数 ; 使 用 接 种 稀 释 水 时, 则 分 别 乘 以 和 0.25, 获 得 3 个 稀 释 倍 数 表 3-16 高 锰 酸 盐 指 数 对 应 的 系 数 高 锰 酸 盐 指 数 (mg/l) 系 数 < > ⑵ 接 种 对 于 不 含 或 少 含 微 生 物 的 工 业 废 水, 如 酸 性 废 水 碱 性 废 水 高 温 废 水 或 经 过 氯 化 处 理 的 废 水, 在 测 定 BOD 5 时 应 进 行 接 种, 以 引 入 能 降 解 废 水 中 有 机 物 的 微 生 物 当 废 水 中 存 在 着 难 被 一 般 生 活 污 水 中 的 微 生 物 以 正 常 速 度 降 解 的 有 机 物 或 有 剧 毒 物 质 时, 应 将 驯 化 后 的 微 生 物 引 入 水 样 中 进 行 接 种 可 选 择 以 下 任 一 方 法, 以 获 得 适 用 的 接 种 液 1 城 市 污 水, 一 般 采 用 生 活 污 水, 在 室 温 下 放 置 一 昼 夜, 取 上 清 液 供 用 2 表 层 土 壤 浸 出 液, 取 100g 花 园 或 植 物 生 长 土 壤, 加 入 1L 水, 混 合 并 静 置 10min 取 上 清 液 供 用 3 用 含 城 市 污 水 的 河 水 或 湖 水 4 污 水 处 理 厂 的 出 水 5 当 分 析 含 有 难 于 降 解 物 质 的 废 水 时, 在 其 排 污 口 下 游 3-8km 处 取 水 样 做 为 废 水 的 驯 化 接 种 液 如 无 此 种 水 源, 可 取 中 和 或 经 适 当 稀 释 后 的 废 水 进 行 连 续 曝 气, 每 天 加 入 少 量 该 种 废 水, 同 时 加 入 适 量 表 层 土 壤 或 生 活 污 水, 使 能 适 应 该 种 废 水 的 微 生 物 大 量 繁 殖 当 水 中 出 现 大 量 絮 状 物, 或 检 查 其 化 学 需 氧 量 的 降 低 值 出 现 突 变 时, 表 明 适 用 的 微 生 物 已 进 行 繁 殖, 可 用 做 接 种 液 接 种 稀 释 水 由 分 取 适 量 接 种 液, 加 于 稀 释 水 中, 混 匀 获 得 指 标 PH 值 应 为 7.2, BOD 5 值 以 在 mg/L 之 间 为 宜. ⑶ 计 算 公 式 对 不 经 稀 释 直 接 培 养 的 水 样 BOD 5 (mg/l)=c 1 -C 2 式 中 C 1 水 样 在 培 养 前 溶 解 氧 的 浓 度 (mg/l); C 2 水 样 经 5 天 培 养 后 剩 余 溶 解 氧 的 浓 度 (mg/l) 对 稀 释 后 培 养 的 水 样 BOD 5 (mg/l)= ( C 1 C2 ) ( B1 B2 ) 式 中 B 1 稀 释 水 ( 或 接 种 稀 释 水 ) 在 培 养 前 的 溶 解 氧 的 浓 度 (mg/l); B 2 稀 释 水 ( 或 接 种 稀 释 水 ) 在 培 养 后 的 溶 解 氧 的 浓 度 (mg/l); f 1 稀 释 水 ( 或 接 种 稀 释 水 ) 在 培 养 液 中 所 占 比 例 ; f 2 水 样 在 培 养 液 中 所 占 比 例 f 2 f 1 117

126 ⑷ 标 准 稀 释 法 适 用 于 测 定 BOD 5 大 于 等 于 2mg/L, 最 大 不 超 过 6000mg/L 的 水 样 当 水 样 BOD 5 大 于 6000mg/L, 会 因 稀 释 带 来 一 定 的 误 差 ⒉ 其 他 方 法 目 前 测 定 BOD 值 常 采 用 BOD 测 定 仪, 具 有 操 作 简 单, 重 现 性 好, 并 可 直 接 读 取 BOD 值 ⑴ 检 压 库 仑 式 BOD 测 定 仪 在 密 闭 系 统 中 微 生 物 分 解 有 机 物 所 消 耗 的 氧 气 量 用 电 解 产 生 的 氧 气 补 给, 从 电 解 所 需 的 氧 气 量 来 求 得 氧 的 消 耗 量, 仪 器 自 动 显 示 测 定 结 果, 记 录 生 化 需 氧 量 曲 线 ⑵ 测 压 法 在 密 闭 系 统 中 微 生 物 分 解 有 机 物 消 耗 溶 解 氧 会 引 起 气 压 的 变 化, 通 过 测 定 气 压 的 变 化, 即 可 得 出 水 样 的 BOD 值 ⑶ 微 生 物 电 极 法 用 微 生 物 电 极 求 得 微 生 物 分 解 有 机 物 消 耗 溶 解 氧 量, 仪 器 经 标 准 BOD 物 质 溶 液 校 准 后, 可 直 接 显 示 被 测 溶 液 的 BOD 值, 并 在 20min 内 完 成 一 个 水 样 的 测 定 除 上 述 测 定 方 法 外, 还 有 活 性 污 泥 法 相 关 估 算 法 等 ( 四 ) 总 有 机 碳 (TOC) 总 有 机 碳 是 以 碳 的 含 量 表 示 水 体 中 有 机 物 质 总 量 的 综 合 指 标 由 于 TOC 的 测 定 采 用 燃 烧 法, 因 此 能 将 有 机 物 全 部 氧 化, 它 比 BOD 5 或 COD 更 能 直 接 表 示 有 机 物 的 总 量 因 此 常 常 被 用 来 评 价 水 体 中 有 机 物 污 染 的 程 度 近 年 来, 国 内 外 已 研 制 成 各 种 TOC 分 析 仪 按 工 作 原 理 不 同, 可 分 为 燃 烧 氧 化 - 非 分 散 红 外 吸 收 法 电 导 法 气 相 色 谱 法 湿 法 氧 化 - 非 分 散 红 外 吸 收 法 等 目 前 广 泛 采 用 燃 烧 氧 化 - 非 分 散 红 外 吸 收 法 燃 烧 氧 化 - 非 分 散 红 外 吸 收 法 测 定 TOC 的 原 理 是 将 一 定 量 水 样 注 入 高 温 炉 内 的 石 英 管, 在 温 度 下, 以 铂 和 三 氧 化 二 铬 为 催 化 剂, 使 有 机 物 燃 烧 裂 解 转 化 为 二 氧 化 碳, 然 后 用 红 外 线 气 体 分 析 仪 测 定 CO 2 含 量, 从 而 确 定 水 样 中 碳 的 含 量 因 为 在 高 温 下, 水 样 中 的 碳 酸 盐 也 分 解 产 生 CO 2, 故 上 面 测 得 的 为 水 样 中 的 总 碳 (TC) 为 获 得 有 机 碳 含 量, 可 采 用 以 下 两 种 方 法 ⑴ 直 接 测 定 法 将 水 样 预 先 酸 化, 通 入 氮 气 曝 气, 驱 除 各 种 碳 酸 盐 分 解 生 成 二 氧 化 碳 后 注 入 仪 器 测 定 但 由 于 在 曝 气 过 程 中 会 造 成 水 样 中 挥 发 性 有 机 物 质 的 损 失 而 产 生 测 定 误 差, 所 以 所 测 结 果 只 是 不 可 吹 出 的 有 机 碳 含 量 ⑵ 间 接 测 定 法 使 用 高 温 炉 和 低 温 炉 皆 有 的 TOC 测 定 仪 将 同 样 等 量 的 水 样 分 别 注 入 高 温 炉 (900 ) 和 低 温 炉 (150 ) 高 温 炉 中 水 样 中 的 有 机 碳 和 无 机 碳 均 转 化 为 CO 2, 而 低 温 炉 的 石 英 管 中 装 有 磷 酸 浸 渍 的 玻 璃 棉, 能 使 无 机 碳 酸 盐 在 150 分 解 为 CO 2, 有 机 物 却 不 能 被 分 解 氧 化 将 高 低 温 炉 中 生 成 的 CO 2 依 次 导 入 非 色 散 红 外 气 体 分 析 仪 由 于 一 定 波 长 的 红 外 线 被 CO 2 选 择 吸 收, 在 一 定 浓 度 范 围 内 CO 2 对 红 外 线 吸 收 的 强 度 与 CO 2 的 浓 度 成 正 比, 所 以 可 对 水 样 总 碳 (TC) 和 无 机 碳 (IC) 进 行 定 量 测 定 总 碳 (TC) 和 无 机 碳 (IC) 的 差 值, 即 为 总 有 机 碳 (TOC) 118

127 TOC 分 析 仪 测 定 流 程 : 水 样 高 温 炉 低 温 炉 CO 2 CO 2 冷 却 冷 却 TC TOC 流 路 切 换 红 外 线 分 析 仪 水 样 IC O 2 此 方 法 的 检 测 限 为 0.5mg/L, 测 定 上 限 浓 度 为 400mg/L 若 变 换 仪 器 灵 敏 度 档 次, 可 继 续 测 定 大 于 400mg/L 的 高 浓 度 样 品 ( 五 ) 总 需 氧 量 (TOD) 总 需 氧 量 (TOD) 是 指 水 中 能 被 氧 化 的 物 质, 主 要 是 有 机 物 质 在 燃 烧 中 变 成 稳 定 的 氧 化 物 时 所 需 要 的 氧 量, 以 氧 的 mg/l 来 表 示 它 是 衡 量 水 体 中 有 机 物 的 污 染 程 度 的 一 项 指 标 总 需 氧 量 常 用 TOD 测 定 仪 来 测 定 TOD 测 定 原 理 是 将 一 定 量 水 样 注 入 装 有 铂 催 化 剂 的 石 英 燃 烧 管 中, 通 入 含 已 知 氧 浓 度 的 载 气 ( 氮 气 ) 作 为 原 料 气, 水 样 中 的 还 原 性 物 质 在 900 下 被 瞬 间 燃 烧 氧 化 测 定 燃 烧 前 后 原 料 气 中 氧 浓 度 的 减 少 量, 即 可 求 出 水 样 的 总 需 氧 量 TOD 值 能 反 映 几 乎 全 部 有 机 物 质 经 燃 烧 后 变 成 CO 2 H 2 O NO SO 2 等 所 需 要 的 氧 量, 它 比 BOD 5 COD 和 高 锰 酸 盐 指 数 更 接 近 于 理 论 需 氧 量 值 TOD 和 TOC 的 比 例 关 系 可 用 来 粗 略 判 断 水 样 中 有 机 物 的 种 类 对 于 含 碳 化 合 物, 因 为 一 个 碳 原 子 消 耗 两 个 氧 原 子, 即 O 2 /C=2.67, 因 此 从 理 论 上 说,TOD=2.67TOC 若 某 水 样 的 TOD/TOC 为 2.67 左 右, 可 认 为 主 要 是 含 碳 有 机 物 ; 若 TOD/TOC>4.0, 则 应 考 虑 水 中 有 较 大 量 的 含 S P 有 机 物 存 在 ; 若 TOD/TOC<2.6, 可 能 含 有 较 大 量 的 硝 酸 盐 和 亚 硝 酸 盐, 它 们 在 高 温 和 催 化 条 件 下 分 解 放 出 氧 气, 使 TOD 测 定 出 现 负 误 差 BOD 5 COD 和 TOD 之 间 没 有 固 定 的 相 关 关 系, 具 体 比 值 取 决 于 实 际 废 水 水 质 ( 六 ) 挥 发 酚 类 酚 类 为 原 生 质 毒, 属 高 毒 物 质 人 体 摄 入 一 定 量 时, 可 出 现 急 性 中 毒 症 状, 长 期 饮 用 被 酚 污 染 的 水, 可 引 起 头 昏 出 疹 瘙 痒 贫 血 及 各 种 神 经 系 统 症 状 水 中 含 低 浓 度 ( mg/L) 酚 类 时, 鱼 肉 有 异 味 ; 高 浓 度 (>5mg/L) 时, 鱼 类 会 中 毒 死 亡 用 含 酚 浓 度 高 的 废 水 灌 溉 农 田, 会 使 农 作 物 减 产 或 枯 死 常 根 据 酚 的 沸 点 挥 发 性 和 能 否 与 水 蒸 气 一 起 蒸 出, 分 为 挥 发 酚 和 不 挥 发 酚 通 常 认 为 沸 点 在 230 以 下 为 挥 发 酚, 一 般 为 一 元 酚 ; 沸 点 在 230 以 上 为 不 挥 发 酚 酚 的 主 要 污 染 源 有 煤 气 洗 涤 炼 焦 合 成 氨 造 纸 木 材 防 腐 和 化 工 行 业 排 出 的 工 业 废 水 中 国 规 定 的 各 种 水 质 指 标 中, 酚 类 指 标 指 的 是 挥 发 性 酚, 测 定 的 结 果 均 以 苯 酚 (C 6 H 5 OH) 表 示 测 定 水 中 酚 的 方 法 很 多, 较 经 典 的 方 法 有 容 量 法 分 光 光 度 法 和 气 相 色 谱 法 ; 近 年 发 展 起 来 的 方 法 还 有 酚 氧 化 酶 生 物 传 感 器 法 示 波 极 谱 法 荧 光 光 谱 法 原 子 吸 收 光 谱 法 等 但 常 用 的 方 法 只 有 溴 化 容 量 法 4- 氨 基 安 替 比 林 比 色 法, 这 也 是 中 国 规 定 的 标 准 检 验 方 法 119

128 1. 水 样 预 处 理 1 蒸 馏 法 取 250ml 水 样 于 500ml 全 玻 蒸 馏 器 中, 用 磷 酸 调 至 ph<4, 以 甲 基 橙 作 为 指 示 剂, 使 水 样 由 橘 黄 色 变 成 橙 红 色, 加 入 5%CuSO 4 溶 液 5ml( 采 样 时 已 加 可 略 去 此 操 作 ), 加 热 蒸 馏, 用 内 装 10ml 蒸 馏 水 的 250ml 容 量 瓶 收 集 ( 冷 凝 管 插 入 液 面 以 下 ), 待 蒸 馏 出 200ml 左 右 时, 停 止 加 热, 稍 冷 后 再 向 蒸 馏 瓶 中 加 入 蒸 馏 水 50ml, 继 续 蒸 馏, 直 至 收 集 250ml 为 止 水 样 预 蒸 馏 的 目 的 是 分 离 出 挥 发 酚 和 消 除 颜 色 浑 浊 和 金 属 离 子 的 干 扰 当 水 样 中 氧 化 剂 和 还 原 剂 油 类 等 干 扰 物 时, 在 蒸 馏 前 去 除 2 吸 附 树 脂 富 集 法 吸 附 树 脂 富 集 法 是 近 十 几 年 来 发 展 起 来 的 用 于 测 酚 水 样 分 离 富 集 酚 的 一 种 新 方 法, 它 具 有 吸 附 容 量 大 吸 附 解 吸 的 可 逆 性 好 及 富 集 倍 率 高 的 特 点 该 法 富 集 倍 率 达 到 100 倍, 配 合 分 光 光 度 法 检 测, 检 测 限 可 达 到 0.002mg/L 2. 溴 化 容 量 法 溴 化 容 量 法 测 酚 的 原 理 是 取 一 定 量 的 水 样, 加 入 过 量 溴 量 剂 (KBrO 3 和 KBr) 剩 余 的 溴 与 加 入 的 碘 化 钾 溶 液 反 应 生 成 碘, 以 淀 粉 为 指 示 剂, 用 标 准 Na 2 S 2 O 3 溶 液 滴 定 生 成 的 碘, 同 时 做 空 白 根 据 标 准 Na 2 S 2 O 3 溶 液 消 耗 的 体 积 计 算 出 以 苯 酚 计 的 挥 发 酚 含 量 溴 化 容 量 法 测 酚 适 用 于 含 酚 浓 度 高 的 各 种 污 水, 尤 其 适 用 于 车 间 排 污 口 或 未 经 处 理 的 总 排 污 口 废 水 氨 基 安 替 比 林 比 色 法 4- 氨 基 安 替 比 林 比 色 法 测 酚 的 原 理 是 酚 类 化 合 物 ph<10±0.2 和 铁 氰 化 钾 的 存 在 下, 与 4- 氨 基 安 替 比 林 反 应, 生 成 橙 红 色 的 吲 哚 安 替 比 林 染 料, 于 波 长 510nm 处 测 定 吸 光 度 ( 若 用 氯 仿 萃 取 此 染 料, 有 色 溶 液 可 稳 定 3h, 可 于 波 长 460nm 处 测 定 吸 光 度 ), 求 出 水 样 中 挥 发 酚 的 含 量 4- 氨 基 安 替 比 林 比 色 法 测 酚 的 最 低 检 出 浓 度 ( 用 20nm 的 比 色 皿 时 ) 为 0.1mg/L, 萃 取 后, 用 30nm 比 色 皿 时, 最 低 检 出 浓 度 为 mg/l, 测 定 上 限 为 0.12 mg/l 该 法 适 用 于 各 类 污 水 中 酚 含 量 的 测 定 ( 七 ) 矿 物 油 矿 物 油 漂 浮 于 水 体 表 面, 直 接 影 响 空 气 与 水 体 界 面 之 间 的 氧 交 换 分 散 于 水 体 中 的 油 常 被 微 生 物 氧 化 分 解, 而 消 耗 水 中 的 溶 解 氧, 使 水 质 恶 化 另 外 矿 物 油 中 还 含 有 毒 性 大 的 芳 烃 类 矿 物 油 的 主 要 污 染 源 有 工 业 废 水 和 生 活 污 水, 工 业 废 水 的 石 油 类 ( 各 种 烃 的 混 合 物 ) 污 染 物 主 要 来 自 于 原 油 开 采 加 工 运 输 使 用 及 炼 油 企 业 等 矿 物 油 的 测 量 方 法 有 称 量 法 非 色 散 红 外 法 紫 外 分 光 光 度 法 荧 光 法 比 浊 法 等 ⒈ 称 量 法 称 量 法 测 矿 物 油 的 原 理 是 取 一 定 量 的 水 样, 加 硫 酸 酸 化, 用 石 油 醚 萃 取 矿 物 油, 然 后 蒸 发 除 去 石 油 醚, 称 量 残 渣 重, 计 算 出 矿 物 油 的 含 量 称 量 法 测 矿 物 油 适 用 于 含 10mg/L 矿 物 油 的 水 样, 不 受 油 种 类 的 限 制 ⒉ 非 色 散 红 外 法 120

129 非 色 散 红 外 法 测 矿 物 油 的 原 理 : 非 色 散 红 外 法 属 于 红 外 吸 收 法 利 用 石 油 类 物 质 的 甲 基 ( CH 3 ) 亚 甲 基 ( CH 2 ) 在 近 红 外 (3.4µm) 有 特 征 吸 收, 作 为 测 定 水 样 中 油 含 量 的 基 础 标 准 油 采 用 受 污 染 地 点 水 中 石 油 醚 萃 取 物 根 据 原 油 组 分 特 点, 也 可 采 用 混 合 石 油 烃 作 为 标 准 油, 其 组 分 为 : 十 六 烷 : 异 辛 烷 苯 =65:25:10( 体 积 ) 测 定 时 先 用 硫 酸 将 水 样 酸 化 加 氯 化 钠 破 乳 化, 再 用 三 氯 三 氟 乙 烷 萃 取, 萃 取 液 经 过 无 水 硫 酸 钠 过 滤 定 容, 注 入 红 外 油 分 析 直 接 读 取 油 含 量 非 色 散 红 外 法 测 矿 物 油 适 用 范 围 mg/L 的 含 油 水 样 ⒊ 紫 外 分 光 光 度 法 紫 外 分 光 光 度 法 测 矿 物 油 的 原 理 : 石 油 及 产 品 在 紫 外 光 区 有 特 征 吸 收 带 有 苯 环 的 芳 香 族 化 合 物 的 主 要 吸 收 波 长 为 nm; 带 有 共 轭 双 键 的 化 合 物 主 要 吸 收 波 长 为 nm; 一 般 原 油 的 两 个 吸 收 波 长 为 225nm; 原 油 与 重 质 油 可 选 254nm, 轻 质 油 及 炼 油 厂 的 油 品 可 选 择 225nm 水 样 用 硫 酸 酸 化, 加 氯 化 钠 破 乳 化, 然 后 用 石 油 醚 萃 取 物, 用 紫 外 分 光 光 度 法 定 量 紫 外 分 光 光 度 法 的 适 用 范 围 mg/L 含 矿 物 油 水 样 ( 八 ) 阴 离 子 洗 涤 剂 阴 离 子 洗 涤 剂 这 里 主 要 指 直 链 烷 基 苯 磺 酸 钠 和 烷 基 磺 酸 钠 类 物 质 洗 涤 剂 的 污 染 会 造 成 水 面 产 生 不 易 消 失 的 泡 沫, 并 消 耗 水 中 的 溶 解 氧 水 中 阴 离 子 洗 涤 剂 的 测 定 方 法, 常 用 的 是 亚 甲 蓝 分 光 光 度 法 亚 甲 蓝 分 光 光 度 法 的 原 理 : 阴 离 子 染 料 亚 甲 蓝 与 阴 离 子 表 面 活 性 剂 ( 包 括 直 链 烷 基 苯 磺 酸 钠 烷 基 磺 酸 钠 和 脂 肪 醇 硫 酸 钠 ) 作 用, 生 成 蓝 色 的 离 子 对 化 合 物, 这 类 能 与 亚 甲 蓝 作 用 的 物 质 统 称 亚 甲 蓝 活 性 物 质 (MBAS) 生 成 的 显 色 物 可 被 三 氯 甲 烷 萃 取, 其 色 度 与 浓 度 成 正 比, 并 可 用 分 光 光 度 计 在 波 长 652nm 处 测 量 三 氯 甲 烷 层 的 吸 光 度 亚 甲 蓝 分 光 光 度 法 适 用 于 测 定 饮 用 水 地 面 水 生 活 污 水 及 工 业 废 水 中 溶 解 态 的 低 浓 度 亚 甲 蓝 活 性 物 质, 亦 即 阴 离 子 表 面 活 性 物 质 在 实 验 条 件 下, 主 要 被 测 物 是 直 链 烷 基 苯 磺 酸 钠 (LAS) 烷 基 磺 酸 钠 和 脂 肪 醇 硫 酸 钠 但 亦 可 由 于 含 有 能 与 亚 甲 蓝 起 显 色 反 应 并 被 三 氯 甲 烷 萃 取 的 物 质 而 产 一 定 生 的 干 扰 当 采 用 10mm 比 色 皿, 试 样 为 100ml 时, 本 法 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.050mg/L LAS, 检 测 上 限 为 2.0mg/L LAS 五 生 物 学 指 标 的 测 定 ( 一 ) 细 菌 总 数 的 测 定 细 菌 总 数 是 指 lml 水 样 在 营 养 琼 脂 培 养 基 中, 于 37 经 24 小 时 培 养 后, 所 生 长 的 细 菌 菌 落 的 总 数 它 是 判 断 饮 用 水 水 源 水 地 表 水 等 污 染 程 度 的 标 志 其 主 要 测 定 程 序 如 下 : 1. 用 作 细 菌 检 验 的 器 皿 培 养 基 等 均 需 按 方 法 要 求 进 行 灭 菌, 以 保 证 所 检 出 的 细 菌 皆 属 被 测 水 样 所 有 2. 制 备 营 养 琼 脂 培 养 基 3. 以 无 菌 操 作 方 法 用 lml 灭 菌 吸 管 吸 取 混 合 均 匀 的 水 样 ( 或 稀 释 水 样 ) 注 入 灭 菌 平 皿 中, 倾 注 约 15ml 已 融 化 并 冷 却 到 45 左 右 的 营 养 琼 脂 培 养 基, 并 旋 摇 平 皿 使 其 混 合 均 匀 121

130 每 个 水 样 应 做 两 份, 还 应 另 用 一 个 平 皿 只 倾 注 营 养 琼 脂 培 养 基 作 空 白 对 照 待 琼 脂 培 养 基 冷 却 凝 固 后, 翻 转 平 皿, 置 于 37 恒 温 箱 内 培 养 24 小 时, 然 后 进 行 菌 落 计 数 4. 用 肉 眼 或 借 助 放 大 镜 观 察, 对 平 皿 中 的 菌 落 进 行 计 数, 求 出 1ml 水 样 中 的 平 均 菌 落 数 报 告 菌 落 计 数 时, 若 菌 落 数 在 100 以 内, 按 实 有 数 字 报 告 ; 若 大 于 100 时, 采 用 两 位 有 效 数 字, 用 10 的 指 数 来 表 示 例 如, 菌 落 总 数 为 个 /ml, 记 作 个 /ml ( 二 ) 总 大 肠 菌 群 的 测 定 粪 便 中 存 在 有 大 量 的 大 肠 菌 群 细 菌, 其 在 水 体 中 存 活 时 间 和 对 氯 的 抵 抗 力 等 与 肠 道 致 病 菌, 如 沙 门 氏 菌 志 贺 氏 菌 等 相 似, 因 此 将 总 大 肠 菌 群 作 为 粪 便 污 染 的 指 示 菌 是 合 适 的 但 在 某 些 水 质 条 件 下, 大 肠 菌 群 细 菌 在 水 中 能 自 行 繁 殖 总 大 肠 菌 群 是 指 那 些 能 在 小 时 之 内 使 乳 糖 发 酵 产 酸 产 气 需 氧 及 兼 性 厌 氧 的 革 兰 氏 阴 性 的 无 芽 孢 杆 菌, 以 每 升 水 样 中 所 含 有 的 大 肠 菌 群 的 数 目 表 示 总 大 肠 菌 群 的 检 验 方 法 有 发 酵 法 和 滤 膜 法 发 酵 法 可 用 于 各 种 水 样 ( 包 括 底 泥 ), 但 操 作 较 繁 琐, 费 时 间 滤 膜 法 操 作 简 便 快 速, 但 不 适 用 于 浑 浊 水 样 因 为 这 种 水 样 常 会 把 滤 膜 堵 塞, 异 物 也 可 能 干 扰 菌 种 生 长 1. 多 管 发 酵 法 多 管 发 酵 法 是 根 据 大 肠 菌 群 细 菌 能 发 酵 乳 糖 产 酸 产 气 以 及 具 备 革 兰 氏 染 色 阴 性 无 芽 胞 呈 杆 状 等 特 性 进 行 检 验 的 其 检 验 程 序 如 下 : (1) 配 制 培 养 基 : 检 验 大 肠 菌 群 需 用 多 种 培 养 基, 有 乳 糖 蛋 白 胨 培 养 液 三 倍 浓 缩 乳 糖 蛋 白 胨 培 养 液 品 红 亚 硫 酸 钠 培 养 基 伊 红 美 蓝 培 养 基 (2) 初 步 发 酵 试 验 : 该 试 验 基 于 大 肠 菌 群 能 分 解 乳 糖 生 成 二 氧 化 碳 等 气 体 的 特 征, 而 水 体 中 某 些 细 菌 不 具 备 此 特 点 但 是, 能 产 酸 产 气 的 绝 非 仅 属 于 大 肠 菌 群, 故 还 需 进 行 复 发 酵 试 验 予 以 证 实 初 步 发 酵 试 验 方 法 是 在 灭 菌 操 作 条 件 下, 分 别 取 不 同 量 水 样 于 数 支 装 有 三 倍 浓 缩 乳 糖 蛋 白 胨 培 养 液 或 乳 糖 蛋 白 胨 培 养 液 的 试 管 中 ( 内 有 倒 管 ), 得 到 不 同 稀 释 度 的 水 样 培 养 液, 于 37 恒 温 培 养 24 小 时 (3) 平 板 分 离 : 水 样 经 初 步 发 酵 试 验 培 养 24 小 时 后, 将 产 酸 产 气 及 只 产 酸 的 发 酵 管 分 别 接 种 于 品 红 亚 硫 酸 钠 培 养 基 或 伊 红 美 蓝 培 养 基 上, 于 37 恒 温 培 养 24 小 时, 挑 选 出 符 合 下 列 特 征 的 菌 落, 取 菌 落 的 一 小 部 分 进 行 涂 片 革 兰 氏 染 色 镜 检 品 红 亚 硫 酸 钠 培 养 基 上 的 菌 落 : 紫 红 色, 具 有 金 属 光 泽 的 菌 落 ; 深 红 色, 不 带 或 略 带 金 属 光 泽 的 菌 落 ; 淡 红 色, 中 心 色 较 深 的 菌 落 ; 伊 红 美 蓝 培 养 基 上 的 菌 落 : 深 紫 黑 色, 具 有 金 属 光 泽 的 菌 落 ; 紫 黑 色, 不 带 或 略 带 金 属 光 泽 的 菌 落 ; 淡 紫 红 色, 中 心 色 较 深 的 菌 落 (4) 复 发 酵 试 验 : 上 述 涂 片 镜 检 的 菌 落 如 为 革 兰 氏 阴 性 无 芽 孢 杆 菌, 则 取 该 菌 落 的 另 一 部 分 再 接 种 于 装 122

131 有 乳 糖 蛋 白 胨 培 养 液 的 试 管 ( 内 有 倒 管 ) 中, 每 管 可 接 种 分 离 自 同 一 初 发 酵 管 的 最 典 型 菌 落 1~3 个, 于 37 恒 温 培 养 24 小 时, 有 产 酸 产 气 者, 即 证 实 有 大 肠 菌 群 存 在 (5) 大 肠 菌 群 计 数 : 根 据 证 实 有 大 肠 菌 群 存 在 的 阳 性 管 数, 查 总 大 肠 菌 群 数 检 数 表 ( 略 ), 报 告 每 升 水 样 中 的 总 大 肠 菌 群 数 对 不 同 类 型 的 水, 视 其 总 大 肠 菌 群 数 的 多 少, 用 不 同 稀 释 度 的 水 样 试 验, 以 便 获 得 较 准 确 的 结 果 总 大 肠 菌 群 数 检 验 流 程 归 纳 于 图 3-15 水 样 ( 或 稀 释 水 样 ) 乳 糖 蛋 白 胨 培 养 液 37±1 培 养 24±2h 无 气 体 产 生 有 气 体 产 生, 再 接 种 于 伊 红 美 蓝 培 养 基 37±1 培 养 24±2h 无 菌 落 生 长 或 无 典 型 菌 落 有 典 型 菌 落 革 兰 氏 染 色 镜 检 革 兰 氏 阴 性 无 芽 孢 杆 菌 革 兰 氏 阳 性 或 有 芽 孢 杆 菌 乳 糖 蛋 白 胨 培 养 液 37±1 培 养 24±2h 不 产 气 产 气 报 告 为 大 肠 菌 群 阴 性 报 告 为 大 肠 菌 群 阳 性 图 3-15 总 大 肠 菌 群 检 验 流 程 图 2. 滤 膜 法 将 水 样 注 入 已 灭 菌 放 有 微 孔 滤 膜 ( 孔 径 0.45μm) 的 滤 器 中, 经 抽 滤, 细 菌 被 截 留 在 膜 上, 将 该 滤 膜 贴 于 品 红 亚 硫 酸 钠 培 养 基 上,37 恒 温 培 养 24 小 时, 对 符 合 发 酵 法 所 述 特 征 123

132 的 菌 落 进 行 涂 片 革 兰 氏 染 色 和 镜 检 凡 属 革 兰 氏 阴 性 无 芽 孢 杆 菌 者, 再 接 种 于 乳 糖 蛋 白 胨 培 养 液 或 乳 糖 蛋 白 胨 半 固 体 培 养 基 中, 在 37 恒 温 条 件 下, 前 者 经 24 小 时 培 养 产 酸 产 气 者, 或 后 者 经 6~8 小 时 培 养 产 气 者, 则 判 定 为 总 大 肠 菌 群 阳 性 由 滤 膜 上 生 长 的 大 肠 菌 群 菌 落 总 数 和 所 取 过 滤 水 样 量, 按 下 式 计 算 1 升 水 中 总 大 肠 菌 群 数 : 所 计 数 的 大 肠 杆 菌 菌 落 数 1000 总 大 肠 菌 群 数 / L = 过 滤 水 样 量 ( ml) ( 三 ) 其 他 细 菌 的 测 定 为 区 别 存 在 于 自 然 环 境 中 的 大 肠 菌 群 细 菌 和 存 在 于 温 血 动 物 肠 道 内 的 大 肠 菌 群 细 菌, 可 将 培 养 温 度 提 到 44.5, 在 此 条 件 下 仍 能 生 长 并 发 酵 乳 糖 产 酸 产 气 者, 称 为 粪 大 肠 菌 群 粪 大 肠 菌 群 也 用 多 管 发 酵 法 或 滤 膜 法 测 定 沙 门 氏 菌 属 是 常 常 存 在 于 污 水 中 的 病 源 微 生 物, 也 是 引 起 水 传 播 疾 病 的 重 要 来 源 由 于 其 含 量 很 低, 测 定 时 需 先 用 滤 膜 法 浓 缩 水 样, 然 后 进 行 培 养 和 平 板 分 离, 最 后, 再 进 行 生 物 化 学 和 血 清 学 鉴 定, 确 定 一 定 体 积 水 样 中 是 否 存 在 沙 门 氏 细 菌 链 球 菌 ( 通 称 粪 链 球 菌 ) 也 是 粪 便 污 染 的 指 示 菌 这 种 菌 进 入 水 体 后, 在 水 中 不 再 自 行 繁 殖, 这 是 它 作 为 粪 便 污 染 指 示 菌 的 优 点 此 外, 由 于 人 粪 便 中 大 肠 菌 群 数 多 于 粪 链 球 菌, 而 动 物 粪 便 中 粪 链 球 菌 多 于 粪 大 肠 菌 群, 因 此, 在 水 质 检 验 时, 根 据 这 两 种 菌 菌 数 的 比 值 不 同, 可 以 推 测 粪 便 污 染 的 来 源 当 该 比 值 大 于 4 时, 则 认 为 污 染 主 要 来 自 人 粪 ; 如 此 比 值 小 于 或 等 于 0.7, 则 认 为 污 染 主 要 来 自 温 血 动 物 ; 如 比 值 小 于 4 而 大 于 2, 则 为 混 合 污 染, 但 以 人 粪 为 主 ; 如 比 值 小 于 或 等 于 2, 而 大 于 或 等 于 1, 则 难 以 判 定 污 染 来 源 粪 链 球 菌 数 的 测 定 也 采 用 多 管 发 酵 法 或 滤 膜 法 六 底 质 样 品 中 污 染 物 的 测 定 底 质 试 样 中 所 含 污 染 物 的 测 定, 一 般 可 分 为 金 属 成 分 无 机 成 分 和 有 机 成 分 的 分 析 测 定, 用 上 一 节 中 所 述 的 分 解 与 浸 提 方 法 制 备 的 试 样, 不 适 合 于 测 定 有 机 污 染 成 分, 当 需 要 测 定 有 机 物 时, 可 参 照 相 关 部 分 当 分 析 金 属 成 分 时, 根 据 监 测 目 的 选 择 全 分 解 方 法 或 酸 溶 法 制 备 试 样 后, 按 水 样 分 析 方 法 进 行 分 析 当 需 分 析 非 金 属 类 无 机 污 染 成 分 时, 可 用 水 浸 法 制 备 试 样 后, 按 水 样 分 析 方 法 进 行 测 定 一 般 底 质 试 样 往 往 比 污 水 和 地 表 水 基 体 复 杂, 在 选 择 分 析 方 法 后, 应 先 进 行 加 标 回 收 试 验, 检 查 是 否 存 在 基 体 干 扰 成 分, 否 则 须 选 择 适 当 方 法 消 除 共 存 成 分 干 扰 或 选 择 可 行 的 基 体 改 良 方 法 思 考 题 : 124

133 1. 什 么 叫 水 体 水 体 污 染 和 水 体 污 染 物? 2. 水 体 污 染 分 为 哪 几 种 类 型? 3. 根 据 地 表 水 环 境 质 量 标 准, 我 国 地 表 水 根 据 环 境 功 能 和 保 护 目 标 不 同, 分 为 哪 几 类? 分 别 适 用 于 哪 些 功 能 水 域? 4. 地 面 水 监 测 断 面 的 设 置 有 何 原 则? 5. 工 业 废 水 采 样 点 的 设 置 有 何 原 则? 6. 怎 样 确 定 地 下 水 采 样 时 间 和 频 率? 7. 怎 样 确 定 底 质 监 测 的 采 样 断 面 和 采 样 点 的 位 置? 8. 容 器 材 质 与 水 样 之 间 有 哪 些 相 互 作 用? 怎 样 选 择 水 样 储 存 容 器? 9. 地 面 水 样 的 采 集 有 哪 些 主 要 方 法? 有 那 些 常 用 的 水 样 采 集 器? 10. 采 集 地 表 水 样 时 一 般 要 注 意 那 些 事 项? 11. 废 水 样 品 的 采 集 有 哪 些 主 要 的 采 样 方 法? 12. 水 样 的 运 输 要 注 意 哪 些 问 题? 13. 影 响 水 样 变 化 的 因 素 有 哪 些? 14. 水 样 的 保 存 有 哪 些 主 要 方 法? 15. 水 样 预 处 理 有 什 么 目 的, 有 哪 些 主 要 的 水 样 预 处 理 方 法? 16. 用 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 测 定 金 属 化 合 物 的 原 理 是 什 么? 17. 某 分 析 人 员 取 工 业 废 水 样 20ml, 加 10ml0.25mol/L 重 铬 酸 钾 标 准 溶 液, 按 操 作 步 骤 沸 腾 回 流 2h, 加 水 稀 释 至 140ml 以 mol/L 的 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 滴 定 用 去 19.55ml,( 全 程 序 ) 空 白 测 定 消 耗 该 标 准 溶 液 24.92ml 计 算 此 工 业 废 水 的 COD 值 125

134 第 四 章 大 气 监 测 知 识 目 标 : 了 解 大 气 污 染 物 的 种 类 及 特 点 理 解 大 气 污 染 一 次 污 染 物 二 次 污 染 物 酸 雨 指 示 生 物 等 基 本 概 念 理 解 生 物 对 大 气 的 监 测 方 法 掌 握 气 态 污 染 物 的 监 测 方 法 掌 握 颗 粒 态 污 染 物 的 监 测 方 法 能 力 目 标 : 能 够 制 定 大 气 监 测 方 案 能 够 对 固 定 污 染 源 进 行 监 测 能 够 对 室 内 空 气 污 染 物 进 行 监 测 能 够 对 酸 雨 进 行 监 测 第 一 节 大 气 污 染 一 大 气 污 染 的 基 本 概 念 大 气 系 指 包 围 在 地 球 周 围 的 气 体, 其 厚 度 达 1000~1400km, 对 人 类 及 生 物 生 存 起 着 重 要 作 用 的 是 近 地 面 约 10km 内 的 气 体 层, 通 称 这 层 气 体 为 空 气 空 气 的 质 量 占 大 气 质 量 的 95%, 在 环 境 污 染 领 域 中, 通 常 大 气 和 空 气 作 为 同 义 词 使 用 清 洁 干 燥 的 空 气 主 要 组 分 是 氮 78.6%, 氧 20.95%, 氩 0.93% 这 三 种 气 体 的 体 积 和 约 占 总 体 积 的 99.94% 大 气 污 染 : 大 气 中 有 害 物 质 浓 度 超 过 环 境 所 能 允 许 的 极 限 并 持 续 一 定 时 间 后, 会 改 变 大 气 特 别 是 空 气 的 正 常 组 成, 破 坏 自 然 的 物 理 化 学 和 生 态 平 衡 体 系, 从 而 危 害 人 们 的 生 活 工 作 和 健 康, 损 害 自 然 资 源 财 产 及 器 物 等, 这 种 情 况 称 为 大 气 污 染 大 气 是 最 宝 贵 的 自 然 资 源 之 一 没 有 空 气, 植 物 不 能 生 长, 动 物 不 能 生 存 月 球 上 之 所 以 没 有 发 现 任 何 生 命 体, 其 中 最 主 要 的 原 因 是 它 周 围 没 有 空 气 每 个 人 每 时 每 刻 都 要 呼 吸 空 气 一 个 成 年 人 1h 内 大 约 需 要 400~500L 空 气 资 料 表 明, 一 个 人 5 周 不 吃 食 物,5 天 不 喝 水, 可 以 维 持 生 命 ; 而 5min 不 呼 吸 空 气, 将 会 导 致 生 命 的 终 结 可 见, 空 气 特 别 是 清 洁 的 空 气, 对 于 动 植 物 的 生 长 和 人 类 生 存, 起 着 十 分 关 键 的 作 用 然 而, 人 类 自 从 用 火 以 来, 就 已 经 开 始 在 一 种 被 污 染 了 的 空 气 中 生 活 了 尤 其 进 入 20 世 纪 以 来, 随 着 现 代 工 业 和 交 通 运 输 的 迅 猛 发 展, 工 业 和 人 口 高 度 集 中, 烟 囱 排 出 的 大 量 废 气, 汽 车 排 出 的 大 量 尾 气, 使 城 市 空 气 质 量 恶 化 20 世 纪 40~50 年 代 接 连 出 现 的 烟 雾 事 件, 严 重 危 害 城 市 居 民 的 健 康 据 卫 生 部 门 统 计, 城 市 呼 吸 道 疾 病 如 肺 癌 喉 癌 和 心 血 管 疾 病 都 急 剧 上 升, 这 不 能 不 考 虑 与 大 气 污 染 有 关 1. 大 气 污 染 对 人 和 生 物 的 危 害 126

135 对 人 和 动 物 的 危 害 可 分 为 急 性 作 用 和 慢 性 作 用 急 性 作 用 : 指 人 体 受 到 污 染 的 空 气 侵 袭 后, 在 短 时 间 内 即 表 现 出 不 适 或 中 毒 症 状 的 现 象 如 伦 敦 烟 雾 事 件 洛 杉 矶 光 化 学 烟 雾 事 件 等 慢 性 作 用 : 指 人 体 在 低 污 染 物 浓 度 的 空 气 长 期 作 用 下 产 生 的 慢 性 危 害 近 年 世 界 各 国 肺 癌 发 病 率 和 死 亡 率 明 显 上 升, 特 别 美 日 英 等 国 近 30 多 年 患 呼 吸 道 疾 病 的 人 数 和 死 亡 率 不 断 增 加, 而 且 城 市 高 于 农 村, 虽 然 肺 癌 的 病 因 至 今 不 完 全 清 楚, 但 大 量 事 实 说 明 空 气 污 染 是 重 要 致 病 因 素 之 一, 且 空 气 污 染 程 度 与 居 民 肺 癌 死 亡 率 之 间 呈 一 定 正 相 关 关 系 2. 对 植 物 的 危 害 对 植 物 的 危 害 可 分 为 急 性 慢 性 和 不 可 见 危 害 三 种 急 性 可 导 致 作 物 产 量 显 著 降 低, 甚 至 枯 死 慢 性 可 影 响 作 物 生 长 发 育, 但 症 状 一 般 不 明 显 不 可 见 危 害 只 造 成 植 物 生 理 上 的 障 碍, 使 植 物 生 长 受 抑 制, 但 从 外 观 上 一 般 看 不 出 症 状 欲 判 断 大 气 污 染 对 植 物 造 成 的 慢 性 和 不 可 见 危 害 情 况, 需 采 用 植 物 生 产 力 受 害 叶 片 内 污 染 物 分 析 等 方 法 二 大 气 污 染 的 种 类 和 存 在 状 态 大 气 污 染 物 种 类 很 多, 已 发 现 有 危 害 作 用 而 被 人 们 注 意 的 有 一 百 多 种, 其 中 大 部 分 是 有 机 物 大 气 污 染 物 的 分 类 方 法 很 多, 可 按 污 染 物 的 存 在 状 态 来 源 主 要 污 染 物 的 化 学 性 质 污 染 物 的 形 成 过 程 以 及 其 他 方 法 进 行 分 类 ( 一 ) 根 据 污 染 物 存 在 状 态 分 类 按 大 气 污 染 物 的 存 在 状 态 可 分 为 两 大 类, 气 体 状 态 污 染 物 和 粒 子 状 态 污 染 物, 其 中 粒 子 状 态 污 染 物 只 占 10% 左 右, 而 90% 左 右 的 污 染 物 是 气 体 状 态 污 染 物 1. 气 体 状 态 污 染 物 某 些 物 质 如 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 一 氧 化 碳 氯 化 氢 氯 气 卤 素 化 合 物 碳 的 氧 化 物 气 态 有 机 化 合 物 臭 氧 等 沸 点 都 很 低, 在 常 温 常 压 下 以 气 体 分 子 形 式 分 散 于 大 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 态 进 入 大 气 中 无 论 是 气 体 分 子 还 是 蒸 气 分 子, 都 具 有 运 动 速 度 较 大 扩 散 快 在 大 气 中 分 布 比 较 均 匀 的 特 点 它 们 的 扩 散 情 况 与 自 身 的 比 重 有 关, 比 重 大 者 向 下 沉 降, 如 汞 蒸 气 等 ; 比 重 小 者 向 上 飘 浮, 并 受 气 象 条 件 的 影 响, 可 随 气 流 扩 散 到 很 远 的 地 方 2. 粒 子 状 态 污 染 物 粒 子 状 态 污 染 物 ( 或 颗 粒 物 ) 是 分 散 在 大 气 中 的 微 小 液 体 和 固 体 颗 粒, 粒 径 多 在 0.01~ 100μm 之 间, 是 一 个 复 杂 的 非 均 匀 体 系 通 常 根 据 颗 粒 物 在 重 力 作 用 下 的 沉 降 特 性 将 其 分 为 降 尘 和 飘 尘 粒 径 大 于 l0 μ m 的 颗 粒 物 能 较 快 地 沉 降 到 地 面 上, 称 为 降 尘 如 水 泥 粉 尘 金 属 粉 尘 飞 尘 等 一 般 颗 粒 大, 比 重 也 大, 在 重 力 作 用 下, 易 沉 降, 危 害 范 围 较 小 粒 径 小 于 l0 μ m 的 颗 粒 可 长 期 飘 浮 在 大 气 中, 称 为 飘 尘 飘 尘 具 有 胶 体 性 质 又 称 为 气 溶 胶, 气 溶 胶 是 由 气 体 介 质 和 悬 浮 在 其 中 的 固 体 或 液 体 粒 子 所 组 成 的 气 体 分 散 系 它 易 随 呼 吸 进 入 人 体 肺 脏, 在 肺 泡 内 积 累, 并 可 进 入 血 液 输 往 全 身, 对 人 体 健 康 危 害 大, 因 此 也 称 可 吸 入 颗 粒 物 ( IP ) 通 常 用 烟 雾 灰 尘 液 滴 等 来 描 述 飘 尘 存 在 的 形 式 127

136 (1) 粉 尘 粉 尘 指 悬 浮 于 气 体 介 质 中 的 小 固 体 颗 粒, 受 重 力 作 用 可 发 生 沉 降, 但 在 一 定 的 时 间 内 能 保 持 悬 浮 状 态 粉 尘 通 常 是 由 固 体 物 质 的 破 碎 研 磨 筛 分 输 送 等 机 械 过 程, 或 土 壤 岩 石 的 风 化 等 自 然 过 程 形 成 的, 其 形 状 往 往 是 不 规 则 的 粉 尘 粒 子 的 粒 径 在 气 体 除 尘 技 术 中, 一 般 为 1~l00 μ m 左 右 粉 尘 的 种 类 很 多, 如 粘 土 粉 尘 石 英 粉 尘 煤 粉 水 泥 粉 尘 及 各 种 金 属 粉 尘 等 (2) 烟 烟 一 般 指 冶 金 过 程 形 成 的 固 体 粒 子 的 气 溶 胶 它 是 熔 融 物 质 挥 发 后 生 成 的 气 态 物 质 的 冷 凝 物, 生 成 过 程 中 总 是 伴 随 着 氧 化 之 类 的 化 学 反 应 烟 粒 子 很 小, 一 般 在 0.1~1 μ m 左 右 有 色 冶 炼 过 程 中 产 生 的 氧 化 铅 烟 氧 化 锌 烟, 核 燃 料 后 处 理 中 的 氧 化 钙 烟 等 都 属 于 这 一 类 污 染 物 (3) 飞 灰 飞 灰 指 随 燃 烧 产 生 的 烟 气 排 出 的 分 散 得 很 细 的 无 机 灰 分 (4) 黑 烟 黑 烟 通 常 指 燃 料 燃 烧 产 生 的 能 见 气 溶 胶, 是 燃 料 不 完 全 燃 烧 的 产 物, 除 炭 粒 外, 还 有 碳 氢 氧 硫 等 组 成 的 化 合 物 在 某 些 情 况 下, 粉 尘 烟 飞 灰 和 黑 烟 等 小 固 体 粒 子 气 溶 胶 的 界 限 很 难 明 确 分 开, 特 别 是 在 工 程 的 运 用 中, 也 没 有 严 格 的 规 范 根 据 我 国 的 习 惯, 一 般 将 冶 金 过 程 或 化 学 过 程 形 成 的 固 体 粒 子 气 溶 胶 称 为 烟 尘 ; 燃 烧 过 程 产 生 的 飞 灰 和 黑 烟, 在 不 必 细 分 时, 也 称 为 烟 尘 在 其 他 情 况 或 泛 指 固 体 粒 子 气 溶 胶 时, 则 通 称 为 粉 尘 (5) 雾 雾 是 指 气 体 中 液 滴 悬 浮 体 的 总 称 气 象 学 中 指 造 成 能 见 度 小 于 l km 的 小 水 滴 悬 浮 体 工 程 中, 雾 一 般 泛 指 小 液 体 粒 子 悬 浮 体, 液 体 蒸 气 的 凝 结, 液 体 的 雾 化 等 过 程 都 可 形 成 雾, 如 水 雾 酸 雾 碱 雾 和 油 雾 等 ( 二 ) 根 据 污 染 物 按 形 成 的 过 程 分 类 按 污 染 物 形 成 的 过 程 可 分 为 一 次 污 染 物 和 二 次 污 染 物 一 次 污 染 物 是 指 直 接 从 污 染 源 排 放 到 大 气 中 的 有 害 物 质, 其 物 理 和 化 学 性 质 均 未 发 生 变 化 的 污 染 物, 又 称 原 发 性 污 染 物 常 见 的 有 二 氧 化 硫 二 氧 化 氮 一 氧 化 碳 碳 氢 化 合 物 颗 粒 性 物 质 等 还 原 型 的 大 气 污 染 物 主 要 是 一 次 污 染 物 二 次 污 染 物 是 一 次 污 染 物 在 大 气 中 相 互 作 用 或 它 们 与 大 气 中 的 正 常 组 分 发 生 反 应 所 产 生 的 新 污 染 物 这 些 新 污 染 物 与 一 次 污 染 物 的 化 学 物 理 性 质 完 全 不 同, 多 为 气 溶 胶, 具 有 颗 粒 小 毒 性 一 般 比 一 次 污 染 物 大 等 特 点 常 见 的 二 次 污 染 物 有 : 硫 酸 盐 硝 酸 盐 臭 氧 醛 类 过 氧 乙 酰 硝 酸 酯 (PAN) 等 大 气 中 的 污 染 物 质 的 存 在 状 态 是 由 其 自 身 的 理 化 性 质 及 形 成 过 程 决 定 的, 气 象 条 件 也 起 一 定 的 作 用 目 前 受 普 遍 重 视 的 二 次 污 染 物 主 要 是 硫 酸 雾 和 光 化 学 烟 雾 三 主 要 大 气 污 染 源 及 污 染 物 按 污 染 物 来 源 可 分 为 自 然 源 和 人 为 源 两 类 128

137 ( 一 ) 自 然 源 在 未 受 人 为 污 染 的 大 气 中, 由 自 然 原 因 产 生 的 大 气 污 染 物, 称 为 自 然 源 经 扩 散 混 匀 后 的 污 染 物 浓 度 即 为 大 气 的 自 然 背 景 值 比 如 火 山 爆 发 森 林 火 灾 地 震 海 啸 等 自 然 灾 害 形 成 的 尘 埃 硫 硫 化 氢 硫 氧 化 物 氮 氧 化 物 盐 类 以 及 恶 臭 气 体 等 ( 二 ) 人 为 源 由 于 人 类 活 动 而 产 生 的 大 气 污 染 物, 称 为 人 为 源 几 乎 所 有 的 人 类 活 动 都 能 产 生 或 多 或 少 的 大 气 污 染 物 由 于 人 类 的 生 产 和 生 活 活 动 形 成 的 煤 烟 尘 硫 氧 化 物 氮 氧 化 物 等 是 造 成 大 气 污 染 的 主 要 根 源 按 人 为 源 种 类 及 其 产 生 的 主 要 来 源 可 分 为 : 1. 交 通 污 染 源 在 交 通 运 输 工 具 中, 汽 车 数 量 最 大, 排 放 的 污 染 物 也 最 多, 并 且 集 中 在 城 市, 故 对 大 气 环 境 特 别 是 城 市 大 气 环 境 影 响 大 在 一 些 发 达 国 家, 汽 车 排 气 已 成 为 一 个 严 重 的 大 气 污 染 源 如 美 国 的 大 气 污 染 80% 来 自 汽 车 的 排 气 ; 光 化 学 烟 雾 在 洛 杉 矶 屡 有 发 生 就 是 汽 车 排 气 中 的 污 染 物 与 适 宜 的 气 象 条 件 相 结 合 的 产 物 表 4 1 列 出 有 代 表 性 的 汽 车 排 气 中 的 化 学 组 分 表 4 1 有 代 表 性 的 汽 车 排 气 中 的 化 学 组 分 项 目 空 档 加 速 定 速 减 速 碳 氢 化 合 物 ( 己 烷 计, ppm ) 乙 炔 ( ppm ) 醛 ( ppm ) 氮 氧 化 物 ( NO 计, ppm ) 2 一 氧 化 碳 (%) 二 氧 化 碳 (%) 氧 气 (%) 排 气 量 (L/min) 未 燃 燃 料 ( 己 烷 计 ) 占 供 应 燃 料 的 重 量 (%) 300~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 注 : 摘 自 环 境 监 测 P 109, 高 等 教 育 出 版 社, 工 业 污 染 源 在 工 业 企 业 排 放 的 废 气 中, 排 放 量 最 大 的 是 以 煤 和 石 油 为 燃 料, 在 燃 烧 过 程 中 排 放 的 粉 尘 SO 2 NO X CO CO 2 等, 其 次 是 工 业 生 产 过 程 中 排 放 的 多 种 有 机 和 无 机 污 染 物 质 表 4-2 列 出 各 类 工 业 企 业 向 大 气 中 排 放 的 主 要 污 染 物 3. 室 内 污 染 源 随 着 人 们 生 活 水 平 的 提 高, 室 内 装 修 越 来 越 复 杂 加 上 现 代 化 技 术 的 发 展, 人 们 在 室 内 活 动 的 时 间 越 来 越 长, 生 活 在 城 市 中 的 人 80% 以 上 的 时 间 在 室 内 度 过 因 此, 近 年 来 建 筑 物 室 内 空 气 质 量 的 监 测 在 国 内 外 越 来 越 引 起 广 泛 的 重 视 一 般 室 内 污 染 物 的 浓 度 高 于 室 外 的 污 染 物 浓 度 的 2~5 倍 室 内 环 境 污 染 直 接 威 胁 着 人 们 身 体 的 健 康 据 医 学 调 查, 室 内 环 境 污 染 将 提 高 呼 吸 道 疾 病 的 发 病 率, 特 别 使 咽 喉 和 肺 癌 白 血 病 等 发 生 率 和 死 亡 率 上 升 室 内 污 染 物 的 主 要 来 源 有 建 筑 材 料 装 饰 材 料 中 的 有 机 物, 如 : 苯 甲 醛 挥 发 性 有 机 物 等 ; 大 理 129

138 石 地 砖 材 料 中 的 放 射 性 物 质 ; 人 类 活 动 引 起 的 CO 2 过 高 霉 菌 真 菌 和 病 毒 过 多 等 大 气 污 染 物 的 时 空 分 布 特 点 大 气 污 染 物 与 其 他 环 境 中 的 污 染 物 相 比, 污 染 物 具 有 随 时 间 和 空 间 变 化 大 的 特 点 了 解 污 染 物 的 特 点 为 监 测 布 点 具 有 实 际 的 指 导 作 用 大 气 污 染 物 的 时 空 分 布 及 其 浓 度 变 化 与 污 染 物 排 放 源 的 分 布 排 放 量 及 地 形 地 貌 气 象 等 条 件 密 切 相 关 同 一 污 染 源 对 同 一 地 点 在 不 同 时 间 所 造 成 的 地 面 空 气 污 染 浓 度 往 往 相 差 数 倍 至 数 十 倍 ; 同 一 时 间 不 同 地 点 也 相 差 甚 大 一 次 污 染 物 和 二 次 污 染 物 在 大 气 中 的 浓 度 由 于 受 气 象 条 件 的 影 响, 它 们 在 一 天 内 的 变 化 也 不 同 一 次 污 染 物 因 受 逆 温 层 气 温 气 压 等 的 限 制, 在 清 晨 和 黄 昏 时 浓 度 较 高, 中 午 即 降 低 ; 而 二 次 污 染 物 如 光 化 学 烟 雾 等 由 于 与 太 阳 光 的 照 射 有 关, 故 在 中 午 时 浓 度 增 加, 清 晨 和 夜 晚 时 降 低 污 染 源 的 类 型 排 放 规 律 及 污 染 物 的 性 质 不 同, 其 时 空 分 布 特 点 也 不 同 根 据 污 染 源 在 空 间 的 几 何 形 状 可 见 污 染 源 分 为 点 源 线 源 面 源 例 如 ; 点 源 : 燃 烧 化 石 燃 料 的 发 电 厂 和 大 城 市 的 供 暖 锅 炉 ; 线 源 : 汽 车 火 车 飞 机 等 在 公 路 铁 路 跑 道 或 航 空 线 附 近 构 成 的 大 气 污 染 ; 面 源 : 石 油 化 工 区 或 居 民 住 宅 区 的 众 多 小 炉 灶 构 成 的 大 气 污 染 我 国 北 方 地 区 冬 季 采 暖, 在 月 SO 2 浓 度 比 其 他 月 份 高 ; 一 天 之 内 6:00~8:00 和 18: 00~21:00 为 采 暖 高 峰 时 间,SO 2 浓 度 高 就 污 染 物 的 性 质 而 言, 质 量 轻 的 分 子 和 气 溶 胶 态 的 污 染 物 易 在 空 气 中 扩 散 稀 释, 随 时 间 变 化 快 ; 质 量 重 的 尘 汞 蒸 汽 等 扩 散 能 力 差, 影 响 范 围 小 表 4-2 各 类 工 业 企 业 向 大 气 中 排 放 的 主 要 污 染 物 部 门 企 业 类 别 排 出 主 要 污 染 物 SO NO CO 苯 并 芘 等 电 力 火 力 发 电 厂 烟 尘 2 x 钢 铁 厂 烟 尘 SO 2 CO 氧 化 铁 尘 氧 化 锰 尘 锰 尘 等 冶 金 有 色 金 属 冶 炼 厂 粉 尘 (Cu C d P b Zn 等 重 金 属 ) SO 2 等 焦 化 厂 烟 尘 SO 2 CO H 2 S 酚 苯 萘 烃 类 等 石 油 化 工 厂 SO 2 H 2 S NO x 氰 化 物 氯 化 物 烃 类 等 氮 肥 厂 烟 尘 NO x CO NH 3 硫 酸 气 溶 胶 等 磷 肥 厂 烟 尘 氟 化 氢 硫 酸 气 溶 胶 等 氯 碱 厂 氯 气 氯 化 氢 汞 蒸 气 等 化 学 纤 维 厂 烟 尘 H 2 S NH 3 CS 2 甲 醇 丙 酮 等 化 工 硫 酸 厂 SO 2 NO x 砷 化 物 等 合 成 橡 胶 厂 烯 烃 类 丙 烯 腈 二 氯 乙 烷 二 氯 乙 醚 乙 硫 醇 氯 化 甲 烷 等 农 药 厂 砷 化 物 汞 蒸 气 氯 气 农 药 等 冰 晶 石 厂 氟 化 氢 等 机 械 机 械 加 工 厂 烟 尘 等 造 纸 厂 烟 尘 硫 醇 H 2 S 等 灯 泡 厂 烟 尘 汞 蒸 气 等 仪 表 厂 汞 蒸 气 氰 化 物 等 建 材 水 泥 厂 水 泥 尘 烟 尘 等 注 : 摘 自 环 境 监 测 P 108, 高 等 教 育 出 版 社,

139 四 大 气 环 境 标 准 为 了 防 止 大 气 污 染, 我 国 已 颁 发 的 大 气 标 准 主 要 有 : 大 气 环 境 质 量 标 准 (GB ); 大 气 污 染 物 综 合 排 放 标 准 度 (GB ); 室 内 空 气 质 量 标 准 (GB ); 居 民 区 大 气 中 有 害 物 质 最 高 允 许 浓 度 (TJ 36 79); 车 间 空 气 中 有 害 物 质 的 最 高 允 许 浓 度 (TJ 36 79); 饮 食 业 油 烟 排 放 标 准 (GB ); 锅 炉 大 气 污 染 物 排 放 标 准 (GB ); 工 业 炉 窑 大 气 污 染 物 排 放 标 准 (GB ); 汽 车 污 染 物 排 放 标 准 (GB ); 以 及 一 些 行 业 排 放 标 准 中 有 关 气 体 污 染 物 排 放 限 值 等 ( 一 ) 大 气 环 境 质 量 标 准 (GB ) 表 4 3 各 项 大 气 污 染 物 的 浓 度 限 值 二 氧 化 硫 SO 2 污 染 物 名 称 总 悬 浮 颗 粒 物 TSP 可 吸 入 颗 粒 物 PM 10 氮 氧 化 物 NO x 二 氧 化 氮 NO 2 一 氧 化 碳 CO 臭 氧 O 3 取 值 时 间 年 平 均 日 平 均 1 小 时 平 均 年 平 均 日 平 均 年 平 均 日 平 均 年 平 均 日 平 均 1 小 时 平 均 年 平 均 日 平 均 1 小 时 平 均 日 平 均 l 小 时 平 均 1 小 时 平 均 浓 度 限 值 一 级 标 准 二 级 标 准 三 级 标 准 浓 度 单 位 mg/m ( 标 准 状 态 ) 铅 P b 苯 并 [α] 芘 B[α]P 氟 化 物 季 平 均 年 平 均 日 平 均 日 平 均 1 小 时 平 均 μg/m 3 ( 标 准 状 态 ) F 月 平 均 植 物 生 长 季 平 均 μg/(d m 2.d) 注 :1 适 用 于 城 市 地 区 ;2 适 用 于 牧 业 区 和 以 牧 业 为 主 的 半 农 半 牧 区 蚕 桑 区 ;3 适 用 于 农 业 和 林 业 区 大 气 环 境 质 量 标 准 的 制 定 目 的 是 为 控 制 和 改 善 大 气 质 量, 为 人 民 生 活 和 生 产 创 造 清 洁 131

140 适 宜 的 环 境, 防 止 生 态 破 坏, 保 护 人 民 健 康, 促 进 经 济 发 展 标 准 适 用 于 全 国 范 围 内 的 环 境 空 气 质 量 评 价 标 准 分 为 三 级 和 三 区 : 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 根 据 地 区 的 地 理 气 候 生 态 政 治 经 济 和 大 气 污 染 程 度 又 划 分 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, 执 行 一 级 标 准 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, 执 行 二 级 标 准 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, 执 行 三 级 标 准 三 类 区 一 般 标 准 还 规 定 了 监 测 分 析 方 法, 空 气 污 染 物 三 级 标 准 浓 度 限 值 见 表 4 3 表 中 日 平 均 为 任 何 一 日 的 平 均 浓 度 不 允 许 超 过 的 限 值 任 何 一 次 为 任 何 一 次 采 样 测 定 不 允 许 超 过 的 浓 度 限 值 不 同 污 染 物 年 日 平 均 为 任 何 一 年 的 日 平 均 浓 度 均 值 不 许 超 过 的 限 值 总 悬 浮 颗 粒 (TSP) 系 指 100μm 以 下 微 粒, 可 吸 人 颗 粒 系 指 10μm 以 下 微 粒, 该 项 为 参 考 指 标 标 准 中 还 规 定 了 监 测 分 析 方 法 ( 二 ) 大 气 污 染 物 综 合 排 放 标 准 (GB ) 在 我 国 现 有 的 国 家 大 气 污 染 物 排 放 标 准 体 系 中, 按 照 综 合 排 放 标 准 与 行 业 性 排 放 标 准 不 交 叉 执 行 的 原 则, 锅 炉 大 气 污 染 物 执 行 (GB ) 排 放 标 准 ; 恶 臭 污 染 物 执 行 (GB ) 排 放 标 准 等, 非 行 业 的 大 气 污 染 物 执 行 本 标 准 表 4 4 现 有 污 染 源 大 气 污 染 物 部 分 排 放 限 值 表 4 4 现 有 污 染 源 大 气 污 染 物 排 放 限 值 序 污 最 高 允 许 最 高 允 许 排 放 速 率,kg/h 无 组 织 排 放 监 控 浓 度 限 值 染 排 放 浓 度 排 气 筒 浓 度 号 物 mg/m 3 高 度 m 一 级 二 级 三 级 监 控 点 mg/m O 4.1 ( 硫 二 氧 化 硫 硫 酸 和 其 它 含 硫 化 合 二 氧 化 硫 物 生 产 ) 700 ( 硫 二 氧 化 硫 硫 酸 和 其 它 含 硫 化 合 物 使 用 ) 无 组 织 排 放 源 上 风 向 设 参 照 点, 下 风 向 设 监 控 点 0.50 ( 监 控 点 与 参 照 点 浓 度 差 值 )

141 序 污 最 高 允 许 最 高 允 许 排 放 速 率,kg/h 无 组 织 排 放 监 控 浓 度 限 值 染 排 放 浓 度 排 气 筒 浓 度 号 物 mg/m 3 高 度 m 一 级 二 级 三 级 监 控 点 mg/m ( 硝 酸 氮 肥 和 火 炸 氮 药 生 产 ) 氧 化 物 无 组 织 排 放 源 上 风 向 设 参 照 点, 下 风 向 设 监 控 点 0.15 ( 监 控 点 与 参 照 点 浓 度 差 值 ) 2 ( 硝 酸 使 用 和 其 它 ) O.87 颗 22 ( 碳 黑 尘 染 料 尘 ) 禁 排 O 周 界 外 浓 度 最 高 点 肉 眼 不 可 见 无 组 织 排 放 源 粒 ( 玻 璃 棉 尘 石 英 粉 尘 矿 渣 棉 尘 ) 禁 排 上 风 向 设 参 照 点, 下 风 向 设 监 控 点 ( 监 控 点 与 参 照 点 浓 度 差 值 ) 3 物 无 组 织 排 放 源 上 风 向 设 ( 监 控 点 与 参 ( 其 它 ) 参 照 点, 下 风 照 点 浓 度 差 向 设 监 控 点 值 ) 第 二 节 大 气 污 染 监 测 方 案 的 制 定 制 定 大 气 监 测 方 案, 首 先 要 根 据 监 测 的 目 的 进 行 调 查 研 究, 收 集 资 料, 然 后 进 行 综 合 分 析, 确 定 监 测 项 目, 根 据 所 监 测 对 象 的 特 点 设 计 布 点 网 络, 选 定 采 样 频 率 采 样 方 法 和 监 测 技 术, 建 立 质 量 保 证 程 序 和 措 施, 提 出 监 测 结 果 报 告 要 求 及 进 度 计 划 等 下 面 结 合 我 国 现 行 技 术 规 范, 对 监 测 方 案 等 内 容 加 以 介 绍 一 大 气 污 染 监 测 规 划 与 网 络 设 计 ( 一 ) 大 气 污 染 监 测 目 的 及 项 目 1. 通 过 对 大 气 环 境 中 主 要 污 染 物 质 进 行 定 期 或 者 连 续 性 的 监 测, 判 断 大 气 质 量 是 否 符 合 国 家 制 定 的 大 气 质 量 标 准, 并 为 编 写 大 气 环 境 质 量 状 况 评 价 报 告 提 供 数 据 133

142 2. 为 研 究 大 气 质 量 的 变 化 规 律 和 发 展 趋 势, 开 展 大 气 污 染 的 预 测 预 报, 以 及 研 究 污 染 物 迁 移 转 化 等 工 作 提 供 依 据 3. 为 政 府 环 保 部 门 执 行 有 关 环 境 保 护 法 规, 开 展 环 境 质 量 管 理 环 境 科 学 研 究 及 修 订 大 气 环 境 质 量 标 准 提 供 基 础 资 料 和 依 据 大 气 中 的 污 染 物 多 种 多 样, 应 根 据 优 先 监 测 的 原 则, 选 择 那 些 危 害 大 涉 及 范 围 广, 已 建 立 成 熟 方 法, 并 有 标 准 可 比 的 项 目 进 行 监 测 在 我 国 环 境 监 测 技 术 规 范 中 规 定 的 监 测 项 目 分 两 种 1. 必 测 项 目 : 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 总 悬 浮 颗 粒 物 硫 酸 盐 化 速 率 灰 尘 自 然 沉 积 量 2. 选 测 项 目 : 一 氧 化 碳 可 吸 入 颗 粒 物 光 化 学 氧 化 剂 氟 化 物 铅 汞 苯 并 芘 总 烃 及 非 甲 烷 烃 ( 二 ) 资 料 收 集 及 调 研 1. 污 染 源 分 布 及 排 放 情 况 调 查 监 测 区 域 内 的 污 染 源 类 型 数 量 位 置 排 放 的 主 要 污 染 物 及 排 放 量 等 情 况, 同 时 还 应 了 解 所 用 原 料 燃 料 及 消 耗 量 注 意 要 将 高 烟 囱 排 放 的 较 大 污 染 源 与 低 烟 囱 排 放 的 小 污 染 源 区 别 开 来 因 为 小 污 染 源 的 排 放 高 度 低, 对 周 围 地 区 地 面 大 气 中 污 染 物 浓 度 影 响 比 大 型 工 业 污 染 源 大 另 外, 对 于 交 通 运 输 污 染 较 重 和 有 石 油 化 工 企 业 的 地 区, 应 区 别 一 次 污 染 物 和 二 次 污 染 物 因 为 二 次 污 染 物 是 在 大 气 中 形 成 的, 其 高 浓 度 可 能 在 远 离 污 染 源 的 地 方, 在 布 设 监 测 点 时 应 加 以 考 虑 2. 气 象 资 料 污 染 物 在 大 气 中 的 扩 散 输 送 和 一 系 列 的 物 理 化 学 变 化 在 很 大 程 度 上 取 决 于 当 时 当 地 的 气 象 条 件 因 此, 要 收 集 监 测 区 域 的 风 向 风 速 扬 沙 气 温 气 压 降 水 量 日 照 时 间 相 对 湿 度 雾 日 温 度 的 垂 直 分 布 和 逆 温 层 底 部 高 度 等 资 料 3. 地 形 资 料 土 地 利 用 和 功 能 分 区 情 况 地 形 对 当 地 的 风 向 风 速 和 大 气 稳 定 情 况 等 有 影 响, 因 此, 在 设 置 监 测 网 点 时 应 当 作 为 重 要 考 虑 的 因 素 例 如, 城 市 与 乡 村 之 间 的 城 市 热 岛 效 应 的 影 响 ; 位 于 丘 陵 地 区 的 城 市, 市 区 内 大 气 污 染 物 的 浓 度 梯 度 会 相 当 大 ; 位 于 海 边 的 城 市 会 受 海 陆 风 的 影 响, 而 位 于 山 区 的 城 市 会 受 山 谷 风 的 影 响 等 为 掌 握 污 染 物 的 实 际 分 布 状 况, 监 测 区 域 的 地 形 越 复 杂, 要 求 布 设 监 测 点 越 多 监 测 区 域 内 土 地 利 用 情 况 及 功 能 区 划 分 也 是 设 置 监 测 网 点 应 考 虑 的 重 要 因 素 之 一 不 同 功 能 区 的 污 染 状 况 是 不 同 的, 如 工 业 区 商 业 区 居 民 区 等 4. 人 口 分 布 及 人 群 健 康 情 况 环 境 保 护 的 目 的 是 维 护 自 然 环 境 的 生 态 平 衡, 保 护 人 群 的 健 康, 因 此, 掌 握 监 测 区 域 的 人 口 分 布 居 民 和 动 植 物 受 大 气 污 染 危 害 情 况 及 流 行 性 疾 病 等 资 料, 对 制 订 监 测 方 案 分 析 判 断 监 测 结 果 是 有 益 的 此 外, 对 于 监 测 区 域 以 往 的 大 气 监 测 资 料 等 也 应 尽 量 收 集, 供 制 订 监 测 方 案 参 考 ( 三 ) 采 样 点 布 设 的 原 则 1. 采 样 点 应 设 在 整 个 监 测 区 域 的 高 中 低 三 种 不 同 污 染 物 浓 度 的 地 方 2. 在 污 染 源 比 较 集 中, 主 导 风 向 比 较 明 显 的 情 况 下, 应 将 污 染 源 的 下 风 向 作 为 主 要 监 134

143 测 范 围, 布 设 较 多 的 采 样 点 ; 上 风 向 布 设 少 量 点 作 为 对 照 3. 工 业 较 密 集 的 城 区 和 工 矿 区, 人 口 密 度 及 污 染 物 超 标 地 区, 要 适 当 增 设 采 样 点 ; 城 市 郊 区 和 农 村, 人 口 密 度 小 及 污 染 物 浓 度 低 的 地 区, 可 酌 情 少 设 采 样 点 4. 采 样 点 的 周 围 应 开 阔, 采 样 口 水 平 线 与 周 围 建 筑 物 高 度 的 夹 角 应 不 大 于 30 测 点 周 围 无 局 部 污 染 源, 并 应 避 开 树 木 及 吸 附 能 力 较 强 的 建 筑 物 交 通 密 集 区 的 采 样 点 应 设 在 距 人 行 道 边 缘 至 少 1.5m 远 处 5. 各 采 样 点 的 设 置 条 件 要 尽 可 能 一 致 或 标 准 化, 使 获 得 的 监 测 数 据 具 有 可 比 性 6. 采 样 高 度 根 据 监 测 目 的 而 定 研 究 大 气 污 染 对 人 体 的 危 害, 采 样 口 应 在 离 地 面 1.5~ 2m 处 ; 研 究 大 气 污 染 对 植 物 或 器 物 的 影 响, 采 样 口 高 度 应 与 植 物 或 器 物 高 度 相 近 连 续 采 样 例 行 监 测 采 样 口 高 度 应 距 地 面 3~15m;SO 2 NO ⅹ TSP 硫 酸 盐 化 速 率 的 采 样 高 度 5~10m 为 宜 ; 降 尘 的 采 样 高 度 为 8~12m 为 宜 ; 若 置 于 屋 顶 采 样, 采 样 口 应 与 基 础 面 有 1.5m 以 上 的 相 对 高 度, 以 减 小 扬 尘 的 影 响 特 殊 地 形 地 区 可 视 实 际 情 况 选 择 采 样 高 度 ( 四 ) 布 点 方 法 及 数 目 1. 功 能 区 布 点 法 按 功 能 区 划 分 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 住 区 工 业 和 居 住 混 合 区 交 通 稠 密 区 清 洁 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 不 要 求 平 均, 一 般 在 污 染 较 集 中 的 工 业 区 和 人 口 较 密 集 的 居 住 区 多 设 采 样 点 2. 网 格 布 点 法 网 格 布 点 法 是 将 监 测 区 域 地 面 划 分 成 若 干 均 匀 网 状 方 格, 采 样 点 设 在 两 条 直 线 的 交 点 处 或 方 格 中 心 网 格 大 小 视 污 染 源 强 度 人 口 分 布 及 人 力 物 力 条 件 等 确 定 若 主 导 风 向 明 显, 下 风 向 监 测 点 多 设 一 些, 一 般 占 采 样 点 总 数 的 60% 对 于 有 多 个 污 染 源, 且 污 染 源 分 布 较 均 匀 的 地 区 多 采 用 网 格 布 点 法 图 4-1 网 格 布 点 法 奚 旦 立, 环 境 监 测, 高 等 教 育 出 版 社,2005 年 4 月 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 在 地 面 上 画 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 不 同 圆 周 上 的 采 样 点 数 目 不 一 定 相 等 或 均 匀 分 布, 常 年 主 导 风 向 的 下 风 向 比 上 风 向 多 设 一 些 点 例 如, 同 心 圆 的 半 径 分 别 取 5km 10km 15km 20km, 从 里 向 外 个 圆 周 上 分 别 设 个 采 样 点 图 4-2 同 心 圆 布 点 法 奚 旦 立, 环 境 监 测, 高 等 教 育 出 版 社,2005 年 4 月 135

144 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 以 点 源 为 顶 点, 成 45 扇 形 展 开, 夹 角 可 大 些, 但 不 能 超 过 90, 采 样 点 设 在 扇 形 平 面 内 距 点 源 不 同 距 离 的 若 干 弧 线 上 每 条 弧 线 上 设 3~4 个 采 样 点, 相 邻 两 点 与 顶 点 连 线 的 夹 角 一 般 取 10~20 在 上 风 向 应 设 对 照 点 采 用 同 心 圆 和 扇 形 布 点 法 时, 应 考 虑 高 架 点 源 排 放 污 染 物 图 4-3 扇 形 布 点 法 的 扩 散 特 点 在 不 计 污 染 物 本 底 浓 度 时, 点 源 脚 下 的 污 染 物 奚 旦 立, 环 境 监 测, 高 等 教 育 出 版 社,2005 年 4 月 浓 度 为 零, 污 染 物 浓 度 随 着 距 离 增 加, 很 快 出 现 浓 度 最 大 值, 然 后 按 指 数 规 律 下 降 因 此, 同 心 圆 或 弧 线 不 宜 等 距 离 划 分, 而 是 靠 近 最 大 浓 度 值 的 地 方 密 一 些, 以 免 漏 测 最 大 浓 度 的 位 置 至 于 污 染 物 最 大 浓 度 出 现 的 位 置, 与 源 高 气 象 条 件 和 地 面 状 况 密 切 相 关 例 如, 对 平 坦 地 面 上 50m 高 的 烟 囱, 污 染 物 最 大 地 面 浓 度 出 现 的 位 置 与 气 象 条 件 有 关 随 着 烟 囱 高 度 的 增 加, 最 大 地 面 浓 度 出 现 的 位 置 随 之 增 大, 如 在 大 气 稳 定 时, 高 度 为 100m 烟 囱 排 放 污 染 物 的 最 大 地 面 浓 度 出 现 位 置 约 在 烟 囱 高 度 的 100 倍 处 5. 平 行 布 点 法 平 行 布 点 法 适 用 线 性 污 染 源 对 于 公 路 等 线 性 污 染, 一 般 在 距 公 路 两 侧 1m 左 右 布 设 监 测 网 点, 然 后 再 距 公 路 100m 左 右 的 距 离 布 设 与 前 面 监 测 点 对 应 的 监 测 点, 目 的 是 了 解 污 染 物 经 过 扩 散 后 对 环 境 产 生 的 影 响 在 前 后 两 点 对 比 采 样 的 时 候 注 意 污 染 物 组 分 的 变 化 在 实 际 工 作 中, 为 做 到 因 地 制 宜, 使 采 样 网 点 布 设 的 完 善 合 理, 往 往 采 用 以 一 种 布 点 方 法 为 主, 兼 用 其 他 方 法 的 综 合 布 点 法 在 一 个 监 测 区 域 内, 采 样 点 设 置 数 目 是 与 经 济 投 资 和 精 度 要 求 相 应 的 一 个 效 益 函 数, 应 根 据 监 测 范 围 大 小 污 染 物 的 空 间 分 布 特 征 人 口 分 布 及 密 度 气 象 地 形 及 经 济 条 件 等 因 素 综 合 考 虑 确 定 我 国 对 大 气 环 境 污 染 例 行 监 测 采 样 点 规 定 的 设 置 数 目 列 于 表 4-5 表 4-5 中 国 对 大 气 环 境 污 染 例 行 监 测 采 样 点 规 定 的 设 置 数 目 市 区 人 口 / 万 人 SO 2 NO x TSP 灰 尘 自 然 降 尘 量 硫 酸 盐 化 速 率 < ~ ~8 6~12 100~ ~11 12~18 200~ ~20 18~30 > ~30 30~40 注 : 摘 自 环 境 监 测 P 160, 化 学 工 业 出 版 社,2004 ( 五 ) 采 样 时 间 和 采 样 频 率 采 样 时 间 系 指 每 次 采 样 从 开 始 到 结 束 所 经 历 的 时 间, 也 称 采 样 时 段 采 样 频 率 系 指 在 一 定 时 间 范 围 内 的 采 样 次 数 这 两 个 参 数 要 根 据 监 测 目 的 污 染 物 分 布 特 征 及 人 力 物 力 等 136

145 因 素 决 定 采 样 时 间 短, 试 样 缺 乏 代 表 性, 监 测 结 果 不 能 反 映 污 染 物 浓 度 随 时 间 的 变 化, 仅 适 用 于 事 故 性 污 染 初 步 调 查 等 情 况 的 应 急 监 测 为 增 加 采 样 时 间, 目 前 采 用 两 种 办 法, 一 是 增 加 采 样 频 率, 即 每 隔 一 定 时 间 采 样 测 定 一 次, 取 多 个 试 样 测 定 结 果 的 平 均 值 为 代 表 值 这 种 方 法 适 用 于 受 人 力 物 力 限 制 而 进 行 人 工 采 样 测 定 的 情 况, 是 目 前 进 行 大 气 污 染 常 规 监 测 环 境 质 量 评 价 现 状 监 测 等 广 泛 采 用 的 方 法 若 采 样 频 率 安 排 合 理 适 当, 积 累 足 够 多 的 数 据, 则 具 有 较 好 的 代 表 性 第 二 种 增 加 采 样 时 间 的 办 法 是 使 用 自 动 采 样 仪 器 进 行 连 续 自 动 采 样, 若 再 配 用 污 染 组 分 连 续 或 间 歇 自 动 监 测 仪 器, 其 监 测 结 果 能 很 好 地 反 应 污 染 物 浓 度 的 变 化, 得 到 任 何 一 段 时 间 的 代 表 值 ( 平 均 值 ), 这 是 最 佳 采 样 和 测 定 方 式 显 然, 连 续 自 动 采 样 监 测 频 率 可 以 选 的 很 高, 采 样 时 间 很 长, 如 些 发 达 国 家 为 监 测 空 气 质 量 的 长 期 变 化 趋 势, 要 求 计 算 年 平 均 值 的 积 累 采 样 时 间 在 6000 小 时 以 上 我 国 监 测 技 术 规 范 对 大 气 污 染 例 行 监 测 规 定 的 采 样 时 间 和 采 样 频 率 列 于 表 4-6 表 4-6 采 样 时 间 和 采 样 频 率 监 测 项 目 采 样 时 间 和 频 率 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 总 悬 浮 颗 粒 物 灰 尘 自 然 降 尘 量 硫 速 盐 化 速 率 隔 日 采 样, 每 天 连 续 采 24±0.5 小 时, 每 月 14~16 天, 每 年 12 个 月 同 二 氧 化 硫 隔 双 日 采 样, 每 天 连 续 采 24±0.5 小 时, 每 月 5~6 天, 每 年 12 个 月 每 月 采 样 30±2 天, 每 年 12 个 月 每 月 采 样 30±2 天, 每 年 12 个 月 注 : 摘 自 环 境 监 测 P 161, 化 学 工 业 出 版 社,2004 二 大 气 采 样 方 法 和 技 术 根 据 大 气 污 染 物 的 存 在 状 态 浓 度 物 理 化 学 性 质 的 特 点, 选 择 相 应 的 采 样 方 法 和 监 测 技 术 对 大 气 进 行 监 测 对 于 大 气 样 品 的 采 集 方 法 可 归 纳 为 直 接 采 样 法 和 富 集 ( 浓 缩 ) 采 样 法 两 类 ( 一 ) 直 接 采 样 法 当 空 气 中 的 被 测 组 分 浓 度 较 高, 或 者 监 测 方 法 灵 敏 度 高 时, 直 接 采 集 少 量 气 样 即 可 满 足 监 测 分 析 要 求 时 采 用 直 接 采 样 例 如, 用 紫 外 荧 光 法 测 定 空 气 中 的 二 氧 化 硫 ; 用 气 相 色 谱 测 定 空 气 中 的 甲 醛 等 都 可 用 直 接 采 样 法 直 接 方 法 测 得 的 结 果 是 瞬 时 浓 度 或 短 时 间 内 的 平 均 浓 度, 能 较 快 地 测 得 结 果 常 用 的 采 样 容 器 有 注 射 器 塑 料 袋 真 空 瓶 ( 管 ) 等 1. 注 射 器 采 样 常 用 100 ml 注 射 器 采 集 有 机 蒸 气 样 品 采 样 时, 先 用 现 场 气 体 抽 洗 3 次, 然 后 抽 取 100 ml 气 体, 密 封 进 气 口, 带 回 实 验 室 分 析 样 品 存 放 时 间 不 宜 长, 一 般 需 当 天 分 析 完 2. 塑 料 袋 采 样 用 塑 料 袋 采 集 现 场 气 体, 取 样 量 以 塑 料 袋 略 呈 正 压 为 宜, 选 择 塑 料 袋 时 应 注 意, 选 择 与 气 样 中 污 染 组 分 既 不 发 生 化 学 反 应, 也 不 吸 附 不 渗 漏 的 塑 料 袋 常 用 的 有 聚 四 氟 乙 烯 137

146 袋 聚 乙 烯 袋 及 聚 酯 袋 等 为 减 小 对 被 测 组 分 的 吸 附, 可 在 袋 的 内 壁 衬 银 铝 等 金 属 膜 采 样 时, 先 用 二 联 球 打 进 现 场 气 体 冲 洗 3 次, 再 充 满 气 样, 密 封 进 气 口, 带 回 尽 快 分 析 3. 采 气 管 采 样 采 气 管 是 两 端 具 有 旋 塞 的 管 式 玻 璃 容 器, 其 容 积 为 100~500 ml 采 样 时, 打 开 两 端 旋 塞, 将 二 联 球 或 抽 气 泵 接 在 管 的 一 端, 迅 速 抽 进 比 采 气 管 容 积 大 6~10 倍 的 欲 采 气 体, 使 采 气 管 中 原 有 气 体 被 完 全 置 换 出, 关 上 两 端 旋 塞, 采 气 体 积 即 为 采 气 管 的 容 积 4. 采 气 瓶 采 样 采 气 瓶 是 一 种 用 耐 压 玻 璃 制 成 的 固 定 容 器, 容 积 为 500~1 000mL 采 样 前, 先 用 抽 真 空 装 置 将 采 气 瓶 内 抽 至 剩 余 压 力 达 1.33KP a 左 右 ; 例 如, 瓶 内 预 先 装 入 吸 收 液, 可 抽 至 溶 液 冒 泡 为 止, 关 闭 旋 塞 采 样 时, 打 开 旋 塞, 被 采 空 气 即 充 入 瓶 内, 关 闭 旋 塞, 则 采 样 体 积 为 真 空 采 气 瓶 的 容 积 如 果 采 气 瓶 内 真 空 度 达 不 到 1.33 KP a, 实 际 采 样 体 积 应 根 据 剩 余 压 力 进 行 计 算 当 用 闭 口 压 力 计 测 量 剩 余 压 力 时, 现 场 状 况 下 的 采 样 体 积 按 下 式 计 算 : V P PB = V 0 式 中 :V 现 场 状 况 下 的 采 样 体 积,L P V 0 真 空 采 气 瓶 容 积,L P 大 气 压 力, KP ; a P 闭 管 压 力 计 读 数, KP B a ( 二 ) 富 集 ( 浓 缩 ) 采 样 法 大 气 中 的 污 染 物 质 浓 度 一 般 都 比 较 低 (10-6 一 10-9 数 量 级 ), 直 接 采 样 法 往 往 不 能 满 足 分 析 方 法 检 测 限 的 要 求, 故 需 要 用 富 集 采 样 法 对 大 气 中 的 污 染 物 进 行 浓 缩 富 集 采 样 时 间 一 般 比 较 长, 测 得 结 果 代 表 采 样 时 段 的 平 均 浓 度, 更 能 反 映 大 气 污 染 的 真 实 情 况 这 类 采 样 方 法 有 溶 液 吸 收 法 低 温 冷 凝 法 固 体 阻 留 法 及 自 然 沉 降 法 等 1. 溶 液 吸 收 法 该 方 法 是 采 集 大 气 中 气 态 蒸 气 态 及 某 些 气 溶 胶 态 污 染 物 质 的 常 用 方 法 采 样 时 用 抽 气 装 置 将 欲 测 大 气 以 一 定 流 量 抽 入 装 有 吸 收 液 的 吸 收 管 或 吸 收 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 效 率 主 要 决 定 于 吸 收 速 率 和 样 气 与 吸 收 液 的 接 触 面 积 欲 提 高 吸 收 速 率, 必 须 根 据 被 吸 收 污 染 物 的 性 质 选 择 效 能 好 的 吸 收 液 常 用 的 吸 收 液 有 水 溶 液 和 有 机 溶 剂 等 按 照 吸 收 原 理 可 分 为 两 种 类 型 : 一 种 是 物 理 吸 收 即 气 体 分 子 溶 解 于 溶 液, 如 用 水 吸 收 空 气 中 的 氯 化 氢 ; 用 10% 乙 醇 吸 收 甲 苯 等 另 一 种 吸 收 原 理 是 化 学 吸 收 即 发 生 化 学 反 应 例 如, 用 氢 氧 化 钾 溶 液 吸 收 空 气 中 的 硫 化 氢 理 论 和 实 践 证 明, 伴 有 化 学 反 应 的 吸 收 溶 液 的 吸 收 速 度 比 单 靠 溶 解 作 用 的 吸 收 液 吸 收 速 度 快 得 多 因 此, 除 采 集 溶 解 度 非 常 大 的 气 态 物 质 外, 一 般 都 选 用 伴 有 化 学 反 应 的 吸 收 液 138

147 选 择 吸 收 液 的 原 则 是 : 与 被 采 集 的 污 染 物 质 发 生 化 学 反 应 快 或 对 其 溶 解 度 大 ; 污 染 物 质 被 吸 收 液 吸 收 后, 要 有 足 够 的 稳 定 时 间, 以 满 足 分 析 测 定 所 需 时 间 的 要 求 ; 污 染 物 质 被 吸 收 后, 应 有 利 于 下 一 步 分 析 测 定, 最 好 能 直 接 用 于 测 定 ; 吸 收 液 毒 性 小 价 格 低 易 于 购 买, 且 尽 可 能 回 收 利 用 增 大 被 采 气 体 与 吸 收 液 接 触 面 积 的 有 效 措 施 是 减 小 采 气 气 泡 的 体 积 选 用 结 构 适 宜 的 吸 收 装 置 下 面 介 绍 几 种 常 用 吸 收 装 置 (1) 气 泡 吸 收 管 气 泡 吸 收 管 可 装 5~10mL 吸 收 液, 采 样 流 量 为 0.5~2.0 L/min, 适 用 于 采 集 气 态 和 蒸 气 态 物 质 对 于 气 溶 胶 态 物 质, 因 不 能 像 气 态 分 子 那 样 快 速 扩 散 到 气 液 界 面 上, 故 吸 收 效 率 差 (2) 冲 击 式 吸 收 管 冲 击 式 吸 收 管 有 小 型 ( 装 5~10 ml 吸 收 液, 采 样 流 量 为 3.0L/min) 和 大 型 ( 装 50~100mL 吸 收 液, 采 样 流 量 为 30 L/min) 两 种 规 格, 适 宜 采 集 气 溶 胶 态 物 质 因 为 该 吸 收 管 的 进 气 管 喷 嘴 孔 径 小, 距 瓶 底 又 很 近, 当 被 采 气 样 快 速 从 喷 嘴 喷 出 冲 向 管 底 时, 则 气 溶 胶 颗 粒 因 惯 性 作 用 冲 击 到 管 底 被 分 散, 从 而 易 被 吸 收 液 吸 收 冲 击 式 吸 收 管 不 适 合 采 集 气 态 和 蒸 气 态 物 质, 因 为 气 体 分 子 的 质 量 小, 在 快 速 抽 气 情 况 下, 容 易 随 大 气 一 起 跑 掉 (3) 多 孔 筛 板 吸 收 管 ( 瓶 ) 多 孔 筛 板 吸 收 管 可 装 5~10 ml 吸 收 液, 采 样 流 量 为 0.1~1.0 L/min 吸 收 瓶 有 小 型 ( 装 ml 吸 收 液, 采 样 流 量 为 0.5~2.0 L/min) 和 大 型 ( 装 50~100 ml 吸 收 液, 采 样 流 量 30 L/min) 两 种 气 样 通 过 吸 收 管 ( 瓶 ) 的 筛 板 后, 被 分 散 成 很 小 的 气 泡, 且 阻 留 时 间 长, 大 大 增 加 了 气 液 接 触 面 积, 从 而 提 高 了 吸 收 效 果 它 们 可 以 采 集 气 态 蒸 气 态 物 质 和 气 溶 胶 态 物 质 气 泡 吸 收 管 冲 击 式 吸 收 管 多 孔 筛 板 吸 收 管 图 4-4 气 体 吸 收 管 王 英 健 环 境 监 测 化 学 工 业 出 版 社 2004 年 3 月 2. 填 充 柱 阻 留 法 填 充 柱 是 用 一 根 长 6~10 cm 内 径 3~5 mm 的 玻 璃 管 或 塑 料 管, 内 装 颗 粒 状 或 纤 维 状 填 充 剂 制 成 采 样 时, 让 气 样 以 一 定 流 速 通 过 填 充 柱, 则 欲 测 组 分 因 吸 附 溶 解 或 化 学 反 应 等 作 用 被 阻 留 在 填 充 剂 上, 达 到 浓 缩 采 样 的 目 的 采 样 后, 通 过 解 吸 或 溶 剂 洗 脱, 使 被 测 组 分 从 填 充 剂 上 释 放 出 来 进 行 测 定 根 据 填 充 剂 阻 留 作 用 的 原 理, 可 分 为 吸 附 型 分 配 型 和 反 应 型 三 种 类 型 (1) 吸 附 型 填 充 柱 填 充 剂 是 颗 粒 状 固 体 吸 附 剂, 如 活 性 炭 硅 胶 分 子 筛 高 分 子 多 孔 微 球 等 多 孔 性 物 139

148 质, 他 们 具 有 较 大 的 比 表 面 积 和 较 强 的 吸 附 能 力, 对 气 体 和 蒸 气 分 子 有 较 强 的 吸 附 性 吸 附 的 机 理 有 两 种 : 一 种 是 由 于 分 子 间 引 力 引 起 的 物 理 吸 附 ; 另 一 种 是 由 于 剩 余 价 键 力 引 起 的 化 学 吸 附 一 般 来 说 极 性 吸 附 剂 对 极 性 化 合 物 有 较 强 的 吸 附 能 力 ; 非 极 性 吸 附 剂 对 非 极 性 化 合 物 有 较 强 的 吸 附 能 力 吸 附 能 力 越 强, 采 样 效 率 越 高, 但 这 往 往 会 给 解 吸 带 来 困 难 因 此, 在 选 择 吸 附 剂 时, 既 要 考 虑 吸 附 效 率, 又 要 考 虑 解 吸 两 方 面 因 素 (2) 分 配 型 填 充 柱 分 配 型 填 充 柱 的 填 充 剂 是 表 面 涂 高 沸 点 有 机 溶 剂 ( 如 异 十 三 烷 ) 的 惰 性 多 孔 颗 粒 物 ( 如 硅 藻 土 ) 组 成, 表 面 涂 高 沸 点 有 机 溶 剂 类 似 于 气 液 色 谱 柱 中 的 固 定 液, 惰 性 多 孔 颗 粒 物 类 似 于 气 液 色 谱 柱 中 担 体, 只 是 有 机 溶 剂 的 用 量 比 色 谱 用 量 大 当 被 采 集 气 样 通 过 填 充 柱 时, 在 有 机 溶 剂 ( 固 定 液 ) 中 分 配 系 数 大 的 组 分 保 留 在 填 充 剂 上 而 被 富 集 例 如, 空 气 中 的 有 机 氯 农 药 DDT 和 多 氯 联 苯 等 污 染 物 被 阻 留 富 集 分 析 前 要 用 甲 醛 等 有 机 溶 剂 溶 出 (3) 反 应 型 填 充 柱 反 应 型 柱 的 填 充 剂 是 由 惰 性 多 孔 颗 粒 物 ( 如 石 英 砂 玻 璃 微 球 等 ) 或 纤 维 状 物 ( 如 滤 纸 玻 璃 棉 等 ) 表 面 涂 渍 能 与 被 测 组 分 发 生 化 学 反 应 的 试 剂 制 成 也 可 以 用 能 和 被 测 组 分 发 生 化 学 反 应 的 纯 金 属 ( 如 Au Ag Cu 等 ) 丝 毛 或 细 粒 作 填 充 剂 当 气 样 通 过 填 充 柱 时, 被 测 组 分 在 填 充 剂 表 面 因 发 生 化 学 反 应 而 被 阻 留 采 样 后, 将 反 应 产 物 用 适 宜 溶 剂 洗 脱 或 加 热 吹 气 而 解 吸 下 来 进 行 分 析 反 应 型 填 充 柱 采 样 量 和 采 样 速 度 都 比 较 大, 富 集 物 稳 定, 对 气 态 蒸 气 态 和 气 溶 胶 态 物 质 都 有 较 高 的 富 集 效 率 3. 滤 料 过 滤 法 滤 料 过 滤 法 是 将 过 滤 材 料 ( 滤 纸 或 滤 膜 等 ) 放 在 采 样 夹 上, 用 抽 气 装 置 抽 气, 则 大 气 中 的 颗 粒 物 被 阻 留 在 滤 料 上, 称 量 滤 料 上 富 集 的 颗 粒 物 质 量, 根 据 采 样 体 积, 即 可 计 算 出 大 气 中 颗 粒 物 的 浓 度 滤 料 采 集 大 气 中 颗 粒 物 的 机 理 有 : 直 接 阻 截 惯 性 碰 撞 扩 散 沉 降 静 电 引 力 图 4-5 颗 粒 物 采 样 器 1 底 座 ;2 紧 固 圈 ;3 密 封 圈 ;4 接 座 圈 ; 和 重 力 沉 降 等 滤 料 的 采 集 效 率 除 与 自 身 5 支 撑 网 ;6 滤 膜 ;7 抽 气 接 口 性 质 有 关 外, 还 与 采 样 速 度 颗 粒 物 的 大 小 等 因 素 有 关 高 速 采 样, 以 惯 性 碰 撞 作 用 为 主, 对 较 大 颗 粒 物 的 采 集 效 率 高 ; 低 速 采 样, 以 扩 散 沉 降 为 主, 对 细 小 颗 粒 物 的 采 集 效 率 也 高 常 用 的 滤 料 有 筛 孔 状 滤 料, 如 微 孔 滤 膜 核 孔 滤 膜 银 薄 膜 等 ; 纤 维 状 滤 料, 如 滤 纸 玻 璃 纤 维 滤 膜 过 氯 乙 烯 滤 膜 等 滤 纸 的 孔 隙 不 规 则 且 较 少, 适 用 于 金 属 尘 粒 的 采 集 因 滤 纸 吸 水 性 较 强, 不 宜 用 于 图 4-6 低 温 冷 凝 采 样 装 置 图 奚 旦 立, 环 境 监 测, 高 等 教 育 出 版 社,2005 年 4 月 140

149 重 量 法 测 定 颗 粒 物 浓 度 微 孔 滤 膜 是 由 硝 酸 ( 或 醋 酸 ) 纤 维 素 制 成 的 多 孔 性 薄 膜, 孔 径 细 小 均 匀, 重 量 轻, 金 属 杂 质 含 量 极 微, 溶 于 多 种 有 机 溶 剂, 尤 其 适 用 于 采 集 分 析 金 均 匀, 重 量 轻, 金 属 杂 质 含 量 极 微, 溶 于 多 种 有 机 溶 剂, 尤 其 适 用 于 采 集 分 析 金 属 的 气 溶 胶 核 孔 滤 膜 是 将 聚 碳 酸 酯 薄 膜 覆 盖 在 铀 箔 上, 用 中 子 流 轰 击, 使 铀 核 分 裂 产 生 的 碎 片 穿 过 薄 膜 形 成 微 孔, 再 经 化 学 腐 蚀 处 理 制 成 这 种 膜 薄 而 光 滑, 机 械 强 度 好, 孔 径 均 匀, 不 亲 水, 适 用 于 精 密 的 重 量 分 析, 但 因 微 孔 呈 圆 柱 状, 采 样 效 率 较 微 孔 滤 膜 低 银 薄 膜 由 微 细 的 银 粒 烧 结 制 成, 与 微 孔 滤 膜 相 似 的 结 构, 它 能 耐 400 高 温, 抗 化 学 腐 蚀 性 强, 适 用 于 采 集 酸 碱 气 溶 胶 及 含 煤 焦 油 沥 青 等 挥 发 性 有 机 物 的 气 样 4. 低 温 冷 凝 法 低 温 冷 凝 采 样 法 是 将 U 形 或 蛇 形 采 样 管 插 入 冷 阱 中, 当 空 气 流 经 采 样 管 时, 被 测 组 分 因 冷 凝 而 凝 结 在 采 样 管 底 部 适 合 大 气 中 某 些 沸 点 比 较 低 的 气 态 污 染 物 质, 如 烯 烃 类 醛 类 等, 在 常 温 下 用 固 体 填 充 剂 等 方 法 富 集 效 果 不 好, 而 低 温 冷 凝 法 可 提 高 采 集 效 率 常 用 致 冷 剂 有 冰 盐 水 (-10 ) 干 冰 乙 醇 (-72 ) 干 冰 (-78.5 ) 液 氧 (-183 ) 液 氮 (-196 ) 等 低 温 冷 凝 采 样 法 具 有 效 果 好 采 样 量 大 利 于 组 分 稳 定 等 优 点, 但 也 存 在 干 扰 组 分, 例 如, 水 蒸 气 二 氧 化 碳, 甚 至 氧 也 会 同 时 冷 凝 下 来 干 扰 测 定 为 此, 应 在 采 样 管 的 进 气 端 装 置 选 择 性 过 滤 器 ( 内 装 过 氯 酸 镁 碱 石 棉 氯 化 钙 等 ), 以 除 去 空 气 中 的 水 蒸 气 和 二 氧 化 碳 等 但 所 用 干 燥 剂 和 净 化 剂 不 能 与 被 测 组 分 发 生 作 用, 以 免 引 起 被 测 组 分 损 失 5. 静 电 沉 降 法 大 气 样 品 通 过 ~ V 电 场 时, 气 体 分 子 被 电 离, 所 产 生 的 离 子 附 着 在 气 溶 胶 颗 粒 上, 使 颗 粒 带 电, 并 在 电 场 作 用 下 沉 降 到 收 集 极 上, 然 后 将 收 集 极 表 面 的 沉 降 物 收 集, 供 分 析 用 这 种 采 样 方 法 不 能 用 于 易 燃 易 爆 的 气 体 6. 扩 散 法 扩 散 法 采 样 时 不 需 要 抽 气 动 力, 而 是 利 用 被 测 污 染 物 质 分 子 自 身 扩 散 或 渗 透 到 达 吸 收 层 ( 吸 收 剂 吸 附 剂 或 反 应 性 材 料 ) 被 吸 附 或 吸 收, 又 称 无 动 力 采 样 法 这 种 采 样 器 体 积 小 轻 便, 可 以 佩 戴 在 人 身 上, 跟 踪 人 的 活 动, 用 作 人 体 接 触 有 害 物 质 量 的 监 测 该 方 法 适 用 个 体 采 样 器 中, 采 集 气 态 和 蒸 气 态 有 害 物 质 7. 自 然 积 集 法 自 然 积 集 法 是 利 用 物 质 的 自 然 重 力 气 体 动 力 和 浓 差 扩 散 作 用 采 集 大 气 中 的 被 测 物 质, 如 自 然 降 尘 量 硫 酸 盐 化 速 率 氟 化 物 等 大 气 样 品 的 采 集 采 样 不 需 动 力 设 备, 简 单 易 行, 且 采 样 时 间 长, 测 定 结 果 能 较 好 地 反 映 大 气 污 染 情 况 (1) 降 尘 试 样 采 集 采 集 大 气 中 降 尘 的 方 法 分 为 湿 法 和 干 法 两 种, 其 中, 湿 法 应 用 更 为 普 遍 湿 法 采 样 是 在 一 定 大 小 的 圆 筒 形 玻 璃 ( 或 塑 料 瓷 不 锈 钢 ) 缸 中 加 入 一 定 量 的 水, 放 置 在 距 地 面 5~12 m 高, 附 近 无 高 大 建 筑 物 及 局 部 污 染 源 的 地 方, 采 样 口 距 基 础 面 1~1.5 m, 以 避 免 基 础 面 扬 尘 的 影 响 我 国 集 尘 缸 的 尺 寸 为 内 径 15 cm±0.5 cm 高 30 cm, 一 般 加 水 100~300 ml 冬 季 为 防 止 冰 冻 保 持 缸 底 湿 润, 需 加 入 适 量 乙 二 醇 夏 季 为 抑 制 微 生 物 及 藻 类 的 生 长, 需 141

150 加 入 适 量 硫 酸 铜 采 样 时 间 为 30±2 天, 多 雨 季 节 注 意 及 时 更 换 集 尘 缸, 防 止 水 满 溢 出 干 法 采 样 一 般 使 用 标 准 集 尘 器 夏 季 也 需 加 除 藻 剂 我 国 干 法 采 样 用 的 集 尘 缸, 在 缸 底 放 入 塑 料 圆 环, 圆 环 上 再 放 置 塑 料 筛 板 网 收 集 潜 心 斗 橡 胶 管 集 尘 缸 筛 板 (2) 倒 置 漏 斗 收 集 瓶 支 架 图 4-7 标 准 采 样 器 图 4-8 干 法 采 样 集 尘 缸 奚 旦 立, 环 境 监 测, 高 等 教 育 出 版 社,2005 年 4 月 (2) 硫 酸 盐 化 速 率 试 样 的 采 集 硫 酸 盐 化 速 率 常 用 的 采 样 方 法 有 碱 片 法 和 二 氧 化 铅 法 碱 片 法 是 将 用 碳 酸 钾 溶 液 浸 渍 过 的 玻 璃 纤 维 滤 膜 置 于 采 样 点 上, 则 大 气 中 的 二 氧 化 硫 硫 酸 雾 等 与 碳 酸 盐 反 应 生 成 硫 酸 盐 而 被 采 集 二 氧 化 铅 采 样 法 是 将 涂 有 二 氧 化 铅 糊 状 物 的 纱 布 绕 贴 在 素 瓷 管 上, 制 成 二 氧 化 铅 采 样 管, 将 其 放 置 在 采 样 点 上, 则 大 气 中 的 二 氧 化 硫 硫 酸 雾 等 与 二 氧 化 铅 反 应 生 成 硫 酸 铅 ( 三 ) 大 气 采 样 仪 器 1. 大 气 采 样 仪 器 的 组 成 大 气 污 染 物 监 测 可 分 直 接 采 样 法 ( 注 射 器 塑 料 袋 等 ) 和 富 集 采 样 法 ( 溶 液 吸 收 填 充 柱 阻 留 法 滤 料 过 滤 法 等 ) 富 集 采 样 法 的 采 样 器 主 要 由 收 集 器 流 量 计 和 采 样 动 力 三 部 分 组 成 (1) 收 集 器 收 集 器 是 捕 集 大 气 中 欲 测 污 染 物 的 装 置 例 如 前 面 介 绍 的 气 体 吸 收 管 ( 瓶 ) 填 充 柱 滤 料 冷 凝 采 样 管 等 都 是 收 集 器, 需 根 据 被 捕 集 物 质 的 存 在 状 态 理 化 性 质 等 选 用 (2) 流 量 计 流 量 计 是 测 量 气 体 流 量 的 仪 器, 而 流 量 是 计 算 采 气 体 积 的 参 数 常 用 的 流 量 计 有 皂 沫 流 量 计 转 子 流 量 计 孔 口 流 量 计 和 临 界 孔 稳 流 计 等 皂 沫 流 量 计 是 一 根 标 有 体 积 刻 度 的 玻 璃 管, 管 的 下 端 有 一 支 管 和 装 满 肥 皂 水 的 橡 皮 球, 当 挤 压 橡 皮 球 时, 肥 皂 水 液 面 上 升, 由 支 管 进 来 的 气 体 便 吹 起 皂 膜, 并 在 玻 璃 管 内 缓 慢 上 升, 准 确 记 录 通 过 一 定 体 积 气 体 所 需 时 间, 即 可 得 知 流 量 这 种 流 量 计 常 用 于 校 正 其 他 仪 器 流 量 的 测 量, 在 很 宽 的 流 量 范 围 内, 误 差 皆 小 于 1% 142

151 转 子 流 量 计 由 一 个 上 粗 下 细 的 锥 形 玻 璃 管 和 一 个 金 属 制 转 子 组 成 当 气 体 由 玻 璃 管 下 端 进 入 时, 由 于 转 子 下 端 的 环 形 孔 隙 截 面 积 小 于 转 子 上 端 的 环 形 孔 隙 截 面 积, 所 以 转 子 下 端 气 体 的 流 速 大 于 上 端 的 流 速, 下 端 的 压 力 大 于 上 端 的 压 力, 使 转 子 上 升, 直 到 上 下 两 端 压 力 差 与 转 子 的 重 量 相 等 时, 转 子 停 止 不 动 气 体 流 量 越 大, 转 子 升 得 越 高, 可 直 接 从 转 子 上 升 的 位 置 读 出 流 量 当 空 气 湿 度 大 时, 需 在 进 气 口 前 连 接 一 个 干 燥 管, 否 则, 转 子 吸 附 水 分 后 重 量 增 加, 影 响 测 量 结 果 孔 口 流 量 计 转 子 流 量 计 1. 隔 板 ;2. 液 柱 ;3. 支 架 1. 锥 形 玻 璃 管 ;2. 转 子 图 4-9 流 量 计 奚 旦 立, 环 境 监 测, 高 等 教 育 出 版 社,2005 年 4 月 孔 口 流 量 计 有 隔 板 式 和 毛 细 管 式 两 种 当 气 体 通 过 隔 板 或 毛 细 管 小 孔 时, 因 阻 力 而 产 生 压 力 差 ; 气 体 流 量 越 大, 阻 力 越 大, 产 生 的 压 力 差 也 越 大, 由 下 部 的 U 形 管 两 侧 的 液 柱 差 可 直 接 读 出 气 体 的 流 量 临 界 孔 是 一 根 长 度 一 定 的 毛 细 管, 当 空 气 流 通 过 毛 细 孔 时, 如 果 两 端 维 持 足 够 的 压 力 差, 则 通 过 小 孔 的 气 流 就 能 保 持 恒 定, 此 时 为 临 界 状 态 流 量, 其 大 小 取 决 于 毛 细 管 孔 径 大 小 这 种 流 量 计 使 用 方 便, 广 泛 用 于 空 气 采 样 器 和 自 动 监 测 仪 器 上 控 制 流 量 (3) 采 样 动 力 采 样 动 力 为 抽 气 装 置, 要 根 据 所 需 采 样 流 量 收 集 器 类 型 及 采 样 点 的 条 件 进 行 选 择, 并 要 求 其 抽 气 流 量 稳 定 连 续 运 行 能 力 强 噪 声 小 和 能 满 足 抽 气 速 度 要 求 注 射 器 连 续 抽 气 筒 双 连 球 等 手 动 采 样 动 力 适 用 于 采 气 量 小 的 情 况 对 于 采 样 时 间 较 长 和 采 样 速 度 要 求 较 大 的 场 合, 需 要 使 用 电 动 抽 气 泵, 如 薄 膜 泵 电 磁 泵 刮 板 泵 及 真 空 泵 等 薄 膜 泵 的 工 作 原 理 是 : 用 微 电 机 通 过 偏 心 轮 带 动 夹 持 在 泵 体 上 的 橡 皮 膜 进 行 抽 气 当 电 机 转 动 时, 橡 皮 膜 就 不 断 地 上 下 移 动 ; 上 移 时, 空 气 经 过 进 气 活 门 吸 入, 出 气 活 门 关 闭 ; 下 移 时, 进 气 活 门 关 闭, 空 气 由 出 气 活 门 排 出 薄 膜 泵 是 一 种 轻 便 的 抽 气 泵, 采 气 流 量 为 0.5~3.0 L/min, 广 泛 用 于 空 气 采 样 器 和 空 气 自 动 分 析 仪 器 上 电 磁 泵 是 一 种 将 电 磁 能 量 直 接 转 换 成 被 输 送 流 体 能 量 的 小 型 抽 气 泵, 其 工 作 原 理 是 : 由 于 电 磁 力 的 作 用, 使 振 动 杆 带 动 橡 皮 泵 室 作 往 复 振 动, 不 断 地 开 启 或 关 闭 泵 室 内 的 膜 瓣, 使 泵 室 内 造 成 一 定 的 真 空 或 压 力, 从 而 起 到 抽 吸 和 压 送 气 体 的 作 用, 其 抽 气 流 量 为 0.5~

152 L/min 这 种 泵 不 用 电 机 驱 动, 克 服 了 电 机 电 刷 易 磨 损, 线 圈 发 热 等 缺 点, 提 高 了 连 续 运 行 能 力, 广 泛 用 于 抽 气 阻 力 不 大 的 采 样 器 和 自 动 分 析 仪 器 上 2. 专 用 采 样 仪 器 将 收 集 器 流 量 计 抽 气 泵 及 气 样 预 处 理 流 量 调 节 自 动 定 时 控 制 等 部 件 组 装 在 一 起, 就 构 成 专 用 采 样 装 置 有 多 种 型 号 的 商 品 空 气 采 样 器 出 售, 按 其 用 途 可 分 为 空 气 采 样 器 颗 粒 物 采 样 器 和 个 体 采 样 器 (1) 大 气 采 样 器 用 于 采 集 空 气 中 气 态 和 蒸 气 态 物 质, 采 样 流 量 为 0.5~2.0 L/min, 一 般 可 用 交 直 流 两 种 电 源 供 电, 其 工 作 原 理 如 图 4-10 所 示 图 4-10 恒 温 恒 流 采 样 器 工 作 原 理 1. 进 气 口 ;2. 温 度 计 ;3. 二 氧 化 硫 吸 收 瓶 ;4. 氮 氧 化 物 吸 收 瓶 ;5. 三 氧 化 铬 沙 子 氧 化 管 ; 6. 恒 温 装 置 ;7. 滤 水 阱 ;8. 干 燥 器 ;9. 转 子 流 量 计 ;l0. 尘 过 滤 膜 及 限 流 孔 ;11. 三 通 阀 门 ; 12. 真 空 表 ;13. 泵 (2) 颗 粒 物 采 样 器 颗 粒 物 采 样 器 有 总 悬 浮 颗 粒 物 (TSP ) 采 样 器 和 可 吸 入 颗 粒 物 (PM 10 ) 采 样 器 1 总 悬 浮 颗 粒 物 采 样 器 : 这 种 采 样 器 按 其 采 气 流 量 大 小 分 为 大 流 量 (1.1~1.7 m 3 /min) 中 流 量 (50~150 L/min) 和 小 流 量 (10~15 L/min) 三 种 类 型 大 流 量 采 样 器 由 滤 料 采 样 夹 抽 气 风 机 流 量 记 录 仪 计 时 器 及 控 制 系 统 壳 体 等 组 成 如 图 4-11 滤 料 夹 可 安 装 20 25cm 2 的 玻 璃 纤 维 滤 膜, 以 1.1 ~ 1.7m 3 /min 流 量 采 样 8~24h 当 采 气 量 达 1 500~2 000 m 2 时, 样 品 滤 膜 可 用 于 测 定 颗 粒 物 中 的 金 属 无 机 盐 及 有 机 污 染 物 等 组 分 中 流 量 采 样 器 由 采 样 夹 流 量 计 采 样 图 4-11 大 流 量 TSP/SO 2 /NO 2 采 样 器 管 及 采 样 泵 等 组 成 这 种 采 样 器 的 工 作 原 理 与 大 流 量 采 样 器 相 同, 只 是 采 样 夹 面 积 和 采 样 流 量 比 大 流 量 采 样 器 小 我 国 规 定 采 样 夹 有 效 直 径 为 80mm 或 100mm 当 用 有 效 直 径 80mm 滤 膜 采 样 时, 采 气 流 量 控 制 在 7.2~9.6m 3 /h; 用 100mm 滤 膜 采 样 时, 流 量 控 制 在 11.3~ 15m 3 /h 144

153 2 可 吸 入 颗 粒 物 采 样 器 : 器 集 可 吸 入 颗 粒 物 (PM 10 ) 广 泛 使 用 大 流 量 采 样 器 在 连 续 自 动 监 测 仪 器 中, 可 采 用 静 电 捕 集 法 β 射 线 吸 收 法 或 光 散 射 法 直 接 测 定 PM 10 浓 度 但 无 论 哪 种 采 样 器 都 装 有 分 离 粒 径 大 于 10μm 颗 粒 物 的 装 置 ( 称 为 分 尘 器 或 切 割 器 ) 分 尘 器 有 旋 风 式 向 心 式 撞 击 式 等 多 种 它 们 又 分 为 二 级 式 和 多 级 式 前 图 4-12 二 级 旋 风 分 尘 器 的 工 作 原 理 图 者 用 于 采 集 粒 径 10μm 以 下 的 颗 粒 物, 后 1. 空 气 出 口 ;2. 滤 膜 ;3. 气 体 排 出 管 ; 4. 空 者 可 分 级 采 集 不 同 粒 径 的 颗 粒 物, 用 于 测 气 入 口 ;5. 气 体 导 管 ;6. 圆 筒 体 ;7. 旋 转 气 流 定 颗 粒 物 的 粒 度 分 布 梁 红, 环 境 监 测, 武 汉 理 工 大 学 出 版 社,2003 年 7 月 二 级 旋 风 分 尘 器 的 工 作 原 理 如 图 4-12 空 气 以 高 速 度 沿 180 渐 开 线 进 入 旋 风 分 尘 器, 旋 转 气 流 入 分 尘 器 的 圆 筒 内, 形 成 旋 转 气 流, 在 离 心 力 的 作 用 下, 将 颗 粒 物 甩 到 筒 壁 上 并 继 续 向 下 运 动, 粗 颗 粒 在 不 断 与 筒 壁 撞 击 中 失 去 前 进 的 能 量 而 落 入 大 颗 粒 物 收 集 器 内, 细 颗 粒 随 气 流 沿 气 体 排 出 管 上 升, 被 过 滤 器 的 滤 膜 捕 集, 从 而 将 粗 细 颗 粒 物 分 开 向 心 式 分 尘 器 原 理 当 气 流 从 小 孔 高 速 喷 出 时, 因 所 携 带 的 颗 粒 物 大 小 不 同, 惯 性 也 不 同, 颗 粒 物 质 量 越 大, 惯 性 越 大 不 同 粒 径 的 颗 粒 物 各 有 一 定 的 运 动 轨 线, 其 中, 质 量 较 大 的 颗 粒 物 运 动 轨 线 接 近 中 心 轴 线, 最 后 进 入 锥 形 收 集 器 被 底 部 的 滤 膜 收 集 ; 小 颗 粒 物 惯 性 小, 离 中 心 轴 线 较 远, 偏 离 锥 形 收 集 器 入 口, 随 气 流 进 入 下 一 级 第 二 级 的 喷 嘴 直 径 和 锥 形 收 集 器 的 入 口 孔 径 变 小, 二 者 之 间 距 离 缩 短, 使 小 一 些 的 颗 粒 物 被 收 集 第 三 级 的 喷 嘴 直 径 和 锥 形 收 集 器 的 入 口 孔 径 又 比 第 二 级 小, 其 间 距 更 短, 所 收 集 的 颗 粒 物 更 细 如 此 经 过 多 级 分 离, 剩 下 的 极 细 颗 粒 物 到 达 最 底 部, 被 夹 持 的 滤 膜 收 集 三 样 品 的 采 集 ( 一 ) 采 集 前 的 准 备 1. 采 样 计 划 的 制 定 根 据 现 场 调 查 结 果 和 布 点 要 求 提 出 采 样 计 划, 确 定 采 样 点 位 时 间 和 路 线, 做 好 人 员 分 工, 准 备 好 必 要 的 仪 器 设 备 采 样 器 具 等 2. 采 样 仪 器 的 校 准 新 购 置 的 采 样 器 及 修 理 后 的 采 样 器 均 需 进 行 校 准 采 样 器 在 使 用 周 期 内 每 月 校 准 一 次 (1) 流 量 测 量 设 备 的 校 准 皂 膜 流 量 计 的 校 准 湿 式 流 量 计 的 校 准 转 子 流 量 计 的 校 准 孔 口 流 量 计 的 校 准 见 有 关 说 明 书 (2) 采 样 器 定 时 钟 校 准 延 时 计 和 定 时 钟 每 季 度 校 准 一 次, 使 用 走 时 准 确 的 定 时 钟 校 准, 使 之 误 差 不 大 于 土 1%, 并 将 校 准 日 期 记 录 在 专 用 记 录 本 上 (3) 采 样 用 温 度 计 和 压 力 计 应 根 据 说 明 书 定 期 校 准 3. 采 样 器 具 的 准 备 (1) 吸 收 管 的 筛 选 用 阻 力 试 验 或 发 泡 试 验 的 方 法 筛 选 出 合 格 的 吸 收 管, 吸 收 管 用 过 145

154 后 用 去 离 子 水 冲 洗, 以 免 堵 塞 吸 孔 (2) 滤 膜 的 检 查 滤 膜 使 用 前 必 须 在 光 源 下 对 光 检 查, 剔 除 有 针 孔 折 裂 不 均 匀 和 存 在 其 他 缺 陷 的 滤 膜 (3) 其 他 仪 器 设 备 采 样 工 具 及 化 学 药 品 的 准 备 按 其 相 应 分 析 方 法 中 的 要 求 执 行 ( 二 ) 采 样 方 法 采 样 方 法 主 要 有 直 接 采 样 法 富 集 采 样 法, 选 择 适 宜 的 采 样 方 法 ( 三 ) 采 样 仪 器 1. 气 态 污 染 物 采 样 仪 器 如 前 所 述 2. 总 悬 浮 颗 粒 物 采 样 器 如 前 所 述 3. 可 吸 入 颗 粒 物 采 样 器 如 前 所 述 4. 采 样 器 的 维 护 与 保 养 (1) 在 没 有 装 好 滤 膜 之 前, 不 要 启 动 大 流 量 采 样 器, 以 免 灰 尘 等 落 入 而 损 坏 电 机 (2) 安 装 和 取 下 滤 膜 要 注 意 清 洁, 取 下 的 滤 膜 可 对 叠, 使 尘 埃 面 朝 里, 放 入 滤 膜 盒 内 保 存 (3) 安 装 大 流 量 采 样 器 所 用 的 海 绵 橡 胶 密 封 垫 受 损 时, 应 及 时 更 换 (4) 每 3 个 月 应 将 大 流 量 采 样 器 上 的 保 护 罩 切 割 器 集 气 管 收 集 筒 等 拆 下 清 理 干 净 (5) 涡 流 风 机 上 的 电 刷 容 易 受 损 坏, 一 般 工 作 30 h 后 就 要 注 意 检 查 ; 若 已 产 生 严 重 磨 损, 则 应 及 时 更 换 电 机 是 大 流 量 采 样 器 中 的 易 损 件, 运 行 时, 一 旦 发 现 声 音 异 常, 应 及 时 停 机 检 查, 以 免 烧 毁 电 机 (6) 大 流 量 采 样 器 是 在 室 外 安 装 和 运 行 的 设 备, 应 注 意 防 止 恶 劣 天 气 ( 大 风 雨 和 雾 ) 对 仪 器 的 损 害 ( 四 ) 采 样 要 求 1. 到 达 采 样 地 点 后, 安 装 好 采 样 装 置 试 启 动 采 样 器 2~3 次, 检 查 气 密 性, 观 察 仪 器 是 否 正 常, 吸 收 管 与 仪 器 之 间 的 连 接 是 否 正 确, 调 节 时 钟 与 手 表 对 准, 确 保 时 间 无 误 2. 按 时 开 机 关 机 采 样 过 程 中 应 经 常 检 查 采 样 流 量, 及 时 调 节 流 量 偏 差 对 采 用 直 流 供 电 的 采 样 器 应 经 常 检 查 电 池 电 压, 保 证 采 样 流 量 稳 定 3. 用 滤 膜 采 样 时, 安 放 滤 膜 前 应 用 清 洁 布 擦 去 采 样 夹 和 滤 膜 支 架 网 表 面 的 尘 土, 滤 膜 毛 面 朝 上, 用 镊 子 夹 入 采 样 夹 内, 严 禁 用 手 直 接 接 触 滤 膜 采 样 后 取 滤 膜 时, 应 小 心 将 滤 膜 毛 面 朝 内 对 折 将 折 叠 好 的 滤 膜 放 在 表 面 光 滑 的 纸 袋 或 塑 料 袋 中, 并 储 于 盒 内 要 特 别 注 意 若 有 滤 膜 屑 留 在 采 样 夹 内, 应 取 出 与 滤 膜 一 起 称 量 4. 采 样 的 滤 膜 应 注 意 是 否 出 现 物 理 性 损 伤 及 采 样 过 程 中 是 否 有 穿 孔 漏 气 现 象, 一 经 发 现, 此 样 品 滤 膜 作 废 5. 用 吸 收 液 采 气 时, 温 度 过 高 过 低 对 结 果 均 有 影 响 温 度 过 低 时 吸 收 率 下 降, 过 高 时 样 品 不 稳 定 故 在 冬 季 或 夏 季 采 样 时 吸 收 管 应 置 于 适 当 的 恒 温 装 置 内, 一 般 使 温 度 保 持 在 15~25 为 宜 而 二 氧 化 硫 采 集 温 度 则 要 求 在 23~29 采 集 氮 氧 化 物 时 要 避 光 6. 采 样 过 程 中 采 样 人 员 不 能 离 开 现 场, 注 意 避 免 路 人 围 观 不 能 在 采 样 装 置 附 近 吸 烟, 146

155 应 经 常 观 察 仪 器 的 运 转 状 况, 随 时 注 意 周 围 环 境 和 气 象 条 件 的 变 化, 并 认 真 做 好 记 录 7. 采 样 记 录 填 写 要 与 工 作 程 序 同 步, 完 成 一 项 填 写 一 项, 不 得 超 前 或 延 后 填 写 记 录 要 详 实 内 容 包 括 : 样 品 名 称, 采 样 地 点, 样 品 编 号, 采 样 日 期, 采 样 开 始 与 结 束 的 时 间, 采 样 流 量, 采 样 时 的 温 度 压 力 风 向 风 速, 采 样 仪 器 吸 收 液 情 况 说 明 等, 并 有 采 样 人 签 字 ( 五 ) 样 品 的 采 集 1. 现 场 空 白 样 (1) 采 集 SO 2 和 NO 2 样 品 时, 应 加 带 1 个 现 场 空 白 吸 收 管, 和 其 他 采 样 吸 收 管 同 时 带 到 现 场 该 管 不 采 样, 采 样 结 束 后 和 其 他 采 样 吸 收 管 一 并 送 交 实 验 室 此 管 即 为 该 采 样 点 当 天 该 项 目 的 静 态 现 场 空 白 管 (2) 样 品 分 析 时 测 定 现 场 空 白 值, 并 与 校 准 曲 线 的 零 浓 度 值 进 行 比 较 如 现 场 空 白 值 高 于 或 低 于 零 浓 度 值, 且 无 解 释 依 据 时, 应 以 该 现 场 空 白 值 为 准, 并 对 该 采 样 点 当 天 的 实 测 数 据 加 以 校 正 当 现 场 空 白 高 于 零 浓 度 值 时, 分 析 结 果 应 减 去 两 者 的 差 值 ; 当 现 场 空 白 低 于 零 浓 度 值 时, 分 析 结 果 应 加 上 两 者 差 值 的 绝 对 值 (3) 现 场 空 白 样 的 数 量 :SO 2 和 NO 2 每 天 1 个 ; 氟 化 物 滤 膜 每 批 样 品 需 4~6 个 2. 现 场 平 行 样 的 采 集 (1) 用 两 台 型 号 相 同 的 采 样 器, 以 同 样 的 采 样 条 件 ( 包 括 时 间 地 点 吸 收 液 滤 膜 流 量 等 ) 采 集 的 气 样 为 平 行 样 (2) 采 集 SO 2 NO 2 的 平 行 样 时 两 台 仪 器 相 距 1~2m, 采 集 氟 化 物 和 总 悬 浮 颗 粒 物 时 相 距 2~4m ( 六 ) 样 品 编 号 和 采 样 记 录 1. 样 品 编 号 (1) 大 气 样 品 编 号 由 类 别 代 号 顺 序 号 组 成 (2) 用 环 境 空 气 关 键 字 中 文 拼 音 的 1~2 个 大 写 字 母 表 示 类 别 代 号 (3) 用 阿 拉 伯 数 字 表 示 不 同 地 点 采 集 的 样 品 的 顺 序 号, 一 般 从 001 号 开 始, 一 个 顺 序 号 为 1 个 采 样 点 采 集 的 样 品 (4) 对 照 点 和 背 景 点 样 品, 在 编 号 后 加 注 (5) 样 品 登 记 的 编 号 样 品 运 转 的 编 号 均 与 采 集 样 品 的 编 号 一 致, 以 防 混 淆 2. 采 样 记 录 采 样 记 录 是 监 测 工 作 中 的 一 个 重 要 环 节 在 实 际 工 作 中, 采 样 之 后 应 及 时 准 确 规 范 地 填 写 采 样 记 录 ( 见 表 4 7 表 4 8) 和 样 品 标 签 ( 见 表 4 9) 147

156 表 4-7 气 态 污 染 物 现 场 采 样 记 录 表 采 样 地 点 _ 污 染 物 名 称 采 样 方 法 采 样 仪 器 型 号 采 样 样 品 采 样 时 间 /min 气 温 气 压 流 量 /L/min 采 集 空 气 日 期 编 号 开 始 结 束 / /kpa 开 始 后 结 束 前 平 均 时 间 /min 体 积 /L 标 准 体 积 /L 天 气 状 况 采 样 者 审 核 者 表 4-8 TSP / PM 10 现 场 采 样 记 录 表 采 样 地 点 年 月 日 采 样 器 编 号 滤 膜 编 号 采 样 时 间 开 始 结 束 累 积 采 样 时 间 /min 气 温 / 气 压 /kpa 流 量 /m3/min 天 气 采 样 者 审 核 者 表 4 9 环 境 空 气 样 品 标 签 样 品 编 号 业 务 代 号 样 品 名 称 采 样 地 点 监 测 项 目 起 止 时 间 标 况 体 积 采 样 人 采 样 日 期 ( 七 ) 样 品 运 输 与 保 存 (1) SO 2 和 NO 2 样 品 采 集 后, 迅 速 将 吸 收 液 转 移 至 10 ml 比 色 管 中, 避 光 冷 藏 保 存, 详 细 核 对 编 号, 检 查 比 色 管 的 编 号 是 否 与 采 样 瓶 采 样 记 录 上 的 编 号 相 对 应 (2) 样 品 应 在 当 天 运 回 实 验 室 进 行 测 定 采 集 的 样 品 原 则 上 应 当 天 分 析, 当 天 因 故 不 能 分 析 的 应 将 样 品 置 于 冰 箱 中 在 5 下 保 存, 最 大 保 存 期 限 不 超 过 72h (3) 采 集 TSP(PM 10 ) 的 滤 膜 每 张 装 在 1 个 小 纸 袋 或 塑 料 袋 中, 然 后 装 入 密 封 盒 中 保 存 不 要 折, 更 不 能 揉 搓 运 回 实 验 室 后, 放 在 干 燥 器 中 保 存 (4) 样 品 送 交 实 验 室 时 应 进 行 交 接 验 收, 交 接 人 均 应 签 名 采 样 记 录 应 与 样 品 一 并 交 实 验 室 统 一 管 理 148

157 第 三 节 大 气 污 染 物 的 测 定 一 气 态 污 染 物 的 测 定 ( 一 ) SO 2 的 测 定 ( 四 氯 汞 钾 盐 酸 副 玫 瑰 苯 胺 法 ) 1. 原 理 大 气 中 的 二 氧 化 硫 被 四 氯 汞 钾 溶 液 吸 收 后, 生 成 稳 定 的 二 氯 亚 硫 酸 盐 络 合 物, 此 络 合 物 再 与 甲 醛 及 盐 酸 副 玫 瑰 苯 胺 发 生 反 应, 生 成 紫 红 色 的 络 合 物, 据 其 颜 色 深 浅, 用 分 光 光 度 法 测 定 按 照 所 用 的 盐 酸 副 玫 瑰 苯 胺 使 用 液 含 磷 酸 量 多, 最 后 溶 液 的 ph 值 为 1.2 土 0.1, 是 我 国 暂 选 为 环 境 监 测 系 统 的 标 准 方 法 2. 测 定 步 骤 (1) 标 准 曲 线 的 绘 制 : 取 8 支 l0ml 具 塞 比 色 管, 按 下 表 所 列 参 数 配 制 标 准 色 列 加 入 溶 液 色 列 管 编 号 μg/ ml 亚 硫 酸 钠 标 准 溶 液 (ml) 四 氯 汞 钾 吸 收 液 (ml) 二 氧 化 硫 含 量 (μg) 在 以 上 各 管 中 加 入 6.0g/L 氨 基 磺 酸 铵 溶 液 0.50mL, 摇 匀 再 加 2.0g/L 甲 醛 溶 液 0.50mL 及 0.016% 盐 酸 副 玫 瑰 苯 胺 使 用 液 1.50mL, 摇 匀 当 室 温 为 15~20 时, 显 色 30min, 室 温 为 20~25 时, 显 色 20min; 室 温 为 25~30 时, 显 色 15min 用 lcm 比 色 皿, 于 575nm 波 长 处, 以 水 为 参 比, 测 定 吸 光 度 以 吸 光 度 对 二 氧 化 硫 含 量 (μg) 绘 制 标 准 曲 线, 或 用 最 小 二 乘 法 计 算 出 回 归 方 程 式 (2) 采 样 1 短 时 间 采 样 : 用 内 装 5mL 四 氯 汞 钾 吸 收 液 的 多 孔 玻 板 吸 收 管 以 0.5L/min 流 量 采 样 10~20L 2 24h 采 样 : 测 定 24h 平 均 浓 度 时, 用 内 装 50 ml 吸 收 液 的 多 孔 玻 板 吸 收 瓶 以 0.2L/min 流 量,10~16 恒 温 采 样 (3) 样 品 测 定 : 样 品 浑 浊 时, 应 离 心 分 离 除 去 采 样 后 样 品 放 置 20min, 以 使 臭 氧 分 解 1 短 时 间 样 品 : 将 吸 收 管 中 的 吸 收 液 全 部 移 入 l0ml 具 塞 比 色 管 内, 用 少 量 水 洗 涤 吸 管, 洗 涤 液 并 入 具 塞 比 色 管 中, 使 总 体 积 为 5.00mL 加 6.0g/L 氨 基 磺 酸 铵 溶 液 0.50mL, 摇 匀, 放 置 10min, 以 除 去 氮 氧 化 物 的 干 扰 以 下 步 骤 同 标 准 曲 线 的 绘 制 2 24h 样 品 : 将 采 集 样 品 后 的 吸 收 液 移 入 50mL 容 量 瓶 中, 用 少 量 水 洗 涤 吸 收 瓶, 洗 涤 液 并 入 容 量 瓶 中, 使 溶 液 总 体 积 为 50.0mL, 摇 匀 吸 取 适 量 样 品 溶 液 置 于 l0ml 具 塞 比 色 管 中, 用 吸 收 液 定 容 为 5.00mL 以 下 步 骤 同 短 时 间 样 品 测 定 3. 计 算 W V 二 氧 化 硫 (SO 2,mg/m 3 t )= V V n a 149

158 式 中 :W 测 定 时 所 取 样 品 溶 液 中 二 氧 化 硫 含 量 ( μ g, 由 标 准 曲 线 查 知 ) V t 样 品 溶 液 总 体 积 (ml) V α 测 定 时 所 取 样 品 溶 液 总 体 积 (ml) V n 标 准 状 态 下 的 采 样 体 积 (L) 4. 注 意 事 项 (1) 温 度 对 显 色 影 响 较 大, 温 度 越 高, 空 白 值 越 大 温 度 高 时 显 色 快, 褪 色 也 快, 最 好 用 恒 温 水 浴 控 制 显 色 温 度 (2) 对 品 红 试 剂 必 须 提 纯 后 方 可 使 用, 否 则, 其 中 所 含 杂 质 会 引 起 试 剂 空 白 值 增 高, 使 方 法 灵 敏 度 降 低 已 有 经 提 纯 合 格 的 0.2% 对 品 红 溶 液 出 售 (3) 六 价 铬 能 使 紫 红 色 络 合 物 褪 色, 产 生 负 干 扰, 故 应 必 免 用 硫 酸 - 铬 酸 洗 液 洗 涤 所 用 玻 璃 器 皿, 若 已 用 此 洗 液 洗 过, 则 需 用 (1+1) 盐 酸 溶 液 浸 洗, 再 用 水 充 分 洗 涤 (4) 用 过 的 具 塞 比 色 管 及 比 色 皿 应 及 时 用 酸 洗 涤, 否 则 红 色 难 于 洗 净 具 塞 比 色 管 用 (1+4) 盐 酸 溶 液 洗 涤, 比 色 皿 用 (1+4) 盐 酸 加 1/3 体 积 乙 醇 混 合 液 洗 涤 (5) 四 氯 汞 钾 溶 液 为 剧 毒 试 剂, 使 用 时 应 小 心, 如 溅 到 皮 肤 上, 立 即 用 水 冲 洗 使 用 过 的 废 液 要 集 中 回 收 处 理, 以 免 污 染 环 境 ( 二 ) NO 2 的 测 定 1. 原 理 空 气 中 的 二 氧 化 氮 被 吸 收 液 吸 收 后, 生 成 亚 硝 酸 和 硝 酸 其 中 亚 硝 酸 与 对 氨 基 苯 磺 酸 起 重 氮 化 反 应, 再 与 盐 酸 萘 乙 二 胺 偶 合, 呈 玫 瑰 红 色, 根 据 颜 色 深 浅, 于 波 长 540nm 处, 用 分 光 光 度 法 测 定 空 气 中 的 氮 氧 化 物 包 括 一 氧 化 氮 及 二 氧 化 氮 等 在 测 定 氮 氧 化 物 时, 应 先 用 三 氧 化 铬 将 一 氧 化 氮 氧 化 成 二 氧 化 氮, 然 后 测 定 二 氧 化 氮 的 浓 度 方 法 检 出 限 为 0.01μg/mL( 按 与 吸 光 度 0.01 相 对 应 的 亚 硝 酸 根 含 量 计 ), 当 采 样 体 积 为 6L 时, 氮 氧 化 物 ( 以 二 氧 化 氮 计 ) 的 最 低 检 出 浓 度 为 0.01mg/m 3 2. 测 定 步 骤 (1) 标 准 曲 线 绘 制 : 取 6 支 10mL 具 塞 比 色 管, 按 表 1 配 制 标 准 系 列 管 号 亚 硝 酸 钠 标 准 溶 液 2.5μg/mL(mL) 吸 收 原 液 (ml) 水 (ml) 亚 硝 酸 根 含 量 (μg/ml) 各 管 摇 匀 后, 避 光 放 置 20min, 在 波 长 540nm 处, 用 1cm 比 色 皿, 以 水 为 参 比, 测 定 吸 光 度 并 以 吸 光 度 对 亚 硝 酸 根 含 量 (μg), 绘 制 标 准 曲 线 或 用 最 小 二 乘 法 计 算 回 归 方 程 式 : Y = α X + b 式 中 Y 标 准 溶 液 吸 光 度 (A) 与 试 剂 空 白 液 吸 光 度 (A 0 ) 之 差 ; 150

159 X 亚 硝 酸 根 含 量, μg; α 回 归 方 程 式 的 斜 率 ; b 回 归 方 程 式 的 截 距 (2) 采 样 : 将 一 支 内 装 5.00mL 吸 收 液 的 多 孔 玻 板 吸 收 管 进 气 口 与 氧 化 管 连 接, 并 使 氧 化 管 管 口 稍 微 向 下 倾 斜, 以 免 当 湿 空 气 将 氧 化 剂 弄 湿 时, 污 染 后 面 的 吸 收 液 以 0.2~ 0.3L/min 流 量, 避 光 采 样 至 吸 收 呈 微 红 色 为 止, 记 下 采 样 时 间, 密 封 好 采 样 管, 带 回 实 验 室, 当 日 测 定 采 样 时, 若 吸 收 液 不 变 色, 采 样 量 应 不 少 于 6L (3) 样 品 的 测 定 : 采 样 后, 放 置 20min( 气 温 低 时 应 适 当 延 长 显 色 时 间 如 室 温 15 时, 显 色 40min 以 上 ), 用 吸 收 液 将 采 样 瓶 中 吸 收 液 的 体 积 补 至 标 线, 混 匀 将 样 品 溶 液 移 入 1cm 比 色 皿 中, 用 绘 制 标 准 曲 线 的 方 法 测 定 试 剂 空 白 液 的 吸 光 度 若 样 品 溶 液 的 吸 光 度 超 过 标 准 曲 线 的 测 定 上 限, 可 用 吸 收 液 稀 释 后 再 测 定 吸 光 度 计 算 结 果 时 应 乘 以 稀 释 倍 数 3. 计 算 A A a ( 0 ) C NO = 2 b f V0 V D 式 中 C NO 2 空 气 中 二 氧 化 氮 的 含 量,mg/m 3 ; A 样 品 溶 液 吸 光 度 ; A 0 试 剂 空 白 液 吸 光 度 ; b 标 准 曲 线 回 归 方 程 式 的 斜 率, 吸 光 度 ml / μg ; a 标 准 曲 线 回 归 方 程 式 的 截 距 ; V 采 样 用 吸 收 液 体 积,mL; V 0 换 算 为 标 准 状 态 (273K KPa ) 下 的 采 样 体 积,L; 值 为 0.77) D 样 品 的 稀 释 倍 数 ; f Saltzman 实 验 系 数,0.88( 当 空 气 中 的 二 氧 化 氮 浓 度 高 于 mg/m 3 时, f 4. 注 意 事 项 (1) 吸 收 液 应 避 光, 并 避 免 长 时 间 暴 露 于 空 气 中, 以 防 止 光 照 使 吸 收 液 显 色 或 吸 收 空 气 中 的 氮 氧 化 物 而 使 试 剂 空 白 值 增 高 (2) 氧 化 管 适 于 在 相 对 湿 度 为 30%~70% 时 使 用, 当 空 气 中 相 对 湿 度 大 于 70% 时, 应 勤 换 氧 化 管 ; 小 于 30% 时, 则 在 使 用 前, 用 以 过 水 面 的 潮 湿 空 气 通 过 氧 化 管, 平 衡 1 小 时 在 使 用 过 程 中, 应 注 意 氧 化 管 是 否 吸 湿 引 起 板 结 或 变 绿 若 板 结 会 使 采 样 系 统 阻 力 增 大, 影 响 流 量 ; 若 变 绿 则 表 示 氧 化 管 已 失 效 各 支 氧 化 管 的 阻 力 差 别 不 大 于 1.33 KPa ( 即 10mmHg) (3) 亚 硝 酸 钠 固 体 应 妥 善 保 存 可 分 装 成 小 瓶 使 用, 试 剂 瓶 及 小 瓶 的 瓶 口 要 密 封, 防 151

160 止 空 气 及 湿 气 侵 入 氧 化 成 硝 酸 钠 或 呈 粉 末 状 的 试 剂 都 不 适 于 用 直 接 法 配 制 标 准 溶 液 若 无 颗 粒 状 亚 硝 酸 钠 试 剂, 可 用 高 锰 酸 钾 容 量 法 标 定 出 亚 硝 酸 钠 储 备 溶 液 的 准 确 浓 度 后, 再 稀 释 成 每 毫 升 含 2.5μg 亚 硝 酸 根 的 标 准 溶 液 二 颗 粒 物 的 测 定 ( 一 ) 总 悬 浮 颗 粒 物 的 测 定 (TSP ) 总 悬 浮 颗 粒 物 是 指 飘 浮 在 空 气 中 的 固 体 和 液 体 颗 粒 物 的 总 称, 其 粒 径 范 围 为 0.1~ 100 μ m 它 不 仅 包 括 被 风 扬 起 的 大 颗 粒 物, 也 包 括 烟 雾 以 及 污 染 物 相 互 作 用 产 生 的 二 次 污 染 物 等 极 小 颗 粒 物 监 测 方 法 采 用 重 量 法 GB/T 原 理 用 重 量 法 测 定 大 气 中 总 悬 浮 颗 粒 物 的 方 法 一 般 分 为 大 流 量 (1.1~1.7m 3 /min) 和 中 流 量 (0.05~0.15m 3 /min) 采 样 法 其 原 理 基 于 : 抽 取 一 定 体 积 的 空 气, 使 之 通 过 已 恒 重 的 滤 膜, 则 悬 浮 微 粒 被 阻 留 在 滤 膜 上, 根 据 采 样 前 后 滤 膜 重 量 之 差 及 采 气 体 积, 即 可 计 算 总 悬 浮 颗 粒 物 的 质 量 浓 度 2. 测 定 步 骤 (1) 采 样 器 的 流 量 校 准 : 采 样 器 每 月 用 孔 口 校 准 器 进 行 流 量 校 准 (2) 采 样 1 每 张 滤 膜 使 用 前 均 需 用 光 照 检 查, 不 得 使 用 有 针 孔 或 有 任 何 缺 陷 的 滤 膜 采 样 ; 2 迅 速 称 重 在 平 衡 室 内 已 平 衡 24h 的 滤 膜, 读 数 准 确 至 0.1mg, 记 下 滤 膜 的 编 号 和 重 量, 将 其 平 展 地 放 在 光 滑 洁 净 的 纸 袋 内, 然 后 贮 存 于 盒 内 备 用 天 平 放 置 在 平 衡 室 内, 平 衡 室 温 度 在 20~25 之 间, 温 度 变 化 小 于 土 3, 相 对 湿 度 小 于 50%, 湿 度 变 化 小 于 5%; 3 将 已 恒 重 的 滤 膜 用 小 镊 子 取 出, 毛 面 向 上, 平 放 在 采 样 夹 的 网 托 上, 拧 紧 采 样 夹, 按 照 规 定 的 流 量 采 样 ; 4 采 样 5min 后 和 采 样 结 束 前 5min, 各 记 录 一 次 U 型 压 力 计 压 差 值, 读 数 准 至 lmm 若 有 流 量 记 录 器, 则 直 接 记 录 流 量 测 定 日 平 均 浓 度 一 般 从 8:00 开 始 采 样 至 第 二 天 8:00 结 束 若 污 染 严 重, 可 用 几 张 滤 膜 分 段 采 样, 合 并 计 算 日 平 均 浓 度 ; 5 采 样 后, 用 镊 子 小 心 取 下 滤 膜, 使 采 样 毛 面 朝 内, 以 采 样 有 效 面 积 的 长 边 为 中 线 对 叠 好, 放 回 表 面 光 滑 的 纸 袋 并 贮 于 盒 内 将 有 关 参 数 及 现 场 温 度 大 气 压 力 等 记 录 填 写 在 表 中 (3) 样 品 测 定 : 将 采 样 后 的 滤 膜 在 平 衡 室 内 平 衡 24 小 时, 迅 速 称 重, 结 果 及 有 关 参 数 记 录 于 表 中 3. 计 算 总 悬 浮 颗 粒 物 (TSP, mg/m 3 )= W Q n t 式 中 W 采 集 在 滤 膜 上 的 总 悬 浮 颗 粒 物 质 量 (mg); t 采 样 时 间 (min); 152

161 Q n 标 准 状 态 下 的 采 样 流 量 (m 3 /min), 按 下 式 计 算 : T3 P2 273 P3 P2 P3 273 Q n = Q2 = Q2 = Q T P T T T P P T T 3 式 中 Q 2 现 场 采 样 流 量 (m 3 /min); P 2 采 样 器 现 场 校 准 时 大 气 压 力 ( KPa ); P 3 采 样 时 大 气 压 力 ( KPa ); T 2 采 样 器 现 场 校 准 时 空 气 温 度 (K), T 3 采 样 时 的 空 气 温 度 (K) 若 T 3 P 3 与 采 样 器 校 准 时 的 T 2 P 2 相 近, 可 用 T 2 P 2 代 之 4. 注 意 事 项 (1) 滤 膜 称 重 时 的 质 量 控 制 : 取 清 洁 滤 膜 若 干 张, 在 平 衡 室 内 平 衡 24h, 称 重 每 张 滤 膜 称 10 次 以 上, 则 每 张 滤 膜 的 平 均 值 为 该 张 滤 膜 的 原 始 质 量, 此 为 标 准 滤 膜 每 次 称 清 洁 或 样 品 滤 膜 的 同 时, 称 量 两 张 标 准 滤 膜, 若 称 出 的 重 量 在 原 始 重 量 ±5mg 范 围 内, 则 认 为 该 批 样 品 滤 膜 称 量 合 格, 否 则 应 检 查 称 量 环 境 是 否 符 合 要 求, 并 重 新 称 量 该 批 样 品 滤 膜 (2) 要 经 常 检 查 采 样 头 是 否 漏 气 当 滤 膜 上 颗 粒 物 与 四 周 白 边 之 间 的 界 线 逐 渐 模 糊, 则 表 明 应 更 换 面 板 密 封 垫 (3) 称 量 不 带 衬 纸 的 聚 氯 乙 烯 滤 膜 时, 在 取 放 滤 膜 时, 用 金 属 镊 子 触 一 下 天 平 盘, 以 消 除 静 电 的 影 响 ( 二 ) 可 吸 入 颗 粒 物 的 测 定 ( PM 10 ) 可 吸 入 颗 粒 物 ( PM 10 ) 广 泛 使 用 大 流 量 采 样 器 在 连 续 自 动 监 测 仪 器 中, 可 采 用 静 电 捕 集 法 β 射 线 吸 收 法 或 光 散 射 法 直 接 测 定 PM 10 浓 度 但 不 论 哪 种 采 样 器 都 装 有 分 离 粒 径 大 于 10 μ m 颗 粒 物 的 装 置 ( 称 为 分 尘 器 或 切 割 器 ) 分 尘 器 有 旋 风 式 向 心 式 撞 击 式 等 多 种 它 们 又 分 为 二 级 式 和 多 级 式 前 者 用 于 采 集 粒 径 10 μ m 以 下 的 颗 粒 物, 后 者 可 分 级 采 集 不 同 粒 径 的 颗 粒 物, 用 于 测 定 颗 粒 物 的 粒 度 分 布 可 吸 入 颗 粒 物 采 样 器 必 须 用 标 准 粒 子 发 生 器 制 备 的 标 准 粒 子 进 行 校 准, 要 求 在 一 定 采 样 流 量 时, 采 样 器 的 捕 集 效 率 50% 以 上, 截 留 点 的 粒 径 ( D 50 ) 为 10±1 μ m 153

162 第 四 节 大 气 污 染 源 监 测 大 气 污 染 源 常 指 向 大 气 环 境 排 放 有 害 物 质 或 对 环 境 产 生 有 害 影 响 的 场 所 设 备 和 装 置, 是 导 致 大 气 中 污 染 物 的 发 生 源 大 气 污 染 源 监 测 在 大 气 监 测 中 占 有 及 其 重 要 的 位 置, 它 可 以 为 大 气 环 境 管 理 及 评 价 提 供 重 要 依 据 一 大 气 污 染 源 及 监 测 内 容 1. 大 气 污 染 源 的 类 型 大 气 污 染 源 根 据 其 物 理 特 点 可 分 为 固 定 污 染 源 和 流 动 污 染 源 两 种 (1) 固 定 污 染 源 是 指 工 业 生 产 和 居 民 生 活 所 用 的 烟 道 烟 囱 及 排 气 筒 等 它 们 排 放 的 废 气 中 既 包 含 固 态 的 烟 尘 和 粉 尘, 也 包 含 气 态 和 气 溶 胶 态 等 多 种 有 害 物 质 (2) 流 动 污 染 源 指 汽 车 柴 油 机 车 等 交 通 运 输 工 具, 其 排 放 废 气 中 也 含 有 大 量 的 烟 尘 和 有 害 物 质 2. 大 气 污 染 源 监 测 的 目 的 和 方 法 (1) 大 气 污 染 源 监 测 的 目 的 : 检 查 污 染 源 排 放 的 废 气 中 有 害 物 质 的 浓 度 是 否 符 合 排 放 标 准 的 要 求 ; 评 价 废 气 净 化 装 置 的 性 能 和 运 行 情 况, 以 了 解 所 采 取 的 污 染 防 治 措 施 效 果 如 何 ; 为 大 气 质 量 管 理 与 评 价 提 供 依 据 污 染 源 监 测 的 目 的 在 于 处 理 好 污 染 源 环 境 和 人 群 健 康 这 一 大 体 系, 了 解 排 放 什 么 东 西? 排 放 的 量 有 多 少? 有 什 么 特 点? 污 染 物 对 人 体 健 康 的 影 响 等 然 后 根 据 经 济 的 技 术 的 法 律 等 规 则 以 及 其 他 管 理 手 段 和 措 施, 制 定 排 污 标 准, 控 制 排 放 量, 提 出 治 理 方 案, 为 大 气 质 量 管 理 与 评 价 提 供 重 要 依 据 (2) 大 气 污 染 源 的 监 测 方 法 : 大 气 中 固 定 污 染 源 的 监 测, 国 家 已 有 标 准 固 定 污 染 源 排 气 中 颗 粒 物 测 定 与 气 态 污 染 物 的 采 样 方 法 (GB/T ), 该 方 法 主 要 规 定 了 大 气 固 定 污 染 源 中 颗 粒 物 和 气 态 污 染 物 的 采 样 测 定 及 计 算 方 法 采 样 时, 还 应 遵 守 有 关 排 放 标 准 和 气 态 污 染 物 分 析 方 法 标 准 的 有 关 规 定 该 标 准 适 用 于 各 种 炼 炉 工 业 炉 窑 及 其 他 固 定 污 染 源 排 气 中 颗 粒 物 的 测 定 和 气 态 污 染 物 采 样 标 准 还 规 定 了 排 气 参 数 温 度 压 力 水 分 成 分 的 测 定 ; 排 气 密 度 和 气 体 相 对 分 子 质 量 的 计 算 ; 排 气 流 速 和 流 量 的 测 定 ; 排 气 中 颗 粒 物 的 测 定 和 排 放 浓 度, 排 放 率 的 计 算 ; 排 气 中 气 态 污 染 物 采 样 和 排 放 浓 度, 排 放 率 的 测 定 3. 污 染 源 监 测 要 求 (1) 进 行 监 测 时, 生 产 设 备 必 须 处 于 正 常 运 转 状 态 ; (2) 对 于 随 不 同 的 生 产 过 程, 废 气 排 放 情 况 不 同 的 污 染 源, 应 根 据 生 产 过 程 的 变 化 特 点 和 周 期 进 行 系 统 监 测 ; (3) 测 定 工 业 锅 炉 烟 尘 浓 度 时, 锅 炉 应 在 稳 定 的 负 荷 下 运 转, 工 作 负 荷 不 能 低 于 额 定 负 荷 的 85% 对 于 人 工 加 煤 的 锅 炉 和 家 用 火 炉, 至 少 要 测 定 两 个 加 煤 周 期 的 浓 度 154

163 (4) 对 汽 车 排 气 进 行 监 测 时, 由 于 排 气 中 污 染 物 含 量 与 其 行 驶 状 态 有 关, 所 以 在 不 同 行 使 状 态 下 ( 空 转 加 速 匀 速 减 速 等 ) 排 气 中 的 污 染 物 含 量 均 应 测 定 4. 污 染 源 监 测 内 容 大 气 污 染 源 监 测 的 内 容 为 : 3 (1) 污 染 源 的 废 气 排 放 量, m / h ; (2) 污 染 源 的 有 害 物 质 排 放 量, kg / h ; 3 (3) 污 染 源 排 放 的 废 气 中 有 害 物 质 的 浓 度, mg / m 监 测 时 需 要 注 意 的 是, 对 有 害 物 质 排 放 浓 度 和 废 气 排 放 量 进 行 计 算 时, 气 样 体 积 要 采 用 现 行 监 测 方 法 中 推 荐 的 标 准 状 态 ( 温 度 为 0, 大 气 压 力 为 kpa 或 760mmHg) 下 的 干 燥 气 体 的 体 积 二 污 染 源 样 品 的 采 集 固 定 污 染 源 包 括 烟 道 烟 囱 排 气 筒, 它 们 排 放 污 染 物 有 固 体 颗 粒 污 染 物 和 气 体 污 染 物 ; 流 动 污 染 源 包 括 汽 车 和 柴 油 车 交 通 工 具, 它 们 排 放 的 污 染 物 有 烟 尘 烟 雾 及 其 有 害 气 体, 对 于 这 两 种 污 染 源, 国 家 已 有 标 准 规 定 的 采 样 方 法 测 定 方 法 以 及 方 法 的 适 用 范 围 ( 一 ) 固 定 污 染 源 样 品 的 采 集 各 种 不 同 类 型 的 工 业 或 其 他 用 途 的 固 定 污 染 源, 其 具 有 规 律 或 无 规 律 的 周 期 排 放, 采 样 往 往 需 要 较 长 的 周 期, 为 了 节 省 采 样 时 间, 应 预 先 制 订 详 细 的 计 划 依 实 验 要 求 和 污 染 源 的 性 质 设 计 采 样 方 案, 一 般 的 采 样 方 案 应 包 括 以 下 一 些 主 要 内 容 (1) 产 品 的 生 产 流 程 ; (2) 操 作 条 件 对 排 放 的 影 响 ; (3) 操 作 过 程 中 每 个 循 环 的 时 间 及 频 率, 如 采 暖 锅 炉 的 封 火 期 及 供 热 期 的 时 间 和 频 率 ; (4) 烟 道 中 采 样 点 的 选 择, 以 便 能 满 足 采 样 分 析 的 要 求 ; (5) 根 据 操 作 条 件 安 排 采 样 时 间 及 频 率 等 只 有 经 过 极 为 周 密 细 致 的 设 计 之 后 取 得 的 样 品, 才 能 比 较 接 近 真 实 的 污 染 状 况 对 于 圆 形 烟 道 是 烟 道 分 成 适 当 数 量 的 等 面 积 同 心 圆 环 各 测 点 选 择 在 各 环 等 面 积 中 心 线 与 呈 垂 直 相 交 的 两 条 直 径 线 的 交 点 处 1. 采 样 位 置 的 选 择 采 样 位 置 应 优 先 选 择 垂 直 管, 应 避 开 烟 道 弯 头 和 断 面 急 剧 变 化 的 部 位, 采 样 位 置 应 设 在 距 弯 头 阀 门 变 径 管 下 游 方 向 不 小 于 6 倍 直 径 的 地 方, 或 距 部 件 上 游 方 向 不 小 于 3 倍 地 方 如 果 客 观 条 件 难 于 满 足 上 述 要 求, 采 样 断 面 与 阻 力 构 件 的 距 离 也 不 应 小 于 管 道 直 径 的 1.5 倍, 此 时 应 适 当 增 加 测 点 数 目 采 样 断 面 气 流 流 速 最 好 在 5m/s 以 下 ; 对 矩 形 烟 道 的 直 径 按 其 当 量 直 径 计 算 对 于 气 态 污 染 物, 由 于 混 合 比 较 均 匀, 其 采 样 位 置 可 以 不 受 上 述 规 定 限 制, 但 应 避 开 涡 流 区, 如 果 同 时 测 定 排 气 流 量, 采 样 位 置 要 按 上 述 要 求 进 行, 需 要 特 别 注 意 的 是 采 样 位 置 要 避 开 对 测 试 人 员 有 危 险 的 场 所 155

164 2. 采 样 点 数 目 的 确 定 烟 道 内 同 一 断 面 上 各 点 的 气 流 速 度 和 烟 尘 浓 度 分 布 通 常 是 不 均 匀 的, 因 此, 必 须 按 照 一 定 原 则 进 行 多 点 采 样 采 样 点 的 数 目 主 要 根 据 烟 道 断 面 的 形 状 尺 寸 大 小 和 流 速 分 布 情 况 来 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 按 照 图 4 13 所 示 的 方 法 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 若 采 样 断 面 上 气 流 速 度 较 均 匀, 可 设 一 个 采 样 孔, 采 样 点 数 减 半 当 烟 道 直 径 小 于 0.3m, 且 流 速 均 匀 时, 可 只 在 烟 道 中 心 设 一 个 采 样 点 不 同 直 径 圆 形 烟 道 的 等 面 积 环 数 采 样 点 数 及 采 样 点 距 烟 道 内 壁 的 距 离 见 表 4 10 (2) 矩 形 烟 道 将 烟 道 分 成 适 当 数 量 的 等 面 积 矩 形 小 块, 各 块 中 心 即 为 测 点 矩 形 小 块 面 积 一 般 要 小 2 于 0.6 m 矩 形 小 块 的 数 目 可 根 据 烟 道 断 面 的 面 积 来 定, 如 表 4 11 图 4-13 圆 形 烟 道 采 样 点 图 4-14 矩 形 布 点 采 样 王 英 健 环 境 监 测 化 学 工 业 出 版 社 2004 年 3 月 表 4-10 圆 形 烟 道 的 分 环 数 和 各 点 距 离 烟 道 内 壁 的 距 离 /m 烟 道 直 径 分 环 数 各 测 点 距 烟 道 内 壁 的 距 离 ( 以 烟 道 直 径 为 单 位 ) /m / 个 < O ~ ~ ~ O.195 O ~ O

165 表 4-11 矩 形 烟 道 分 块 和 测 点 数 2 2 烟 道 断 面 积 / m 等 面 积 小 块 数 测 点 数 烟 道 断 面 积 / m 等 面 积 小 块 数 测 点 数 0~l 1 3 3~ ~16 16~ (3) 拱 形 烟 道 这 种 烟 道 的 上 部 为 半 圆 形, 下 部 为 矩 形, 可 分 别 按 圆 形 和 矩 形 烟 道 的 布 点 方 法 确 定 采 样 点 的 位 置 及 数 目 当 烟 道 内 积 灰 时, 应 将 积 灰 部 分 的 面 积 从 断 面 内 扣 除, 按 有 效 面 积 设 置 采 样 点 在 测 压 管 和 采 样 管 能 到 达 各 采 样 点 位 置 的 情 况 下, 要 尽 可 能 地 少 开 采 样 孔 一 般 开 两 个 互 成 90 的 孔, 最 多 开 四 个 孔, 采 样 孔 的 直 径 应 不 小 于 75mm 当 采 集 有 毒 或 高 温 烟 气, 且 烟 气 呈 正 压 时, 应 在 采 样 孔 处 设 置 防 喷 装 置 3. 气 态 污 染 物 的 采 样 方 法 固 定 污 染 源 中 气 态 污 染 物 由 于 含 量 的 不 固 定, 有 高 有 低, 所 以 各 污 染 物 的 测 定 方 法 也 无 法 固 定, 可 以 采 用 化 学 采 样 法 化 学 采 样 法 基 本 原 理 是 通 过 采 样 管 将 样 品 抽 到 装 有 吸 收 液 的 吸 收 瓶 或 装 有 固 体 吸 收 剂 的 吸 附 管 真 空 瓶 注 射 器 中, 则 吸 收 液 或 吸 收 液 中 样 品 经 化 学 分 析 或 仪 器 分 析 得 出 污 染 物 含 量 4. 颗 粒 物 的 采 样 烟 气 中 颗 粒 物 采 样 方 法 是 将 采 样 管 由 采 样 孔 插 入 烟 道 中, 使 采 样 嘴 置 于 测 点 上 正 对 气 流, 按 颗 粒 物 等 速 采 样 法 采 样 根 据 采 样 管 滤 筒 上 所 捕 集 到 的 颗 粒 物 量 和 同 时 抽 取 的 气 体 量, 计 算 出 排 气 颗 粒 物 浓 度 ( 二 ) 流 动 污 染 源 样 品 的 采 集 流 动 污 染 源 主 要 指 的 是 各 类 汽 车, 因 此 对 汽 车 中 发 动 机 尾 气 气 溶 胶 样 品 的 采 集 对 于 研 究 城 市 大 气 污 染 具 有 重 要 意 义 发 动 机 尾 气 的 采 集 是 有 一 定 困 难 的, 一 是 由 于 尾 气 颗 粒 物 是 以 气 溶 胶 或 烟 雾 剂 形 态 存 在 ; 二 是 刚 从 发 动 机 排 出 的 气 溶 胶 具 有 较 高 的 温 度, 当 用 空 气 流 速 很 高 的 大 流 量 采 样 器 收 集 时, 尾 气 常 因 温 度 剧 烈 下 降, 而 在 滤 膜 上 凝 结, 阻 塞 滤 膜 空 隙 影 响 采 样 对 该 类 样 品 的 采 集, 国 外 专 有 采 样 设 备, 例 如 Vecchio 等 设 计 的 发 动 机 尾 气 采 样 器 是 利 用 固 定 在 水 冷 凝 管 和 一 系 列 冷 却 捕 集 装 置, 然 后 进 入 滤 头, 滤 头 的 滤 膜 为 两 层, 一 层 是 玻 璃 纤 维 滤 膜, 一 层 是 醋 酸 酯 纤 维 滤 膜 三 固 定 污 染 源 监 测 ( 一 ) 基 本 状 态 参 数 的 测 定 烟 气 的 温 度 压 力 流 速 和 含 湿 量 是 烟 气 的 基 本 状 态 参 数, 也 是 计 算 烟 尘 及 烟 气 中 有 害 物 质 浓 度 的 依 据 通 过 采 样 流 量 和 采 样 时 间 的 乘 积 可 以 求 得 烟 气 体 积, 而 采 样 流 量 可 由 测 点 烟 道 断 面 乘 以 烟 气 流 速 得 到, 流 速 由 烟 气 压 力 和 温 度 计 算 求 得 1. 温 度 的 测 量 157

166 测 温 仪 器 有 热 电 偶 电 阻 温 度 计 和 玻 璃 温 度 计 等 测 定 温 度 时, 将 温 度 计 插 入 烟 道 中 测 量 点 处, 封 闭 测 孔, 待 温 度 稳 定 后 读 数 对 于 直 径 小 温 度 不 高 的 烟 道, 可 使 用 长 杆 水 银 温 度 计 测 量 时, 应 将 温 度 计 球 部 放 在 靠 近 烟 道 的 中 心 位 置 处 读 数 对 于 直 径 大 温 度 高 的 烟 道, 要 用 热 电 偶 测 温 毫 伏 计 测 量 测 温 原 理 是 将 两 根 金 属 导 线 连 成 闭 合 回 路, 当 两 接 点 处 于 不 同 温 度 环 境 时, 便 产 生 热 电 势 两 接 点 温 差 越 大, 热 电 势 越 大 如 果 热 电 偶 一 个 接 点 ( 自 由 端 ) 温 度 保 持 恒 定, 则 热 电 偶 的 热 电 势 大 小 便 完 全 取 决 于 另 一 个 接 点 ( 工 作 端 ) 的 温 度 用 测 温 毫 伏 计 测 出 热 电 偶 的 热 电 势, 便 可 知 工 作 端 所 处 的 环 境 温 度 根 据 测 温 高 低, 选 用 不 同 材 料 的 热 电 偶 测 量 800 以 下 的 烟 气 用 镍 铬 康 铜 热 电 偶 ; 测 量 1300 以 下 烟 气 用 镍 铬 镍 铝 热 电 偶 ; 测 量 1600 以 下 的 烟 气 用 铂 铂 铑 热 电 偶 2. 压 力 的 测 量 烟 道 的 压 力 分 为 全 压 P ( 指 气 体 在 管 道 中 流 动 具 有 的 总 能 量 ), 静 压 P ( 指 单 位 体 积 气 体 所 具 有 的 势 能, 表 现 为 气 体 在 各 个 方 向 上 作 用 于 器 壁 的 压 力 ), 和 动 压 P ( 单 位 体 积 气 体 具 有 的 动 能, 是 气 体 流 动 的 压 力 ), 它 们 之 间 的 关 系 如 下 : P = P + P 只 要 测 出 三 项 中 任 意 两 项, 即 可 求 出 第 三 项 测 量 烟 气 压 力 的 仪 器 由 测 压 管 和 压 力 计 组 成 (1) 测 压 管 常 用 的 测 压 管 有 标 准 型 皮 托 管 和 S 型 皮 托 管 两 种 标 准 型 皮 托 管 的 结 构 如 图 4-15(a). 标 准 型 皮 托 管 由 于 测 压 孔 小, 易 被 堵 塞, 所 以 必 须 测 量 含 尘 量 少 的 较 清 洁 的 烟 气 用 于 测 定 排 气 静 压 而 且 S 型 皮 托 管 由 于 测 压 孔 口 大, 不 易 被 颗 粒 物 堵 塞 所 以 可 作 一 般 烟 气 的 测 定, 面 向 气 流 的 开 口 测 得 压 力 为 全 压, 背 向 气 流 的 开 口 接 受 气 流 的 静 压, 由 于 气 体 绕 流 的 影 响, 测 得 的 静 压 比 实 际 值 小, 所 以 使 用 前 必 须 用 标 准 皮 托 管 校 正 s a a s (b)s 形 皮 托 管 (a) 标 准 皮 托 管 图 4-15 皮 托 管 王 英 健 环 境 监 测 化 学 工 业 出 版 社 2004 年 3 月 1. 全 压 测 管 ;2. 静 压 测 管 ;3. 静 压 管 接 口 ;4. 全 压 测 管 ;5. 全 压 管 接 口 S 型 皮 托 管 结 构 如 图 4-15(b) 由 两 根 相 同 的 金 属 管 并 联 组 成, 其 测 量 端 有 两 个 大 小 相 等 方 向 相 反 的 开 口, 测 量 烟 气 压 力 时, 一 个 开 口 面 向 气 流, 测 量 气 流 的 全 压, 另 一 个 开 口 背 向 气 流, 测 量 气 流 的 静 压 因 开 口 较 大, 适 用 于 测 烟 尘 含 量 较 高 的 烟 气 (2) 压 力 计 常 用 的 压 力 计 有 U 形 压 力 计 和 斜 管 式 微 压 计 1 U形 压 力 计 是 一 个 内 装 工 作 液 体 的 U 形 玻 璃 管 常 用 的 工 作 液 体 可 选 用 水 乙 醇 和 汞 使 用 时, 将 两 端 或 一 端 与 测 压 系 统 连 接, 压 力 ( P ) 用 下 式 计 算 : 158

167 P = ρ g h 式 中 ρ 工 作 液 体 的 密 度,kg/m 3 ; g 重 力 加 速 度,m/s 2 ; h 两 液 面 高 度 差,m 上 式 中 的 压 力 单 位 为 Pa, 但 在 实 际 工 作 中, 常 用 毫 米 汞 柱 表 示 压 力 U 形 压 力 计 的 测 量 误 差 可 达 1~2mm 水 柱, 不 适 宜 测 量 微 小 压 力 2 倾 斜 式 微 压 计 由 一 截 面 积 (F) 较 大 的 容 器 和 一 截 面 积 ( f ) 很 小 的 玻 璃 管 连 接 而 成, 内 装 工 作 溶 液, 玻 璃 管 上 的 刻 度 表 示 压 力 读 数 测 压 时, 将 微 压 计 容 器 开 口 与 测 压 系 统 中 压 力 较 高 的 一 端 相 连, 斜 管 与 压 力 较 低 的 一 端 相 连, 作 用 在 两 个 液 面 上 的 压 力 差 使 液 柱 沿 斜 管 上 升, 压 力 (P) 图 4-16 倾 斜 式 微 压 计 可 按 下 式 计 算 : P = L (sin α + f / F) ρ g 式 中 P = L K L 斜 管 内 液 柱 长 度,m; α 斜 管 与 水 平 面 夹 角 ; f 斜 管 截 面 积, mm 2 ; F 容 器 截 面 积, mm 2 ; 3 ρ 工 作 液 密 度, kg / m ; 2 g 重 力 加 速 度, m / s ; K 修 正 系 数, 等 于 (sin α + f / F) ρ g, 以 mm 水 柱 表 示 压 力, 压 力 计 的 修 正 系 数 一 般 为 等, 用 于 测 量 150 mmhg 以 下 的 压 力 (3) 测 定 步 骤 测 量 时, 先 把 仪 器 调 整 到 水 平 状 态, 检 查 液 柱 内 是 否 有 气 泡, 并 将 液 面 调 至 零 点 ; 将 皮 托 管 与 压 力 计 连 接, 把 测 压 管 的 测 压 口 伸 进 烟 道 内 测 点 上, 并 对 准 气 流 方 向, 从 U 形 压 力 计 上 读 出 液 面 差, 或 从 微 压 计 上 读 出 斜 管 液 柱 长 度 ; 按 相 应 公 式 计 算 得 到 压 力 3. 烟 气 流 速 的 计 算 烟 气 流 速 与 烟 气 压 力 和 温 度 有 关, 烟 气 的 流 速 与 其 动 压 力 平 方 根 成 正 比, 根 据 测 得 的 某 点 处 的 动 压 静 压 以 及 温 度 等 参 数 后, 可 以 计 算 该 测 点 的 排 气 流 速 ( V ): s 159

168 V = 128.9K s p (273 + t M s ( p α s ) p + p d s ) 当 烟 气 成 分 与 空 气 相 近 烟 气 露 点 温 度 在 35~55 间, 烟 气 的 绝 对 压 力 在 97~103 kp 之 间 时, 排 气 流 速 计 算 式 可 简 化 为 下 列 形 式 : 接 近 常 温 条 件 时 为 : a V =1.29 K a p p d 式 中 V s 湿 排 气 的 气 体 流 速,m/s; V a 常 温 常 压 下 通 风 管 道 的 空 气 流 速,m/s; p d 排 气 动 压,Pa; p s 排 气 静 压,Pa; M s 湿 排 气 的 分 子 量, kg / kmol ; t s 排 气 温 度, p a 大 气 压 力,Pa; K p 皮 托 管 修 正 系 数 ; 4. 烟 气 流 量 的 计 算 工 况 下 的 烟 气 流 量 为 测 点 烟 道 断 面 乘 以 烟 气 流 速, 按 下 式 计 算 : Qs =3600 F VS 式 中 Q 工 况 下 湿 气 排 气 流 量, s 3 m / h ; F 测 定 断 面 面 积, 2 m ; V S 测 定 断 面 的 湿 气 平 均 流 速,m/s 若 换 算 成 干 烟 气 计 算 公 式 为 : p + ps 273 Q m = QS α (1 X sw ) t s 式 中 Q m 标 准 状 态 下 干 气 流 量, 3 m / h ; X sw 排 气 中 水 分 含 量 ( 体 积 分 数 ) 160

169 5. 烟 气 中 含 湿 量 的 测 定 烟 气 中 水 分 含 量 的 测 定 方 法 有 冷 凝 法 重 量 法 或 干 湿 球 法, 可 根 据 不 同 条 件 不 同 测 量 对 象 选 择 其 中 一 种 1. 虑 筒 ;2. 采 样 管 ;3. 冷 凝 器 ;4. 温 度 计 ;5. 干 燥 器 ;6. 真 空 压 力 计 ; 7. 转 子 流 量 计 ;8. 累 计 流 量 计 ;9. 调 解 法 ;10. 抽 气 泵 图 4-17 冷 凝 法 测 定 含 湿 量 装 置 (1) 冷 凝 法 烟 道 中 抽 出 一 定 量 的 气 体, 通 过 冷 凝 器, 根 据 冷 凝 出 的 水 量, 加 上 从 冷 凝 器 排 出 的 饱 和 气 体 含 有 的 水 蒸 气 量, 计 算 排 气 中 的 水 分 计 算 含 湿 量 按 下 式 计 算 : 461.8(273 + ts ) Gw + prvα X sw = 100 % 461.8(273 + t ) G + ( p + p ) V s w α t α 式 中 X sw 烟 气 中 的 水 分 含 量 百 分 数,%; G w 冷 凝 器 中 的 冷 凝 水 量,g; t 采 样 时 间,min; t r 流 量 计 前 温 度, ; V α 测 量 状 态 下 抽 取 烟 气 的 体 积 p r 流 量 计 前 气 体 压 力,Pa; p α 大 气 压 力,Pa; p t 冷 凝 出 口 处 饱 和 水 蒸 气 压,Pa; (2) 重 量 法 抽 取 一 定 量 的 烟 道 气, 使 之 通 过 装 有 吸 湿 剂 的 吸 湿 管, 则 烟 气 中 的 水 分 被 吸 湿 剂 吸 收, 称 量 吸 湿 管 的 重 量 变 化, 增 重 部 分 就 是 烟 气 中 的 水 分 含 量 烟 气 中 水 分 含 量 按 下 式 计 算 : 1.24Gm X sw = pα + pr Vd ( ) Gm t r 161

170 式 中 X sw 排 气 中 水 分 含 量 体 积 分 数,%; G m 吸 湿 管 吸 收 的 水 分 质 量,g; V d 一 测 量 状 况 下 抽 取 的 干 气 体 体 积 ; p a 大 气 压 力,Pa; p r 流 量 计 前 排 气 表 压,Pa; (3) 干 湿 球 法 气 体 在 一 定 流 速 下 流 经 干 湿 温 度 计, 根 据 干 湿 球 温 度 计 读 数 及 有 关 压 力, 计 算 烟 气 的 水 分 含 量 计 算 公 式 如 下 : pbv ( tc tb )( pα pb ) X sw = 100 % p + p α s 式 中 p bv 温 度 为 t 0 时 饱 和 水 蒸 气 压 ; t b 湿 球 温 度, ; t c 干 球 温 度, ; p α 大 气 压 力,Pa; p b 通 过 湿 球 温 度 计 表 面 的 气 体 压 力,h; p s 测 点 处 排 气 静 压 ( 二 ) 烟 尘 浓 度 的 测 定 测 定 原 理 为 让 一 定 体 积 的 烟 气 通 过 已 知 重 量 的 捕 尘 装 置, 根 据 捕 尘 装 置 采 样 前 后 的 重 量 差 和 采 样 体 积 计 算 烟 尘 的 浓 度 1. 采 样 (1) 采 样 方 法 烟 尘 的 采 样 分 为 定 点 采 样 和 移 动 采 样 采 样 方 法 定 点 采 样 : 该 法 适 用 于 测 定 烟 道 内 烟 尘 的 分 布 状 况 和 确 定 烟 尘 的 平 均 浓 度 分 别 在 断 面 上 每 个 采 样 点 采 样, 即 每 个 采 样 点 采 集 一 个 样 品 测 定 烟 气 烟 尘 浓 度 时 必 须 采 用 等 速 采 样 法, 即 烟 气 进 入 采 样 嘴 的 速 度 应 与 采 样 点 烟 气 流 速 相 等 采 气 流 速 大 于 或 小 于 采 样 点 烟 气 流 速 都 将 造 成 测 定 误 差 移 动 采 样 : 该 方 法 适 用 于 测 定 烟 道 不 同 断 面 上 烟 气 中 烟 尘 的 平 均 浓 度 采 样 时 用 同 一 个 尘 粒 捕 集 器 在 已 确 定 的 各 采 样 点 上 移 动 采 样, 在 各 点 的 采 样 时 间 相 同, 这 是 目 前 普 遍 采 用 的 方 法 不 同 采 样 速 度 下 尘 粒 的 运 动 状 况 不 同 当 采 样 速 度 ( v n ) 大 于 采 样 点 的 烟 气 流 速 ( v s ) 时, 162

171 由 于 气 体 分 子 的 惯 性 小, 容 易 改 变 方 向, 而 尘 粒 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 尘 粒 按 原 方 向 前 进, 不 进 入 采 样 嘴, 从 而 导 致 采 集 的 气 浓 度 降 低 使 测 量 结 果 偏 低 ; 当 采 样 速 度 ( v n ) 小 于 采 样 点 烟 气 流 速 ( v s ) 时, 情 况 正 好 相 反, 使 监 测 结 果 偏 高 ; 当 vn = v s 时, 采 集 烟 气 体 的 浓 度 才 为 实 际 烟 尘 浓 度 采 样 的 方 法 分 为 : 预 测 流 速 法 平 行 采 样 法 等 速 管 法 ( 或 压 力 平 衡 法 ) 1 预 测 流 速 法 在 采 样 前 先 测 出 采 样 点 的 烟 气 温 度 压 力 含 湿 量, 计 算 出 烟 气 流 速, 然 后 再 结 合 采 样 嘴 直 径 计 算 出 等 速 采 样 条 件 下 各 采 样 点 的 采 样 流 量 采 样 时, 通 过 调 节 流 量 调 节 阀 按 照 计 算 出 的 流 量 采 样 在 流 量 计 前 装 有 冷 凝 器 和 干 燥 器 的 等 速 采 样 流 量 按 下 式 计 算 : 2 pα + ps Tr Q r = 0.043d vs ( ) (1 X w ) T R ( p + p ) s sd α r 式 中 Q r 等 速 采 样 所 需 转 子 流 量 计 指 示 流 量,L/min; d 采 样 嘴 内 径,mm; v s 采 样 点 烟 气 流 速,m/s; p α 大 气 压 力,Pa; p r 转 子 流 量 计 前 烟 气 的 表 压,Pa; T s 采 样 点 烟 气 的 温 度,K; T r 流 量 计 前 烟 气 的 温 度,K; R sd 干 烟 气 的 气 体 常 数,J/(kg K); X w 烟 气 含 湿 量 ( 体 积 分 数 ),% 2 平 行 采 样 法 该 方 法 是 将 S 型 皮 托 管 和 采 样 管 固 定 在 一 起 插 入 采 样 点, 当 与 皮 托 管 相 连 的 微 压 计 指 示 出 动 压 后, 利 用 预 先 绘 制 的 皮 托 管 动 压 和 等 速 采 样 流 量 关 系 计 算 图 立 即 算 出 等 速 采 样 流 量, 及 时 调 整 流 速 进 行 采 样 该 法 流 量 的 计 算 与 预 测 流 速 法 相 同 平 行 采 样 法 与 预 测 流 速 采 样 法 不 同 之 处 在 于 平 行 采 样 法 测 定 流 速 和 采 样 几 乎 同 时 进 行, 减 小 了 由 于 烟 气 流 速 改 变 而 带 来 的 采 样 误 差 3 等 速 管 法 ( 或 压 力 平 衡 法 ) 用 特 制 的 压 力 平 衡 型 等 速 采 样 管 采 样 例 如, 动 压 平 衡 型 等 速 采 样 管 是 利 用 装 置 在 采 样 管 上 的 孔 板 差 压 与 皮 托 管 指 示 的 采 样 点 烟 气 动 压 相 平 衡 来 实 现 等 速 采 样 该 方 法 不 需 要 预 先 测 出 烟 气 流 速 状 态 参 数 和 计 算 等 速 采 样 流 量, 而 通 过 调 节 压 力 即 可 进 行 等 速 采 样, 不 但 操 作 简 便, 而 且 能 随 烟 气 速 度 变 化 随 时 保 持 等 速 采 样, 采 样 精 度 高 于 预 测 流 速 法, 但 适 应 性 不 如 预 测 流 速 采 样 法 (2) 采 样 装 置 采 样 装 置 一 般 均 由 采 样 管 捕 集 器 流 量 计 抽 气 泵 等 部 分 组 成 163

172 常 见 的 采 样 管 有 超 细 玻 璃 纤 维 滤 筒 采 样 管 和 刚 玉 滤 筒 采 样 管 它 们 由 采 样 嘴 滤 筒 夹 滤 筒 及 连 接 管 组 成 采 样 嘴 的 形 状 应 以 不 扰 动 气 口 内 外 气 流 为 原 则, 为 此, 其 入 口 角 度 应 呈 小 于 30 的 锐 角, 嘴 边 缘 的 壁 厚 不 超 过 0.2mm, 与 采 样 管 连 接 的 一 端 内 径 应 与 连 接 管 内 径 相 同 为 适 应 不 同 采 样 流 量, 采 样 嘴 内 径 通 常 有 和 12mm 等 几 种 超 细 玻 璃 纤 维 滤 筒 适 用 于 500 以 下 的 烟 气, 对 0.5 μ m 以 上 的 尘 粒 捕 集 效 率 在 99.9% 以 上 硅 酸 铝 材 质 滤 筒 可 承 受 1000 高 温, 其 他 性 能 与 玻 璃 纤 维 滤 筒 基 本 相 同 刚 玉 滤 筒 由 氧 化 铝 粉 制 成, 适 用 于 850 以 下 的 烟 气, 对 0.5 μ m 以 上 的 尘 粒 捕 集 效 率 也 在 99.9% 以 上 为 防 止 烟 气 的 腐 蚀, 采 样 嘴 和 采 样 管 均 为 不 锈 钢 材 质 冷 凝 器 和 干 燥 器 用 于 冷 凝 和 吸 收 烟 气 中 的 水 蒸 气, 以 保 护 流 量 计 和 抽 气 泵 不 受 水 蒸 气 及 腐 蚀 性 组 分 的 作 用, 并 简 化 测 定 结 果 的 计 算 2. 含 尘 浓 度 计 算 (1) 标 准 状 态 下 的 采 样 体 积 在 采 样 装 置 的 流 量 计 前 装 有 冷 凝 器 和 干 燥 器 的 情 况 下, 按 下 式 计 算 : Rsd ( pα + pr ) V nd = 0.003Q t T r 当 干 烟 气 的 组 成 与 干 空 气 近 似 时, V 计 算 式 可 简 化 为 : nd pα + pr V nd = 0.05Q t T r 式 中 V nd 标 准 状 态 下 干 烟 气 的 采 样 体 积,L; Q 等 速 采 样 流 量 应 达 到 的 读 数,L/min; t 采 样 时 间,min; 其 他 项 含 意 同 前 (2) 烟 尘 浓 度 的 计 算 抽 一 定 体 积 的 烟 气 通 过 已 知 质 量 的 捕 尘 装 置, 根 据 采 样 前 后 重 量 之 差 和 采 样 体 积 计 算 烟 尘 的 浓 度 按 下 式 计 算 : c = G V nd 式 中 c 烟 气 中 烟 尘 浓 度, mg / m ; G 测 得 烟 尘 重 量,g; V nd 定 点 采 样 时 标 准 状 态 下 干 烟 气 体 积,L c1v1s1 + c2v2s c = v S + v S L + cnvns + L + v S n n n 164

173 式 中 c 烟 气 中 烟 尘 平 均 浓 度, 3 mg / m ; v 1 v 2, L v n 各 采 样 点 烟 气 流 速,m/s; 3 c 1 c2, Lvn 各 采 样 点 烟 气 中 烟 尘 浓 度, mg / m ; S 1 S, LS m 2 n 各 采 样 点 所 代 表 的 截 面 积, 2 ( 三 ) 烟 气 组 分 的 测 定 烟 气 组 分 包 括 主 要 气 体 组 分 和 微 量 有 害 气 体 组 分 主 要 的 气 体 组 分 包 括 氮 氧 二 氧 化 碳 和 水 蒸 气 等 测 定 这 些 组 分 的 目 的 是 考 察 燃 料 燃 烧 情 况 和 为 烟 尘 测 定 提 供 计 算 烟 气 气 体 常 数 的 数 据 有 害 组 分 包 括 一 氧 化 碳 氮 氧 化 物 硫 氧 化 物 和 硫 化 氢 等 1. 烟 气 样 品 的 采 集 由 于 气 态 物 质 分 子 在 烟 道 内 分 布 比 较 均 匀, 所 以 测 烟 气 组 分 时 不 需 要 多 点 采 样, 只 要 在 靠 近 烟 道 中 心 的 任 何 一 点 都 可 采 集 到 具 有 代 表 性 的 气 样 同 时, 气 体 分 子 质 量 极 小, 可 不 考 虑 惯 性 作 用, 故 也 不 需 要 等 速 采 样 若 所 需 气 样 量 较 少 时, 可 用 适 当 容 量 的 注 射 器 采 样, 或 者 在 注 射 器 接 口 处 通 过 双 连 球 将 气 样 压 入 塑 料 袋 中 烟 气 采 样 装 置 与 大 气 采 样 装 置 基 本 相 同 不 同 之 处 是 因 为 烟 气 温 度 高 湿 度 大 烟 尘 及 有 害 气 体 浓 度 大 并 具 有 腐 蚀 性, 所 以 在 采 样 管 头 部 都 装 有 烟 尘 过 滤 器 ( 内 装 滤 料 ), 同 时 采 样 管 多 采 用 不 锈 钢 材 料 制 作 采 样 管 需 要 加 热 或 保 温, 以 防 止 由 水 蒸 气 冷 凝 而 引 起 的 被 测 组 分 损 失 2. 烟 气 中 主 要 组 分 的 测 定 测 定 烟 尘 ( 包 括 气 溶 胶 ) 中 的 有 害 组 分 时, 先 用 烟 尘 采 样 装 置 将 烟 尘 捕 集 在 滤 筒 上, 再 用 适 当 的 预 处 理 方 法 将 被 测 组 分 浸 取 出 来 制 备 成 溶 液 供 测 定 例 如, 铅 铍 等 烟 尘 捕 集 后 用 酸 浸 取 出 来 测 定 ; 烟 气 中 硫 酸 雾 和 铬 酸 雾 的 测 定, 先 将 其 采 集 在 玻 璃 纤 维 滤 筒 上, 再 用 水 浸 取 后 测 定 等 如 果 测 定 烟 尘 和 气 体 中 有 害 组 分 的 总 量, 应 在 烟 尘 采 样 系 统 中 串 接 捕 集 气 态 组 分 的 吸 收 瓶, 然 后 将 二 者 合 并, 进 行 测 定 例 如 烟 气 中 氟 化 物 总 量 的 测 定, 将 烟 尘 和 吸 收 液 于 酸 溶 液 中 加 热 蒸 馏 分 离 后 测 定 ; 用 玻 璃 纤 维 滤 筒 和 冲 击 式 吸 收 瓶 串 联 采 集 气 溶 胶 态 和 蒸 气 态 沥 青 烟, 用 有 机 溶 剂 提 取 后 测 定 排 气 中 CO CO 2 O 2 等 气 体 成 分, 可 用 奥 氏 气 体 分 析 器 吸 收 法 或 仪 器 分 析 进 行 测 定 奥 氏 气 体 分 析 器 吸 收 法 的 基 本 原 理 是 用 不 同 的 吸 收 液 分 别 对 排 气 的 各 成 分 逐 一 进 行 吸 收, 根 据 吸 收 前 后 排 气 体 积 的 变 化, 计 算 出 该 成 分 在 排 气 中 各 被 测 组 分 的 体 积 的 百 分 数 例 如 用 KOH 溶 液 吸 收 CO 2 ; 用 焦 性 皮 食 子 酸 溶 液 吸 收 O 2 ; 用 氯 化 亚 铜 溶 液 吸 收 CO 等 用 仪 器 分 析 法 可 分 别 测 定 烟 气 中 的 组 分, 其 准 确 度 比 奥 氏 气 体 吸 收 法 高 例 如 用 红 外 线 气 体 分 析 仪 或 热 导 式 分 析 仪 测 定 CO 2 ; 用 磁 氧 分 析 仪 或 氧 化 锆 氧 量 分 析 仪 ( 测 高 温 烟 气 ) 测 定 O 2 等 有 害 分 子 态 污 染 物 质 的 测 定 方 法 见 表

174 表 4-12 有 害 分 子 态 污 染 物 质 的 测 定 方 法 组 分 测 定 方 法 测 定 范 围 一 氧 化 碳 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 硫 化 氢 硫 化 碳 汞 氯 气 氯 化 氢 奥 氏 气 体 分 析 器 吸 收 法 红 外 线 气 体 分 析 法 检 气 管 法 碘 量 法 甲 醛 缓 冲 溶 液 吸 收 - 盐 酸 副 玫 瑰 苯 胺 分 光 光 度 法 定 电 位 电 解 法 中 和 滴 定 法 二 磺 酸 酚 分 光 光 度 法 盐 酸 萘 乙 二 胺 分 光 光 度 法 亚 甲 基 蓝 分 光 光 度 法 碘 量 法 ( 用 于 仅 含 H2S 的 废 气 ) 碘 量 法 乙 二 胺 分 光 光 度 法 冷 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 碘 量 法 甲 基 橙 分 光 光 度 法 硝 酸 银 容 量 法 硫 氰 酸 汞 分 光 光 度 法 离 子 色 谱 法 >0.5%( 体 积 比 ) 0~1000c m 3 /m 3 >20mg/m 3 140~5700mg/m 3 2.5~500mg/m 3 5~2000c m 3 /m 3 >2000mg/m 3 20~2000mg/m mg/m ~10mg/m 3 >3mg/m 3 >30mg/m 3 3~60mg/m ~30mg/m ~100mg/m 3 >35mg/m mg/m 3 >40mg/m 3 0.5~65mg/m 3 25~1000mg/m 3 氰 化 氢 异 烟 酸 吡 唑 啉 酮 分 光 光 度 法 0.05~100mg/m3 光 气 碘 量 法 紫 外 分 光 光 度 法 50~2500mg/m 3 0.5~50mg/m 3 苯 ( 苯 系 物 等 ) 气 相 色 谱 法 4~1000mg/m 3 挥 发 酚 4 氨 基 安 替 比 林 分 光 光 度 法 0.5~50mg/m 3 有 机 硫 化 物 ( 硫 醇 硫 醚 ) 氟 化 物 气 相 色 谱 法 硝 酸 钍 容 量 法 离 子 选 择 电 极 法 氟 试 剂 分 光 光 度 法 硫 醇 类 :2~300mg/m 3 硫 醚 类 :l~200mg/m 3 >1% 1~1000mg/m 3 0.1~50mg/m 3 沥 青 烟 紫 外 分 光 光 度 法 5~700mg/m 3 硫 酸 雾 偶 氮 肿 ( Ⅲ ) 容 量 法 铬 酸 钡 分 光 光 度 法 离 子 色 谱 法 >60mg/m 3 5~120mg/m 3 0.3~500mg/m 3 铬 酸 雾 二 苯 碳 酰 二 肼 分 光 光 度 法 2~100mg/m 3 铅 铍 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 双 硫 腙 分 光 光 度 法 络 合 滴 定 法 羊 毛 铬 花 菁 R 分 光 光 度 法 铍 试 剂 Ⅲ 分 光 光 度 法 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 ( 石 墨 炉 法 ) 0.05~50mg/m 3 0.0l~25mg/m 3 >20mg/m ~20mg/m ~10mg/m ~3 μ g / m 166

175 四 流 动 污 染 烟 的 监 测 大 气 污 染 的 主 要 流 动 污 染 源 是 汽 车, 汽 车 排 气 是 石 油 体 系 燃 料 在 内 燃 机 内 燃 烧 后 的 产 物, 含 有 NOx CO 碳 氢 化 合 物 等 有 害 组 分, 是 大 气 污 染 的 主 要 来 源 汽 车 排 气 中 污 染 物 含 量 与 其 行 驶 状 态 有 关, 空 转 匀 速 加 速 减 速 等 行 驶 状 态 下 排 气 中 污 染 物 含 量 均 应 测 得 下 面 结 合 我 国 环 境 监 测 技 术 规 范 中 规 定 的 测 定 项 目 做 一 简 单 介 绍 ( 一 ) 汽 车 怠 速 时 的 测 定 1. 怠 速 工 况 汽 车 的 怠 速 工 况 包 括 下 列 条 件 : 发 动 机 旋 转 ; 离 合 器 处 于 结 合 位 置 ; 油 门 踏 板 与 手 油 门 位 于 松 开 位 置 ; 汽 车 安 装 的 是 机 械 式 或 半 自 动 式 变 速 器 时, 变 速 杆 应 位 于 空 挡 位 置 当 安 装 的 是 自 动 变 速 器 时, 选 择 器 应 在 停 车 或 空 挡 位 置 ; 阻 风 门 全 开 2. 测 定 方 法 根 据 CO 和 碳 氢 化 合 物 对 红 外 光 有 特 征 吸 收 的 特 点, 一 般 采 用 非 色 散 红 外 气 体 分 析 仪 对 其 进 行 测 定 已 有 专 用 分 析 仪 器, 如 国 产 MEXA-324F 型 汽 车 排 气 分 析 仪, 可 以 直 接 显 示 测 定 结 果 测 定 时, 先 将 汽 车 发 动 机 由 怠 速 加 速 至 中 等 转 速, 维 持 5s 以 上, 再 降 至 怠 速 状 态, 插 入 取 样 管 ( 深 度 不 少 于 300mm) 测 定, 读 取 最 大 指 示 值 若 为 多 个 排 气 管, 应 取 各 排 气 管 测 定 值 的 算 术 平 均 值 ( 二 ) 汽 油 车 排 气 中 NOx 的 测 定 在 汽 车 尾 气 排 气 管 处 用 取 样 管 将 废 气 引 出 ( 用 采 样 泵 ), 经 冰 浴 ( 冷 凝 除 水 ) 并 用 玻 璃 棉 过 滤 器 除 去 油 尘, 用 注 射 器 抽 取 100mL, 然 后 将 抽 取 的 气 样 经 氧 化 管 注 入 冰 乙 酸 对 氨 基 苯 磺 酸 盐 酸 萘 乙 二 胺 吸 收 显 色 液, 显 色 后 用 分 光 光 度 法 测 定, 测 定 方 法 同 大 气 中 NOx 的 测 定 ( 三 ) 柴 油 车 排 气 烟 度 的 测 定 烟 度 是 使 一 定 体 积 烟 气 透 过 一 定 面 积 的 滤 纸 后, 滤 纸 被 染 黑 的 程 度, 单 位 用 波 许 (R b ) 柴 油 车 排 出 的 黑 烟 台 有 多 种 颗 粒 物, 其 组 分 复 杂, 但 主 要 是 炭 的 聚 合 体, 还 有 少 量 氧 氢 灰 分 和 多 环 芳 烃 化 合 物 等 为 防 止 烟 尘 对 环 境 的 污 染, 国 家 制 定 出 一 系 列 排 气 烟 度 的 排 放 标 准 例 如, 柴 油 车 自 由 加 速 烟 度 排 放 标 准 (GB ) 中 规 定 : 新 生 产 车 和 进 口 车 限 值 <5.0R b ( 烟 度 ), 在 用 车 限 值 <6.0R b 汽 车 柴 油 机 全 负 荷 烟 度 排 放 标 准 (GB ) 中 规 定 : 新 柴 油 机 进 口 车 柴 油 机 限 值 <4.0R b ; 在 用 车 柴 油 机 限 值 <4.5R b 1. 滤 纸 式 烟 度 计 用 抽 气 泵 在 规 定 的 时 间 内 从 柴 油 机 排 气 管 中 抽 取 一 定 体 积 的 烟 气, 让 其 通 过 一 定 面 积 的 白 色 滤 纸, 烟 气 中 的 炭 粒 就 附 着 在 滤 纸 上, 将 滤 纸 染 黑, 然 后 用 光 电 测 量 装 置 测 量 染 黑 滤 纸 的 吸 光 度, 以 吸 光 度 大 小 表 示 烟 度 大 小 规 定 洁 白 滤 纸 的 烟 度 为 零, 全 黑 滤 纸 的 烟 度 为 10 滤 纸 式 烟 度 计 烟 度 刻 度 计 算 式 为 : R b = 10(1 I I 0 ) 式 中 R b 波 许, 烟 度 单 位 ; 167

176 I 被 测 烟 样 滤 纸 反 射 光 强 度 ; I 0 洁 白 滤 纸 反 射 光 强 度 由 于 滤 纸 的 质 量 会 直 接 影 响 烟 度 测 定 结 果, 所 以 要 求 滤 纸 色 泽 洁 白, 纤 维 及 微 孔 均 匀, 机 械 强 度 和 通 气 性 良 好, 以 保 证 烟 气 中 的 炭 粒 能 均 匀 地 分 布 在 滤 纸 上, 提 高 测 定 精 度 2. 波 许 烟 度 计 当 抽 气 泵 活 塞 受 脚 踏 开 关 的 控 制 而 上 行 时, 排 气 管 中 的 烟 气 依 次 通 过 取 样 探 头 取 样 软 管 及 一 定 面 积 的 滤 纸 被 抽 入 抽 气 泵, 排 气 中 的 黑 烟 被 阻 留 在 滤 纸 上, 然 后 用 步 进 电 机 ( 或 手 控 ) 将 已 抽 取 黑 烟 的 滤 纸 送 到 光 电 检 测 系 统 测 量, 由 仪 表 直 接 指 示 烟 度 值 规 程 中 要 求 按 照 一 定 时 间 间 隔 测 量 三 次, 取 平 均 值 采 集 烟 气 样 品 后 的 滤 纸 在 烟 度 计 上 经 光 源 照 射, 部 分 光 被 滤 纸 上 的 炭 粒 吸 收, 另 一 部 分 被 滤 纸 反 射 给 环 形 硒 光 电 池, 产 生 相 应 的 光 电 流, 送 入 测 量 仪 表 测 量 第 五 节 室 内 空 气 监 测 近 年 来, 随 着 国 民 环 保 意 识 的 提 高, 人 类 对 自 身 生 活 环 境 的 重 视 达 到 前 所 未 有 的 程 度 室 内 环 境 污 染 日 益 受 到 人 们 的 重 视, 空 气 中 的 微 粒 细 菌 病 毒 和 其 他 有 害 物 质 日 积 月 累 地 损 害 着 人 们 的 身 体 健 康, 特 别 是 长 期 处 于 封 闭 室 内 环 境 的 人 尤 其 如 此 人 们 迫 切 希 望 有 一 个 安 全 舒 适 健 康 的 生 活 空 间 室 内 空 气 污 染 可 以 定 义 为 : 由 于 室 内 引 入 能 释 放 有 害 物 质 的 污 染 源 或 室 内 环 境 通 风 不 佳 而 导 致 室 内 空 气 中 有 害 物 质 无 论 是 从 数 量 上 还 是 种 类 上 不 断 增 加, 并 引 起 人 的 一 系 列 不 适 症 状, 一 室 内 空 气 污 染 的 特 征 室 内 空 气 污 染 与 大 气 空 气 污 染 由 于 所 处 的 环 境 不 同, 其 污 染 特 征 也 不 同 室 内 空 气 污 染 具 有 如 下 特 征 1. 累 积 性 室 内 环 境 是 相 对 封 闭 的 空 间, 其 污 染 形 成 的 特 征 之 一 是 累 积 性 从 污 染 物 进 入 室 内 导 致 浓 度 升 高, 到 排 出 室 外 浓 度 渐 趋 于 零, 大 都 需 要 经 过 较 长 的 时 间 室 内 的 各 种 物 品, 包 括 建 筑 装 饰 材 料 家 具 地 毯 复 印 机 打 印 机 等 都 可 能 释 放 出 一 定 的 化 学 物 质 如 不 采 取 有 效 措 施, 它 们 将 在 室 内 逐 渐 积 累, 导 致 污 染 物 浓 度 增 大, 构 成 对 人 体 的 危 害 而 在 通 风 环 境 较 好 的 室 内 环 境 中 污 染 物 的 浓 度 一 般 较 低 2. 长 期 性 一 些 调 查 表 明, 大 多 数 人 大 部 分 时 间 处 于 室 内 环 境 即 使 浓 度 很 低 的 污 染 物, 在 长 期 作 用 于 人 体 后, 也 会 影 响 人 体 健 康 因 此, 长 期 性 也 是 室 内 污 染 的 重 要 特 征 之 一 3. 多 样 性 室 内 空 气 污 染 的 多 样 性 既 包 括 污 染 物 种 类 的 多 样 性, 又 包 括 室 内 污 染 物 来 源 的 多 样 性 168

177 二 室 内 污 染 物 的 来 源 及 危 害 ( 一 ) 生 物 性 污 染 物 来 源 及 其 危 害 生 物 性 污 染 源 主 要 包 括 :1) 由 于 房 屋 密 闭 或 使 用 中 央 空 调 系 统 而 造 成 各 种 细 菌 真 菌 霉 菌 病 毒 的 繁 殖 ;2) 饲 养 家 庭 宠 物 造 成 的 细 菌 病 菌 等 污 染 ;3) 室 内 装 饰 如 地 毯 壁 纸 以 及 床 单 布 帘 等 因 不 及 时 清 洗 和 日 照 不 足 造 成 大 量 螨 虫 滋 生 病 菌 繁 殖 显 而 易 见, 室 内 产 生 的 各 种 细 菌 真 菌 霉 菌 病 毒 螨 虫 会 导 致 人 体 患 不 同 的 疾 病, 特 别 是 老 人 小 孩 等 体 质 较 弱 的 人 群 ( 二 ) 化 学 性 污 染 物 来 源 及 其 危 害 1. 装 饰 装 修 材 料 引 发 的 室 内 污 染 装 饰 装 修 材 料 引 发 的 室 内 污 染 相 对 比 较 严 重, 其 主 要 污 染 物 有 甲 醛 总 挥 发 性 有 机 物 氨 等, 这 些 物 质 会 对 人 体 健 康 产 生 较 大 影 响 表 4-13 室 内 污 染 物 的 来 源 及 危 害 污 染 源 产 生 的 污 染 物 危 害 建 筑 材 料 砖 瓦 混 凝 土 板 材 石 材 保 温 材 料 涂 料 粘 结 剂 氨 甲 醛 氡 放 射 性 核 素 石 棉 纤 维 有 机 物 头 昏 尘 肺 诱 发 冠 心 病 肺 水 肿 致 癌 室 清 洁 剂 除 臭 剂 杀 虫 剂 化 苯 及 同 系 物 醇 氯 仿 脂 肪 妆 品 烃 类 多 种 挥 发 有 机 物 燃 料 燃 烧 CO TSP NO 2 SO 2 致 癌 呼 吸 道 强 烈 刺 激, 鼻 咽 部 疾 病 内 吸 烟 CO C0 2 NOx 烷 烯 烃 尼 古 丁 焦 油 芳 香 烃 呼 吸 系 统 疾 病, 致 癌 呼 吸 皮 肤 汗 腺 代 谢 活 动 CO 2 NH 3 CO 甲 醇 乙 醇 醚 头 昏 头 痛 神 经 系 统 疾 病 室 内 微 生 物 ( 来 源 人 体 病 源 微 生 物 及 宠 物 ) 结 核 杆 菌 白 喉 霉 菌 螨 虫 溶 血 性 链 球 菌 金 黄 色 葡 萄 球 菌 各 种 传 染 病 家 电 空 调 O 3 有 机 物 刺 激 眼 睛 头 痛 致 癌 工 业 污 染 物 S0 2 NOx TSP HF 呼 吸 道 心 脏 病 氟 骨 病 交 通 污 染 物 CO HC 脑 血 管 病 室 光 化 学 反 应 O 3 破 坏 深 部 呼 吸 道 植 物 花 粉 孢 子 萜 类 化 合 物 哮 喘 皮 疹 皮 炎 过 敏 反 应 外 环 境 中 微 生 物 真 菌 酵 母 菌 各 类 皮 肤 传 染 病 房 基 地 Rn 呼 吸 系 统 病 肺 癌 人 为 带 人 室 内 ( 工 作 服 ) 苯 Pb 石 棉 各 污 染 物 相 关 疾 病 169

178 (1) 甲 醛 甲 醛 是 一 种 无 色 易 溶 的 刺 激 性 气 体, 其 主 要 来 源 是 室 内 装 饰 使 用 胶 合 板 ; 甲 醛 粘 合 剂 ; 贴 墙 纸 涂 料 等 ; 吸 烟 等 甲 醛 可 经 呼 吸 道 吸 收, 对 人 体 健 康 的 影 响 主 要 表 现 在 刺 激 过 敏 嗅 觉 异 常 肺 功 能 异 常 肝 功 能 异 常 免 疫 功 能 异 常 等 方 面 其 作 用 浓 度 在 空 气 中 达 到 ( ) mg/ m 3 时, 儿 童 就 会 发 生 气 喘, 当 室 内 空 气 中 甲 醛 含 量 为 0.1 mg/ m 3 时 就 有 异 味 和 不 适 感 ;0.5 mg/ m 3 时 可 刺 激 眼 睛 引 起 流 泪 ;0.6 mg/ m 3 时 引 起 咽 喉 不 适 或 疼 痛 ; 浓 度 再 高 可 引 起 恶 心 呕 吐 咳 嗽 胸 闷 气 喘 甚 至 肺 气 肿 长 期 接 触 低 浓 度 甲 醛, 可 出 现 头 痛 头 晕 乏 力 感 觉 障 碍 和 视 力 障 碍, 能 抑 制 汗 腺 分 泌, 导 致 皮 肤 干 燥, 还 会 引 起 慢 性 呼 吸 道 疾 病 女 性 月 经 紊 乱 妊 娠 综 合 症, 引 起 新 生 儿 体 质 降 低 染 色 体 异 常, 甚 至 引 起 癌 症 (2) 总 挥 发 性 有 机 化 合 物 ( TVOC) TVOC 是 指 在 指 定 的 试 验 条 件 下, 所 测 得 材 料 或 空 气 中 挥 发 性 有 机 化 合 物 的 总 量 TVOC 的 主 要 成 分 为 芳 香 烃 卤 代 烃 脂 肪 烃 等, 常 见 的 有 苯 甲 苯 二 甲 苯 三 氯 乙 烯 三 氯 甲 烷 萘 二 异 氰 酸 酯 类 等 家 庭 和 办 公 楼 里 的 TVOC 主 要 来 源 于 室 内 装 修 过 程 中 使 用 的 产 品, 包 括 装 饰 材 料 胶 粘 剂 空 气 清 新 剂 和 油 漆 涂 料 等 苯 化 合 物 主 要 从 油 漆 及 其 添 加 剂 和 稀 释 剂 中 挥 发 出 来, 在 油 漆 中, 苯 甲 苯 二 甲 苯 是 不 可 或 缺 的 溶 剂 ; 在 各 种 溶 剂 型 胶 粘 剂 中, 使 用 的 溶 剂 多 数 为 甲 苯 TVOC 可 有 臭 味, 表 现 出 毒 性 刺 激 性, 而 且 有 的 化 合 物 具 有 基 因 毒 性 TVOC 对 人 体 健 康 的 影 响 主 要 是 刺 激 眼 睛 和 呼 吸 道, 能 造 成 人 体 免 疫 水 平 失 调, 影 响 中 枢 神 经 系 统 功 能, 并 出 现 头 晕 头 痛 嗜 睡 无 力 胸 闷 等 症 状 TVOC 中 含 有 多 种 致 癌 物 如 苯 氯 乙 稀 多 环 芳 烃 等 当 空 气 中 TVOC 含 量 达 到 mg/ m 3 时 人 体 会 产 生 头 痛 疲 倦 和 瞌 睡 等 症 状, 当 浓 度 高 于 35 mg/ m 3 时 可 能 导 致 昏 迷 抽 搐 甚 至 死 亡 即 使 室 内 空 气 中 单 个 TVOC 含 量 远 远 低 于 其 限 制 浓 度, 但 由 于 多 种 室 内 TVOC 的 混 合 存 在 及 其 相 互 作 用, 会 使 危 害 强 度 增 大, 对 人 体 健 康 的 造 成 严 重 的 影 响 (3) 氨 氨 是 一 种 极 易 溶 于 水 的 气 体, 室 内 环 境 中 氨 主 要 来 自 建 筑 施 工 中 使 用 的 混 凝 土 外 加 剂 这 些 含 有 大 量 氨 类 物 质 的 外 加 剂 在 墙 体 中 随 着 环 境 因 素 的 变 化 而 还 原 成 氨 气 从 墙 体 中 缓 慢 释 放 出 来, 造 成 室 内 空 气 中 氨 的 浓 度 不 断 增 高 室 内 空 气 中 的 氨 也 可 来 自 室 内 装 饰 材 料, 比 如 家 俱 涂 饰 时 所 用 的 添 加 剂 和 增 白 剂 大 部 分 都 用 氨 水, 另 外, 化 工 涂 料 纺 织 物 木 材 阻 燃 剂 等 也 含 有 氨, 同 样 会 释 放 氨 而 造 成 污 染 氨 可 以 通 过 皮 肤 及 呼 吸 道 引 起 中 毒, 对 眼 喉 上 呼 吸 道 作 用 快, 刺 激 性 强, 轻 者 引 起 喉 炎 声 音 嘶 哑, 重 者 可 发 生 喉 头 水 肿 喉 痉 挛 而 引 起 窒 息, 也 可 出 现 呼 吸 困 难 肺 水 肿 昏 迷 和 休 克, 严 重 时 甚 至 会 引 起 死 亡 2. 家 用 化 学 用 品 挥 发 出 的 有 毒 气 体 ; 在 日 常 生 活 中, 人 们 用 到 的 化 学 用 品 比 较 多, 如 杀 虫 剂 清 洁 剂 上 光 剂 除 臭 剂 空 气 清 新 剂 等, 在 使 用 过 程 中 这 些 化 学 品 会 散 发 出 一 些 有 害 气 体, 主 要 为 苯 类 氯 化 烃 类 等 有 机 物, 均 可 能 对 人 体 产 生 刺 激 致 癌 作 用 3. 人 体 本 身 引 起 的 室 内 污 染 170

179 人 体 能 散 发 出 几 百 种 气 溶 胶 和 化 学 物 质 而 使 居 室 空 气 受 到 污 染 人 体 散 发 出 的 气 体 污 染 物 种 类 及 发 生 量 见 表 4-14 另 外, 由 于 人 体 的 新 陈 代 谢, 一 个 成 年 人 每 小 时 要 从 体 表 脱 落 60 万 粒 皮 屑, 总 计 每 年 约 脱 落 0.68kg, 这 些 粉 屑 在 空 中 飘 浮, 在 室 内 堆 积, 对 室 内 空 气 产 生 了 污 染, 造 成 了 可 吸 入 颗 粒 物 等 控 制 项 目 的 超 标 表 4-14 人 体 散 发 出 的 气 体 污 染 物 种 类 及 发 生 量 (μg/m 3 人 ) 污 染 物 发 生 量 污 染 物 发 生 量 污 染 物 发 生 量 乙 醛 35 一 氧 化 碳 三 氯 乙 烯 1 丙 酮 457 二 氧 乙 烷 0.4 四 氯 乙 烯 1.4 氨 三 氯 甲 烷 3 甲 苯 23 苯 16 硫 化 氢 15 氯 乙 烯 4 丁 酮 甲 烷 1715 三 氯 乙 烷 42 二 氧 化 碳 甲 醇 6 二 甲 苯 氯 化 甲 基 蓝 88 丙 烷 1.3 注 : 摘 自 室 内 空 气 污 染 及 其 防 治, 大 众 标 准 化.2005 表 4-15 香 烟 散 发 出 的 气 体 污 染 物 种 类 及 发 生 量 (μg/ 支 ) 污 染 物 发 生 量 污 染 物 发 生 量 污 染 物 发 生 量 二 氧 化 碳 一 氧 化 碳 氮 氧 化 物 甲 烷 乙 烷 丙 烷 氨 苯 甲 苯 甲 醛 乙 醛 丙 烯 醛 尼 古 丁 焦 油 注 : 摘 自 室 内 空 气 污 染 及 其 防 治, 大 众 标 准 化 香 烟 烟 雾 污 染 香 烟 烟 雾 污 染 对 健 康 的 危 害 早 已 引 起 人 们 的 关 注, 烟 草 烟 雾 的 成 分 非 常 复 杂, 至 少 含 有 3800 种 成 分, 其 中 含 有 尼 古 丁 焦 油 氰 化 氢 等 有 害 物 质 达 几 百 种 研 究 人 员 对 吸 烟 与 室 内 污 染 关 系 所 作 的 实 验 表 明, 吸 烟 会 使 室 内 空 气 中 可 吸 入 颗 粒 物 浓 度 明 显 升 高, 还 会 导 致 室 内 空 气 中 一 氧 化 碳 二 氧 化 碳 及 其 它 多 种 化 学 物 质 的 浓 度 增 加, 香 烟 散 发 出 的 气 体 污 染 物 种 类 及 发 生 量 见 表 4-15 对 吸 烟 者 来 说, 最 严 重 疾 病 是 肺 癌 和 肺 气 肿, 约 有 80% 以 上 的 肺 癌 是 由 于 长 期 吸 烟 引 起 的 吸 烟 还 会 增 加 患 心 血 管 疾 病 消 化 系 统 疾 病 等 多 种 疾 病 的 几 率 另 外, 吸 烟 者 对 室 内 空 气 造 成 的 污 染 使 得 周 围 不 吸 烟 者 的 身 体 健 康 也 受 到 损 害 研 究 表 明, 在 充 满 烟 雾 的 房 间 内 仅 1 小 时, 被 动 吸 烟 者 碳 氧 血 红 蛋 白 即 由 1.6% 上 升 至 2.6%, 大 致 相 当 于 吸 了 1 支 中 等 焦 油 量 的 香 烟 5. 厨 房 的 燃 料 燃 烧 及 烹 饪 等 活 动 而 造 成 的 室 内 污 染 厨 房 的 燃 料 燃 烧 及 烹 饪 等 活 动 也 是 造 成 室 内 污 染 的 一 个 重 要 来 源 厨 房 使 用 不 同 种 类 的 燃 料, 可 产 生 不 同 种 类 和 数 量 的 污 染 物 其 中 燃 煤 所 产 生 的 污 染 物 种 类 和 数 量 相 对 较 大, 产 生 的 主 要 污 染 物 包 括 CO SO 2 NO x 及 苯 并 芘 在 烹 饪 过 程 中, 会 产 生 大 量 的 油 烟, 其 污 染 171

180 成 分 比 较 复 杂, 研 究 表 明, 油 烟 气 组 成 成 分 至 少 有 300 多 种, 其 中 含 有 多 种 有 毒 化 学 成 分, 如 苯 并 芘 二 苯 并 蒽 等, 会 对 人 体 产 生 肺 脏 毒 性 免 疫 毒 性 和 致 癌 突 变 性 等 危 害 6. 室 外 大 气 污 染 物 进 入 室 内 而 造 成 的 室 内 污 染 除 上 述 室 内 人 为 活 动 造 成 空 气 污 染, 导 致 室 内 空 气 质 量 下 降 外, 室 外 被 污 染 的 空 气 进 入 室 内 也 是 造 成 室 内 空 气 污 染 的 因 素 之 一 目 前, 我 国 许 多 城 市 和 地 区 存 在 不 同 程 度 的 环 境 污 染, 大 气 中 浮 尘 SO 2 NO x 等 多 项 指 标 超 标, 某 些 地 方 还 存 在 一 些 特 征 项 目 的 超 标, 更 加 剧 了 当 地 室 内 空 气 的 污 染 ( 三 ) 物 理 性 污 染 物 来 源 及 其 危 害 物 理 性 污 染 物 中 最 引 人 关 注 的 是 放 射 性 物 质, 包 括 房 基 地 本 身 渗 透 的 氡 及 其 子 体 以 及 各 种 建 筑 材 料 中 的 放 射 性 物 质, 称 为 电 离 辐 射 污 染 或 放 射 性 污 染 除 噪 声 和 振 动 外, 各 种 家 用 电 器 的 普 遍 使 用, 也 给 家 庭 生 活 环 境 带 来 了 电 磁 辐 射, 被 称 为 非 电 离 辐 射 污 染 家 庭 空 调 的 普 及 以 及 工 作 及 公 共 场 所 中 央 空 调 的 使 用 带 来 了 新 型 的 空 调 污 染, 主 要 原 因 是 使 外 环 境 的 颗 粒 物 和 回 风 中 的 颗 粒 物 在 室 内 形 成 高 浓 度 聚 集 放 射 性 污 染 物 主 要 来 源 于 室 内 装 饰 装 修 材 料 主 要 为 各 种 放 射 性 核 素, 包 括 铀 钍 镭 等, 其 中 镭 衰 变 的 产 物 氡 气 (Rn 222 ), 是 对 人 体 危 害 最 大 的 污 染 物 之 一, 它 几 乎 占 到 一 个 人 每 年 所 受 天 然 放 射 性 产 生 的 照 射 剂 量 的 一 半 氡 是 一 种 无 色 无 味 的 放 射 性 惰 性 气 体, 在 室 内 环 境 中, 氡 主 要 来 源 于 具 有 放 射 性 的 建 筑 材 料 和 装 饰 材 料, 如 建 筑 石 材 地 砖 石 膏 板 建 筑 陶 瓷 等 氡 的 危 害, 主 要 是 通 过 其 放 射 出 的 射 线 对 人 体 细 胞 基 本 分 子 结 构 的 电 离, 破 坏 了 分 子 结 构 和 细 胞 而 造 成 的 氡 随 空 气 进 入 人 体 后, 其 放 射 出 的 α 射 线 对 上 呼 吸 道 肺 部 产 生 的 内 照 射, 破 坏 了 肺 细 胞 的 分 子 结 构, 使 肺 细 胞 受 损, 因 此 成 为 诱 发 肺 癌 的 仅 次 于 吸 烟 的 第 二 因 素 医 学 研 究 亦 已 证 实, 氡 气 还 可 引 起 白 血 病 胎 儿 畸 形 不 孕 不 育 等 后 果 三 室 内 环 境 标 准 表 4-16 室 内 空 气 质 量 国 家 标 准 GB/T 序 号 参 数 类 别 参 数 单 位 标 准 值 备 注 1 温 度 C 夏 季 空 调 冬 季 采 暖 2 相 对 湿 度 % 物 理 性 3 空 气 流 速 m/s 夏 季 空 调 冬 季 采 暖 0.3 夏 季 空 调 0.2 冬 季 采 暖 4 新 风 量 m /h. 人 30 5 化 学 性 二 氧 化 硫 SO 2 mg/m h 均 值 6 二 氧 化 氮 NO 2 mg/m h 均 值 7 一 氧 化 碳 CO mg/m 10 1h 均 值 172

181 序 号 参 数 类 别 参 数 单 位 标 准 值 备 注 8 二 氧 化 碳 CO 2 % 0.10 日 平 均 值 9 氨 NH 3 mg/m h 均 值 10 臭 氧 O 3 mg/m h 均 值 11 甲 醛 HCHO mg/m h 均 值 12 苯 C 6 H 6 mg/m 0.1 1h 均 值 13 甲 苯 mg/m h 均 值 14 二 甲 苯 mg/m h 均 值 15 苯 并 α 芘 B(α)P mg/m 1.0 日 平 均 值 16 可 吸 入 颗 粒 PM10 mg/m 0.15 日 平 均 值 17 总 挥 发 性 有 机 物 TVOC mg/m h 均 值 18 生 物 性 菌 落 总 数 cfu/m 2500 依 据 仪 器 定 19 放 射 性 氡 Rn Bq/m 400 年 平 均 值 表 4-17 国 家 相 关 标 准 的 主 要 指 标 标 准 名 称 允 许 含 量 标 准 号 居 室 内 中 甲 醛 的 卫 生 标 准 0.08 mg/m GB/T 住 房 中 氡 含 量 控 制 标 准 100Bq/m ( 新 建 房 ) 200Bq/m ( 已 建 房 ) GB/T 室 内 空 气 中 氮 氧 化 物 卫 生 标 准 0.10mg/m GB/T 室 内 空 气 中 二 氧 化 碳 卫 生 标 准 0.10mg/m GB/T 室 内 空 气 中 二 氧 化 硫 卫 生 标 准 0.15mg/m GB/T 室 内 空 气 中 细 菌 总 数 卫 生 标 准 4000CFU/M GB/T 室 内 空 气 中 可 吸 入 颗 粒 物 卫 生 标 准 0.15mg/m GB/T 四 检 测 方 案 制 定 进 行 室 内 空 气 污 染 物 检 测 时, 为 了 获 得 有 代 表 性 的 试 样, 使 监 测 数 据 具 有 可 比 性 室 内 空 气 质 量 卫 生 规 范 对 采 样 点 位, 采 样 高 度, 采 样 时 间 和 频 率, 以 及 采 样 条 件 和 采 样 方 法 作 出 以 下 规 定 ( 一 ) 采 样 点 布 置 采 样 点 的 布 置 同 样 会 影 响 室 内 污 染 物 检 测 的 准 确 性 如 果 采 样 点 布 置 不 科 学, 所 得 的 监 测 数 据 并 不 能 科 学 地 反 映 室 内 空 气 质 量 1. 布 点 原 则 采 样 点 的 选 择 应 遵 循 下 列 原 则 (1) 代 表 性 这 种 代 表 性 应 根 据 检 测 目 的 与 对 象 来 决 定, 以 不 同 的 目 的 来 选 择 各 自 典 173

182 型 的 代 表, 如 可 按 居 住 类 型 分 类 燃 料 结 构 分 类 净 化 措 施 分 类 (2) 可 比 性 为 了 便 于 对 检 测 结 果 进 行 比 较, 各 个 采 样 点 的 各 种 条 件 应 尽 可 能 选 择 相 类 似 的 ; 所 用 的 采 样 器 及 采 样 方 法, 应 做 具 体 规 定, 采 样 点 一 旦 选 定 后, 一 般 不 要 轻 易 改 动 (3) 可 行 性 由 于 采 样 的 器 材 较 多, 需 占 用 一 定 的 场 地, 故 选 点 时, 应 尽 量 选 有 一 定 空 间 可 供 利 用 的 地 方, 切 忌 影 响 居 住 者 的 日 常 生 活 因 此, 应 选 用 低 噪 音 有 足 够 的 电 源 的 小 型 采 样 器 材 2. 采 样 点 的 数 量 室 内 监 测 采 样 点 的 数 量 应 根 据 监 测 室 内 面 积 大 小 和 现 场 情 况 而 确 定, 以 保 证 能 正 确 反 映 室 内 空 气 污 染 物 的 水 平 公 共 场 所 原 则 上 小 于 50m 2 的 房 间 应 设 1~3 个 点 ;50~l00m 2 设 3~5 个 点 ;l00m 2 以 上 至 少 设 5 个 点 采 用 对 角 线 或 梅 花 式 布 点 ( 见 图 4-17 和 4-18) 方 式 设 点 居 室 面 积 小 于 l0m 2 设 1 个 点,10~25m 2 设 2 个 点,25~50m 2 设 3~4 个 点 两 点 之 间 的 距 离 4-17 梅 花 形 布 点 相 距 5m 左 右 3. 采 样 点 的 位 置 采 样 点 应 设 在 室 内 通 风 率 最 低 的 地 方 为 避 免 室 壁 的 吸 附 作 用 或 逸 出 干 扰, 采 样 点 离 墙 壁 距 离 应 大 于 0.5m 采 样 点 应 避 开 通 风 口, 离 开 门 窗 一 定 的 距 离 采 样 点 不 能 设 在 走 廊 厨 房 浴 室 厕 所 内 避 免 风 对 采 样 数 据 的 影 响 4. 采 样 点 的 高 度 采 样 点 的 高 度 原 则 上 与 人 的 呼 吸 带 高 度 相 一 致 一 般 距 地 面 0.75~1.5m 之 间 5. 室 外 对 照 采 样 点 的 设 置 在 进 行 室 内 污 染 监 测 的 同 时, 为 了 掌 握 室 内 外 污 染 的 相 互 影 响, 应 以 室 外 的 污 染 物 浓 度 为 对 照, 应 在 同 一 区 域 的 室 外 设 置 1~2 个 对 照 点 也 可 用 原 来 的 室 外 固 定 大 气 监 测 点 做 对 比, 这 时 室 内 采 样 点 的 分 布, 应 在 固 定 监 测 点 的 500m 半 径 范 围 内 ( 二 ) 采 样 时 间 和 频 率 1. 评 价 室 内 空 气 质 量 对 人 体 健 康 影 响 时, 在 人 们 正 常 活 动 情 况 下 采 样, 至 少 监 测 一 日, 每 日 早 晨 和 傍 晚 各 采 样 一 次 每 次 平 行 采 样, 平 行 样 品 的 相 对 偏 差 不 超 过 20% 2. 对 建 筑 物 的 室 内 空 气 质 量 进 行 评 价 时, 应 选 择 在 无 人 活 动 时 进 行 采 样, 至 少 监 测 一 日, 每 日 早 晨 和 傍 晚 各 采 样 一 次 每 次 平 行 采 样, 平 行 样 品 的 相 对 偏 差 不 超 过 20% ( 三 ) 室 内 采 样 条 件 1. 采 样 应 在 密 封 条 件 下 进 行, 首 先 门 窗 必 须 关 闭 2. 在 采 样 期 间 室 内 通 风 系 统 ( 包 括 空 调 吊 扇 窗 户 上 的 换 气 扇 ) 应 停 止 运 行 3. 如 果 是 早 晨 采 样, 应 提 前 一 天 晚 上 关 闭 门 窗, 直 至 采 样 结 束 后 再 打 开 4. 若 采 样 前 12h 或 采 样 期 间 出 现 大 风, 则 应 停 止 采 样 ( 四 ) 采 样 方 法 和 采 样 仪 器 根 据 污 染 物 在 室 内 空 气 中 的 存 在 状 态, 选 用 合 适 的 采 样 方 法 和 仪 器 具 体 采 样 方 法 应 174

183 按 各 个 污 染 物 检 验 方 法 中 规 定 的 方 法 和 操 作 步 骤 进 行 根 据 被 测 物 质 在 空 气 中 存 在 状 态 和 浓 度 以 及 所 用 分 析 方 法 的 灵 敏 度, 可 用 不 同 的 采 样 方 法 采 集 气 体 样 品 的 方 法 有 直 接 取 样 和 浓 缩 取 样 两 大 类 1. 直 接 采 样 法 当 室 内 空 气 中 被 测 组 分 浓 度 较 高, 或 者 所 用 分 析 方 法 很 灵 敏 时, 直 接 采 取 少 量 样 品 就 可 满 足 分 析 需 要 这 种 方 法 测 定 的 结 果 是 瞬 时 浓 度 或 短 时 间 内 的 平 均 浓 度 常 用 的 采 样 容 器 有 注 射 器 塑 料 袋 真 空 瓶 等 2. 浓 缩 采 样 法 室 内 空 气 中 的 污 染 物 质 浓 度 一 般 都 比 较 低, 虽 然 目 前 的 测 试 技 术 有 很 大 的 进 展, 出 现 了 许 多 高 灵 敏 度 的 自 动 测 定 仪 器, 但 是 对 许 多 污 染 物 质 来 说, 直 接 采 样 法 远 远 不 能 满 足 分 析 的 要 求, 故 需 要 用 富 集 采 样 法 对 室 内 空 气 中 的 污 染 物 进 行 浓 缩, 使 之 满 足 分 析 方 法 灵 敏 度 的 要 求 另 一 方 面, 富 集 采 样 时 间 一 般 比 较 长, 测 得 结 果 代 表 采 样 时 段 的 平 均 浓 度, 更 能 反 映 室 内 空 气 污 染 的 真 实 情 况 这 种 采 样 方 法 有 液 体 吸 收 法 固 体 吸 附 法 滤 膜 采 样 法 ( 五 ) 采 样 记 录 采 样 记 录 是 要 对 现 场 情 况 各 种 污 染 源 以 及 采 样 表 格 中 采 样 日 期 时 间 地 点 数 量 布 点 方 式 大 气 压 力 气 温 相 对 湿 度 风 速 以 及 采 样 者 签 字 等 做 出 详 细 记 录, 随 样 品 一 同 报 到 实 验 室 但 注 意 采 样 前 应 校 准 大 气 采 样 器 ( 六 ) 数 据 处 理 计 算 污 染 物 浓 度 时 首 先 采 用 理 想 状 态 方 程, 根 据 采 样 时 的 温 度 压 力 将 采 样 体 积 换 算 成 标 准 状 态 下 的 体 积 再 根 据 采 集 到 污 染 物 的 量, 算 出 污 染 物 的 浓 度 第 六 节 酸 雨 监 测 一 大 气 降 水 与 酸 雨 清 洁 的 降 水 含 有 微 量 的 碳 酸,pH 值 为 5.6, 可 以 溶 解 地 壳 中 的 矿 物 质, 为 植 物 提 供 营 养 物 质 但 如 果 大 气 受 到 污 染, 雨 水 中 的 酸 性 物 质 增 多,pH 值 减 小, 就 形 成 酸 雨, 给 环 境 和 生 态 带 来 种 种 危 害 酸 雨 一 词 最 早 是 由 英 国 化 学 家 史 密 斯 于 1872 年 在 空 气 和 降 雨 : 化 学 气 候 学 的 开 端 一 书 中 首 次 提 出 酸 雨 包 括 湿 沉 降 和 干 沉 降, 湿 沉 降 通 常 指 ph 值 小 于 5.6 的 大 气 降 水, 它 包 括 酸 性 雨 雪 冰 雹 露 水 霜 等 多 种 形 式 ; 干 沉 降 指 大 气 中 所 有 酸 性 物 质 转 移 到 大 地 的 过 程 ( 一 ) 酸 雨 的 来 源 1. 天 然 排 放 的 硫 化 合 物 和 氮 化 合 物 天 然 的 硫 化 合 物 和 氮 化 合 物 排 放 源 可 分 为 非 生 物 源 和 生 物 源 非 生 物 源 排 放 包 括 海 浪 溅 沫 地 热 排 放 气 体 与 颗 粒 物 火 山 喷 发 等 海 浪 溅 沫 的 微 滴 以 气 溶 胶 形 式 悬 浮 在 大 气 中, 其 中 硫 的 气 态 化 合 物, 如 H 2 S SO 2 (CH 3 ) 2 S 在 大 气 中 氧 化 生 成 硫 酸 据 估 计, 内 陆 火 山 175

184 喷 发 排 放 到 大 气 中 的 硫 约 为 300 万 吨 / 年 生 物 排 放 源 主 要 来 自 有 机 物 腐 败 细 菌 分 解 有 机 物 的 过 程, 以 H 2 S DMS COS 为 主, 它 们 可 以 氧 化 为 SO 2 NO X 进 入 大 气 中 2. 人 为 排 放 的 硫 化 合 物 和 氮 化 合 物 大 气 中 大 部 分 硫 和 氮 的 化 合 物 是 人 为 活 动 产 生 的, 这 其 中 化 石 燃 料 的 燃 烧 造 成 的 硫 和 氮 的 化 合 物 的 排 放, 是 产 生 酸 雨 的 根 本 原 因 另 外 农 田 化 肥 的 使 用, 造 成 大 量 氮 化 合 物 进 入 自 然 界, 全 球 每 年 约 有 0.7~0.8 亿 吨 氮 进 入 自 然 界, 同 时 向 大 气 排 放 约 1 亿 吨 硫 这 些 污 染 物 主 要 来 自 占 全 球 媒 介 报 道 5% 的 工 业 化 地 区 欧 洲 北 美 东 北 日 本 中 国 部 分 区 域, 这 些 地 区 人 为 硫 排 放 量 超 过 天 然 排 放 量 的 5~12 倍 ( 二 ) 酸 雨 的 产 生 机 理 酸 雨 中 含 有 多 种 有 机 酸 和 无 机 酸, 绝 大 部 分 是 硫 酸 和 硝 酸 大 气 中 可 能 形 成 酸 的 物 质 包 括 : 含 硫 化 合 物 SO 2 SO 3 H 2 S (CH 3 ) 2 S ( 二 甲 基 硫 DMS) (CH 3 ) 2 S ( 二 甲 基 二 硫 DMDS), 羰 基 硫 COSCS 2 CH 3 SH 硫 酸 盐 和 HSO 4 ; 含 氮 化 合 物 NO NO 2 N 2 O 硝 酸 盐 HNO 3, 以 及 氯 化 物 和 HCl 等 这 些 物 质 在 降 水 过 程 中 进 入 雨 水, 使 其 呈 酸 性 最 主 要 的 成 酸 基 质 是 SO 2 和 NO X, 它 们 形 成 的 酸 在 酸 雨 中 所 占 比 例 因 到 而 异, 国 外 酸 雨 中 硫 酸 与 硝 酸 之 比 为 2:1, 国 内 酸 雨 则 以 硫 酸 为 主, 硝 酸 含 量 不 足 10% 1. SO 2 成 酸 机 理 煤 和 石 油 燃 烧 以 及 金 属 冶 炼 等 释 放 到 大 气 中 的 SO 2, 通 过 气 相 或 液 相 氧 化 反 应 生 成 硫 酸, 其 化 学 反 应 过 程 可 简 单 表 示 如 下 : 气 相 反 应 : SO2 + O2 2SO3 SO 3 + H 2O H 2SO4 液 相 反 应 : SO2 + H 2O H 2SO3 H 2 SO O 2 2 H 2 SO 总 反 应 为 : 2SO2 + 2H 2O + O2 2H 2SO4 4 SO 2 在 大 气 中 也 能 通 过 光 化 学 氧 化 转 变 为 SO 3, 如 果 大 气 中 还 含 有 氮 氧 化 物 和 碳 氢 化 合 物, 在 阳 光 照 射 下,SO 2 的 光 氧 化 速 度 会 明 显 加 快 2.NO X 的 成 酸 机 理 造 成 大 气 污 染 的 氮 氧 化 合 物 主 要 有 NO 和 NO 2 化 石 燃 料 高 温 燃 烧 生 成 NO, 进 入 大 气 后, 大 部 分 转 化 为 NO 2, 遇 水 生 成 硝 酸 和 亚 硝 酸, 其 化 学 反 应 可 简 单 表 示 为 : 2NO + O2 2NO2 2NO 2 + H 2O HNO3 + HNO2 ( 三 ) 酸 雨 的 危 害 1. 酸 雨 对 水 生 生 态 系 统 的 影 响 176

185 酸 性 雨 水 可 使 土 壤 湖 泊 河 流 酸 化 当 湖 水 或 河 水 的 ph 降 到 5 以 下 时, 鱼 的 繁 殖 和 发 育 就 会 受 到 严 重 影 响, 水 体 酸 化 还 会 导 致 水 生 生 物 的 组 成 结 构 发 生 变 化, 耐 酸 的 藻 类 和 真 菌 增 多 ; 有 根 植 物 细 菌 和 无 脊 椎 动 物 减 少 ; 有 机 物 的 分 解 率 降 低 不 仅 酸 性 很 强 的 水 能 够 毒 死 鱼 类, 当 强 酸 与 土 壤 接 触 时, 酸 与 铝 的 化 合 物 迅 速 反 应, 把 铝 离 子 释 放 到 水 中, 铝 离 子 刺 激 鱼 鳃 而 使 鳃 产 生 一 种 保 护 粘 液, 对 鱼 鳃 的 纤 维 产 生 一 种 物 理 性 腐 蚀, 直 至 鱼 窒 息 死 亡 同 时, 对 浮 游 植 物 和 其 他 水 生 植 物 起 营 养 作 用 的 磷 酸 盐, 由 于 附 着 在 铝 上, 难 于 被 生 物 吸 收, 其 营 养 价 值 就 会 降 低, 并 使 赖 以 生 存 的 水 生 生 物 的 初 级 生 产 力 降 低 另 外, 瑞 典 加 拿 大 和 美 国 的 一 些 研 究 揭 示, 在 酸 性 水 域, 鱼 体 内 汞 浓 度 很 高 这 些 含 有 高 水 平 汞 的 水 生 生 物 进 人 人 体, 通 过 生 物 积 累 和 生 物 放 大 作 用 势 必 会 对 人 类 健 康 带 来 潜 在 的 有 害 影 响 2. 酸 雨 对 陆 生 生 态 系 统 的 影 响 植 物 淋 失 是 指 由 于 水 溶 液 的 作 用 将 营 养 物 质 从 植 物 中 移 去 的 过 程 从 植 物 中 移 去 的 无 机 化 合 物 包 括 所 有 重 要 的 痕 量 元 素 和 微 量 元 素, 淋 失 数 量 最 大 的 元 素 是 钾 镁 和 锰 许 多 有 机 化 合 物 如 糖 类 氨 基 酸 有 机 酸 维 生 素 等 物 质 也 会 从 植 物 中 淋 失 酸 雨 对 森 林 的 危 害 可 分 为 四 个 阶 段 第 一 阶 段, 酸 雨 增 加 了 硫 和 氮, 使 树 木 生 长 呈 现 受 益 倾 向 第 二 阶 段, 长 年 酸 雨 使 土 壤 中 和 能 力 下 降, 以 及 K Ca Mg Al 等 元 素 淋 溶, 使 土 壤 贫 瘠 第 三 阶 段, 土 壤 中 的 铝 和 重 金 属 元 素 被 活 化, 对 树 木 生 长 产 生 毒 害, 当 根 部 的 Ca/A1 比 率 小 于 0.15 时, 所 溶 出 的 铝 具 有 毒 性, 抑 制 树 木 生 长 而 且 酸 性 条 件 有 利 于 病 虫 害 的 扩 散, 危 害 树 木, 这 时 生 态 系 统 已 失 去 恢 复 力 第 四 阶 段, 如 树 木 遇 到 持 续 干 旱 等 诱 发 因 素, 土 壤 酸 化 程 度 加 剧, 就 会 引 起 根 系 严 重 枯 萎, 致 使 树 木 死 亡 3. 对 农 业 生 态 系 统 的 影 响 酸 雨 可 引 起 植 物 地 面 以 上 部 分 的 损 伤, 称 为 可 见 损 害, 如 酸 雨 可 使 叶 子 出 现 白 色 或 褐 色 的 坏 死 斑 点, 花 瓣 出 现 脱 色 后 的 白 斑 对 于 绝 大 多 数 农 作 物,pH 为 3.0~3.5 时 将 对 叶 子 造 成 损 害,pH 为 4.0 花 瓣 可 发 生 脱 色 由 于 酸 雨 造 成 土 壤 酸 化, 破 坏 了 土 壤 化 学 组 成 及 土 壤 微 生 物 活 性, 能 间 接 地 对 农 作 物 生 长 造 成 损 害 以 减 产 4. 酸 雨 可 使 土 壤 淋 失 大 多 数 被 树 木 吸 收 的 金 属 营 养 元 素 是 以 配 阴 离 子 状 态 被 吸 收 的, 它 们 以 轻 度 溶 解 的 矿 物 质 或 有 机 物 质 成 分 吸 附 于 粘 土 或 有 机 质 的 离 子 交 换 复 合 体 存 在 于 土 壤 溶 液 中 的 溶 质 等 三 种 形 式 存 在 于 土 壤 中 随 着 水 在 土 壤 中 的 移 动, 阳 离 子 在 上 述 三 个 部 位 中 的 移 动, 可 称 为 阳 离 子 的 减 饱 和 作 用 或 淋 失 在 森 林 土 壤 中, 阴 离 子 和 阳 离 子 一 同 产 生, 并 以 酸 的 形 态 存 在, 氢 离 子 具 有 非 常 强 大 的 置 换 能 力, 能 够 迅 速 置 换 其 他 被 土 壤 吸 附 的 阳 离 子 在 遭 受 大 气 污 染 的 森 林 土 壤 中, 硫 酸 和 硝 酸 可 能 提 供 了 主 要 的 或 相 当 数 量 的 H + 以 置 换 阳 离 子, 并 提 供 了 移 动 性 阴 离 子 以 输 送 阳 离 子 酸 雨 抑 制 了 土 壤 中 有 机 物 的 分 解 和 氮 的 固 定, 淋 失 与 土 壤 粒 子 结 合 的 钙 镁 钾 等 金 属 元 素, 使 土 壤 贫 瘠 化 5. 对 各 种 材 料 建 筑 和 古 迹 的 影 响 酸 雨 对 建 筑 物 艺 术 品 和 古 迹 也 有 严 重 影 响 包 括 颜 色 的 变 化, 锈 斑 的 析 出, 材 料 耐 久 177

186 性 的 降 低 破 裂 等 酸 雨 能 腐 蚀 金 属 石 料 涂 料 等 建 筑 材 料, 加 速 了 许 多 建 筑 结 构 桥 梁 水 坝 工 业 装 备 供 水 管 网 地 下 贮 罐 水 轮 发 电 机 动 力 和 通 讯 电 缆 等 材 料 的 腐 蚀 近 年 来, 有 些 国 家 的 古 迹, 特 别 是 石 刻 或 铜 像 受 到 的 腐 蚀 超 过 了 以 往 上 千 年 的 腐 蚀 程 度 尽 管 这 种 腐 蚀 有 大 气 污 染 与 风 化 的 作 用, 但 酸 雨 的 腐 蚀 是 一 个 重 要 的 因 素 我 国 故 宫 的 汉 白 玉 雕 刻 雅 典 巴 特 农 神 殿 和 罗 马 的 图 拉 真 凯 旋 柱, 都 正 在 受 到 酸 性 沉 积 物 的 侵 蚀 6. 酸 雨 对 人 体 健 康 的 影 响 酸 雨 对 人 体 健 康 产 生 间 接 的 影 响 酸 雨 使 地 面 水 变 成 酸 性, 地 下 水 中 金 属 含 量 增 高, 饮 用 这 种 水 或 食 用 酸 性 河 水 中 的 鱼 类 会 对 人 体 健 康 产 生 危 害 据 报 道, 很 多 国 家 由 于 酸 雨 的 影 响, 地 下 水 中 铝 铜 锌 的 浓 度 已 上 升 到 正 常 值 的 10~100 倍 酸 雨 对 其 他 野 生 动 物 也 有 明 显 的 影 响, 在 汇 集 小 区 域 排 水 的 暂 时 性 水 塘 中 繁 殖 的 两 栖 类 动 物, 对 酸 化 特 别 敏 感, 当 水 的 ph 达 到 4 时, 可 使 大 多 数 两 栖 动 物 的 死 亡 率 高 达 50% ( 四 ) 酸 雨 的 防 治 酸 沉 降 问 题 早 已 引 起 了 各 国 的 关 注 1979 年, 欧 洲 和 北 美 35 个 国 家 签 定 了 长 程 越 界 空 气 污 染 公 约, 于 1983 年 3 月 起 生 效 公 约 中 关 于 至 少 减 少 30% 硫 排 放 或 跨 国 境 流 动 的 议 定 书 于 1987 年 9 月 生 效, 有 17 个 欧 洲 国 家 批 准 了 议 定 书, 这 批 国 家 的 成 员 被 称 为 30 % 俱 乐 部 在 1985 年, 欧 共 体 颁 布 了 旨 在 将 硫 和 一 氧 化 氮 减 少 60% 的 汽 车 尾 气 排 放 标 准 执 行 指 令, 建 议 其 成 员 国 在 1989 年 之 前 改 用 无 铅 汽 油, 到 1995 年 完 全 使 用 汽 车 催 化 转 化 器 在 北 美, 美 国 早 在 1970 年 就 开 始 实 施 清 洁 空 气 法, 于 1990 年 又 进 行 了 修 订, 确 定 了 总 量 控 制 的 行 动 纲 领, 即 在 1990 年 全 美 SO 2 排 放 量 2000 万 吨 的 基 础 上, 今 后 每 5 年 削 减 500 万 吨, 到 2000 年 总 排 放 量 减 少 一 半, 控 制 在 1000 万 吨, 以 后 不 再 超 过 这 个 数 量 加 拿 大 在 1985 年 宣 布, 到 1994 年 国 内 S0 2 排 放 量 将 削 减 一 半, 从 460 万 吨 降 到 230 万 吨 目 前 人 们 普 遍 认 为, 酸 沉 降 是 区 域 性 的 环 境 问 题 由 于 气 流 的 运 动, 各 种 污 染 物 排 放 后 不 仅 造 成 本 地 局 部 的 空 气 污 染, 而 且 会 随 气 流 输 送 到 很 远, 这 种 跨 国 转 移 已 成 为 国 际 争 论 的 热 点, 仅 加 拿 大 东 部, 每 年 即 从 美 国 接 受 约 600 万 吨 SO 2 1. 防 治 酸 雨 的 一 般 措 施 (1) 使 用 低 硫 燃 料 和 改 进 燃 烧 装 置 减 少 S0 2 污 染 最 简 单 的 方 法 是 改 用 含 硫 低 的 燃 料 化 石 燃 料 中 硫 含 量 一 般 为 其 重 量 的 0.2%~5.5%, 美 国 正 在 规 定, 当 煤 的 含 硫 量 达 到 1.5% 以 上 时, 就 应 加 入 一 道 洗 煤 工 序 据 有 关 资 料 介 绍, 原 煤 经 过 洗 选 之 后,S0 2 排 放 量 可 减 少 30%~50%, 灰 分 去 除 约 20% 另 外, 改 烧 固 硫 型 煤 低 硫 油, 或 以 煤 气 天 然 气 代 替 原 煤, 也 是 减 少 硫 排 放 的 有 效 途 径 改 进 燃 烧 装 置 也 可 以 达 到 控 制 SO 2 和 NO X 排 放 的 目 的 使 用 低 NO X 的 燃 烧 器 来 改 进 锅 炉, 可 以 减 少 氮 氧 化 物 排 放 流 化 床 燃 烧 技 术 近 来 已 得 到 应 用, 新 型 的 流 化 床 锅 炉 有 极 高 的 燃 烧 效 率, 几 乎 达 到 99%, 而 且 能 去 除 80%~95% 的 SO 2 和 氮 氧 化 物, 还 能 去 除 相 当 数 量 的 重 金 属 这 种 技 术 是 通 过 向 燃 烧 床 喷 射 石 灰 或 石 灰 石 完 成 脱 硫 脱 氮 的 (2) 烟 道 气 脱 硫 脱 氮 这 是 一 种 燃 烧 后 的 过 程 在 烟 道 气 排 出 烟 囱 前, 喷 以 石 灰 或 石 灰 石, 其 中 的 碳 酸 钙 与 SO 2 反 应, 生 成 CaSO 3, 然 后 由 空 气 氧 化 为 CaSO 4, 可 作 为 路 基 填 充 物 或 制 造 建 筑 板 材 和 水 泥, 全 世 界 大 约 有 1000 家 工 厂 安 装 了 烟 道 气 脱 硫 设 备, 其 中 100 家 在 美 国 178

187 (3) 控 制 汽 车 尾 气 排 放 一 般 柴 油 车 用 的 油 含 硫 量 达 0.4%, 为 工 厂 所 用 燃 料 含 硫 量 的 3 倍 美 国 已 规 定 柴 油 车 用 油 的 含 硫 量 应 低 于 0.2% 另 外, 汽 车 尾 气 中 还 含 有 氮 氧 化 物, 可 以 通 过 改 良 发 动 机 和 使 用 催 化 剂, 控 制 氮 氧 化 物 排 放 量, 日 本 要 求 控 制 在 0.25g/km 以 下 2. 中 国 的 控 制 措 施 各 国 根 据 自 己 的 具 体 情 况, 都 制 定 了 一 些 适 合 本 国 国 情 的 酸 雨 控 制 措 施 中 国 针 对 出 现 的 酸 雨 问 题, 采 取 了 以 下 对 策 一 是 降 低 煤 炭 中 的 含 硫 量, 二 是 减 少 SO 2 的 排 放 我 国 洗 煤 能 力 应 当 优 先 安 排 洗 选 高 硫 煤, 回 收 精 硫 矿 专 家 建 议 到 本 世 纪 末, 全 国 含 硫 2% 以 上 的 高 硫 煤, 除 有 烟 气 脱 硫 能 力 的 工 厂 可 不 洗 选 外, 其 余 都 应 进 行 洗 选 对 于 无 法 洗 选 的 有 机 硫, 可 在 煤 炭 燃 烧 过 程 中 采 用 回 收 技 术, 制 取 硫 酸 在 生 产 和 生 活 用 煤 中, 要 尽 量 采 用 热 电 联 产, 集 中 供 热, 实 行 燃 煤 气 化 和 成 型 化, 在 有 条 件 的 工 厂, 应 装 有 消 除 烟 尘 和 脱 硫 设 备 二 酸 雨 的 监 测 方 法 ( 一 ) 样 品 采 集 1. 合 理 布 设 酸 雨 监 测 点 位 (1) 采 样 点 数 量 从 理 论 上 讲, 监 测 的 网 点 越 密, 对 掌 握 酸 沉 降 的 时 空 分 布 就 越 有 利 但 是 由 于 受 到 人 力 物 力 财 力 的 限 制, 网 点 不 可 能 很 密, 这 就 要 合 理 地 布 设 有 限 的 点 位 我 国 技 术 规 范 中 规 定, 人 口 50 万 以 上 的 城 市 布 三 个 采 样 点,50 万 以 下 的 城 市 布 两 个 采 样 点 采 样 点 位 置 要 兼 顾 城 市 农 村 或 清 洁 对 照 区 (2) 采 样 地 点 的 选 择 监 测 点 位 的 设 置 应 考 虑 区 域 的 环 境 特 点, 如 地 形 气 象 条 件 工 农 业 分 布 等 采 样 点 应 选 择 在 周 围 开 阔 处, 避 免 设 在 当 地 主 要 污 染 源 的 下 风 向, 远 离 局 部 污 染 源, 避 开 酸 碱 粉 尘 主 要 交 通 干 线 等 污 染 源 的 影 响 采 样 点 周 围 应 无 遮 挡 雨 雪 的 高 大 树 木 或 建 筑 物 2. 采 样 器 具 (1) 各 测 点 可 以 用 降 水 自 动 采 样 器 采 集 雨 样, 也 可 以 采 用 人 工 采 样, 接 水 容 器 为 口 径 20cm 高 20cm 的 聚 乙 烯 塑 料 桶 降 雪 样 品 一 律 用 人 工 法 采 样, 用 口 径 40cm 以 上 的 聚 乙 烯 塑 料 容 器 采 集 不 能 采 用 玻 璃 搪 瓷 制 品 或 金 属 的 容 器 采 集 和 存 放 雨 样, 因 为 这 些 材 料 中 含 有 各 种 金 属 离 子, 在 采 集 或 存 放 过 程 中 会 有 溶 出 而 污 染 样 品 (2) 采 样 容 器 第 一 次 使 用 前 应 用 10%HCl ( 或 HNO 3 ) 溶 液 浸 泡 24 小 时, 然 后 用 自 来 水 冲 洗 干 净, 再 用 去 离 子 水 冲 洗 多 次, 最 后 一 次 冲 洗 过 后 的 去 离 子 水 经 电 导 率 检 验 合 格 后, 倒 置 晾 干 密 封 保 存 在 干 净 的 橱 柜 内 采 样 容 器 每 次 使 用 后, 先 用 自 来 水 洗 涤, 再 用 去 离 子 水 冲 洗 多 次, 倒 置 晾 干, 密 封 保 存 在 干 净 的 橱 柜 内 3. 采 样 方 法 (1) 每 次 降 雨 ( 雪 ) 开 始 后, 立 即 将 清 洁 的 采 样 器 放 置 在 预 定 的 采 样 支 架 上, 采 集 全 过 程 雨 样 ( 降 雨 开 始 到 结 束 ) 如 遇 连 续 几 天 降 雨, 可 将 每 天 上 午 8:00 至 第 二 天 上 午 8:00 算 一 个 179

188 样 品 ( 即 24 小 时 算 一 个 样 品 ) 若 一 天 中 有 几 次 降 雨 过 程, 可 合 并 为 一 个 样 品 测 定 (2) 手 工 采 样 时 应 确 保 在 降 雨 开 始 时 才 打 开 采 样 容 器 盖 子, 雨 后 立 即 取 回 实 验 室 分 析, 防 止 干 沉 降 对 降 水 样 品 的 污 染 (3) 采 样 器 采 样 口 距 基 础 面 1.2 米 以 上 (4) 样 品 采 集 后, 应 贴 上 标 签, 编 好 号, 并 记 录 采 样 地 点 日 期 采 样 起 止 时 间 降 雨 ( 雪 ) 量 等 情 况 4. 样 品 处 理 和 保 存 (1) 降 水 样 品 送 到 实 验 室 后, 应 先 测 降 雨 量, 然 后 取 一 部 分 安 排 电 导 率 和 ph 值 的 测 定 其 余 样 品 用 0.45 μ m 醋 酸 和 硝 酸 混 合 纤 维 滤 膜 过 滤 ( 滤 膜 使 用 前 要 用 去 离 子 水 浸 泡 一 昼 夜, 并 用 去 离 子 水 洗 涤 数 次 ), 滤 液 收 集 到 洁 净 的 无 色 聚 乙 烯 塑 料 瓶 中, 盖 上 盖 子 后, 贴 上 标 签 置 于 冰 箱 内 低 温 (4 下 ) 保 存, 以 备 测 定 离 子 成 份 (2) 若 样 品 为 雹 雪, 应 在 实 验 室 内 令 其 自 然 融 化 后, 取 部 分 样 品 测 定 ph 值 和 电 导 率, 绝 对 不 能 采 用 电 炉 或 水 浴 加 热 的 方 法 使 其 融 化, 其 余 样 品 经 滤 膜 过 滤 入 无 色 聚 乙 烯 塑 料 瓶 中 于 冰 箱 内 4 下 保 存 (3) 盛 样 容 器 的 清 洗 同 采 样 容 器 + (4) 冰 箱 内 4 下 保 存 时, 电 导 率 ph NO 3 NO 2 NH 4 等 项 目 的 保 存 有 效 期 为 24h, 其 余 离 子 可 保 存 一 个 月 ( 二 ) 酸 雨 中 各 组 分 的 分 析 方 法 为 测 定 酸 雨 中 微 量 组 分 的 含 量, 需 要 采 用 快 速 连 续 精 密 的 分 析 方 法 表 4-18 汇 集 了 各 种 组 分 及 它 们 的 分 析 方 法 以 NO 和 O 3 间 发 生 的 化 学 发 光 反 应 为 基 础, 可 以 测 定 气 相 中 NO NO 2 HNO 3 和 NH 3 检 测 限 ( 体 积 分 数 ) 可 小 于 10-9 数 量 级 液 相 中 NO 和 NO 2 用 比 色 法 测 定, 而 HNO 3 和 NH 3 可 用 离 子 色 谱 法 测 定 只 是 离 子 色 谱 法 的 灵 敏 度 还 嫌 不 足, 为 此 可 换 用 离 子 选 择 性 电 极 法 测 NH 3 而 对 于 HNO 3, 则 可 在 溶 液 中 将 其 还 原 为 NO, 并 通 N 2 将 其 吹 出, 然 后 分 析 之 表 4-18 酸 雨 中 所 含 化 学 物 质 的 分 析 监 测 方 法 中 项 目 分 析 监 测 方 法 ph 电 极 法 电 导 率 电 极 法 常 规 分 析 监 测 项 目 Na 2+ K + Ca 2+ Mg 2+ NH + 4 N N0 3 N Cl CI S 原 子 吸 收 法 原 子 吸 收 法 原 子 吸 收 法 原 子 吸 收 法 纳 氏 试 剂 比 色 法 镉 柱 还 原 偶 氮 染 料 比 色 法 紫 外 分 光 光 度 法 离 子 色 谱 法 硫 氰 酸 汞 高 铁 比 色 法 离 子 色 谱 法 铬 酸 钡 二 苯 碳 酰 二 肼 比 色 法 离 子 色 谱 法 检 出 限 ( 体 积 分 数 ) 一 < 一 一 一 2 180

189 项 目 分 析 监 测 方 法 气 研 相 究 性 中 分 析 监 测 液 项 目 相 中 NO 化 学 发 光 法 (O 3 ) NO 2 化 学 发 光 法 (O 3 ) HNO 3 化 学 发 光 法 (O 3 ) NH 3 化 学 发 光 法 (O 3 ) O 3 H 2 O 2 SO 2 NO NO 2 HNO 3 NH 3 O 3 H 2 O 2 SO 2 化 学 发 光 法 ( 乙 烯 ), 紫 外 吸 收 法 吸 收 ( 水 )+ 化 学 发 光 法 ( 鲁 米 诺 + 催 化 剂 ) 紫 外 荧 光 法, 气 相 色 谱 法 (EPD 检 测 器 ) 比 色 法 比 色 法 (1) 离 子 色 谱 法,(2) 液 相 还 原 一 气 体 NO,(3) 离 子 选 择 性 电 极 法 比 色 法 化 学 发 光 法 ( 鲁 米 诺 十 催 化 剂 ) 化 学 发 光 法 (Ce 4,KMn0 4 ) 检 出 限 ( 体 积 分 数 ) ~ ~2* 50 1 * 1* 5*,1* 10 10* 0.2* 0.2* 1 这 一 栏 内 数 字 的 单 位 是 10-6 ; 2 依 所 使 用 仪 器 而 定, 一 般 为 10-6 数 量 级 ; 3 这 一 栏 内 标 有 * 号 数 字 的 单 位 是 10-9, 其 余 为 气 相 中 O 3 分 析 可 用 化 学 发 光 法 ( 与 乙 烯 反 应 而 发 光 ), 也 可 用 紫 外 吸 收 法 ; 液 相 中 O 3 分 析 常 用 比 色 法, 但 灵 敏 度 较 差 液 相 中 H 2 O 2 分 析 可 用 化 学 发 光 法 ( 与 鲁 米 诺 反 应 而 发 光 ), 这 种 方 法 用 于 气 相 中 H 2 O 2 测 定 时,O 3 SO 2 和 微 量 金 属 离 子 会 产 生 干 扰 气 相 中 SO 2 测 定 可 用 紫 外 荧 光 法 或 气 相 色 谱 法 ( 用 火 焰 光 度 检 测 器 ), 灵 敏 度 可 达 10-9 ( 体 积 分 数 ) 数 量 级 ( 三 ) 酸 雨 主 要 成 分 的 测 定 方 法 1.pH 值 的 测 定 ph 值 测 定 是 酸 雨 调 查 最 重 要 的 项 目 常 用 的 测 定 方 法 为 ph 玻 璃 电 极 法, 用 酸 度 计 测 定 清 洁 的 降 水 一 般 被 CO 2 饱 和,pH 值 在 5.6~5.7 之 间, 降 水 的 ph 值 小 于 该 值 时 即 为 酸 雨 2. 电 导 率 的 测 定 电 导 率 大 体 上 与 降 水 中 所 含 的 离 子 浓 度 成 正 比, 测 定 降 水 的 电 导 率 能 快 速 地 推 测 降 水 中 溶 解 物 质 总 量 一 般 用 电 导 率 仪 测 定 3.Cl 的 测 定 Cl 是 衡 量 大 气 中 HCl 导 致 降 水 ph 值 降 低 的 标 志 其 浓 度 一 般 在 每 毫 升 几 毫 克 范 围 内, 有 时 高 达 每 毫 升 几 十 毫 克 其 测 定 方 法 有 硫 氰 酸 汞 高 铁 分 光 光 度 法 离 子 色 谱 法 等 2-4.SO 4 的 测 定 2- 降 水 中 的 SO 4 主 要 来 自 气 溶 胶 和 颗 粒 物 中 可 溶 性 硫 酸 盐 以 及 大 气 中 SO 2 经 催 化 氧 化 形 成 的 硫 酸 雾 该 指 标 用 于 反 映 大 气 被 硫 氧 化 物 污 染 状 况 其 浓 度 一 般 在 每 毫 升 几 毫 克 至 100 毫 克 范 围 内, 其 测 定 方 法 有 铬 酸 钡 二 苯 碳 酰 二 肼 分 光 光 度 法 硫 酸 钡 比 浊 法 离 子 181

190 色 谱 法 等 我 国 的 能 源 结 构 仍 以 煤 为 主 要 燃 料, 而 煤 含 硫 量 较 高, 全 国 各 地 降 水 中 阴 离 子 2- 含 量 几 乎 均 以 SO 4 为 主 因 此, 我 国 酸 雨 污 染 一 般 属 于 硫 酸 型 的 5.NO 3 的 测 定 大 气 中 NO 2 和 颗 粒 物 中 可 溶 性 硝 酸 盐 进 入 降 水 中 形 成 NO 3 该 指 标 可 反 映 大 气 被 氮 氧 化 物 污 染 状 况, 也 是 导 致 降 水 ph 值 降 低 的 因 素 之 一 其 浓 度 一 般 在 每 毫 升 几 毫 克 范 围 内, 其 测 定 方 法 有 镉 柱 还 原 偶 氮 染 料 分 光 光 度 法 紫 外 分 光 光 度 法 离 子 色 谱 法 等 不 同 国 家 和 地 区 的 酸 雨 中, 所 含 的 NO 3 成 份 有 很 大 差 异 在 我 国 酸 雨 中 NO 3 的 含 量 远 远 低 2 于 欧 美 地 区, 这 说 明 西 方 发 达 国 家, 酸 雨 由 SO 4 和 NO 3 共 同 形 成, 而 且 NO 3 的 贡 献 更 重 要, 主 要 是 因 为 汽 车 尾 气 排 放 出 大 量 的 NO X, 造 成 严 重 的 大 气 污 染 因 此, 欧 美 地 区 酸 雨 污 染 一 般 属 于 硝 酸 型 的 + 6.NH 4 的 测 定 大 气 中 的 NH 3 进 入 降 水 中 形 成 NH + 4, 它 们 能 中 和 酸 雾, 对 抑 制 酸 雨 是 有 利 的 其 浓 度 一 般 在 每 毫 升 几 毫 克 以 内, 其 测 定 方 法 常 用 钠 氏 试 剂 分 光 光 度 法 次 氯 酸 钠 水 杨 酸 分 光 光 度 法 等 7.K + Na + Ca 2+ Mg 2+ 等 离 子 的 测 定 降 水 中 K + Na + 常 用 空 气 乙 炔 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 测 定 Ca 2+ 是 降 水 中 的 主 要 阳 离 子 之 一, 它 对 降 水 中 酸 性 物 质 起 着 重 要 的 中 和 作 用 其 测 定 方 法 有 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 络 合 滴 定 法 偶 氮 氯 膦 Ⅲ 分 光 光 度 法 等 而 Mg 2+ 常 用 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 测 定 第 七 节 大 气 污 染 的 生 物 监 测 随 着 人 类 活 动 对 全 球 环 境 的 影 响, 生 物 和 人 类 的 生 存 空 间 受 到 严 重 破 坏, 许 多 生 物 对 环 境, 尤 其 是 对 大 气 水 体 和 土 壤 环 境 的 变 化 有 不 同 的 敏 感 度, 因 此 如 何 利 用 生 物 对 环 境 变 化 进 行 指 示 和 监 测 成 为 目 前 研 究 的 热 点 和 前 沿 之 一 大 气 污 染 的 生 物 监 测 就 是 利 用 生 物 个 体 种 群 或 群 落 对 大 气 污 染 或 变 化 所 产 生 的 反 应, 即 通 过 生 物 在 环 境 中 的 分 布 生 长 发 育 状 况 及 生 理 社 会 指 标 和 生 态 系 统 的 变 化 来 阐 明 大 气 污 染 状 况, 从 生 物 学 角 度 为 大 气 环 境 质 量 的 监 测 和 评 价 提 供 依 据 的 一 种 方 法 一 生 物 监 测 的 特 点 生 物 监 测 具 有 理 化 监 测 不 能 替 代 的 作 用 和 所 具 备 的 一 些 特 点, 主 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 : 能 直 接 反 映 出 环 境 质 量 对 生 态 系 统 的 影 响 ; 能 综 合 反 映 环 境 质 量 状 况 ; 具 有 连 续 监 测 的 功 能 ; 监 测 灵 敏 度 高 ; 价 格 低 廉, 不 需 购 置 昂 贵 的 精 密 仪 器 ; 不 需 要 繁 琐 的 仪 器 保 养 及 维 修 等 工 作 ; 可 以 在 大 面 积 或 较 长 距 离 内 密 集 布 点, 甚 至 在 边 远 地 区 布 点 监 测 等 当 然, 也 存 在 一 些 缺 点, 如 不 能 像 理 化 监 测 仪 器 那 样 迅 速 做 出 反 应 ; 不 能 像 仪 器 那 样 精 确 地 监 测 出 环 境 污 染 物 的 含 量, 只 能 反 映 各 监 测 点 的 相 对 污 染 和 变 化 水 平 另 外, 大 气 污 染 引 起 的 植 物 伤 害 症 状 缺 乏 唯 一 性, 其 他 一 些 不 利 条 件 ( 如 热 冻 旱 涝 盐 风 虫 害 等 ) 也 能 引 起 相 同 或 类 似 的 症 状 182

191 大 气 污 染 的 生 物 监 测 包 括 微 生 物 监 测 动 物 监 测 和 植 物 监 测, 由 于 动 物 具 有 回 避 能 力, 所 以 大 气 污 染 对 动 物 的 影 响 主 要 是 改 变 局 部 地 区 的 种 群 和 群 落 结 构, 对 动 物 个 体 发 育 和 健 康 的 影 响 远 较 植 物 为 小 ; 而 微 生 物 较 为 复 杂, 因 此 目 前 尚 未 形 成 一 套 完 整 的 监 测 方 法 植 物 分 布 范 围 广, 容 易 管 理, 当 植 物 受 到 伤 害 时, 不 少 植 物 表 现 出 明 显 伤 害 症 状, 因 此 广 泛 用 于 大 气 污 染 监 测 二 大 气 污 染 对 植 物 的 影 响 大 气 中 有 害 气 体 种 类 较 多, 影 响 较 大 的 有 害 气 体 是 二 氧 化 硫 氟 化 氢 氮 氧 化 物 等 有 害 气 体 对 植 物 的 影 响 主 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 1. 对 群 落 的 影 响 在 有 害 气 体 长 期 存 在 情 况 下, 植 物 群 落 种 类 中 的 敏 感 种 类 减 少 或 消 失, 抗 性 强 的 种 类 保 存 下 来, 甚 至 发 展, 与 生 态 环 境 基 本 相 同 的 植 物 群 落 组 成 相 比 较, 种 类 组 成 和 最 小 面 积 减 少 2. 对 个 体 的 影 响 主 要 表 现 在 个 体 生 长 缓 慢 发 育 受 阻 失 绿 发 黄 和 早 衰 等 症 状 3. 对 组 织 器 官 的 影 响 有 害 气 体 能 使 叶 组 织 坏 死 出 现 伤 斑, 而 且 不 同 气 体 使 叶 片 出 现 不 同 的 伤 斑, 各 种 有 害 气 体 对 叶 片 伤 害 的 症 状 特 征 是 空 气 污 染 伤 害 诊 断 的 主 要 依 据 4. 对 细 胞 和 细 胞 器 的 影 响 在 某 些 有 害 气 体 作 用 下, 细 胞 膜 系 统 的 适 应 性 被 破 坏 引 起 水 分 和 离 子 平 衡 失 调, 光 合 作 用 下 降 臭 氧 使 膜 类 脂 发 生 过 氧 化, 干 扰 它 们 的 生 物 合 成 5. 对 酶 系 统 的 影 响 污 染 物 通 过 酶 系 统 的 作 用 而 影 响 生 化 反 应, 导 致 代 谢 破 坏 例 如 氟 化 物 是 多 种 酶 的 抑 制 剂, 能 显 著 的 抑 制 糖 酵 解 途 径 中 的 烯 醇 化 酶 ; 臭 氧 和 过 氧 乙 酰 硝 酸 酯 (PNA) 是 强 氧 化 剂, 能 使 蛋 白 质 中 的 巯 基 被 氧 化, 巯 基 氧 化 可 导 致 许 多 酶 失 去 活 性 三 利 用 植 物 监 测 大 气 污 染 利 用 植 物 监 测 大 气 污 染 的 研 究 始 于 20 世 纪 初, 目 前, 在 国 内 外 已 有 很 多 研 究, 如 利 用 柳 杉 红 松 冷 杉 等 植 物 的 敏 感 性 来 综 合 评 价 城 市 环 境 污 染 的 程 度 ; 用 紫 花 苜 蓿 胡 萝 卜 菠 菜 等 监 测 大 气 中 SO 2 污 染 ; 用 唐 昌 蒲 郁 金 香 杏 监 测 氟 污 染 ; 用 矮 天 牛 烟 草 美 洲 五 针 松 监 测 光 化 学 烟 雾 ; 用 复 叶 槭 落 叶 松 油 松 监 测 氯 和 氯 化 氢 等 所 谓 植 物 的 监 测 作 用, 就 是 利 用 某 些 植 物 对 有 害 气 体 的 敏 感 性, 当 有 害 气 体 在 空 气 中 达 到 一 定 的 含 量 且 此 状 况 持 续 一 段 时 间 后, 不 同 的 植 物 就 会 表 现 不 同 程 度 的 伤 害 特 性, 反 映 出 有 害 气 体 的 大 概 浓 度, 作 为 大 气 污 染 程 度 的 指 示, 这 就 是 植 物 的 监 测 作 用 这 些 植 物 就 称 为 监 测 植 物 大 气 污 染 物 如 二 氧 化 硫 氟 化 氢 氯 气 臭 氧 二 氧 化 氮 氯 化 氢 等, 对 植 物 产 生 不 同 程 度 的 有 害 影 响, 大 气 污 染 物 对 植 物 的 危 害 一 方 面 决 定 于 污 染 物 的 浓 度, 另 一 方 面 决 定 于 植 物 自 身 所 具 有 的 抗 性 目 前, 主 要 采 用 观 察 植 物 外 观 伤 害 症 状 ( 通 常 观 察 植 物 叶 片 ) 来 判 断 植 物 的 受 害 程 度 伤 害 因 伤 斑 的 部 位 形 状 颜 色 和 受 害 叶 龄 等 特 征 的 不 同 而 相 互 区 别 下 面 就 介 绍 几 种 常 见 的 有 害 气 体 对 一 些 植 物 的 影 响 : 1. SO 2 183

192 各 种 植 物 受 伤 害 的 阈 值 差 别 较 大, 当 浓 度 超 过 阈 值 时, 植 物 叶 片 开 始 出 现 受 害 症 状 阔 叶 叶 缘 和 叶 脉 间 出 现 不 规 则 的 坏 死 小 斑, 颜 色 变 成 白 色 到 淡 黄 色 ( 俗 称 烟 斑, 轻 者 只 在 叶 背 气 孔 附 近, 重 者 从 叶 背 到 叶 面 均 出 现 烟 斑 ), 周 围 组 织 常 常 有 缺 绿 的 花 叶 在 低 浓 度 时 一 般 表 现 为 细 胞 受 损 害, 不 发 生 组 织 坏 死 长 期 暴 露 在 低 浓 度 环 境 中 的 老 叶 有 时 表 现 为 缺 绿, 不 同 植 物 间 存 在 较 大 差 异 ; 禾 本 科 植 物 在 中 肋 两 侧 出 现 不 规 则 的 坏 死, 从 淡 棕 色 到 白 色 ; 针 叶 顶 端 发 生 坏 死, 呈 带 状, 通 常 相 邻 组 织 缺 绿 植 株 受 害 的 顺 序 : 先 期 是 叶 片 受 害, 然 后 是 叶 柄 受 害, 后 期 为 整 个 植 株 受 害 叶 片 受 害 与 叶 龄 的 关 系 : 在 一 定 浓 度 的 SO 2 范 围 内, 叶 片 的 受 害 与 叶 龄 有 关 其 受 害 的 先 后 顺 序 是 成 熟 叶, 然 后 是 老 叶, 最 后 是 幼 叶 这 是 因 为 幼 叶 的 抗 性 最 强, 成 熟 叶 最 敏 感, 老 叶 介 于 两 者 之 间 对 SO 2 敏 感 的 植 物 : 落 叶 松 向 日 葵 梨 雪 松 苹 果 复 叶 槭 等 对 SO 2 抗 性 强 的 植 物 : 大 叶 黄 杨 夹 竹 桃 女 贞 臭 桐 凤 仙 花 菊 花 一 串 红 牵 牛 花 金 盏 菊 石 竹 西 洋 白 菜 花 紫 背 三 七 青 蒿 扫 帚 草 等 较 强 者 : 温 州 蜜 柑 广 玉 兰 香 樟 棕 榈 海 桐 蚊 母 珊 瑚 树 龙 柏 罗 汉 松 梧 桐 石 榴 白 蜡 泡 桐 白 杨 八 仙 花 美 人 蕉 蜀 葵 蓖 麻 等 旱 柳 洋 槐 毛 白 杨 龙 爪 槐 蜀 葵 图 4-19 SO 2 对 树 叶 的 危 害 症 状 图 4-20 硫 酸 雾 对 树 叶 的 危 害 症 状 2. 氟 化 物 冶 炼 工 业 和 磷 肥 工 业 排 出 大 量 氟 化 物, 主 要 有 HF SiF 4 H 2 SiF 6 F 2 等 氟 化 物 不 但 是 刺 激 性 很 强 的 污 染 物, 更 是 累 积 性 毒 物, 其 毒 性 比 SO 2 大 10~100 倍 当 植 物 吸 进 HF 后, 常 在 叶 片 尖 端 和 边 缘 积 累, 到 足 够 浓 度 时, 使 叶 肉 细 胞 产 生 质 壁 分 离 而 死 亡 阔 叶 叶 尖 和 叶 缘 发 生 坏 死, 偶 尔 在 叶 脉 间 产 生 小 斑, 在 死 组 织 和 活 组 织 之 间 界 线 很 明 显, 常 具 有 窄 的 暗 棕 色 的 带 有 时 在 坏 死 组 织 边 上 有 窄 而 轻 微 缺 绿 的 带 ; 禾 本 科 植 物 出 现 棕 色 的 坏 死 叶 尖, 一 直 从 坏 死 区 延 伸 到 叶 尖, 其 后 部 是 不 规 则 的 条 纹, 和 阔 叶 植 物 一 样, 在 坏 死 区 和 健 康 组 织 间 有 深 色 带 ; 针 叶 树 出 现 棕 色 的 红 棕 色 的 坏 死 尖, 甚 至 整 个 叶 片 都 可 以 坏 死 叶 片 受 害 与 叶 龄 的 关 系 : 先 幼 叶 受 害, 再 老 叶 受 害 对 HF 敏 感 的 植 物 : 雪 松 菖 兰 郁 金 香 杏 葡 萄 榆 叶 梅 紫 薇 复 叶 槭 等 对 HF 抗 性 强 的 植 物 : 夹 竹 桃 龙 柏 罗 汉 松 小 叶 女 贞 桑 构 树 无 花 果 丁 香 木 芙 蓉 黄 连 木 竹 叶 椒 葱 兰 等 较 强 者 : 大 叶 黄 杨 珊 瑚 树 蚊 母 树 海 桐 杜 仲 胡 颓 子 石 榴 柿 枣 等 184

193 龙 爪 槐 箭 杆 杨 洋 槐 图 4-21 氟 化 物 对 叶 片 危 害 的 症 状 3.Cl 2 Cl 2 对 叶 肉 细 胞 有 很 强 的 杀 伤 力, 进 入 叶 肉 细 胞 后 很 快 破 坏 叶 绿 素, 产 生 点 块 状 褪 色 伤 斑, 叶 片 严 重 失 绿, 甚 至 全 叶 漂 白 脱 落 其 伤 斑 部 位 大 多 在 脉 间, 伤 斑 与 健 康 组 织 之 间 没 有 明 显 界 限 对 Cl 2 敏 感 的 植 物 : 圆 柏 垂 柳 加 拿 大 杨 油 松 紫 薇 栾 树 等 对 Cl 2 抗 性 强 的 植 物 : 樱 花 丝 棉 木 臭 椿 小 叶 女 贞 接 骨 木 木 槿 乌 桕 龙 柏 等 较 强 者 : 海 桐 大 叶 黄 杨 小 叶 黄 杨 女 贞 棕 榈 丝 兰 香 樟 枇 杷 石 榴 构 树 泡 桐 刺 槐 葡 萄 天 竺 葵 等 4.NO 2 它 所 引 起 的 主 要 症 状 为 黄 化 现 象 主 要 发 生 在 叶 脉 间 或 叶 缘 处, 成 条 状 或 斑 状 不 一, 幼 叶 在 黄 化 现 象 产 生 之 前 就 可 能 先 脱 落 但 与 其 他 原 因 所 产 生 的 黄 化 现 象 较 难 区 分 开 对 NO 2 敏 感 的 植 物 : 榆 叶 梅 连 翘 复 叶 槭 等 对 NO 2 抗 性 强 的 植 物 : 圆 柏 侧 柏 刺 槐 臭 椿 旱 柳 紫 穗 槐 桑 树 毛 白 杨 银 杏 栾 树 白 榆 五 角 枫 等 较 强 者 : 加 拿 大 杨 核 桃 泡 桐 油 松 北 京 杨 白 蜡 树 杜 仲 等 5.O 3 它 由 气 孔 进 入 叶 子, 与 叶 肉 细 胞 接 触 后 首 先 破 坏 其 细 胞 膜, 因 而 造 成 细 胞 死 亡 阔 叶 下 表 皮 出 现 不 规 则 的 小 点 或 小 斑, 部 分 下 陷, 小 点 变 成 红 棕 色, 后 褪 成 白 色, 最 后 结 果 与 植 物 种 类 和 暴 露 的 条 件 有 关 ; 禾 木 科 植 物 最 初 的 坏 死 区 不 连 接, 随 后 可 以 造 成 较 大 的 坏 死 区 ; 针 叶 树 针 叶 顶 部 发 生 棕 色 死 尖, 但 棕 色 和 绿 色 组 织 分 布 不 规 则 其 受 害 叶 最 先 为 中 龄 叶 对 O 3 敏 感 的 植 物 : 悬 铃 木 连 翘 等 对 V 抗 性 强 的 植 物 : 圆 柏 侧 柏 刺 槐 旱 柳 紫 穗 槐 桑 树 毛 白 杨 栾 树 白 榆 五 角 枫 垂 柳 加 拿 大 杨 核 桃 等 较 强 者 : 苹 果 泡 桐 金 银 木 油 松 复 叶 槭 等 6.NH 3 当 空 气 中 的 NH 3 达 到 一 定 浓 度 时, 植 物 叶 片 首 先 会 受 到 伤 害 其 部 位 大 多 为 叶 脉 间, 伤 斑 点 块 状, 颜 色 为 黑 色 或 黑 褐 色, 与 正 常 组 织 之 间 界 限 明 显 另 外, 症 状 一 般 出 现 较 早, 稳 定 的 也 快 对 NH 3 敏 感 的 植 物 : 悬 铃 木 杜 仲 龙 柏 旱 柳 等 对 NH 3 抗 性 强 的 植 物 : 臭 椿 银 杏 紫 薇 女 贞 木 槿 等 7. 光 化 学 烟 雾 185

194 它 使 叶 片 下 表 皮 细 胞 及 叶 肉 中 海 绵 细 胞 发 生 质 壁 分 离, 并 破 坏 其 叶 绿 素, 从 而 使 叶 片 背 面 变 成 银 白 色 棕 色 古 铜 色 或 玻 璃 状 叶 片 正 面 还 会 出 现 一 道 横 贯 全 叶 的 坏 死 带, 受 害 严 重 时 会 使 整 片 叶 变 色, 很 少 发 生 点 块 状 伤 斑 对 光 化 学 烟 雾 敏 感 的 植 物 : 紫 薇 连 翘 白 蜡 树 复 叶 槭 等 对 光 化 学 烟 雾 抗 性 强 的 植 物 : 圆 柏 侧 柏 刺 槐 臭 椿 旱 柳 紫 穗 槐 桑 树 毛 白 杨 银 杏 栾 树 白 榆 五 角 枫 等 8. 乙 烯 能 引 起 植 物 叶 柄 上 下 两 边 不 相 等 生 长, 即 叶 柄 的 上 边 生 长 比 下 边 快, 使 叶 片 下 垂, 这 是 乙 烯 的 一 种 特 殊 效 应 ; 乙 烯 的 另 一 种 作 用 是 使 叶 片 花 蕾 花 和 果 实 等 器 官 脱 落 对 乙 烯 敏 感 的 植 物 : 芝 麻 棉 花 向 日 葵 茄 子 辣 椒 蓖 麻 番 茄 紫 花 苜 蓿 香 石 竹 中 国 石 竹 四 季 海 棠 月 季 万 寿 菊 含 羞 草 大 叶 黄 杨 等 四 大 气 污 染 指 示 植 物 的 选 择 敏 感 植 物 与 抗 性 植 物 对 大 气 污 染 都 具 有 监 测 作 用 敏 感 植 物 抗 性 中 等 的 植 物 和 抗 性 强 的 植 物, 在 大 气 污 染 的 环 境 中 分 别 出 现 伤 害 症 状 时, 即 可 分 别 表 明 大 气 污 染 程 度 为 较 轻 较 重 和 严 重 但 为 了 准 确 迅 速 地 对 大 气 状 况 进 行 监 测, 多 采 用 敏 感 植 物 为 监 测 植 物 对 敏 感 植 物 的 选 择, 人 们 已 积 累 了 丰 富 经 验, 主 要 采 用 的 选 择 方 法 有 下 列 四 种 1. 现 场 比 较 评 比 法 选 取 排 放 已 知 单 一 污 染 物 的 现 场, 对 污 染 源 影 响 范 围 内 的 各 类 植 物 进 行 观 察 记 录 特 别 是 注 意 叶 片 上 出 现 的 伤 害 症 状 特 征 和 受 害 面 积, 比 较 后 评 比 出 各 自 的 抗 性 等 级, 凡 是 敏 感 植 物 ( 即 受 害 最 重 者 ) 就 可 选 作 指 示 植 物, 这 种 方 法 虽 然 简 单 易 行, 但 干 扰 因 素 太 多, 易 造 成 个 体 间 的 不 一 致 性 从 而 影 响 选 择 结 果 另 外, 对 专 业 知 识 和 工 作 经 验 要 求 高, 因 此, 本 法 只 可 作 为 初 选 的 一 种 手 段 2. 栽 培 比 较 试 验 法 将 初 步 选 出 的 敏 感 植 物 栽 培 在 污 染 地 区, 进 行 观 察 比 较, 进 一 步 从 中 选 择 确 认 敏 感 种 类 这 样 选 出 的 敏 感 植 物 对 试 验 地 区 可 能 较 为 符 合 实 际, 但 也 未 能 排 除 其 他 因 素 的 干 扰, 选 出 的 敏 感 植 物 还 需 经 过 较 长 时 间 的 观 察 检 验 栽 培 试 验 包 括 盆 栽 和 地 栽 两 种 方 法 盆 栽 法 是 为 了 排 除 土 壤 系 统 各 种 因 素 的 干 扰 而 设 置 的, 其 优 点 是 用 地 面 积 少, 即 使 在 不 具 备 栽 培 条 件 的 地 方 也 能 进 行 监 测, 同 时 还 兼 有 植 物 净 化 能 力 测 定 的 功 能, 其 缺 点 是 管 理 要 求 严 格, 苗 木 准 备 费 工 时 ; 地 栽 法 是 把 经 过 初 选 的 抗 性 植 物 直 接 栽 种 于 污 染 环 境 中, 使 其 经 受 较 长 时 间 的 作 用, 经 一 年 以 上 的 试 验 和 观 察, 苗 木 生 长 正 常 的 便 是 可 靠 的 抗 性 植 物 186

195 图 4-22 植 物 监 测 器 1- 气 泵 ;2- 针 形 阀 ;3- 流 量 计 ;4- 活 性 炭 净 化 器 ;5- 盆 栽 指 示 植 物 王 英 健 环 境 监 测 化 学 工 业 出 版 社 2004 年 3 月 盆 栽 还 可 放 在 植 物 监 测 器 中 植 物 监 测 器 ( 见 图 4-22) 由 A B 两 室 组 成,A 室 为 测 试 室, B 室 为 对 照 室,A B 两 室 内 分 别 放 有 同 样 大 小 的 植 物, 栽 在 同 样 大 小 同 样 土 壤 的 盆 中 试 验 时, 被 测 污 染 空 气 由 气 泵 吸 入 后, 分 别 送 至 通 往 A 室 和 B 室 的 导 管 中, 通 往 B 室 的 气 路 中 串 接 一 个 活 性 炭 净 化 器, 以 吸 附 污 染 空 气 中 的 污 染 成 分 使 之 成 为 干 净 的 气 体, 需 注 意 的 是 活 性 炭 对 某 些 气 体, 如 NO X CO CO 2 的 吸 附 并 不 强 两 气 路 分 别 装 有 流 量 计 与 针 形 阀, 以 调 节 气 体 流 量 使 之 相 等, 一 般 流 量 以 5~10L/min 为 宜, 即 控 制 在 每 分 钟 使 室 内 空 气 换 l~2 次, 当 通 过 足 够 量 的 污 染 空 气 及 有 一 定 长 的 时 间 后, 即 可 由 A 室 内 的 植 物 所 出 现 的 植 物 反 应 来 判 断 空 气 中 的 污 染 程 度, 并 可 由 事 先 确 定 的 相 关 关 系 或 变 色 色 阶 来 估 算 空 气 中 的 污 染 物 浓 度 3. 人 工 熏 气 法 将 需 要 筛 选 的 植 物 移 植 或 放 置 在 人 工 控 制 条 件 的 熏 气 室 内, 把 所 确 定 的 单 一 或 混 合 气 体 掺 混 均 匀 后, 通 入 熏 气 室, 根 据 不 同 要 求 控 制 熏 气 时 间 熏 气 试 验 法 可 以 分 为 静 态 式 熏 气 法 动 态 式 熏 气 法 和 开 顶 式 熏 气 法 其 中, 静 态 式 熏 气 法 是 最 初 使 用 的 简 单 的 熏 气 试 验 法 试 验 时 用 一 个 密 闭 的 玻 璃 箱 罩 住 生 长 在 地 上 或 盆 栽 的 植 物, 并 引 人 一 定 量 的 污 染 气 体, 由 于 箱 内 空 气 不 能 更 换, 因 此 存 在 许 多 缺 点, 逐 渐 被 淘 汰 动 态 熏 气 室 是 用 抽 吸 的 方 法, 使 污 染 气 体 不 断 地 进 入 熏 气 室, 接 着 又 不 断 被 抽 出, 始 终 让 室 内 保 持 浓 度 一 定 的 污 染 气 体 的 动 态 平 衡 熏 气 室 装 置 改 进 和 发 展 很 快, 现 已 有 开 顶 式 熏 气 罩 或 田 间 全 开 放 式 熏 气 系 统, 这 些 装 置 更 接 近 于 自 然 状 态 人 工 熏 气 法 的 优 点 在 于 能 人 工 控 制 试 验 条 件, 较 准 确 地 把 握 生 物 的 反 应 症 状 或 观 察 其 他 指 标, 受 害 的 临 界 值 ( 引 起 植 物 受 害 的 最 低 浓 度 和 最 早 时 间 ) 以 及 评 出 各 类 植 物 的 敏 感 性 等 只 是 这 种 熏 气 室 与 自 然 环 境 有 一 定 的 差 距 4. 浸 蘸 法 人 工 配 制 化 学 溶 液, 把 生 长 的 植 物 叶 片 直 接 在 污 染 物 的 溶 液 中 浸 泡 1 分 钟, 取 出 后 隔 24 小 时, 进 行 观 察 比 较, 受 严 重 者 即 为 敏 感 植 物 这 种 方 法 所 获 得 的 结 果 与 人 工 熏 气 法 基 本 相 符, 而 且 具 有 简 便 省 时 和 快 速 的 优 点 浸 蘸 法 特 别 适 用 于 对 大 量 植 物 的 初 选 187

196 五 大 气 污 染 的 植 物 监 测 方 法 在 以 植 物 作 为 探 测 器 监 测 污 染 物 时, 应 注 意 影 响 其 受 害 程 度 的 因 素 : (1) 在 污 染 源 下 风 向 的 植 物 受 害 程 度 比 上 风 向 的 植 物 重, 并 且 受 害 植 株 往 往 呈 带 状 或 扇 形 分 布 (2) 植 物 受 害 程 度 随 离 污 染 源 距 离 增 大 而 减 轻, 即 使 在 同 一 植 株 上, 面 向 污 染 源 一 侧 的 枝 叶 比 背 向 污 染 源 一 侧 受 害 明 显 无 建 筑 物 等 屏 障 阻 挡 处 的 植 物 比 有 屏 障 阻 挡 处 的 植 物 受 害 程 度 重 (3) 对 大 多 数 植 物 来 说, 成 熟 叶 片 及 老 龄 叶 片 较 新 长 出 的 嫩 叶 容 易 受 害 (4) 植 物 受 到 两 种 或 两 种 以 上 有 害 物 质 同 时 作 用 时, 受 危 害 程 度 可 能 具 有 相 加 相 减 或 相 乘 等 协 同 作 用 1. 现 场 调 查 法 现 场 调 查 法 是 选 择 监 测 区 域 现 有 植 物 作 为 大 气 污 染 的 指 示 植 物 该 方 法 需 先 调 查 和 试 验, 确 定 现 场 生 长 的 植 物 对 有 害 气 体 的 抗 性 等 级, 将 其 分 为 敏 感 植 物 抗 性 中 等 植 物 和 抗 性 较 强 植 物 三 类 如 果 敏 感 植 物 叶 部 出 现 受 害 症 状, 表 明 大 气 已 受 到 轻 度 污 染 ; 如 果 抗 性 中 等 植 物 出 现 部 分 受 害 症 状, 表 明 大 气 已 受 到 中 度 污 染 ; 当 抗 性 中 等 植 物 出 现 明 显 受 害 症 状, 有 些 抗 性 较 强 的 植 物 也 出 现 部 分 受 害 症 状, 则 表 明 大 气 已 受 到 严 重 污 染. 同 时, 植 物 叶 片 呈 现 的 受 害 面 积 症 状 和 受 害 百 分 数, 可 以 判 断 主 要 污 染 物 和 污 染 程 度 (1) 调 查 方 法 1 选 择 观 察 点, 根 据 调 查 目 的 和 实 际 情 况 进 行 布 点 一 般 通 过 实 地 踏 勘 调 查, 在 大 比 例 尺 地 图 上 以 污 染 源 为 中 心, 按 方 位 或 根 据 风 向 玫 瑰 图 确 定 主 风 的 下 风 方 向 与 上 风 方 向 地 区 的 主 轴 线, 在 野 外 依 次 由 中 心 向 外 标 出 不 同 距 离 的 观 察 点 ( 如 50,100,3000m), 对 于 有 阻 隔 物 的 地 方, 要 对 上 风 和 下 风 两 处 进 行 补 充 调 查 2 了 解 调 查 区 内 主 要 有 害 气 体 种 类 浓 度 分 布 和 扩 散 规 律 等 3 观 察 对 象 主 要 是 树 木 农 作 物 蔬 菜 或 野 生 草 本 植 物 等 也 可 选 择 其 中 一 类 植 物 作 为 观 察 对 象, 观 测 植 物 确 定 之 后, 应 做 好 保 护 工 作, 注 意 区 分 病 虫 害 受 害 症 状 4 根 据 调 查 目 的 和 人 力 条 件, 确 定 观 测 的 时 间 5 观 察 各 类 植 物 芽 枝 条 等 器 官 受 害 的 症 状 表 现, 仔 细 观 察 叶 片 受 害 后 颜 色 形 状 受 害 面 积 受 害 年 龄 落 叶 情 况 等 对 农 作 物, 还 要 观 察 根 系 发 育 统 计 生 长 高 度 干 鲜 重 及 产 量 等 如 果 条 件 许 可, 取 受 害 部 分 ( 如 叶 片 ) 样 品, 观 察 内 部 组 织 结 构 受 害 状 况 和 进 行 化 学 分 析, 测 定 有 害 物 质 的 积 累 量 在 调 查 中, 如 能 配 合 观 测 气 象 土 壤 等 环 境 因 子 的 变 化, 对 于 了 解 空 气 污 染 与 植 物 的 关 系 具 有 重 要 的 意 义 6 根 据 调 查 资 料 与 对 照 区 ( 清 洁 区 ) 进 行 对 比 分 析, 确 定 各 种 植 物 对 有 害 气 体 的 抗 性 等 级 (2) 根 据 植 物 受 害 症 状, 确 定 伤 害 等 级 费 德 尔 和 米 林 根 据 菜 豆 对 臭 氧 的 反 应 制 定 了 伤 害 评 价 等 级 见 表 4-19: 188

197 表 4-19 菜 豆 对 臭 氧 反 应 的 伤 害 评 价 等 级 目 估 叶 片 受 伤 百 分 数 /% 受 伤 估 计 评 价 系 统 伤 害 严 重 性 指 数 目 估 叶 片 受 伤 百 分 数 /% 51~75 76~ 受 伤 估 计 评 价 系 统 伤 害 严 重 性 指 数 无 中 等 ~ 严 重 严 重 完 全 受 伤 1~25 轻 微 26~50 中 等 注 : 摘 自 大 气 环 境 监 测, 化 学 工 业 出 版 社,2003 (3) 分 析 方 法 分 析 方 法 有 生 长 量 法 和 症 状 法 生 长 量 法 是 把 在 清 洁 环 境 条 件 下 植 物 生 长 量 与 在 污 染 条 件 下 植 物 生 长 量 的 比 值 ( 影 响 指 数 ) 来 监 测 和 评 价 环 境 污 染 状 况, 指 数 越 大, 污 染 越 重 可 用 下 式 求 得 污 染 影 响 指 数 ( LA ): 式 中 LA 影 响 指 数 ; W 0 清 洁 区 植 物 生 长 量 ; W0 LA = W m W m 污 染 区 植 物 生 长 量 症 状 法 是 根 据 敏 感 植 物 在 不 同 环 境 下 叶 片 的 受 害 症 状 程 度 颜 色 变 化 和 受 害 面 积 等 指 标 指 示 环 境 的 污 染 程 度, 判 断 主 要 污 染 物 的 种 类 综 合 不 同 植 物 的 受 害 状 况, 绘 出 空 气 污 染 的 分 级 分 区 图, 以 确 定 区 域 性 污 染 的 程 度 和 范 围 针 对 具 体 植 物 又 分 为 植 物 群 落 的 调 查 及 地 衣 和 苔 藓 的 调 查 1 植 物 群 落 调 查 法 植 物 群 落 指 生 活 在 一 定 特 定 空 间 或 区 域 的 各 种 植 物 种 类 相 互 松 散 组 合 构 成 的 结 构 单 元 环 境 条 件 的 变 化 会 直 接 影 响 植 物 群 落 的 变 化 即 在 植 物 群 落 的 分 布 区, 一 定 时 空 内, 常 有 一 些 固 定 种 群 构 成 指 示 性 生 物 群 当 大 气 污 染 时, 由 于 群 落 中 各 种 植 物 对 污 染 物 敏 感 性 的 差 异, 其 反 应 有 着 明 显 的 差 异, 通 过 分 析 群 落 中 各 种 植 物 的 反 应 ( 只 有 是 受 害 症 状 和 程 度 ), 就 可 以 估 测 该 区 域 大 气 污 染 的 状 况 表 4-20 为 排 放 SO 2 的 化 工 厂 附 近 植 物 群 落 的 调 查 结 果 可 见, 对 SO 2 抗 性 强 的 一 些 植 物 如 枸 树 马 齿 苋 等 也 受 到 危 害, 表 明 该 厂 附 近 的 大 气 已 受 到 严 重 污 染 表 4-20 排 放 SO 2 的 某 化 工 厂 附 近 植 物 群 落 受 害 情 况 植 物 受 害 情 况 悬 铃 木 加 拿 大 白 杨 桧 柏 丝 瓜 向 日 葵 葱 玉 米 菊 牵 牛 花 月 季 蔷 薇 枸 杞 香 椿 乌 桕 葡 萄 金 银 花 枸 树 马 齿 苋 广 玉 兰 大 叶 黄 杨 栀 子 花 腊 梅 80%~100% 叶 片 受 害, 甚 至 脱 落 叶 片 有 明 显 大 块 伤 斑, 部 分 植 株 枯 死 50% 左 右 叶 面 积 受 害, 叶 片 脉 间 有 点 块 状 伤 斑 30% 左 右 叶 面 积 受 害, 叶 脉 间 有 轻 度 点 块 状 伤 斑 10% 左 右 叶 面 积 受 害, 叶 片 上 有 轻 度 点 状 斑 无 明 显 症 状 注 : 摘 自 大 气 环 境 监 测, 化 学 工 业 出 版 社,

198 2 地 衣 和 苔 藓 调 查 法 地 衣 和 苔 藓 是 低 等 植 物, 分 布 广 泛, 对 某 些 污 染 物 反 应 敏 感 例 如, SO 2 的 年 平 均 浓 度 在 0.015~0.105ppm 范 围 内 可 使 地 衣 绝 迹 ;SO 2 的 浓 度 达 0.017ppm 时, 大 多 数 植 物 便 不 能 生 存 调 查 树 干 上 地 衣 和 苔 藓 的 种 类 和 数 量 可 以 估 计 大 气 污 染 的 程 度 在 工 业 城 市 中, 通 常 距 市 中 心 越 近, 地 衣 的 种 类 越 少, 重 污 染 区 内 一 般 仅 有 少 数 壳 状 地 衣 分 布, 随 着 污 染 程 度 的 减 轻, 便 出 现 枝 状 地 衣 ; 在 轻 污 染 区, 叶 状 地 衣 数 目 最 多 对 于 没 有 适 当 的 树 木 和 石 壁 观 察 地 衣 和 苔 藓 的 地 方, 可 以 进 行 人 工 栽 培 并 放 在 苔 藓 监 测 器 中 进 行 监 测 2. 盆 栽 植 物 监 测 法 先 将 指 示 植 物 在 没 有 污 染 的 环 境 中 盆 栽 培 植, 待 生 长 到 适 宜 大 小 时, 移 至 监 测 点, 观 测 它 们 受 害 症 状 和 程 度 例 如, 用 唐 菖 蒲 监 测 大 气 中 的 氟 化 物, 先 在 非 污 染 区 将 其 球 茎 栽 培 在 直 径 20cm, 高 10cm 的 花 盆 中, 待 长 出 3~4 片 叶 后, 移 至 污 染 区, 放 在 污 染 源 的 主 导 风 向 下 风 侧 不 同 距 离 ( 如 5m 50m 300m 500m 1150m 1350m) 处, 定 期 观 察 受 害 情 况 几 天 之 后, 如 发 现 部 分 监 测 点 上 的 唐 菖 蒲 叶 片 尖 端 和 边 缘 产 生 淡 棕 黄 色 片 状 伤 斑, 且 伤 斑 部 位 与 正 常 组 织 之 间 有 一 明 显 界 线, 说 明 这 些 地 方 已 受 到 严 重 污 染 根 据 预 先 试 验 获 得 的 氟 化 物 浓 度 与 伤 害 程 度 关 系, 即 可 估 计 出 大 气 中 氟 化 物 的 浓 度 3. 植 物 污 染 物 含 量 分 析 法 (1) 叶 片 污 染 成 分 分 析 在 污 染 地 区 选 择 吸 污 物 质 或 人 工 实 地 栽 培 监 测 植 物, 或 把 盆 栽 监 测 植 物 放 到 监 测 点, 经 若 干 时 间 后 取 样 分 析 叶 片 污 染 物 质 含 量 ; 根 据 叶 片 污 染 物 质 含 量 变 化 判 断 污 染 情 况 植 物 树 皮 一 年 四 季 都 能 固 定 空 气 中 的 有 害 物 质, 定 期 分 析 植 物 树 皮, 并 与 生 长 在 清 洁 区 条 件 相 类 似 的 植 物 树 皮 相 比 较, 可 用 来 监 测 空 气 污 染 的 年 度 变 化, 使 生 物 监 测 工 作 不 受 季 节 的 影 响 分 析 叶 片 中 化 学 元 素 含 量 时, 将 采 集 的 样 品 仔 细 冲 洗 干 净 将 洗 干 净 的 叶 片 除 去 水 分, 分 析 其 中 化 学 元 素 含 量 指 示 二 氧 化 硫 污 染 可 以 分 析 叶 片 中 硫 含 量, 指 示 氟 铅 镉 污 染 可 分 别 分 析 叶 片 中 氟 铅 镉 的 含 量 分 析 方 法 目 前 还 没 有 统 一 的 方 法, 工 作 时 可 以 自 己 选 择 分 析 方 法 但 要 注 意 为 相 互 比 较 样 品, 应 选 用 同 一 方 法 进 行 分 析, 或 者 用 相 互 标 定 过 的 方 法 进 行 分 析, 不 然 很 难 进 行 化 学 比 较 获 得 不 同 地 点 叶 片 中 化 学 元 素 含 量, 就 可 以 根 据 含 量 的 多 少 来 划 分 污 染 等 级 (2) 污 染 指 数 法 这 种 方 法 与 叶 片 含 量 分 析 法 基 本 相 同, 不 同 之 处 是 分 析 监 测 点 叶 片 ( 或 组 织 ) 中 污 染 物 质 含 量, 与 清 洁 区 ( 立 地 条 件 基 本 相 同 ) 同 种 植 物 叶 片 ( 或 组 织 ) 中 污 染 物 质 含 量 进 行 比 较, 求 出 污 染 指 数, 再 按 指 数 大 小 进 行 污 染 程 度 分 级, 评 价 环 境 质 量 这 种 方 法 应 用 较 为 普 遍 190

199 思 考 题 一 名 词 解 释 空 气 污 染 指 数 分 子 状 态 污 染 物 采 样 时 间 等 速 采 样 法 气 态 污 染 物 采 样 频 率 干 洁 空 气 二 次 污 染 物 飘 尘 富 集 ( 浓 缩 ) 采 样 法 粒 子 状 态 污 染 物 空 气 污 染 指 数 二 判 断 题 1. 大 气 中 二 氧 化 硫 被 四 氯 汞 钾 溶 液 吸 收 后, 生 成 稳 定 的 二 氯 亚 硫 酸 盐 络 合 物, 保 护 了 二 氧 化 硫 不 被 还 原 ( ) 2. 采 集 的 空 气 中 的 二 氧 化 硫 样 品 经 过 一 段 时 间 的 放 置, 可 以 自 行 消 除 氮 氧 化 物 的 干 扰 ( ) 3. 二 氧 化 氮 属 于 二 次 污 染 物 ( ) 4. 大 气 中 的 氮 氧 化 物 都 是 气 体 状 态 存 在 的 ( ) 5. 溶 液 吸 收 法 中 使 用 的 吸 收 液 与 气 态 污 染 物 质 不 能 发 生 化 学 反 应 ( ) 6. 大 气 采 样 点 的 周 围 应 开 阔, 采 样 口 水 平 线 与 周 围 建 筑 物 高 度 的 夹 角 应 是 45º ( ) 7. 大 气 污 染 物 浓 度 常 用 g/l 表 示 ( ) 8. 功 能 区 布 点 法 适 用 于 高 架 点 源 ( ) 9. PAN 是 光 化 学 烟 雾 的 主 要 成 分 之 一 ( ) 10. 大 气 中 氮 氧 化 物 的 测 定 实 际 上 是 测 定 大 气 中 NO NO 2 的 总 和, 而 对 其 它 几 种 氮 氧 化 物 不 加 考 虑 ( ) 11. 大 气 污 染 物 的 浓 度 与 气 象 条 件 有 着 密 切 关 系, 在 监 测 大 气 污 染 的 同 时 还 需 测 定 风 向 风 速 气 温 气 压 等 气 象 参 数 ( ) 12. 空 气 和 大 气 是 相 同 的 概 念 ( ) 13. 一 次 污 染 物 是 指 直 接 从 各 种 污 染 源 排 放 到 大 气 中 的 有 害 物 质 而 二 次 污 染 物 是 一 次 污 染 物 在 大 气 中 经 转 化 后 形 成 的 物 质, 因 此 二 次 污 染 物 的 毒 性 要 比 一 次 污 染 物 的 毒 性 小 ( ) 14. 采 集 空 气 样 品 时 只 能 用 直 接 取 样 法 而 不 能 用 浓 缩 取 样 法 ( ) 15. 四 氯 汞 钾 法 测 定 大 气 中 SO 2 时, 为 消 除 NO X 干 扰, 应 加 入 氨 基 磺 酸 钠 ( ) 16. 清 洁 干 燥 的 空 气 主 要 组 分 是 氮 氧 氩 这 三 种 气 体 的 总 和 约 占 总 体 积 的 99.94% ( ) 17. 同 一 污 染 源 对 同 一 地 点 在 不 同 时 间 所 造 成 的 地 面 空 气 污 染 浓 度 是 相 同 的 ( ) 18. 溶 液 吸 收 法 的 吸 收 效 率 主 要 决 定 于 吸 收 速 度 和 样 气 与 吸 收 液 的 接 触 面 积 ( ) 19. 汽 车 排 放 的 污 染 物 主 要 有 CO 氮 氧 化 物 O 3 HF ( ) 20. 粒 子 状 态 污 染 物 是 分 散 在 空 气 中 的 微 小 的 固 体 颗 粒, 粒 径 多 在 0.01~100μm 之 间, 是 一 个 复 杂 的 非 均 匀 体 系 ( ) 三 问 答 题 1. 说 明 采 样 时 间 和 采 样 频 率 对 获 得 具 有 代 表 性 的 监 测 结 果 有 何 意 义? 2. 溶 液 吸 收 法 中 吸 收 液 的 选 择 原 则 是 什 么? 3. 直 接 采 样 法 和 富 集 采 样 法 各 有 何 优 缺 点? 191

200 4. 用 指 示 植 物 监 测 大 气 污 染 的 依 据 是 什 么? 举 两 个 实 例 说 明 之. 这 种 方 法 有 何 优 点 和 局 限 性? 5. 烟 道 气 需 测 定 的 基 本 参 数 有 哪 些? 测 定 基 本 参 数 的 目 的 是 什 么? 6. 大 气 采 样 的 几 何 布 点 法 有 几 种? 分 别 适 合 于 何 种 污 染 源? 7. 大 气 中 污 染 物 的 分 布 有 何 特 点? 掌 握 它 们 的 分 布 特 点 对 进 行 监 测 有 何 意 义? 8. 什 么 是 总 悬 浮 颗 粒 物? 9. 怎 样 用 重 量 法 测 定 大 气 中 的 总 悬 浮 颗 粒 物? 为 提 高 准 确 度, 应 注 意 控 制 哪 些 因 素? 10. 说 明 大 气 采 样 器 的 基 本 组 成 部 分 及 各 部 分 的 作 用 11. 说 明 酸 雨 的 来 源 和 酸 雨 的 产 生 机 理 192

201 第 五 章 噪 声 监 测 知 识 目 标 : 了 解 声 学 的 基 本 知 识 了 解 噪 声 的 危 害 掌 握 噪 声 的 评 价 方 法 和 标 准 掌 握 环 境 噪 声 测 量 的 方 法 能 力 目 标 : 能 够 利 用 噪 声 测 量 仪 器 测 量 城 市 区 域 道 路 交 通 噪 声 工 业 企 业 环 境 噪 声 第 一 节 声 学 基 础 在 工 业 生 产 过 程 中, 噪 声 污 染 和 水 污 染 空 气 污 染 固 体 废 物 污 染 等 一 样 是 当 代 主 要 上 的 环 境 污 染 之 一 但 噪 声 污 染 与 水 污 染 空 气 污 染 固 体 废 物 污 染 等 不 同 它 是 物 理 污 染 ( 或 称 为 能 量 污 染 ), 一 般 情 况 下 它 不 致 命, 但 与 声 源 同 时 产 生 同 时 消 失 噪 声 源 分 布 较 广, 较 难 集 中 处 理 随 着 工 业 和 交 通 事 业 的 发 展, 环 境 噪 声 日 益 严 重, 在 我 国 一 些 大 城 市 的 环 境 投 诉 中, 噪 声 污 染 的 投 诉 占 60%~70%, 已 经 成 为 广 泛 的 社 会 危 害 一 声 的 基 础 知 识 人 类 生 活 在 充 满 声 音 的 环 境 中, 包 括 噪 声, 如 有 人 们 的 交 谈 广 播 通 讯 工 业 设 备 和 家 用 电 器 等 发 出 的 声 音 所 有 这 些 发 声 的 现 象 都 是 物 理 振 动 的 结 果, 我 们 称 之 为 声 源 声 源 的 振 动 激 起 物 体 周 围 的 弹 性 媒 质 ( 通 常 是 空 气 ) 也 产 生 振 动, 并 在 弹 性 媒 质 中 继 续 传 播, 最 后 传 入 人 耳 或 接 受 器 ( 如 声 级 计 等 ) 人 们 就 感 觉 到 了 声 音 因 此, 声 音 源 于 物 体 的 振 动, 但 声 音 在 真 空 中 无 法 传 播 声 源 弹 性 媒 质 接 受 器 称 为 声 音 的 三 大 要 素, 缺 了 一 个 就 感 觉 不 到 声 音 了 声 源 可 以 是 固 体, 它 们 分 别 称 为 空 气 声 水 声 和 固 体 声 等 噪 声 监 测 主 要 讨 论 空 气 声 当 物 体 在 空 气 中 振 动, 使 周 围 空 气 发 生 疏 密 交 替 变 化 并 向 外 传 播, 当 振 动 频 率 在 20~ 20000HZ 之 间, 人 可 以 感 觉 的 到, 称 为 可 听 声, 简 称 声 音, 频 率 低 于 20HZ 的 声 音 叫 次 声, 高 于 20000HZ 的 叫 超 声, 它 们 作 用 于 人 的 听 觉 器 官 时 不 引 起 声 音 的 感 觉, 因 此 不 能 听 到 声 音 是 波 的 一 种, 叫 声 波 通 常 情 况 下 的 声 音 是 由 许 多 不 同 频 率 不 同 幅 值 的 声 波 构 成, 称 为 复 音 而 最 简 单 的 仅 有 一 个 频 率 的 声 音 称 为 纯 音 声 音 传 播 的 空 间 称 为 声 场 典 型 的 声 场 有 自 由 声 场 和 混 响 声 场 两 种 自 由 声 场 是 指 在 弹 性 媒 质 中 传 播 不 改 变 传 播 方 向 直 线 前 进, 如 声 音 在 空 旷 的 野 外 传 播 时 就 可 以 近 似 地 看 作 是 自 由 声 场, 对 于 室 内 的 声 场, 由 于 墙 地 面 顶 等 处 均 存 在 反 射, 室 内 各 点 的 能 量 均 为 来 自 各 个 方 向 声 能 的 叠 加, 此 声 场 也 可 近 似 地 看 作 是 混 响 声 场 193

202 声 音 在 一 秒 钟 内 振 动 的 次 数 叫 频 率, 记 作 f, 单 位 为 HZ. 弹 性 媒 质 在 平 衡 位 置 附 近 完 成 振 动 一 次 所 经 历 的 时 间 叫 周 期, 记 作 T, 单 位 为 s, 显 然, 频 率 和 周 期 互 为 倒 数, 即 T=1/f 对 于 可 听 声 的 周 期 为 50ms~50µs 在 声 波 的 传 播 方 向, 振 动 一 个 周 期 所 传 播 的 距 离, 或 在 波 形 上 相 位 相 同 的 相 邻 两 点 间 的 距 离 称 为 波 长, 记 为 λ, 单 位 m, 可 听 声 的 波 长 范 围 为 17.2~0.172m 波 速 C, 又 称 声 速 是 指 单 位 时 间 内 声 波 传 播 的 距 离 单 位 m/s 波 速 C 与 声 波 频 率 无 关, 仅 仅 决 定 于 弹 性 媒 质 的 种 类 和 温 度 频 率 波 长 和 声 速 三 者 的 关 系 是 : C = fλ (5-1) 声 速 与 传 播 声 音 的 媒 质 和 温 度 有 关, 在 空 气 中, 声 速 (C) 和 温 度 (t) 的 关 系 可 简 写 为 : C = t (5-2) 常 温 下, 声 速 级 为 345m/s 二 声 压 声 强 和 声 功 率 ( 一 ) 声 压 P 声 音 在 介 质 中 以 波 动 方 式 传 播 的, 在 空 气 中, 没 有 声 波 时, 空 气 的 压 强 即 为 大 气 压 P O ; 当 有 声 波 时, 引 起 空 气 质 点 振 动, 使 原 来 大 气 压 上 叠 加 一 个 变 化 的 压 强, 这 个 变 化 的 压 强 即 空 气 动 压 强 P 与 静 压 强 的 差 值 P = P - P O 就 是 声 压, 所 以 声 压 就 是 指 介 质 中 的 压 强 相 对 于 无 声 波 时 的 压 强 改 变 量, 通 常 用 P 表 示, 其 单 位 为 帕 斯 卡 (Pa),1Pa = 1 N/m2 振 幅 的 大 小 决 定 声 压 的 大 小, 振 幅 越 大, 质 点 离 开 平 衡 位 置 越 远, 声 压 越 大, 声 压 只 有 大 小 没 有 方 向 声 压 是 随 时 间 的 起 伏 变 化 的, 每 秒 钟 变 化 的 次 数 很 多, 传 入 人 耳 时, 由 于 耳 膜 的 惯 性 作 用 辨 别 不 出 声 压 的 起 伏 变 化, 即 声 压 变 化 的 平 均 值 为 零, 故 平 均 声 压 无 意 义 因 此, 常 用 瞬 时 声 压, 峰 值 声 压 和 有 效 声 压 来 描 述 瞬 时 声 压 是 某 些 质 点 动 压 强 与 静 压 强 之 差 值, 无 法 测 量 峰 值 声 压 是 一 段 时 间 内 瞬 时 声 压 的 最 大 值, 而 有 效 声 压 是 指 瞬 时 声 压 对 时 间 取 均 方 根 值 即 P = 1 T T 2 P ( t ) dt 0 我 们 通 常 所 说 的 声 压 指 的 是 有 效 声 压 对 于 正 弦 波 来 说, 峰 值 声 压 为 有 效 声 压 的 2 倍, 即 P = P m 2 对 于 听 觉 正 常 的 人 耳, 对 1kHz 的 纯 音, 当 其 声 压 值 为 Pa 时, 刚 好 可 以 听 见 称 为 听 阈 声 压 ; 当 其 值 达 到 20Pa 时, 人 耳 产 生 疼 痛 的 感 觉, 称 为 痛 阈 声 压 值 人 们 正 常 说 话 的 声 压 为 0.02~0.03 Pa 表 5-1 各 环 境 的 声 压 与 声 压 级 声 环 境 声 压 值 (Pa) 声 压 级 (db) 听 阈 消 声 室 内 背 景 噪 声 正 常 交 谈 繁 华 街 道 上 纺 织 车 间 内 电 锯 大 型 球 磨 机 附 近 喷 气 飞 机 附 近

203 ( 二 ) 声 强 声 强 是 指 在 垂 直 于 声 波 的 传 播 方 向 上, 单 位 时 间 内 通 过 单 位 面 积 的 声 能 量, 用 I 表 示 其 单 位 是 J/(s.m 2 ) 或 w/m 2 正 常 人 耳 对 1000Hz 纯 音 的 可 听 声 强 是 w/m 2, 称 为 基 准 声 强 对 于 平 面 声 波 和 球 面 声 波, 声 强 I 等 于 : (5-3) 式 中 : P 有 效 声 压,Pa ρ 0 空 气 密 度,Kg/m 3 c 空 气 中 的 声 速,m/s ( 三 ) 声 功 率 声 功 率 是 描 述 声 源 性 质 的 声 源 的 声 功 率 是 指 单 位 时 间 内 声 源 向 外 辐 射 的 总 声 能, 单 位 是 : 焦 耳 / 秒 (J/s) 或 瓦 (w) 声 功 率 不 像 声 压 或 声 强 那 样 随 离 开 声 源 的 距 离 的 加 大 而 降 低 在 自 由 声 场 中, 声 功 率 与 声 强 的 关 系 为 : W=4πr 2 I (5-4) 式 中 : W 声 源 辐 射 是 声 功 率,w r 离 开 声 源 是 距 离,m I 离 开 声 源 米 r 处 的 声 强,w/m 2 三 声 级 和 声 级 的 运 算 ( 一 ) 声 级 日 常 生 活 中 遇 到 的 声 音 强 弱 不 同, 这 些 声 音 的 强 度 变 化 范 围 相 当 宽, 这 在 实 际 计 算 中 十 分 不 方 便, 同 时 人 耳 对 声 音 强 度 的 感 觉 并 不 正 比 于 强 度 的 绝 对 值, 而 与 声 能 量 的 对 数 值 是 成 正 比 的, 因 此, 常 用 声 级 来 表 示 声 能 量 的 大 小 1. 声 压 级 p 2 L p = 10 lg = 20 lg 2 p p 0 0 (5-5) 式 中 : L p 声 压 级,dB P 声 压,Pa P 0 基 准 声 压, Pa 引 入 声 压 级 的 概 念 后, 听 阈 声 压 级 为 0dB, 而 痛 阈 声 压 级 为 120dB 这 些 由 原 来 听 阈 声 压 到 痛 阈 声 压 相 差 100 万 倍, 变 成 0~120dB 的 变 化 范 围, 表 示 起 来 更 方 便 2. 声 强 级 式 中 : L I 声 场 中 某 点 的 声 强 级,dB I 声 场 中 某 点 的 声 强,w/m 2 I 0 基 准 声 强,10-12 w/m 2 3. 声 功 率 级 L I 0 p I = 10 lg (5-6) I 195

204 L w w = 10 lg (5-7) w 式 中 : Lw 声 源 的 声 功 率 级,dB w 声 源 的 声 功 率,w w 0 基 准 声 功 率,10-12 w 声 级 的 单 位 是 分 贝 (db) 分 贝 是 一 个 相 对 单 位, 无 量 纲, 它 表 示 一 个 量 超 过 另 一 个 量 的 程 度 采 用 分 贝 做 单 位 时, 必 须 要 知 道 其 比 较 的 基 准 值, 如 : 基 准 声 压 ( Pa), 基 准 声 强 (10-12 w/m 2 ), 基 准 声 功 率 (10-12 w) 等 ( 二 ) 声 级 的 运 算 1. 声 音 的 叠 加 两 个 或 两 个 以 上 的 独 立 声 源 作 用 于 声 场 中 某 一 点 时, 就 产 生 了 声 音 的 叠 加 声 能 量 是 可 以 代 数 相 加 的, 而 声 级 由 于 是 对 数 关 系, 不 能 代 数 相 加 假 设 两 个 声 源 的 声 功 率 分 别 为 w 1 和 w 2, 则 总 的 声 功 率 w 总 = w 1 + w 2, 当 两 个 声 源 在 声 场 某 点 的 声 强 分 别 为 I 1 和 I 2 时, 叠 加 后 的 总 声 强 I 总 =I 1 +I 2, 但 声 压 是 不 能 直 接 相 加 的 由 前 面 可 知 : 由 于 2 2 因 此 P 总 = p + I 1 p2 1 2 p1 = ρ c I 2 2 p2 = ρ c 0 1 由 于 p 1 0.1L p = 10 p 0 2 p 2 p 0 2 = L p p + p 故 总 声 压 级 L p 总 = ( ) 1 2 L 10 lg 10 lg p Lp = + 对 应 n 个 声 源 的 一 般 情 况 有 : (5-8) p 2 0 n i= 1 0.1L L p 总 = p 10 lg 10 i (5-9) 如 果 L p1 =L p2, 即 两 个 声 源 的 声 压 级 相 等, 则 总 声 压 级 : Lp= L p + 10 lg 2 L p1 3 (5-10) 1 + 即 作 用 于 某 一 点 的 两 声 源 声 压 级 相 等, 其 合 成 的 总 声 压 级 比 一 个 声 源 的 声 压 级 增 加 3 db, 而 不 是 增 加 一 倍 当 有 多 个 声 源, 且 其 作 用 于 某 一 个 点 时 的 声 压 级 不 相 等 时, 按 上 式 计 算 较 麻 烦, 可 以 利 用 图 5-1 或 表 5-2 查 图 ( 或 表 ) 来 计 算. 计 算 方 法 是 : 假 设 L p1 >L p2, 则 ΔLp= L p1 - L p2, 则 有 : 0.1Lp1 0.1( Lp ΔLp ) 0. 1ΔLp 1 L p 总 = lg[ ] = L + 10 lg[ ] = L + ΔL' 10 p1 p 1 (5-11) 由 公 式 (5-11) 可 绘 制 成 图 5-1 或 表 5-2 的 声 级 相 加 运 算 表, 从 而 直 接 在 图 5-1 或 表 5-2 中 查 出 两 声 级 叠 加 时 的 总 声 级 196

205 ΔL'(dB) 图 5-1 分 贝 相 加 曲 线 洪 宗 辉, 潘 仲 麟. 环 境 噪 声 控 制 工 程 [M]. 高 等 教 育 出 版 社,2002 表 5-2 声 级 运 算 加 法 表 L p1 -L p2 (db) ΔL'(dB) 例 如 :L 1 =85dB,L 2 =80dB,L 总 并 非 是 L 1 L 2 的 和 165 db, 由 于 ΔL = L 1 - L 2 =85-80=5dB, 由 表 5-2 查 得 ΔL'=1.2 db, 因 此 L 总 = L 1 +ΔL = = 86.2dB 由 表 (5-2) 可 知, 两 个 噪 声 相 加, 总 声 压 级 不 会 比 其 中 任 何 一 个 大 3dB, 而 两 个 声 压 级 相 差 10 db 以 上 时, 叠 加 的 声 能 可 以 忽 略 不 计 掌 握 了 两 个 声 源 的 叠 加, 就 可 以 推 广 到 多 个 声 级 的 叠 加, 例 如 : 三 台 机 器 设 备 作 用 于 某 点 的 声 压 级 分 别 为 80dB 87dB 和 84dB, 则 其 合 成 后 的 总 声 压 级 可 由 下 列 方 法 计 算 如 下 : ( 总 声 压 级 ) 89.5( 总 声 压 级 ) 需 要 注 意 的 是 : 如 果 两 个 声 源 相 关, 它 们 发 出 的 声 波 会 发 生 干 涉, 就 要 考 虑 叠 加 各 点 各 自 的 相 位, 但 在 环 境 噪 声 中 很 少 遇 到 此 种 情 况 2. 噪 声 的 相 减 在 噪 声 测 量 时, 往 往 会 受 到 外 界 的 噪 声 干 扰 例 如 在 测 试 某 机 器 设 备 的 声 级 时, 存 在 背 景 噪 声, 就 需 要 从 总 声 级 中 扣 除 机 器 设 备 停 止 运 行 时 的 背 景 噪 声 压 级, 得 到 的 才 是 真 实 的 机 器 设 备 的 噪 声 声 级, 这 就 是 声 级 的 减 法 运 算 假 设 背 景 噪 声 的 声 级 为 L pb, 机 器 设 备 的 噪 声 为 L ps, 总 声 级 为 L pt, 由 前 面 噪 声 相 加 0.1 pb L 可 知 :L PT = [ ps ] L 0. lg , 则 被 测 机 器 设 备 的 声 压 级 为 : 0.1ΔL L Ps =L pt - lg[ 1 10 PB ] 0.1 PT L L Ps = [ PB ] L 0. 10lg (5-12) 10 ΔL PB =L PT -L PB 197

206 0.1L 令 ΔL Ps = - 10lg[ 1 10 PB ] 则 L Ps = L PT -ΔL Ps 以 ΔL PB 为 横 坐 标,ΔL Ps 为 纵 坐 标, 可 绘 制 图 5-2 或 表 5-3 图 5-2 分 贝 相 减 曲 线 洪 宗 辉, 潘 仲 麟. 环 境 噪 声 控 制 工 程 [M]. 高 等 教 育 出 版 社,2002. 表 5-3 声 级 运 算 减 法 表 ΔL PB ΔL Ps 例 : 在 某 一 车 间, 风 机 开 动 时, 噪 声 为 94dB, 当 风 机 停 止 运 行 时, 测 得 背 景 噪 声 为 85dB, 求 该 风 机 的 噪 声 级? 解 : 由 题 意 得 :L PB =85dB, L PT =94dB,ΔL PB =94-85=9dB 由 表 5-3 可 知 ΔL Ps =0.6 db 因 此 该 风 机 的 实 际 噪 声 L Ps = L pt -ΔL Ps =94-0.6=93.4 db 四 噪 声 的 频 谱 分 析 声 源 发 出 的 声 音, 一 般 不 会 是 单 一 频 率 的 纯 音, 往 往 含 有 许 多 个 不 同 的 频 率 成 分, 且 强 度 不 同 频 谱 分 析 就 是 对 声 音 的 频 率 成 分 进 行 分 析, 若 以 频 率 为 横 坐 标, 以 反 映 相 应 频 率 处 声 信 号 强 弱 的 量 ( 如 声 压 声 强 声 压 级 等 ) 为 纵 坐 标, 绘 制 的 曲 线 图 称 为 频 谱 图 噪 声 的 频 谱 分 析 很 重 要, 它 能 了 解 噪 声 声 源 特 性, 可 以 帮 助 寻 找 主 要 的 噪 声 污 染 源, 并 为 噪 声 控 制 提 供 依 据 频 谱 分 析 的 方 法 是 使 噪 声 信 号 通 过 一 定 带 宽 的 滤 波 器, 滤 波 器 的 带 宽 越 窄, 频 谱 展 开 越 详 细 具 有 对 声 信 号 进 行 频 谱 分 析 功 能 的 设 备 称 为 频 谱 分 析 仪 或 称 频 率 分 析 仪 频 谱 分 析 仪 的 核 心 是 滤 波 器 和 声 级 计 滤 波 器 的 作 用 是 把 复 杂 的 噪 声 成 分 分 成 若 干 个 具 有 一 定 带 宽 的 频 带 ( 或 称 频 程 ), 测 量 时 只 允 许 某 个 特 定 的 频 率 声 音 通 过, 此 时 声 级 计 表 头 指 示 的 读 数 是 该 频 带 的 声 压 级, 而 不 是 总 声 压 级 滤 波 器 的 通 带 宽 度 决 定 频 谱 分 析 仪 的 类 型, 常 用 的 频 谱 分 析 仪 通 常 分 为 两 类 : 一 类 是 恒 定 带 宽 的 分 析 仪, 另 一 类 是 恒 定 百 分 比 带 宽 的 分 析 仪 一 般 噪 声 测 量 多 用 恒 定 百 分 比 带 宽 的 分 析 仪, 其 滤 波 器 的 带 宽 是 中 心 频 率 的 一 个 恒 定 百 分 比 值, 因 此 带 宽 随 中 心 频 率 的 增 加 而 加 大, 即 高 频 时 的 带 宽 比 低 频 时 宽 此 类 分 析 仪 常 用 于 测 量 无 规 噪 声 最 常 用 的 有 倍 频 程 和 1/3 倍 频 程 分 析 仪 频 程 分 析 仪 中, 每 一 带 宽 198

207 通 过 频 程 的 上 限 截 止 频 率 等 于 下 限 截 止 频 率 的 两 倍, 即 f 下 :f 上 =1;2, 是 倍 数 关 系,Δf= f 上 -f 下, 称 为 频 带 宽 度, 在 表 5-4 中 列 出 了 倍 频 程 的 上 限 截 止 频 率 f 上 下 限 截 止 频 率 f 下 中 心 频 率 f 中 和 频 带 宽 度 Δf 在 较 精 密 的 频 谱 分 析 时, 需 用 1/3 倍 频 程 1/3 倍 频 带 分 析 仪 使 各 频 带 的 上 限 截 止 频 率 与 下 限 截 止 频 率 的 比 值 为 3 2, 中 心 频 率 是 上 下 限 频 率 的 几 何 中 值, 频 带 宽 度 Δf= f 上 -f 下 = 3 2, 表 5-5 列 出 了 1/3 倍 频 程 的 f 上 f 下 f 中 和 Δf 表 5-4 1/1 倍 频 程 的 频 率 范 围 (Hz) 中 心 频 率 f 中 下 截 止 频 率 f 下 上 截 止 频 率 f 上 中 心 频 率 f 中 下 截 止 频 率 f 下 上 截 止 频 率 f 上 表 5-5 1/3 倍 频 程 滤 波 器 的 截 止 频 率 (Hz) 中 心 频 率 f 中 下 截 止 频 率 f 下 上 截 止 频 率 f 上 中 心 频 率 f 中 下 截 止 频 率 f 下 上 截 止 频 率 f 上

208 第 二 节 噪 声 及 其 评 价 一 噪 声 及 其 危 害 人 类 是 生 活 在 一 个 有 声 音 的 环 境 中, 人 们 通 过 声 音 进 行 交 谈 表 达 思 想 情 感 以 及 开 展 各 项 活 动 但 有 些 声 音 也 会 给 人 类 带 来 一 定 的 危 害, 如 : 震 耳 欲 聋 的 机 器 声, 呼 啸 而 过 的 飞 机 声 等 我 们 把 这 些 为 人 们 生 活 和 工 作 中 所 不 需 要 的 声 音 叫 噪 声 从 物 理 现 象 判 断, 一 切 无 规 律 的 或 随 机 的 声 信 号 都 叫 噪 声 噪 声 的 判 断 还 与 人 们 的 主 观 感 觉 和 心 理 因 素 有 关 噪 声 可 能 是 由 自 然 现 象 产 生 的, 也 可 能 是 由 人 们 活 动 形 成 的, 噪 声 可 以 是 杂 乱 无 序 的 宽 带 声 音, 也 可 以 是 节 奏 和 谐 的 音 乐 声, 当 声 音 超 过 人 们 生 活 和 社 会 活 动 所 允 许 的 程 度 就 成 为 噪 声 污 染 环 境 噪 声 是 来 源 有 四 种 :⑴ 交 通 噪 声, 包 括 飞 机 火 车 轮 船 和 汽 车 等 交 通 工 具 所 产 生 的 声 音 ⑵ 工 厂 噪 声, 如 织 布 机 冲 床 和 鼓 风 机 等 工 业 设 备 所 产 生 的 声 音 ⑶ 建 筑 施 工 噪 声, 如 打 桩 机 挖 掘 机 和 混 凝 土 搅 拌 机 等 发 出 的 声 音 ⑷ 社 会 生 活 噪 声, 如 高 音 喇 叭 电 视 机 收 音 机 等 发 出 的 声 音 等 噪 声 对 人 体 的 危 害 是 多 方 面 的, 如 损 伤 听 力 影 响 睡 眠 诱 发 各 种 疾 病 干 扰 语 言 交 谈 等, 同 时 强 烈 的 噪 声 对 物 体 也 能 产 生 损 伤 ( 一 ) 噪 声 对 听 力 的 影 响 大 量 的 调 查 资 料 表 明, 当 人 们 长 期 在 强 噪 声 环 境 下 工 作, 会 使 听 觉 组 织 受 到 损 伤, 出 现 听 力 下 降, 造 成 耳 聋 国 际 标 准 化 组 织 规 定, 听 力 损 失 用 500Hz 1000Hz 和 2000Hz 三 个 频 率 上 的 听 力 损 失 的 平 均 值 来 表 示, 凡 听 力 损 失 小 于 25dB 时 均 视 为 听 力 正 常, 超 过 25dB 时 为 轻 度 耳 聋, 听 力 损 失 为 40~60dB 属 中 度 耳 聋,65dB 以 上 属 重 度 耳 聋 一 般 所 说 的 噪 声 性 耳 聋 是 指 平 均 听 力 损 失 超 过 25dB, 在 这 种 情 况 下, 人 与 人 相 距 1.5m 处 的 正 常 交 谈 会 有 困 难, 句 子 的 可 懂 性 下 降 15% 由 噪 声 引 起 的 听 阈 级 提 高, 称 为 噪 声 性 迁 移 当 噪 声 暴 露 终 止 后, 经 过 一 段 时 间 的 休 息, 听 力 若 能 逐 渐 恢 复 原 状 的, 称 为 暂 时 性 阈 移, 若 在 强 噪 声 环 境 下 暴 露 时 间 过 长, 虽 经 休 息 仍 然 有 部 分 阈 移 不 能 恢 复, 这 部 分 阈 移 称 为 永 久 性 阈 移 ( 二 ) 噪 声 对 人 体 其 它 部 分 的 影 响 1. 噪 声 对 神 经 系 统 的 影 响 噪 声 具 有 强 烈 的 刺 激 作 用, 如 果 长 期 作 用 于 中 枢 神 经 系 统, 可 以 使 大 脑 皮 层 的 兴 奋 与 抑 制 过 程 平 衡 失 调, 其 结 果 引 起 条 件 反 射 混 乱 长 期 接 触 噪 声 的 人 往 往 会 出 现 头 痛 头 晕 多 梦 失 眠 心 慌 全 身 乏 力 和 记 忆 力 减 退 等 症 状, 临 床 诊 断 为 神 经 衰 弱 症 噪 声 对 神 经 系 统 影 响 的 程 度 与 其 强 度 有 关 当 噪 声 在 50~85dB 时, 主 要 表 现 为 头 痛 和 睡 眠 不 好 ;90~100dB 时, 易 激 动, 有 疲 劳 的 感 觉 ;100~120dB 时, 头 晕 失 眠 记 忆 力 明 显 下 降, 当 噪 声 强 度 增 强 到 140~150dB 时, 不 但 会 引 起 耳 痛, 而 且 还 会 引 起 恐 惧 或 全 身 紧 张 感 2. 噪 声 对 心 血 管 系 统 的 影 响 噪 声 除 了 损 伤 人 耳 的 听 力 外, 对 人 体 的 生 理 机 能 也 会 引 起 不 良 反 应 长 期 暴 露 在 强 噪 200

209 声 环 境 中, 会 使 人 体 的 健 康 水 平 下 降, 诱 发 各 种 慢 性 疾 病, 如 噪 声 会 引 起 人 体 的 紧 张 反 应, 使 肾 上 腺 素 分 泌 增 加, 引 起 心 率 加 快, 血 压 升 高 心 率 不 齐 和 血 管 痉 挛 等 大 量 的 工 业 噪 声 调 查 表 明, 在 强 噪 声 环 境 下 工 作 的 人 群, 患 高 血 压 动 脉 硬 化 和 冠 心 病 的 发 病 率 比 低 噪 声 条 件 下 的 人 群 要 高 2~3 倍, 低 血 压 患 者 多 2 倍 半, 同 时 发 现 工 龄 短 的 年 轻 人 中 低 血 压 患 者 较 多 不 仅 如 此, 噪 声 还 可 以 使 心 肌 受 损, 在 噪 声 污 染 日 趋 严 重 的 工 业 大 城 市 中, 冠 心 病 和 动 脉 硬 化 症 的 发 病 率 也 逐 渐 增 高 3. 噪 声 对 消 化 系 统 的 影 响 噪 声 也 会 引 起 消 化 系 统 方 面 的 疾 病, 使 肠 胃 功 能 紊 乱, 产 生 食 欲 不 振 恶 心 消 瘦 和 体 质 下 降 等 症 状 有 关 调 查 资 料 表 明, 在 某 些 吵 闹 的 环 境 中, 消 化 性 溃 疡 的 发 病 率 比 低 噪 声 条 件 下 要 高 5 倍 通 过 对 人 体 实 验 表 明, 在 80dB 的 环 境 中, 肠 蠕 动 要 减 少 40% 左 右, 随 之 而 来 的 是 胀 气 和 肠 胃 不 适 当 外 加 噪 声 停 止 后, 肠 蠕 动 的 节 奏 加 快, 幅 度 增 加, 结 果 引 起 消 化 不 良, 长 期 的 消 化 不 良 将 诱 发 肠 胃 黏 膜 溃 疡 ( 三 ) 噪 声 对 人 的 工 作 学 习 睡 眠 语 言 交 谈 和 通 讯 的 影 响 嘈 杂 的 强 噪 声 使 人 厌 烦 疲 劳 和 精 力 不 集 中, 影 响 工 作 学 习 的 效 率, 妨 碍 休 息 和 睡 眠 睡 眠 对 人 体 是 十 分 重 要 的, 它 能 使 人 体 的 新 陈 代 谢 得 到 调 节, 人 的 大 脑 通 过 睡 眠 得 到 充 分 的 休 息, 消 除 体 力 和 脑 力 疲 劳 一 般 40dB 的 连 续 噪 声 可 使 10% 左 右 的 人 睡 眠 受 到 干 扰,70dB 的 噪 声 可 使 50% 左 右 的 人 睡 眠 受 到 影 响 而 突 发 性 的 噪 声 对 人 的 睡 眠 干 扰 更 大, 40dB 的 突 发 性 噪 声 可 使 10% 左 右 的 人 惊 醒, 当 突 发 性 的 噪 声 达 到 60dB 时, 可 使 70% 的 人 惊 醒 一 般 而 言, 高 频 声 比 低 频 声 对 人 的 影 响 更 大, 非 稳 态 噪 声 脉 冲 声 比 连 续 的 稳 态 声 对 人 的 影 响 要 大 噪 声 妨 碍 人 们 之 间 的 交 谈 通 讯 是 广 泛 而 易 见 的 实 验 证 明 噪 声 干 扰 交 谈 通 讯 的 情 况 如 表 5-6 所 示 表 5-6 噪 声 对 交 谈 通 讯 的 干 扰 噪 声 级 /db(a) 主 观 反 应 正 常 谈 话 距 离 (m) 交 谈 通 讯 质 量 45 安 静 10 较 好 55 稍 吵 3.5 好 65 吵 1.2 较 困 难 75 很 吵 0.3 困 难 85 太 吵 0.1 不 可 能 ( 四 ) 强 噪 声 对 仪 器 设 备 和 建 筑 结 构 的 危 害 噪 声 对 仪 器 设 备 的 危 害 与 噪 声 的 强 度 频 率 以 及 仪 器 设 备 本 身 的 结 构 特 性 密 切 相 关 当 噪 声 级 超 过 135dB 时, 会 使 电 子 仪 器 的 连 接 部 位 出 现 错 动, 微 调 元 件 发 生 偏 移, 使 仪 器 发 生 故 障 而 失 效 当 噪 声 级 超 过 150dB 时, 仪 器 的 某 些 部 件 可 能 失 效 或 损 坏 在 特 强 噪 声 的 作 用 下, 由 于 声 频 交 变 负 载 的 反 复 作 用, 会 使 机 械 结 构 或 固 体 材 料 产 生 声 疲 劳 现 象 而 出 现 裂 痕 或 断 裂 强 噪 声 对 建 筑 物 有 一 定 的 破 坏 作 用, 当 噪 声 强 度 达 到 140dB 时, 对 建 筑 物 的 轻 型 结 构 开 始 有 破 坏 作 用 此 外, 剧 烈 振 动 的 空 气 锤 冲 床 和 建 筑 工 地 的 打 桩 等 也 会 使 振 源 周 围 的 建 筑 物 受 到 损 伤 201

210 二 噪 声 标 准 噪 声 标 准 是 指 在 不 同 情 况 下 所 允 许 的 最 高 噪 声 级 噪 声 标 准 是 对 噪 声 进 行 行 政 管 理 和 技 术 上 控 制 噪 声 的 依 据 我 国 颁 布 的 噪 声 标 准 可 概 括 为 三 类 : 第 一 类 是 环 境 噪 声 标 准 ; 第 二 类 是 保 护 职 工 身 体 健 康 ( 主 要 是 保 护 听 力 ) 的 劳 动 卫 生 标 准 ; 第 三 类 是 产 品 噪 声 标 准 ( 一 ) 环 境 噪 声 标 准 为 了 提 供 一 个 满 意 的 声 学 环 境, 保 证 人 们 的 正 常 工 作 学 习 和 休 息, 需 要 有 合 适 的 环 境 噪 声 标 准 这 些 标 准 的 制 定, 除 了 考 虑 要 满 足 大 多 数 人 的 实 际 要 求 外, 还 要 考 虑 区 域 环 境 时 间 和 技 术 上 的 可 能 性 和 经 济 上 的 合 理 性 等 因 素 我 国 在 1982 年 颁 布 了 城 市 区 域 环 境 噪 声 标 准 ( 试 行 ), 在 试 行 的 基 础 上,1993 年 颁 布 了 城 市 区 域 环 境 噪 声 标 准 (GB ) 在 标 准 中 规 定 了 各 类 区 域 的 环 境 噪 声 最 高 限 值 ( 乡 村 生 活 区 可 参 考 这 一 标 准 ), 见 表 5-7 所 示 表 5-7 城 市 各 种 区 域 环 境 噪 声 标 准 单 位 :db(a) 类 别 昼 间 夜 间 各 类 标 准 的 使 用 区 域 如 下 : 0 类 标 准 适 用 于 疗 养 区 高 级 别 墅 区 和 高 级 宾 馆 区 等 特 别 需 要 安 静 的 区 域, 若 此 区 域 位 于 城 市 郊 区 和 乡 村, 则 此 标 准 分 别 按 降 低 5dB 执 行 1 类 标 准 适 用 于 以 居 住 文 教 机 关 为 主 的 区 域, 乡 村 住 居 环 境 可 参 考 执 行 该 类 标 准 2 类 标 准 适 用 于 居 住 商 业 工 业 混 杂 区 3 类 标 准 适 用 于 工 业 区 4 类 标 准 适 用 于 城 市 中 的 交 通 干 线 道 路 的 两 侧 区 域, 穿 越 城 区 的 内 河 航 道 的 两 侧 区 域 穿 越 城 区 的 铁 路 主 次 干 线 的 两 侧 区 域 的 背 景 噪 声 ( 指 不 通 过 列 车 时 的 环 境 噪 声 ) 限 值 也 执 行 该 类 标 准 昼 间 和 夜 间 的 划 分, 通 常 认 为 7:00~22:00 为 昼 间,22:00~7:00 为 夜 间, 但 由 于 我 国 幅 员 辽 阔, 各 地 习 惯 有 较 大 差 异, 因 此 标 准 规 定 昼 间 和 夜 间 是 时 间 由 当 地 人 民 政 府 按 当 地 习 惯 和 季 节 变 化 划 定 另 外, 夜 间 突 发 性 噪 声, 其 最 大 值 不 准 超 过 标 准 值 的 15dB, 纯 音 和 脉 冲 噪 声 往 往 会 增 加 人 们 的 烦 恼, 在 许 多 国 家 的 城 市 区 域 环 境 噪 声 标 准 中 都 对 纯 音 和 脉 冲 噪 声 的 出 现 附 加 了 修 正 值, 我 国 城 市 区 域 环 境 噪 声 标 准 中 对 此 还 未 作 出 明 确 的 规 定 ( 二 ) 室 内 环 境 噪 声 允 许 标 准 为 了 保 证 生 活 及 工 作 环 境 的 安 静, 世 界 各 国 都 颁 布 了 室 内 环 境 噪 声 标 准, 但 由 于 地 区 之 间 的 差 异 和 生 活 条 件 的 不 同, 各 国 及 地 区 的 标 准 并 不 完 全 一 致 国 际 标 准 化 组 织 (ISO) 在 1971 年 提 出 的 环 境 噪 声 允 许 标 准 中 规 定 : 住 宅 区 室 内 环 境 噪 声 的 容 许 声 级 为 35~45dB, 并 根 据 不 同 时 间 不 同 地 区 等 条 件 进 行 修 正, 修 正 值 见 表 5-8 及 表 5-9, 我 国 民 用 建 筑 室 内 允 许 噪 声 级 见 表

211 表 5-8 一 天 中 不 同 时 间 声 级 修 正 值 不 同 时 间 修 正 值 L PA (db) 白 天 0 晚 上 -5 深 夜 -10~-15 表 5-9 不 同 地 区 住 宅 的 声 级 修 正 值 不 同 的 地 区 修 正 值 L pa (db) 农 村 医 院 休 养 区 0 市 郊 区 交 通 很 少 的 地 区 +5 市 居 住 区 +10 市 居 住 区 少 量 工 商 或 交 通 混 合 区 +15 市 中 心 ( 商 业 区 ) +20 工 业 区 +25 表 5-10 我 国 民 用 建 筑 室 内 允 许 噪 声 级 建 筑 物 类 型 医 院 住 宅 学 校 房 间 功 能 或 要 求 病 房 休 息 室 门 诊 室 手 术 室 卧 室 书 房 起 居 室 有 特 殊 安 静 要 求 一 般 教 室 无 特 殊 安 静 要 求 允 许 噪 声 级 L PA (db) 特 级 一 级 二 级 三 级 客 房 会 议 室 旅 馆 多 用 途 大 厅 办 公 室 餐 厅 宴 会 厅 ( 三 ) 健 康 保 护 和 听 力 保 护 标 准 大 量 试 验 和 调 查 表 明, 在 80dB(A) 和 85dB(A) 的 噪 声 环 境 中 长 期 工 作, 仍 有 少 数 人 产 生 噪 声 性 耳 聋, 理 想 的 健 康 和 听 力 保 护 标 准 应 是 70dB(A), 但 在 考 虑 实 际 标 准 时, 要 兼 顾 考 虑 保 护 大 多 数 人 不 受 危 害 和 经 济 上 的 合 理 性 世 界 上 不 少 国 家 采 用 每 天 暴 露 8h 或 每 周 40h 噪 声 级 为 90dB(A) 的 标 准, 少 数 国 家 采 用 85dB(A) 的 标 准 若 噪 声 暴 露 时 间 减 半, 噪 声 级 可 提 高 3~5dB(A) 我 国 颁 布 的 工 业 企 业 噪 声 卫 生 标 准 规 定, 工 业 企 业 生 产 车 间 和 作 业 场 所 的 噪 声 标 准 为 接 触 噪 声 8h 85dB(A), 接 触 时 间 减 半, 噪 声 允 许 增 加 3dB(A) 现 有 企 业 经 过 努 力 暂 时 203

212 达 不 到 该 标 准 时, 可 放 宽 至 90dB(A), 不 同 接 触 时 间 的 相 应 标 准 见 表 5-10 和 表 5-11 表 5-11 工 业 企 业 噪 声 卫 生 标 准 每 日 工 作 接 触 噪 声 的 时 间 (h) 允 许 噪 声 db(a) 注 : 最 高 不 得 超 过 115 db(a) 表 5-12 现 有 企 业 暂 时 达 不 到 标 准 的 参 照 表 每 日 工 作 接 触 噪 声 的 时 间 (h) 允 许 噪 声 db(a) 注 : 最 高 不 得 超 过 115dB(A) 国 际 标 准 化 组 织 (ISO) 在 其 推 荐 的 标 准 中 规 定, 为 了 保 护 听 力, 按 每 周 40h 工 作 时 间 容 许 噪 声 标 准 为 90 db(a), 噪 声 每 提 高 3 db(a), 噪 声 接 触 时 间 减 半 在 任 何 情 况 下, 噪 声 都 不 应 超 过 保 护 听 力 的 极 限 声 级 115 db(a) 对 于 非 稳 态 噪 声 的 工 作 环 境 或 工 作 位 置 流 动 的 情 况, 根 据 测 量 规 范 的 规 定, 应 测 量 等 效 连 续 A 声 级, 或 测 量 不 同 的 A 声 级 和 相 应 的 暴 露 时 间, 按 如 下 方 法 计 算 噪 声 暴 露 率 噪 声 暴 露 率 的 计 算 是 将 暴 露 声 级 的 时 数 除 以 该 暴 露 声 级 的 允 许 工 作 的 时 数 假 设 在 声 级 L i 的 时 数 为 C i,l i 声 级 允 许 暴 露 的 时 数 为 T i, 则 按 每 天 8h 工 作 可 计 算 出 噪 声 暴 露 率 D C D = T C + T C + T Ci + L = T (5-13) 1 2 由 于 D>1, 因 此 车 间 工 作 人 员 的 工 作 噪 声 已 超 过 噪 声 安 全 标 准 ( 四 ) 工 业 企 业 厂 界 噪 声 标 准 我 国 于 1990 年 颁 布 实 施 了 工 业 企 业 厂 界 噪 声 标 准 (GB ) 以 控 制 工 厂 及 可 能 造 成 噪 声 污 染 的 企 业 事 业 单 位 对 外 界 环 境 噪 声 的 排 放 在 工 业 企 业 厂 界 噪 声 标 准 (GB ) 中 规 定 了 四 类 区 域 的 厂 界 噪 声 标 准 ( 见 表 5-12) 表 5-12 各 类 厂 界 噪 声 标 准 值 ( 等 效 声 级 L eq ) 类 别 昼 间 /db(a) 夜 间 /db(a) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 四 类 标 准 的 适 用 范 围 规 定 如 下 : Ⅰ 类 标 准 适 用 于 以 居 住 文 教 机 关 为 主 的 区 域 Ⅱ 类 标 准 适 用 于 居 住 商 业 工 业 混 杂 区 及 商 业 中 心 区 若 D>1 表 明 8h 工 作 的 噪 声 暴 露 剂 量 超 过 允 许 标 准 例 : 某 车 间 中 工 作 人 员 在 一 个 工 作 日 内 噪 声 暴 露 累 积 时 间 为 :90dB(A) 4h,75dB(A) 2h,99dB(A) 2h, 计 算 噪 声 暴 露 率 D, 并 以 现 有 企 业 标 准 评 价 是 否 超 过 安 全 标 准? 解 : 由 题 意 查 表 5-12 知 90dB(A) 允 许 暴 露 时 间 为 8h,99dB(A) 允 许 暴 露 时 间 为 1h 因 此 C1 C2 4 2 D = + = + = 2. 5 T T i i

213 Ⅲ 类 标 准 适 用 于 工 业 区 Ⅳ 类 标 准 适 用 于 交 通 干 线 道 路 两 侧 区 域 标 准 中 规 定 昼 间 和 夜 间 的 时 间 由 当 地 人 民 政 府 按 当 地 习 惯 和 季 节 变 化 划 定 对 夜 间 突 发 性 噪 声, 标 准 中 规 定 对 频 繁 突 发 噪 声 峰 值 不 准 超 过 标 准 值 10dB(A), 对 偶 然 突 发 噪 声 其 峰 值 不 准 超 过 标 准 值 15dB(A) ( 五 ) 建 筑 施 工 场 界 噪 声 限 值 建 筑 施 工 往 往 带 来 较 大 的 噪 声, 国 家 标 准 建 筑 施 工 场 界 噪 声 限 值 (GB ) 中 规 定 了 不 同 施 工 阶 段 与 敏 感 区 域 相 应 的 建 筑 施 工 场 地 边 界 线 处 的 噪 声 限 值, 见 表 5-14 表 5-14 不 同 施 工 阶 段 作 业 的 厂 界 噪 声 限 值 ( 等 效 声 级 L eq ) 施 工 阶 段 主 要 噪 声 源 昼 间 噪 声 限 值 夜 间 土 石 方 推 土 机 挖 掘 机 装 载 机 打 桩 各 种 打 桩 机 85 禁 止 结 构 搅 拌 机 振 捣 棒 电 锯 等 装 修 吊 车 升 降 机 注 : 表 中 数 值 指 离 建 筑 施 工 场 地 边 界 30m 处 的 噪 声 级 ( 六 ) 机 动 车 辆 噪 声 标 准 机 动 车 辆 噪 声 标 准 是 控 制 城 市 交 通 噪 声 的 重 要 基 础 依 据, 它 不 仅 为 各 种 车 辆 的 研 究 设 计 和 制 造 提 供 了 噪 声 控 制 的 指 标, 同 时 也 是 城 市 车 辆 噪 声 管 理 监 测 的 依 据 我 国 在 1997 年 1 月 1 日 实 施 了 汽 车 定 值 噪 声 限 值 (GB ) 标 准 汽 车 定 值 是 指 车 辆 不 行 驶 发 动 机 处 于 空 载 运 转 状 态 定 值 噪 声 反 映 了 车 辆 主 要 噪 声 源 排 气 噪 声 和 发 动 机 噪 声 的 状 况 标 准 中 规 定 的 对 各 类 汽 车 的 噪 声 限 值 如 表 5-15 所 示 表 5-15 各 类 车 量 定 值 的 噪 声 限 值 (db(a)) 车 辆 类 型 燃 料 种 类 车 辆 出 厂 日 期 1998 年 1 月 1 日 前 1998 年 1 月 1 日 后 轿 车 汽 油 微 型 客 车 货 车 汽 油 轻 型 客 车 货 车 越 野 车 汽 油 n 4300r/min 汽 油 n>4300r/min 柴 油 中 型 客 车 货 车 汽 油 大 型 客 车 柴 油 重 型 货 车 注 :N 按 厂 家 规 定 的 额 定 功 率 额 定 功 率 N 147kw 额 定 功 率 N>147kw 三 噪 声 的 评 价 噪 声 评 价 的 目 的 就 是 为 了 有 效 地 提 出 适 合 于 人 们 对 噪 声 反 应 的 主 观 评 价 量 噪 声 评 价 量 的 建 立 必 须 考 虑 到 噪 声 对 人 们 影 响 的 特 点 不 同 频 率 的 声 音 对 人 的 影 响 不 同, 如 人 耳 对 中 高 频 声 比 对 低 频 声 更 加 敏 感, 因 此 中 高 频 声 对 人 的 影 响 更 大 ; 噪 声 在 夜 间 比 在 白 天 对 人 205

214 的 影 响 更 明 显 ; 同 样 的 声 音 对 不 同 心 理 和 生 理 特 征 的 人 群 反 应 不 同 ( 一 ) 等 响 曲 线 响 度 和 响 度 级 人 耳 能 接 受 的 声 波 的 频 率 范 围 从 20Hz~20kHz, 宽 度 达 10 个 倍 频 程 而 低 于 20Hz 的 声 波 称 为 次 声 波, 高 于 20kHz 的 声 波 称 为 超 声 波 声 音 给 人 耳 的 感 觉, 主 要 是 响 的 感 觉 不 同 频 率 的 声 音, 即 使 声 压 相 同, 人 耳 感 觉 的 响 度 却 不 同 例 如, 同 样 是 60dB 的 两 种 声 音, 一 个 声 音 的 频 率 为 1000Hz, 而 另 一 个 为 100Hz 人 耳 听 起 来 1000Hz 的 声 音 要 比 100Hz 的 声 音 要 响, 要 使 频 率 为 100Hz 的 声 音 听 起 来 和 1000Hz 的 声 压 级 为 60dB 的 声 音 一 样 响, 则 其 声 压 级 要 达 到 67dB, 这 是 因 为 人 耳 主 观 感 觉 的 响 度 大 小 与 声 压 级 和 频 率 有 关, 为 此 引 出 了 一 个 与 频 率 有 关 的 响 度 级 所 谓 响 度 级 是 指 当 某 一 频 率 的 声 音 与 1000Hz 的 纯 音 听 起 来 一 样 响, 这 时 1000 Hz 纯 音 的 声 压 级 就 定 义 为 该 待 定 声 音 的 响 度 级 响 度 级 的 符 号 为 L N, 单 位 为 方 (phon) 响 度 级 是 表 示 声 音 强 弱 的 主 观 量, 它 把 声 压 级 和 频 率 用 一 个 单 位 统 一 起 来 例 如 :1000 Hz 纯 音 的 响 度 级 等 于 其 声 压 级, 而 对 于 其 它 频 率 的 声 音, 通 过 调 节 1000 Hz 纯 音 的 声 压 级, 使 它 和 其 它 频 率 的 声 音 听 起 来 一 样 响, 此 时 1000 Hz 纯 音 的 声 压 级 就 等 于 该 待 定 声 音 的 响 度 级 把 各 个 频 率 的 声 音 作 上 述 试 听, 得 出 达 到 同 样 响 度 级 时 频 率 与 声 压 级 的 关 系 曲 线, 称 之 为 等 响 曲 线, 如 图 5-3 所 示, 图 中 所 示 各 条 曲 线 是 正 常 听 力 对 比 测 试 所 得 出 的 一 系 列 等 响 曲 线, 每 条 曲 线 上 各 个 频 率 纯 音 听 起 来 都 一 样 响, 但 其 声 压 级 相 差 较 大 例 如 :30Hz 90dB,100Hz 67dB,4000Hz 52dB 四 个 不 同 的 纯 音, 响 度 级 均 为 60phon 图 5-3 等 响 曲 线 洪 宗 辉, 潘 仲 麟. 环 境 噪 声 控 制 工 程 [M]. 高 等 教 育 出 版 社,

215 图 5-3 中 最 下 面 的 一 条 曲 线 表 示 正 常 人 耳 刚 好 能 听 到 的 声 音, 其 响 度 级 为 0 方, 低 于 此 曲 线 的 声 音 人 耳 无 法 听 到, 图 5-3 中 最 上 面 的 曲 线 是 痛 觉 的 界 限, 称 为 痛 阈, 超 过 此 曲 线 的 声 音, 人 耳 感 觉 到 的 是 疼 痛 从 图 中 可 以 看 到, 人 耳 能 感 受 的 声 音 的 能 量 范 围 高 达 倍, 相 当 于 120dB 的 变 化 范 围 从 等 响 曲 线 上 可 以 看 出, 对 于 60 方 响 度 级 的 声 音,1000Hz 的 声 压 级 是 60dB,3000~ 4000Hz 时 的 声 压 级 是 52dB, 而 100Hz 的 声 压 级 为 67dB, 对 30Hz 的 声 音 声 压 级 要 提 高 到 90dB 才 是 60 方, 这 是 因 为 人 耳 对 高 频 声 特 别 是 1000~5000Hz 的 声 音 最 为 敏 感, 因 此 汽 车 喇 叭 声 救 火 车 警 笛 声 一 般 都 在 此 范 围 响 度 级 是 一 个 相 对 量, 仍 是 一 种 对 数 标 度 单 位, 并 不 能 线 性 地 表 明 不 同 响 度 级 之 间 主 观 感 觉 上 的 轻 响 程 度, 也 就 是 说, 声 音 的 响 度 级 为 80 方, 并 不 意 味 着 比 40 方 声 音 响 一 倍 与 主 观 感 觉 的 轻 响 程 度 成 正 比 的 参 数 量 是 响 度, 符 号 为 N, 单 位 为 宋 (sone) 其 定 义 为 正 常 听 力 的 人 耳 判 断 一 个 声 音 比 响 度 级 为 40 方 的 参 考 声 音 响 的 倍 数 规 定 : 响 度 级 为 40 方 时 的 响 度 为 1 宋 2 宋 的 声 音 是 1 宋 声 音 的 2 倍 响,3 宋 的 声 音 是 1 宋 声 音 的 3 倍 响 实 践 证 明 : 响 度 级 每 增 加 10 方, 则 响 度 增 加 1 倍 按 国 际 标 准 化 组 织 ISO/R E 的 建 议, 在 响 度 级 范 围 内 (20~120 方 ), 响 度 级 L N 和 响 度 N 之 间 存 在 下 列 关 系 : L N N = 2 (5-14) 或 : L N = lg N (5-15) 式 中 : N 响 度 ( 宋 ) L N 响 度 级 ( 方 ) ( 二 ) 计 权 声 级 由 等 响 曲 线 可 以 看 出, 人 耳 对 不 同 频 率 的 声 音 敏 感 程 度 是 不 同 的 在 声 级 不 高 的 情 况 下, 人 耳 对 高 频 声 ( 特 别 是 频 率 在 1000~5000Hz 之 间 的 声 音 ) 比 对 低 频 声 要 敏 感 得 多 随 着 声 级 的 提 高, 这 种 频 率 敏 感 性 的 差 别 逐 渐 减 小 在 许 多 声 学 仪 器 中, 考 虑 到 人 耳 的 这 种 频 率 特 性, 设 计 了 一 种 特 殊 的 滤 波 器, 称 为 计 权 网 络 通 过 计 权 网 络 测 得 的 声 级 就 是 计 权 声 级 计 权 网 络 是 近 似 以 人 耳 对 纯 音 的 响 度 级 频 率 特 性 而 设 计 的, 通 常 采 用 的 有 A B C D 四 种 计 权 网 络, 其 中 A B C 三 种 计 权 网 络 分 别 近 似 模 拟 了 40phon 70phon 和 100phon 等 响 曲 线 用 这 些 计 权 网 络 测 得 的 声 级 分 别 称 为 A 声 级 B 声 级 和 C 声 级, 并 分 别 表 示 为 db(a) db(b) 和 db(c),d 计 权 声 级 主 要 用 于 航 空 噪 声 的 测 量 由 于 A 计 权 声 级 能 较 好 地 反 映 人 耳 对 噪 声 强 度 与 频 率 的 主 观 感 觉, 因 此, 对 于 一 个 连 续 的 稳 态 噪 声,A 计 权 声 级 是 一 种 较 好 的 评 价 方 法,A 计 权 声 级 已 成 为 国 际 标 准 化 组 织 和 绝 大 多 数 国 家 用 作 评 价 噪 声 的 主 要 指 标 表 5-16 为 A B 和 C 计 权 响 应 与 频 率 的 关 系, 利 用 此 表 可 计 算 出 噪 声 的 A 声 级 从 图 5-4 和 表 5-16 可 看 出 A B 和 C 计 权 网 络 的 区 别 是 在 低 频 范 围 的 衰 减 不 同,A 计 权 网 络 衰 减 最 大,B 计 权 网 络 衰 减 次 之,C 计 权 网 络 衰 减 最 小 表 5-16 绘 出 了 A B 和 C 计 权 曲 线 频 率 特 性 207

216 图 5-4 计 权 网 络 频 率 特 性 洪 宗 辉, 潘 仲 麟. 环 境 噪 声 控 制 工 程 [M]. 高 等 教 育 出 版 社,2002 表 5-16 计 权 响 应 与 频 率 的 关 系 频 率 /Hz A 计 权 /db B 计 权 /db C 计 权 /db 频 率 / Hz A 计 权 /db B 计 权 /db C 计 权 /db [ 例 ] 由 倍 频 带 声 级 计 算 A 声 级 中 心 声 级 /Hz 频 带 声 压 级 /db A 计 权 修 正 值 修 正 后 频 带 声 级 /db 各 声 级 叠 加 /db 略 略 略 略 略 略 总 的 A 计 权 声 级 /db 85.2 ( 三 ) 等 效 连 续 A 声 级 和 昼 夜 等 效 声 级 A 声 级 对 于 一 个 稳 态 噪 声 是 一 种 较 好 的 评 价 方 法 但 噪 声 常 常 是 间 歇 性 的, 或 强 度 随 208

217 时 间 起 伏, 对 于 这 种 非 稳 态 噪 声, 用 A 声 级 进 行 评 价 是 不 合 适 的 因 此 人 们 用 等 效 连 续 A 声 级 代 替 A 声 级 来 评 价 非 稳 态 噪 声 所 谓 等 效 连 续 A 声 级 是 在 某 个 规 定 的 时 间 段 内 的 非 稳 态 噪 声 的 A 声 级, 用 能 量 平 均 的 方 法, 以 一 个 连 续 不 变 的 A 声 级 来 表 示 该 段 时 间 内 的 噪 声 级 用 L eq 表 示, 其 数 学 表 达 式 为 : 式 中 : L p 噪 声 信 号 瞬 时 A 计 权 声 压 级,dB PA (t ) L T 总 的 测 量 时 段,s eq 1 T 0.1LPA( t ) = 10 lg 10 dt (5-16) T 0 当 测 量 是 采 样 测 量, 采 样 时 间 间 隔 相 同 时, 上 式 可 简 化 为 : n 1 0.1LPAi L eq = 10 lg[ 10 ] (5-17) n i= 1 式 中 : L pai 第 i 个 A 计 权 声 级,dB n 测 量 数 据 个 数 由 此 可 见, 对 于 连 续 的 稳 态 噪 声 等 效 连 续 A 声 级 就 是 测 得 的 A 计 权 声 级 在 噪 声 的 测 量 中 计 算 等 效 连 续 A 声 级 可 采 用 如 下 的 方 法 : 以 每 天 工 作 8h 为 基 准 在 某 个 测 点, 测 出 的 声 级 按 由 小 到 大 的 顺 序 排 列, 每 5dB(A) 为 一 个 段 落, 每 段 落 的 中 心 声 级 为 ,80dB(A) 表 示 78~82dB(A) 的 中 心 声 级,85dB(A) 表 示 83~87dB(A) 的 中 心 声 级, 低 于 78dB(A) 的 声 级 不 予 考 虑, 则 每 天 的 等 效 连 续 A 声 级 可 按 下 式 计 算 : L eq n T i= 1 = lg 480 (5-18) 例 : 某 工 人 一 天 工 作 8h, 接 触 噪 声 情 况 如 下 : 接 触 100dB 的 噪 声 4h 2h 接 触 90dB 的 噪 声 2h, 接 触 80dB 噪 声 2h, 求 该 工 人 一 天 接 触 噪 声 的 等 效 连 续 A 声 级 解 : 由 题 意 对 应 于 100dB 90dB 80dB 的 n 值 分 别 为 5 3 1,T n 值 分 别 为 T 1 =120min T 3 =120min T 5 =240min L eq 10 = lg n = lg53 = 97dB 由 于 同 样 的 噪 声 在 白 天 和 在 夜 晚 对 人 的 影 响 是 不 一 样 的, 而 等 效 连 续 A 声 级 并 不 能 反 应 人 对 噪 声 主 观 反 应 的 这 一 特 点 为 了 考 虑 噪 声 在 夜 间 对 人 们 烦 恼 的 增 加, 规 定 在 夜 间 测 得 的 所 有 声 级 加 上 10dB(A) 作 为 修 正 值, 再 计 算 昼 夜 噪 声 能 量 的 加 权 平 均, 由 此 构 成 昼 夜 等 效 声 级 这 一 评 价 量, 用 符 号 L dn 表 示, 其 定 义 式 为 : _ 3 0.1( + 10) d L = 10 lg[ 10 L + 10 L n ] (5-19) dn 8 8 式 中 : L d 昼 间 (07:00-22:00) 测 得 的 噪 声 能 量 平 均 A 声 级,dB n 209

218 L n 夜 间 (22:00-07:00) 测 得 的 噪 声 能 量 平 均 A 声 级,dB 昼 间 和 夜 间 的 时 段 可 以 根 据 当 地 的 情 况 作 适 当 的 调 整, 或 根 据 当 地 政 府 的 规 定 昼 夜 等 效 声 级 可 用 来 作 为 几 乎 包 括 各 种 噪 声 的 城 市 噪 声 全 天 候 的 单 值 评 价 量 美 国 环 保 局 自 1974 年 6 月 发 布 以 来, 等 效 连 续 A 声 级 L eq 和 昼 夜 等 效 声 级 L dn 逐 渐 代 替 了 以 前 一 些 其 它 评 价 量, 成 为 各 国 普 遍 采 用 的 环 境 噪 声 评 价 量 ( 四 ) 累 积 百 分 声 级 ( 统 计 声 级 ) 在 评 价 区 域 环 境 噪 声 和 交 通 噪 声 时, 常 用 的 是 累 积 百 分 声 级 又 称 统 计 声 级 在 现 实 生 活 中, 许 多 环 境 噪 声 属 于 非 稳 态 的 噪 声, 虽 然 此 类 噪 声 可 以 用 等 效 连 续 A 声 级 表 示, 但 对 噪 声 随 机 的 起 伏 程 度 却 表 达 不 出 来 这 种 起 伏 可 以 用 噪 声 出 现 的 时 间 概 率 或 累 积 概 率 来 表 示 目 前 采 用 的 评 价 量 为 累 积 百 分 数 声 级 L x, 它 表 示 在 测 量 时 间 内 高 于 L x 的 声 级 所 占 的 时 间 为 n% 如 :L 10 =70dB(A), 表 示 在 整 个 测 量 时 间 内, 高 于 70dB(A) 的 时 间 占 10%, 其 余 90% 的 时 间 内 噪 声 声 级 均 低 于 70dB(A) 交 通 常 认 为,L 90 相 当 于 本 底 噪 声 级,L 50 相 当 于 中 值 噪 声 级,L 10 相 当 于 峰 值 噪 声 级 累 积 百 分 数 声 级 一 般 只 用 于 有 较 好 正 态 分 布 的 噪 声 评 价, 对 于 统 计 特 征 符 合 正 态 分 布 的 噪 声, 其 累 积 百 分 数 声 级 与 等 效 连 续 A 声 级 之 间 的 近 似 关 系 为 : L eq 2 ( L10 L90 ) L50 + (5-21) 60 ( 五 ) 交 通 噪 声 指 数 (TNI) 交 通 噪 声 指 数 (TNI) 是 用 统 计 声 级 来 评 价 机 动 车 辆 对 周 围 环 境 的 干 扰 程 度, 是 城 市 道 路 交 通 噪 声 评 价 的 一 个 重 要 参 量 交 通 噪 声 指 数 (TNI) 的 测 量 是 在 24h 周 期 内 进 行 大 量 的 A 声 级 取 样, 取 样 时 间 不 连 续, 将 取 样 后 的 声 级 ( 如 100 个 或 200 个 ) 从 大 到 小 排 列, 求 得 累 积 百 分 声 级 L 10 和 L 90, 可 由 下 式 计 算 交 通 噪 声 指 数 : TNI = 4(L 10 -L 90 ) + L (5-22) 式 中 : L 10 峰 值 噪 声,dB L 90 本 底 噪 声,dB 交 通 噪 声 指 数 是 根 据 交 通 噪 声 特 征 经 大 量 测 量 和 调 查 得 出, 只 适 用 于 机 动 车 辆 噪 声 对 周 围 环 境 干 扰 的 评 价, 而 且 仅 限 于 车 流 量 较 多 及 附 近 无 固 定 声 源 的 环 境 对 于 车 流 量 较 少 的 环 境 L 10 和 L 90 的 差 值 较 大, 得 到 的 交 通 噪 声 指 数 (TNI) 也 很 大, 使 计 算 数 值 明 显 夸 大 了 噪 声 的 干 扰 程 度 如 : 在 繁 忙 的 交 通 干 线 处 L 90 =70dB(A),L 10 =84dB(A), 其 TNI=96dB(A), 对 于 车 流 量 较 少 的 道 路,L 10 仍 可 能 为 84dB(A), 但 L 90 会 大 大 降 低, 可 假 定 为 55 db(a), 其 TNI=141dB(A) 大 大 超 过 前 者, 显 然 不 合 理, 原 因 是 噪 声 涨 落 较 大 引 起 的 第 三 节 噪 声 监 测 噪 声 测 量 是 噪 声 监 测 控 制 及 研 究 的 重 要 手 段 通 过 噪 声 测 量, 了 解 噪 声 污 染 程 度 210

219 噪 声 源 的 状 况 和 噪 声 的 特 征, 确 定 控 制 噪 声 的 措 施, 检 验 与 评 价 噪 声 控 制 的 效 果 为 了 对 噪 声 进 行 正 确 的 测 量 分 析, 必 须 了 解 测 量 仪 器 的 性 能 和 用 途, 明 确 测 量 分 析 的 目 的, 选 择 合 适 的 测 量 方 法 和 规 范 一 噪 声 测 量 仪 器 常 用 的 噪 声 测 量 仪 器 有 : 声 级 计 频 谱 分 析 仪 电 平 记 录 仪 磁 带 记 录 仪 和 计 算 机 控 制 测 量 仪 器 等 ( 一 ) 声 级 计 在 噪 声 的 测 量 中, 声 级 计 是 最 常 用 的 基 本 声 学 仪 器, 它 是 一 种 可 测 量 声 压 级 的 便 携 式 仪 器 它 具 有 体 积 小 质 量 轻 操 作 简 便 和 便 于 携 带 等 特 点, 适 用 于 室 内 噪 声 环 境 噪 声 和 建 筑 施 工 噪 声 等 各 种 噪 声 的 测 量 1. 声 级 计 的 组 成 声 级 计 一 般 由 传 声 器 放 大 器 衰 减 器 计 权 网 络 检 波 器 和 指 示 器 等 组 成 如 图 5-5 所 示, 是 声 级 计 的 典 型 结 构 框 图 图 5-5 声 级 计 组 成 高 红 武, 噪 声 控 制 工 程 [M]. 武 汉 理 工 大 学 出 版 社,2003 (1) 传 声 器 : 又 称 话 筒, 它 是 把 声 压 转 换 成 电 压 的 声 电 换 能 器, 直 接 影 响 声 级 计 测 量 的 准 确 度 传 声 器 的 种 类 很 多, 它 们 的 转 换 原 理 及 结 构 各 不 相 同, 要 求 测 试 用 的 传 声 器 在 测 量 频 率 范 围 内 有 平 直 的 频 率 响 应 动 态 范 围 要 广 无 指 向 性 本 底 噪 声 低 稳 定 性 好 目 前, 多 选 用 空 气 电 容 传 声 器 和 驻 极 体 电 容 传 声 器 空 气 电 容 传 声 器 具 有 频 率 响 应 平 直 动 态 范 围 广 灵 敏 度 高 固 有 噪 声 低 受 电 磁 场 和 外 界 振 动 影 响 小 等 优 点 驻 极 体 电 容 传 声 器 具 有 使 用 方 便, 但 性 能 比 空 气 电 容 传 声 器 差 (2) 放 大 器 : 电 容 传 声 器 把 声 音 变 成 电 信 号, 电 信 号 一 般 很 微 弱, 需 要 进 行 放 大, 对 声 级 计 中 放 大 器 的 要 求 是 具 有 较 高 的 输 入 阻 抗 和 较 低 的 输 出 阻 抗, 有 较 小 的 非 线 性 失 真 和 较 宽 的 频 率 范 围, 频 率 响 应 特 性 平 直, 本 底 噪 声 低 放 大 系 统 包 括 输 入 放 大 器 和 输 出 放 大 器 两 种 (3) 衰 减 器 : 其 作 用 是 将 接 收 到 的 强 信 号 给 予 衰 减, 以 免 放 大 器 过 载 衰 减 器 分 为 输 入 衰 减 器 和 输 出 衰 减 器 为 提 高 信 噪 比, 一 般 测 量 时 应 尽 量 将 输 出 衰 减 器 调 至 最 大 衰 减 档, 在 输 入 放 大 器 不 过 载 的 条 件 下, 将 输 入 衰 减 器 调 至 最 小 档, 使 输 入 信 号 与 输 入 放 大 器 的 电 噪 声 有 尽 可 能 大 的 差 值, 以 保 证 输 入 信 号 不 因 放 大 器 过 载 而 失 真 (4) 计 权 网 络 : 是 可 将 频 率 滤 波 的 滤 波 器 根 据 计 权 网 络 衰 减 特 性 的 不 同 将 计 权 网 络 分 为 A 计 权 网 络 B 计 权 网 络 和 C 计 权 网 络, 利 用 这 些 计 权 网 络 测 量 的 声 级 分 别 为 A 计 权 声 级 B 计 权 声 级 和 C 计 权 声 级 211

220 声 级 计 设 有 时 间 计 权 档 位 S ( 慢 ) F ( 快 ) 档, 有 的 声 级 计 还 设 有 I( 脉 冲 ) 档 位 快 慢 脉 冲 档, 反 应 时 间 常 数 分 别 为 270min 1000min 和 35min 快 档 的 平 均 时 间 与 人 耳 的 听 觉 生 理 特 性 相 接 近, 适 合 于 稳 态 噪 声 和 记 录 噪 声 随 时 间 的 起 伏 变 化 过 程 慢 档 适 合 于 测 量 起 伏 变 化 较 大 的 噪 声 脉 冲 档 适 用 于 测 量 脉 冲 噪 声 (5) 检 波 器 和 指 示 器 : 检 波 器 的 作 用 是 将 放 大 器 输 出 的 交 流 信 号 整 流 成 直 流 信 号, 以 便 在 指 示 器 上 获 得 测 量 结 果 2. 声 级 计 的 分 类 国 际 电 工 委 员 会 (IEC651) 和 国 家 标 准 GB 将 声 级 计 按 精 度 分 为 O 型 Ⅰ 型 Ⅱ 型 和 Ⅲ 型 四 种 类 型, 见 表 5-17 在 环 境 噪 声 测 量 中, 主 要 使 用 Ⅰ 型 ( 精 密 型 ) 和 Ⅱ 型 ( 普 通 型 ) 精 密 声 级 计 具 有 测 量 频 带 声 压 级 的 功 能, 配 置 有 倍 频 程 和 1/3 倍 频 程 滤 波 器 国 家 标 准 GB/T 规 定 : 用 于 城 市 区 域 环 境 噪 声 测 量 的 仪 器 精 密 度 为 Ⅱ 型 以 上 的 积 分 声 级 计 表 5-17 声 级 计 的 分 类 精 密 型 普 通 型 类 型 O 型 Ⅰ 型 Ⅱ 型 Ⅲ 型 测 量 精 度 ±0.4dB ±0.7 db ±1.0dB ±1.5 db 用 途 实 验 室 标 准 仪 器 声 学 研 究 现 场 测 量 监 测 普 查 3. 声 级 计 的 工 作 原 理 声 压 由 传 声 器 膜 片 接 收, 将 声 压 信 号 转 换 成 电 信 号, 经 前 置 放 大 器 作 阻 抗 变 换 后 送 到 输 入 衰 减 器 将 较 强 信 号 衰 减 由 衰 减 器 衰 减 的 信 号, 再 由 输 入 放 大 器 定 量 放 大, 放 大 后 的 信 号 由 计 权 网 络 模 拟 人 耳 对 不 同 频 率 有 不 同 的 灵 敏 度 的 听 觉 响 应, 在 计 权 网 络 处 可 外 接 滤 波 器, 可 作 频 谱 分 析 输 出 的 信 号 由 输 出 衰 减 器 减 至 定 额 值, 送 到 输 出 放 大 器 放 大, 使 信 号 达 到 相 应 的 功 率 输 出, 输 出 信 号 经 均 方 根 检 波 电 路 检 波 后 送 出 有 效 值 电 压 推 动 电 表, 显 示 所 测 的 声 压 级 ( 二 ) 频 谱 分 析 仪 和 滤 波 器 具 有 对 信 号 进 行 频 谱 分 析 功 能 的 设 备 称 为 频 谱 分 析 仪 ( 或 称 频 率 分 析 仪 ) 频 谱 分 析 仪 不 仅 可 以 进 行 噪 声 的 测 量, 还 可 以 进 行 频 谱 分 析 若 以 频 率 为 横 坐 标, 以 反 映 相 应 频 率 处 声 信 号 的 强 弱 的 量 ( 如 : 声 压 声 强 声 压 级 等 ) 为 纵 坐 标, 可 绘 制 出 声 音 的 频 谱 图 图 5-6 给 出 了 几 种 典 型 的 噪 声 频 谱 :(a) 线 状 谱,(b) 连 续 谱, 在 此 谱 中 叠 加 了 能 量 较 高 的 线 谱,(c) 复 合 谱 噪 声 的 频 谱 反 映 了 声 能 量 在 各 个 频 率 处 的 分 布 特 征 图 5-6 噪 声 的 频 谱 图 洪 宗 辉, 潘 仲 麟. 环 境 噪 声 控 制 工 程 [M]. 高 等 教 育 出 版 社,

221 频 谱 分 析 仪 的 核 心 部 分 是 滤 波 器, 带 宽 Δf = f 2 f 1,f 1 称 为 下 限 截 止 频 率, f 2 称 为 上 限 截 止 频 率,f 0 称 为 中 心 频 率 滤 波 器 的 作 用 就 是 让 频 率 在 f 1 和 f 2 之 间 的 所 有 信 号 通 过 而 不 影 响 信 号 的 幅 值 和 相 位, 同 时 阻 止 频 率 在 f 1 以 下 和 f 2 以 上 的 任 何 信 号 通 过 f 1 f 2 和 f 0 三 者 之 间 的 关 系 为 : f 0 =(f 1 f 2 ) 1/2 频 谱 分 析 仪 通 常 分 为 两 类 : 恒 定 带 宽 分 析 仪 和 恒 定 百 分 比 带 宽 分 析 仪, 一 般 测 量 多 用 恒 定 百 分 比 带 宽 分 析 仪 其 滤 波 器 的 带 宽 是 中 心 频 率 的 一 个 恒 定 百 分 比 值, 频 带 宽 度 随 频 率 的 增 加 而 增 宽, 适 用 于 测 量 分 析 非 稳 态 的 噪 声 最 常 用 的 恒 定 百 分 比 带 宽 分 析 仪 有 倍 频 程 和 1/3 倍 频 程 频 谱 分 析 仪 倍 频 程 中, 一 个 倍 频 带 的 上 限 截 止 频 率 是 其 下 限 截 止 频 率 的 2 倍, 每 个 倍 频 带 的 中 心 频 率 是 下 限 截 止 频 率 的 2 倍 在 1/3 倍 频 程 分 析 仪 中, 上 下 限 频 率 的 比 值 是 3 2, 中 心 频 率 是 上 下 限 频 率 的 几 何 中 值 表 5-18 是 常 用 的 滤 波 器 带 宽 表 5-18 滤 波 器 通 带 的 准 确 频 率 带 通 号 数 中 心 频 率 1/3 倍 频 程 频 谱 滤 波 器 带 宽 1/1 倍 频 程 滤 波 器 带 宽 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

222 恒 定 百 分 比 带 宽 分 析 仪, 只 适 用 于 稳 态 连 续 噪 声, 对 于 非 稳 态 连 续 噪 声 用 此 类 型 仪 器 测 量 时, 可 利 用 记 录 器 记 录 噪 声 信 号, 然 后 反 复 重 放 进 行 测 量 ( 三 ) 电 平 记 录 仪 和 磁 带 记 录 仪 为 了 进 一 步 研 究 和 分 析 噪 声 的 频 谱 和 特 性, 需 要 在 现 场 将 噪 声 信 号 记 录 和 储 存 起 来, 带 回 实 验 室 后 再 分 析, 特 别 是 对 于 一 些 非 稳 态 噪 声 和 脉 冲 噪 声 等, 利 用 一 般 的 频 谱 分 析 仪 器 分 析 很 不 方 便, 就 需 要 把 现 场 的 信 号 记 录 和 储 存 起 来, 再 进 行 分 析 常 用 的 信 号 记 录 和 储 存 仪 器 仪 有 : 电 平 记 录 仪 和 磁 带 记 录 仪 ( 又 称 录 音 机 ) 电 平 记 录 仪 是 实 验 室 常 用 的 一 种 记 录 仪 器, 它 能 把 测 量 结 果 记 录 在 记 录 纸 上 把 声 级 计 与 电 平 记 录 仪 联 合 使 用, 可 测 量 和 记 录 噪 声 随 时 间 的 分 布, 再 配 合 倍 频 程 和 1/3 倍 频 程 滤 波 器, 可 直 接 记 录 噪 声 的 频 谱, 绘 制 噪 声 的 频 谱 图 若 采 用 圆 形 记 录 纸, 电 平 记 录 仪 还 可 以 记 录 噪 声 源 的 指 向 性 磁 带 记 录 仪 是 较 常 用 的 现 场 测 量 信 号 的 记 录 储 存 仪 器, 其 工 作 原 理 与 一 般 磁 带 录 音 机 基 本 相 同, 但 其 性 能 要 求 较 高 噪 声 测 量 使 用 的 磁 带 记 录 仪, 必 须 在 测 试 频 率 范 围 内 有 较 宽 的 动 态 范 围, 抖 动 要 小 和 有 较 低 的 电 磁 声 等 ( 四 ) 计 算 机 控 制 测 量 仪 器 随 着 大 规 模 集 成 电 路 和 计 算 机 技 术 的 发 展, 噪 声 的 测 量 和 分 析 技 术 有 了 较 快 的 发 展, 使 得 噪 声 的 测 量 和 分 析 更 快 速 准 确, 出 现 了 一 系 列 新 的 仪 器, 如 : 声 级 分 析 仪 实 时 分 析 仪 等, 并 已 在 噪 声 分 析 和 控 制 中 得 以 广 泛 应 用 1. 噪 声 声 级 分 析 仪 噪 声 声 级 分 析 仪 适 用 于 各 类 环 境 噪 声 的 检 测 和 评 价 对 于 道 路 交 通 噪 声 航 空 噪 声 环 境 噪 声 等 随 时 间 变 化 的 非 稳 态 噪 声, 我 国 标 准 规 定 采 用 L eq L 5 L 10 L 50 L 90 等 量 作 为 评 价 量 噪 声 声 级 分 析 仪 可 与 带 有 前 置 放 大 器 的 话 筒 声 级 计 联 合 使 用, 测 量 通 道 有 1-4 个, 多 个 通 道 可 以 同 时 进 行 测 量, 动 态 范 围 一 般 为 dB, 可 不 用 变 档 测 量 大 幅 度 变 化 的 噪 声 声 级 分 档 取 样 时 间 和 取 样 时 间 间 隔 自 行 选 择 时 间 网 络 有 快 慢 和 脉 冲 峰 值 等 档 位 在 记 录 纸 上 可 以 打 印 出 声 压 级 瞬 时 值 等 效 声 级 统 计 声 级 交 通 噪 声 指 数 等 有 一 些 声 级 分 析 仪 可 计 算 出 最 大 值 最 小 值 标 准 偏 差, 能 绘 制 出 统 计 曲 线 和 累 积 曲 线 2. 实 时 分 析 仪 对 于 一 些 瞬 时 即 逝 的 信 号 ( 如 行 驶 的 汽 车 飞 机 火 车 以 及 脉 冲 噪 声 等 ) 用 一 般 的 仪 器 测 量 会 有 困 难 对 于 此 类 时 间 性 较 强 的 噪 声 进 行 频 率 分 析, 必 须 使 用 具 有 瞬 时 频 率 分 析 功 能 的 仪 器, 实 时 分 析 仪 是 将 瞬 时 信 号 全 部 显 示 于 屏 幕 上, 存 储 以 后 可 用 电 平 记 录 仪 和 计 算 机 等 记 录 或 打 印 下 来 经 常 使 用 的 实 时 分 析 仪 有 两 种 : 一 种 是 1/3 倍 频 带 的 实 时 分 析 仪, 另 一 种 是 窄 带 实 时 分 析 仪 1/3 倍 频 带 的 实 时 分 析 仪 的 工 作 原 理 是 : 输 入 信 号 通 过 前 置 放 大 器, 输 给 多 个 并 联 的 1/3 倍 频 程 滤 波 器, 每 个 滤 波 器 都 有 自 己 的 检 波 器 积 分 器 和 存 储 电 路, 通 过 开 关 和 逻 辑 电 路 在 显 象 管 上 显 示 输 出 信 号 可 供 电 平 记 录 仪 记 录 或 小 型 计 算 机 自 动 进 行 数 据 处 理 窄 带 实 时 分 析 仪 是 利 用 时 间 压 缩 原 理, 把 输 入 信 号 存 入 储 存 器 中, 通 过 模 数 转 换 系 统 高 速 取 样, 用 模 拟 滤 波 器 分 析, 若 把 窄 带 实 时 分 析 仪 和 小 型 计 算 机 连 用, 可 组 成 一 个 数 214

223 据 自 动 采 集 和 处 理 系 统 窄 带 实 时 分 析 仪 可 对 噪 声 和 振 动 进 行 详 细 的 分 析, 可 用 于 语 言 音 乐 等 声 信 号 的 分 析 二 噪 声 测 量 方 法 ( 一 ) 城 市 区 域 环 境 噪 声 的 测 量 为 了 掌 握 城 市 的 噪 声 污 染 情 况, 给 出 环 境 质 量 评 价, 指 导 城 市 噪 声 控 制 规 划 的 制 订, 需 要 对 城 市 区 域 噪 声 进 行 普 查 国 标 GB/T 城 市 区 域 环 境 噪 声 测 量 方 法 规 定 了 具 体 的 方 法 : 对 于 噪 声 普 查 应 采 用 网 格 测 量 法, 对 于 常 规 监 测, 常 采 用 定 点 测 量 法 1. 网 格 测 量 法 将 要 普 查 测 量 的 城 市 某 一 区 域 或 整 个 城 市 划 分 成 若 干 个 等 大 的 正 方 形 网 格, 网 格 要 完 全 覆 盖 被 普 查 的 区 域 或 城 市 每 一 网 格 中 的 工 厂 道 路 及 非 建 成 区 的 面 积 之 和 不 得 大 于 网 格 面 积 的 50% 否 则 视 该 网 格 无 效, 有 效 网 格 总 数 应 多 于 100 个 测 量 点 不 设 在 每 一 网 格 的 中 心 若 网 格 中 心 点 不 宜 测 量 ( 如 为 建 筑 物 厂 区 内 等 ), 应 将 测 点 移 动 到 距 离 中 心 点 最 近 的 可 测 量 位 置 上 进 行 测 量 测 量 时 分 昼 间 和 夜 间 进 行 每 次 每 个 测 点 测 量 10min 的 等 效 连 续 A 声 级 L eq, 将 全 部 网 格 中 心 测 点 测 得 的 10min 的 等 效 连 续 A 声 级 L eq 做 算 术 平 均 运 算, 所 得 到 平 均 值 代 表 某 一 区 域 或 全 市 的 噪 声 水 平, 也 可 将 测 量 到 的 连 续 A 声 级 按 5dB 一 档 分 级 ( 如 60-65,65-70,70-75 等 ), 用 不 同 颜 色 或 阴 影 线 表 示 每 一 档 等 效 A 声 级, 绘 制 在 覆 盖 某 一 区 域 或 城 市 的 网 格 上, 用 于 表 示 区 域 或 城 市 的 噪 声 污 染 分 布 情 况 2. 定 点 测 量 法 在 标 准 规 定 的 城 市 建 成 区 中, 优 化 选 取 一 个 或 多 个 能 代 表 某 一 区 域 或 整 个 城 市 建 成 区 环 境 噪 声 平 均 水 平 的 测 点, 进 行 24h 连 续 监 测, 测 量 每 小 时 的 L eq 及 昼 间 A 声 级 的 能 量 平 均 值 L d 夜 间 A 声 级 的 能 量 平 均 值 L n 某 一 区 域 或 城 市 昼 间 ( 或 夜 间 ) 的 环 境 噪 声 平 均 水 平 由 下 式 计 算 : L = n i= 1 si Li s (5-23) 式 中 : L i 第 i 个 测 量 点 测 得 的 昼 间 或 夜 间 的 等 效 连 续 A 声 级 ),db(a) S i 第 i 个 测 量 点 所 代 表 的 区 域 面 积,m 2 S 整 个 区 域 或 城 市 的 面 积, m 2 将 每 小 时 测 得 的 等 效 连 续 A 声 级 按 时 间 排 列, 得 到 24h 的 时 间 变 化 图, 可 用 于 表 示 某 一 区 域 或 城 市 环 境 噪 声 的 时 间 分 布 规 律 ( 二 ) 城 市 交 通 噪 声 测 量 道 路 交 通 噪 声 是 城 市 环 境 噪 声 的 重 要 组 成 部 分, 测 量 方 法 和 一 般 环 境 噪 声 测 量 方 法 相 同, 所 不 同 的 是 测 量 点 应 选 在 市 区 交 通 干 线 一 侧 的 人 行 道 上, 距 离 马 路 沿 20cm 处, 距 交 叉 路 口 应 大 于 50m, 该 测 点 的 噪 声 可 代 表 两 路 口 间 该 段 马 路 的 噪 声 交 通 干 线 是 指 机 动 车 辆 流 量 达 100 辆 /h 以 上 的 马 路 测 量 结 果 可 按 有 关 规 定 绘 制 成 交 通 噪 声 污 染 图, 并 以 全 市 各 交 通 干 线 的 等 效 声 级 L eq 和 统 计 声 级 L 10 L 50 L 90 的 算 术 平 均 值 最 大 值 及 标 准 偏 差 表 215

224 示 全 市 的 交 通 噪 声 水 平, 用 于 城 市 间 交 通 噪 声 的 比 较 : 1 L = l n i= 1 L i l i (5-24) 式 中 : l 全 市 交 通 干 线 的 总 长 度,km l i 第 i 段 干 线 的 长 度,km L i 第 i 段 干 线 测 得 的 等 效 声 级 或 统 计 声 级,dB 交 通 噪 声 的 起 伏 一 般 符 合 正 态 分 布, 因 此 交 通 噪 声 的 等 效 声 级 可 用 下 式 表 示 : L eq ( L L ) L + (5-25) ( 三 ) 工 业 企 业 噪 声 测 量 工 业 企 业 噪 声 测 量 分 为 工 业 企 业 生 产 环 境 噪 声 测 量 机 器 设 备 噪 声 测 量 和 工 业 企 业 边 界 噪 声 测 量 下 面 主 要 介 绍 工 业 企 业 生 产 环 境 噪 声 测 量 和 工 业 企 业 边 界 噪 声 测 量 1. 工 业 企 业 生 产 环 境 噪 声 测 量 国 家 标 准 GBJ87-85 工 业 企 业 噪 声 控 制 设 计 规 范 规 定 : 生 产 车 间 及 作 业 场 所 工 人 每 天 接 触 噪 声 8h 的 噪 声 限 值 为 90dB 测 点 选 择 的 原 则 是 : 若 车 间 各 处 A 声 级 波 动 小 于 3dB, 则 只 需 要 在 车 间 内 选 择 1-3 个 测 点, 测 量 时 传 声 器 应 置 于 工 作 人 员 的 耳 朵 附 近, 但 人 需 要 离 开 若 车 间 各 处 A 声 级 波 动 大 于 3dB, 须 将 车 间 分 成 若 干 区 域,, 任 意 两 区 域 的 的 声 级 应 大 于 或 等 于 3dB, 而 每 个 区 域 的 声 级 波 动 必 须 小 于 3dB, 每 个 区 域 取 1-3 个 测 点, 这 些 区 域 必 须 包 括 工 人 为 观 察 或 管 理 生 产 过 程 而 经 常 工 作 活 动 的 地 点 和 范 围 对 稳 态 噪 声 测 量 A 声 级, 计 为 db(a), 对 于 非 稳 态 噪 声, 测 量 等 效 连 续 A 声 级 或 测 量 不 同 A 声 级 下 的 暴 露 时 间, 计 算 等 效 连 续 A 声 级, 测 量 时 使 用 慢 档, 取 平 均 读 数 在 测 量 过 程 中 应 注 意 减 少 环 境 因 素 ( 如 气 流 电 磁 场 温 度 和 湿 度 等 ) 对 测 量 结 果 的 影 响 测 量 结 果 记 录 于 表 5-19, 在 表 5-20 中, 测 量 的 A 声 级 的 暴 露 时 间 必 须 填 入 对 应 的 中 心 声 级 下 面, 以 便 于 计 算, 如 78-82dB(A) 的 暴 露 时 间 填 在 中 心 声 级 为 80dB(A) 之 下,83-87 db(a) 填 在 85dB(A) 之 下 表 5-19 工 业 企 业 噪 声 测 量 记 录 表 厂 车 间, 厂 址, 年 月 日 名 称 型 号 校 准 方 法 备 注 测 量 仪 器 车 间 设 备 状 况 机 器 名 称 型 号 功 率 运 转 状 况 开 ( 台 ) 停 ( 台 ) 备 注 设 备 分 布 测 点 示 意 图 数 测 点 据 记 录 声 级 (db) 倍 频 带 声 压 级 (db) A C

225 表 5-20 等 效 连 续 A 声 级 记 录 表 测 中 心 声 级 /db(a) 点 等 效 连 续 A 声 级 暴 露 时 间 (min) 备 注 2 工 业 企 业 厂 界 噪 声 测 量 国 标 GB 工 业 企 业 厂 界 噪 声 测 量 方 法 规 定, 测 量 应 在 被 测 企 事 业 单 位 的 正 常 工 作 时 间 内 进 行, 分 昼 夜 两 部 分 测 量 应 在 无 雨 无 大 雪 的 天 气 条 件 下 进 行, 传 声 器 应 加 风 罩, 当 风 速 大 于 5.5m/s 时 应 停 止 测 量 (1) 测 量 仪 器 及 测 量 项 目 测 量 仪 器 的 精 度 为 Ⅱ 级 以 上 的 声 级 计 或 环 境 噪 声 自 动 监 测 仪 用 声 级 计 测 量 时, 仪 器 动 态 特 性 为 慢 响 应, 采 样 时 间 限 为 5s 用 环 境 噪 声 自 动 监 测 仪 测 量 时, 仪 器 的 动 态 特 性 为 快 响 应, 采 样 时 间 间 隔 不 大 于 1s, 读 取 各 代 表 性 测 点 的 A C 声 级, 对 变 动 噪 声 应 求 等 效 连 续 声 级 L eq 和 统 计 声 级 L 10 L 50 和 L 90 (2) 测 点 即 传 声 器 的 位 置, 应 选 在 法 定 厂 界 外 1m 高 1.2m 以 上 的 噪 声 敏 感 处 若 厂 界 有 围 墙, 测 点 应 高 于 围 墙, 若 厂 界 与 居 民 住 宅 相 连, 厂 界 噪 声 无 法 测 量 时, 测 点 应 选 在 居 室 中 央, 室 内 限 值 应 比 相 应 标 准 低 10dB(A) (3) 测 量 及 背 景 值 的 修 正 测 量 值 为 等 效 声 级, 稳 态 噪 声 在 测 量 时 间 内 声 级 起 伏 不 大 于 3dB(A), 测 量 1min 的 等 效 声 级 周 期 性 的 噪 声, 测 量 一 个 周 期 正 常 工 作 时 间 的 等 效 声 级, 非 周 期 性 噪 声 则 测 量 整 个 正 常 工 作 时 间 的 等 效 声 级 背 景 噪 声 的 声 级 值 应 比 待 测 噪 声 的 声 级 值 低 10 db(a) 以 上, 若 测 量 值 与 背 景 值 差 值 小 于 10 db(a), 应 按 表 5-21 进 行 修 正 表 5-21 背 景 值 修 正 表 ( 单 位 db(a)) 差 值 /db(a) 3 4~6 7~9 修 正 值 / db(a)

226 思 考 题 : 1. 噪 声 对 人 体 有 哪 些 危 害? 2. 噪 声 具 有 哪 些 特 性? 3. 噪 声 在 真 空 中 能 传 播 吗? 为 什 么? 4. 为 什 么 距 离 声 源 越 远 听 到 的 声 音 越 小? 5. 试 问 在 夏 天 40 时 空 气 中 的 声 速 比 在 冬 天 0 时 快 多 少? 在 此 两 种 温 度 下 1000Hz 声 波 的 波 长 分 别 为 多 少? 6. 某 泵 房 一 个 工 作 日 噪 声 暴 露 情 况 如 下 :90dB 4h,98dB 125min, 其 余 时 间 均 在 76dB, 求 该 泵 房 的 等 效 连 续 A 声 级? 7. 在 车 间 内 有 三 台 设 备, 各 自 启 动 时 作 用 于 人 耳 的 声 压 级 分 别 为 70dB 75dB 和 65dB, 求 三 台 设 备 同 时 启 动 时 的 总 声 压 级? 8. 对 噪 声 评 价 有 何 意 义? 如 何 对 噪 声 评 价? 9. 什 么 是 等 响 曲 线? 有 何 作 用? 10. 什 么 是 频 谱 分 析? 它 在 噪 声 监 测 中 有 何 作 用? 11. 某 车 间 工 人 在 8h 工 作 时 间 内, 有 1h 接 触 80dB(A) 的 噪 声,2h 接 触 85 db(a) 的 噪 声,2h 接 触 90 db(a) 的 噪 声,3h 接 触 95 db(a) 的 噪 声, 求 该 车 间 的 等 效 连 续 A 声 级? 12. 某 城 市 全 市 白 天 平 均 等 效 声 级 为 65dB(A), 夜 间 全 市 平 均 等 效 声 级 为 50dB(A), 求 全 市 昼 夜 平 均 等 效 声 级 为 多 少? 13. 简 述 声 级 计 的 结 构 原 理 何 使 用 方 法? 对 声 级 计 的 基 本 要 求 是 什 么? 14. 一 个 倍 频 程 包 括 几 个 1/3 倍 频 程? 若 每 个 1/3 倍 频 带 有 相 同 的 声 能, 则 一 个 倍 频 带 的 声 压 级 比 一 个 1/3 倍 频 带 带 的 声 压 级 大 多 少 分 贝? 15. 如 何 测 量 环 境 噪 声? 16. 如 何 测 量 工 业 企 业 生 产 环 境 噪 声? 17. 以 你 所 在 校 园 为 例, 说 明 如 何 测 量 其 环 境 噪 声? 18. 已 知 环 境 背 景 噪 声 的 倍 频 程 声 压 级 f(hz) L p (db) 求 A 计 权 声 级? 19 已 知 某 工 人 接 触 噪 声 如 下 表 噪 声 级 /db(a) 接 触 时 间 (h) 问 该 工 人 每 天 接 触 的 噪 声 量 是 否 超 过 标 准? 218

227 第 六 章 土 壤 与 固 体 废 物 监 测 知 识 目 标 : 了 解 土 壤 及 固 体 废 物 的 污 染 来 源 及 危 害 掌 握 土 壤 及 固 体 废 物 样 品 的 采 集 制 备 及 预 处 理 方 法 能 力 目 标 : 能 够 对 土 壤 含 水 量 土 壤 中 重 金 属 污 染 物 及 非 金 属 无 机 污 染 物 进 行 测 定 能 够 对 固 体 废 物 中 有 害 物 质 及 有 害 特 性 进 行 监 测 第 一 节 土 壤 污 染 监 测 一 土 壤 与 土 壤 污 染 土 壤 是 自 然 环 境 的 重 要 组 成 部 分, 是 人 类 生 存 的 基 础 和 活 动 的 场 所 人 类 的 生 产 生 活 活 动 造 成 了 土 壤 的 污 染, 反 过 来, 污 染 的 土 壤 又 影 响 到 人 类 的 生 活 和 健 康 由 于 污 染 物 可 以 在 大 气 水 体 土 壤 各 部 分 进 行 迁 移 转 化 运 动, 所 以 每 一 部 分 的 污 染 都 会 影 响 到 整 个 环 境 因 此, 土 壤 污 染 的 监 测 是 环 境 监 测 不 可 缺 少 的 重 要 内 容 凡 是 进 入 土 壤 并 影 响 到 土 壤 理 化 性 质 和 组 成, 而 导 致 土 壤 自 然 功 能 失 调 土 壤 质 量 恶 化 的 物 质, 统 称 为 土 壤 污 染 物 ( 一 ) 土 壤 污 染 物 的 来 源 1. 土 壤 的 组 成 土 壤 是 指 地 球 陆 地 表 面 呈 连 续 分 布 具 有 肥 力 并 能 生 长 作 物 的 疏 松 表 层, 是 由 岩 石 风 化 以 及 大 气 水 特 别 是 动 植 物 和 微 生 物 对 地 壳 表 层 长 期 作 用 而 形 成 的 土 壤 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 土 壤 的 组 成 十 分 复 杂, 从 物 理 形 态 上 可 划 分 为 : 固 态 液 态 和 气 态 从 化 学 成 分 上 可 划 分 为 : 矿 物 质 有 机 物 水 分 或 溶 液 空 气 和 土 壤 微 生 物 五 种 成 分 其 中 土 壤 矿 物 质 占 土 壤 总 量 的 90% 以 上, 是 土 壤 的 骨 架, 而 有 机 质 好 比 土 壤 的 肌 肉, 水 则 是 土 壤 的 血 液, 可 以 说 土 壤 是 以 固 态 物 质 为 主 的 多 相 复 杂 体 系 土 壤 中 含 有 的 常 量 元 素 有 碳 氢 硅 硫 磷 钾 铝 铁 钙 镁 等 ; 微 量 元 素 有 硼 氯 铜 锰 钼 钠 钒 锌 等 从 环 境 污 染 角 度 看, 土 壤 又 是 藏 纳 污 垢 的 场 所, 常 含 有 各 种 生 物 的 残 体 排 泄 物 腐 烂 物 以 及 来 自 大 气 水 及 固 体 废 物 中 的 各 种 污 染 物 农 药 肥 料 残 留 物 等 土 壤 对 外 来 的 污 染 物 有 一 定 的 自 净 能 力, 但 是 自 净 能 力 是 有 限 的, 当 外 来 污 染 物 的 量 超 过 其 本 身 自 净 能 力 时, 会 破 坏 物 质 原 有 的 平 衡, 造 成 土 壤 污 染 2. 土 壤 污 染 物 的 来 源 土 壤 污 染 是 指 人 类 活 动 所 产 生 的 污 染 物 质 通 过 各 种 途 径 进 入 土 壤, 其 数 目 超 过 了 土 壤 的 容 纳 和 同 化 能 力, 而 使 土 壤 的 性 质 组 成 及 性 状 等 发 生 变 化, 并 导 致 土 壤 的 自 然 功 能 失 调 土 壤 质 量 恶 化 的 现 象 土 壤 污 染 的 明 显 标 志 是 土 壤 生 产 能 力 的 降 低, 即 农 产 品 的 产 量 219

228 和 质 量 的 下 降 土 壤 污 染 同 水 大 气 一 样, 可 分 为 天 然 污 染 和 人 为 污 染 两 大 类 在 某 些 自 然 矿 床 中 元 素 和 化 合 物 富 集 中 心 周 围 往 往 形 成 自 然 扩 散 晕, 使 附 近 土 壤 中 某 些 元 素 的 含 量 超 出 一 般 土 壤 含 量, 这 类 污 染 称 为 自 然 污 染 而 由 于 农 业 生 活 和 交 通 等 人 类 活 动 所 产 生 的 污 染 物, 通 过 水 气 固 等 多 种 形 式 进 入 土 壤, 统 称 为 人 为 污 染 人 们 所 研 究 的 土 壤 污 染 主 要 是 由 人 为 污 染 造 成 的 其 污 染 来 源 主 要 有 以 下 几 方 面 : (1) 化 肥 农 药 的 污 染 现 代 农 业 生 产 大 量 使 用 化 肥 和 农 药, 使 许 多 有 毒 有 害 物 质 进 入 土 壤, 并 累 积 起 来 造 成 了 土 壤 污 染 如 有 机 氯 杀 虫 剂 DDT 三 氯 杀 螨 醇, 有 机 磷 杀 虫 剂 久 效 磷 甲 胺 磷 等 会 在 土 壤 中 长 期 残 留, 并 在 生 物 体 内 富 集 氮 磷 等 化 学 肥 料, 约 有 10%~ 30% 在 根 层 以 下 累 积 或 转 入 地 下 水, 成 为 潜 在 的 环 境 污 染 物 目 前 我 国 不 同 程 度 遭 受 农 药 污 染 的 土 壤 面 积 已 达 到 1.4 亿 亩 (2) 污 水 灌 溉 污 水 是 一 种 补 充 水 源, 污 水 灌 溉 是 污 水 资 源 化 的 重 要 途 径, 同 时 污 水 中 氮 磷 钾 等 营 养 元 素 又 是 作 物 必 不 可 少 的 养 分 但 现 在 的 工 业 ( 城 市 ) 废 水 中, 常 含 有 多 种 污 染 物 长 期 使 用 这 种 废 水 灌 溉 农 田, 便 会 使 污 染 物 在 土 壤 和 地 下 水 中 累 积 而 引 起 重 金 属 和 有 机 物 污 染, 也 可 造 成 作 物 体 内 重 金 属 等 有 害 元 素 的 过 量 残 存 而 使 粮 食 受 到 污 染, 进 而 直 接 或 间 接 地 危 害 人 类 的 健 康 (3) 大 气 水 体 污 染 物 质 的 迁 移 污 染 物 质 因 大 气 或 水 体 中 污 染 物 质 的 迁 移 转 化 而 进 入 土 壤, 使 土 壤 随 之 遭 受 污 染, 这 也 是 比 较 常 见 的 如 北 欧 北 美 的 东 北 部 等 地 区, 雨 水 酸 度 增 大, 引 起 土 壤 酸 化 土 壤 盐 基 饱 和 度 降 低 1999 年, 我 国 8000 万 亩 以 上 的 耕 地 遭 受 不 同 程 度 的 大 气 污 染, 造 成 巨 大 的 损 失 (4) 固 体 废 物 污 染 土 壤 是 工 业 废 渣 生 活 垃 圾 污 泥 等 的 处 理 和 堆 放 场 所, 经 雨 水 浸 泡 后 大 量 重 金 属 无 机 盐 有 机 物 和 病 原 体 等 进 入 土 壤, 这 也 是 造 成 土 壤 污 染 的 主 要 原 因 ( 二 ) 土 壤 污 染 的 特 点 土 壤 污 染 物 质 大 体 可 以 分 为 无 机 物 和 有 机 物 污 染 两 大 类 主 要 污 染 物 质 及 其 来 源 见 表 6-1 表 6-1 土 壤 中 的 主 要 污 染 物 质 污 染 物 种 类 主 要 来 源 汞 (Hg) 氯 碱 化 工 含 汞 农 药 汞 化 物 生 产 仪 器 仪 表 工 业 镉 (Cd) 冶 炼 电 镀 染 料 等 工 业 肥 料 重 金 属 铬 (Cr) 铅 (Pb) 冶 炼 电 镀 制 革 印 染 等 工 业 染 料 冶 炼 等 工 业 农 药 汽 车 排 气 镍 (Ni) 冶 炼 电 镀 炼 油 染 料 等 工 业 无 机 污 染 物 非 金 属 铜 (Cu) 砷 (As) 硒 (Se) 冶 炼 铜 制 品 生 产 含 铜 农 药 硫 酸 化 肥 农 药 医 药 玻 璃 等 工 业 电 子 电 器 油 漆 墨 水 等 工 业 放 射 性 铯 ( 137 Cs) 原 子 能 核 工 业 同 位 素 生 产 核 爆 炸 元 素 锶 ( 90 Sr) 原 子 能 核 工 业 同 位 素 生 产 核 爆 炸 其 他 氟 (F) 酸 碱 盐 冶 炼 磷 酸 和 磷 肥 氟 硅 酸 钠 等 工 业 化 工 机 械 电 镀 酸 雨 造 纸 纤 维 等 工 业 220

229 污 染 物 种 类 有 机 污 染 物 有 机 农 药 酚 类 有 机 物 氰 化 物 石 油 主 要 来 源 农 药 的 生 产 和 使 用 炼 焦 炼 油 石 油 化 工 化 肥 农 药 等 工 业 电 镀 冶 金 印 染 等 工 业 油 田 炼 油 输 油 管 道 漏 油 3,4- 苯 并 芘 炼 焦 炼 油 等 工 业 有 机 性 洗 涤 剂 一 般 有 机 物 机 械 工 业 城 市 污 水 城 市 污 水 食 品 屠 宰 工 业 有 害 微 生 物 城 市 污 水 医 院 污 水 厩 肥 土 壤 污 染 与 水 和 大 气 污 染 相 比 有 以 下 特 点 : 1. 土 壤 污 染 比 较 隐 蔽 水 和 大 气 是 通 过 饮 食 和 呼 吸 直 接 进 入 人 体 的 物 质, 一 旦 受 到 污 染 会 直 接 影 响 人 体 健 康, 危 害 比 较 明 显 直 观 ; 而 土 壤 污 染 对 人 体 的 影 响 则 往 往 是 通 过 农 作 物 间 接 发 生 的, 从 开 始 污 染 到 导 致 后 果 的 过 程 比 较 缓 慢 隐 蔽 2. 土 壤 污 染 后 很 难 恢 复 土 壤 被 污 染 后, 其 净 化 过 程 需 要 相 当 长 的 时 间, 尤 其 重 金 属 污 染 是 不 可 逆 的 过 程, 因 此 土 壤 被 重 金 属 污 染 后 有 时 被 迫 改 变 用 途 或 放 弃 土 壤 污 染 具 有 持 久 性, 许 多 有 机 磷 或 有 机 氯 农 药 在 土 壤 环 境 中 能 残 存 几 十 年 所 以 对 土 壤 的 保 护 要 有 长 远 观 点, 尽 管 污 染 物 含 量 很 小, 但 也 要 考 虑 其 长 期 积 累 后 果 3. 土 壤 污 染 后 果 严 重 土 壤 污 染 通 过 食 物 链 的 生 物 放 大 作 用 危 害 动 物 和 人, 甚 至 使 人 畜 失 去 赖 以 生 存 的 基 础 4. 土 壤 污 染 的 判 断 比 较 复 杂 到 目 前 为 止, 国 内 外 尚 未 定 出 类 似 于 水 和 大 气 的 判 定 标 准 因 此 土 壤 中 污 染 物 质 的 含 量 与 农 作 物 生 长 发 育 之 间 的 因 果 关 系 十 分 复 杂, 有 时 污 染 物 质 的 含 量 超 过 土 壤 背 景 值 很 高, 但 并 未 影 响 植 物 的 正 常 生 长 ; 有 时 植 物 生 长 已 受 到 影 响, 但 植 物 体 内 未 见 污 染 物 的 积 累 对 于 土 壤 污 染 的 判 断, 既 要 考 虑 将 土 壤 中 污 染 物 质 的 测 定 值 与 土 壤 本 底 值 作 比 较, 看 土 壤 中 元 素 或 化 合 物 的 含 量 有 无 异 常 现 象 ; 还 要 考 虑 农 作 物 ( 或 植 物 ) 中 污 染 物 质 的 含 量, 看 它 与 土 壤 中 污 染 物 质 含 量 之 间 的 关 系 ; 同 时 还 要 考 察 和 检 查 农 作 物 ( 或 植 物 ) 生 长 发 育 是 否 正 常, 人 食 用 后 对 健 康 有 无 危 害 只 有 综 合 考 虑 才 能 全 面 评 价 土 壤 的 污 染 二 土 壤 污 染 样 品 采 集 与 制 备 ( 一 ) 土 壤 污 染 样 品 采 集 1. 现 场 调 查, 收 集 资 料 土 壤 污 染 样 品 采 集 是 污 染 监 测 工 作 的 重 要 环 节, 采 集 的 样 品 是 否 具 有 代 表 性 直 接 关 系 到 监 测 结 果 的 真 实 性 和 正 确 性 污 染 物 进 入 土 壤 后 流 动 迁 移 混 合 都 是 比 较 困 难 的, 因 而 土 壤 污 染 的 均 匀 性 很 差 为 了 使 土 壤 样 品 具 有 代 表 性, 必 须 遵 循 随 机 选 点 多 点 采 样 各 点 样 品 等 量 混 合, 并 尽 量 使 样 点 数 量 少 而 样 品 具 有 最 大 代 表 性 的 原 则 布 设 采 样 点 221

230 采 样 前 要 对 监 测 地 区 进 行 调 查 研 究 调 查 内 容 主 要 包 括 : (1) 区 域 的 自 然 条 件 地 质 地 貌 植 被 水 文 气 候 等 ; (2) 土 壤 性 状 土 壤 类 型 剖 面 特 征 分 布 及 物 理 化 学 特 征 等 ; (3) 农 业 生 产 情 况 土 地 利 用 农 作 物 生 长 情 况 与 产 量 耕 作 制 度 水 利 肥 料 和 农 药 的 施 用 等 ; (4) 污 染 历 史 与 现 状 通 过 水 气 农 药 肥 料 等 途 径 及 矿 藏 的 影 响 2. 采 样 点 的 布 设 在 调 查 研 究 的 基 础 上, 选 择 能 代 表 被 调 查 区 域 的 地 块, 并 挑 选 一 定 面 积 的 非 污 染 区 作 分 析 对 照, 布 设 一 定 数 量 的 采 样 点 每 个 采 样 点 是 一 个 采 样 分 析 单 位, 应 能 够 代 表 被 监 测 区 的 一 定 面 积 或 地 段 的 土 壤 由 于 土 壤 本 身 在 空 间 分 布 上 具 有 不 均 匀 性, 所 以 应 多 点 采 样 并 均 匀 混 合 成 为 具 有 代 表 性 的 土 壤 样 品 在 同 一 个 采 样 测 定 单 位 里, 区 域 面 积 在 1000~ 1500m 2 以 内 的, 可 在 不 同 方 位 上 选 择 5~10 个 具 有 代 表 性 的 采 样 点 采 样 点 的 分 布 尽 量 照 顾 土 壤 的 全 面 情 况, 不 能 太 集 中 总 之, 采 样 布 点 的 原 则 是 要 有 代 表 性 和 对 照 性 下 面 介 绍 几 种 常 用 的 布 点 方 法 : (1) 对 角 线 布 点 法 该 法 适 用 于 面 积 小 地 势 平 坦 的 污 水 灌 溉 或 受 污 染 的 河 水 灌 溉 的 田 块 布 点 的 方 法 是 由 田 块 进 水 口 向 对 角 引 一 斜 线, 将 此 对 角 线 三 等 份, 在 每 等 份 的 中 间 设 一 采 样 点, 即 每 一 田 块 设 三 个 采 样 点 根 据 污 染 调 查 的 结 果 田 块 面 积 和 地 形 等 条 件, 采 样 点 数 可 作 适 当 的 变 动 图 中 为 采 样 点, 如 图 6-1(a) 所 示 (2) 梅 花 形 布 点 法 该 法 适 用 于 面 积 中 等 地 势 平 坦 土 壤 较 为 均 匀 的 田 块, 中 心 点 设 在 两 对 角 线 相 交 处, 一 般 设 5~10 个 采 样 点, 如 图 6-1(b) 所 示 (3) 棋 盘 式 布 点 法 该 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 田 块, 一 般 采 样 点 在 10 个 以 上 该 法 也 适 用 于 固 体 废 物 污 染 的 土 壤, 因 固 体 废 物 分 布 不 均 匀, 采 样 点 应 设 20 个 以 上, 如 图 6-1(c) 所 示 (4) 蛇 形 布 点 法 该 法 适 用 于 面 积 较 大 地 势 不 很 平 坦 土 壤 不 够 均 匀 的 田 块 布 设 采 样 点 数 目 较 多, 如 图 6-1(d) 所 示 图 6-1 土 壤 采 样 布 点 示 意 图 图 6-2 土 壤 剖 面 示 意 图 ( 奚 旦 立, 环 境 监 测, 高 等 教 育 出 版 社,2004) 为 了 全 面 客 观 评 价 土 壤 污 染 情 况, 在 布 点 的 同 时 要 与 土 壤 生 长 作 物 监 测 同 步 进 行 布 点 采 样 和 监 测, 以 利 于 对 比 和 分 析 3. 采 样 深 度 和 采 样 量 如 果 只 是 一 般 的 了 解 情 况, 采 样 深 度 只 需 取 由 222

231 地 面 垂 直 向 下 15 cm 左 右 的 耕 层 土 壤 或 由 地 面 垂 直 向 下 15~20 cm 范 围 内 的 土 样 如 果 要 了 解 土 壤 污 染 深 度, 则 应 按 土 壤 剖 面 层 次 分 层 取 样, 见 图 6-2 土 壤 剖 面 指 地 面 向 下 的 垂 直 土 体 的 切 面 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, 沉 积 层 ) C 层 ( 风 化 母 岩 层 母 质 层 ) 和 底 岩 层 采 集 土 壤 剖 面 样 品 时, 需 在 特 定 采 样 地 点 挖 掘 一 个 m 左 右 的 长 方 形 土 坑, 深 度 约 在 2 m 以 内, 一 般 要 求 达 到 母 质 或 潜 水 处 即 可 根 据 土 壤 剖 面 颜 色 结 构 质 地 松 紧 度 温 度 植 物 根 系 分 布 等 划 分 土 层, 并 进 行 仔 细 观 察, 将 剖 面 形 态 特 征 自 上 而 下 逐 一 记 录 随 后 在 各 层 最 典 型 的 中 部 自 下 而 上 逐 层 采 样, 即 : 在 各 层 内 分 别 用 小 土 铲 切 取 一 小 片 土 壤 样 每 个 采 样 点 的 取 土 深 度 和 取 样 量 应 一 致 根 据 监 测 目 的 和 要 求 可 获 得 分 层 试 样 或 混 合 样 用 于 重 金 属 项 目 分 析 的 土 样, 应 将 和 金 属 采 样 器 接 触 部 分 的 土 样 弃 去 混 合 样 是 多 点 均 量 混 合 而 成 的, 取 样 量 往 往 较 大, 而 实 际 供 分 析 的 土 样 不 需 要 太 多, 具 体 需 要 量 可 由 分 析 项 目 而 定, 采 样 量 一 般 要 求 新 鲜 样 品 为 1 kg 左 右 因 此 对 所 得 混 合 土 壤 样 品, 应 反 复 按 四 等 分 法 弃 取, 最 后 留 下 所 需 的 土 样 量, 装 入 布 袋 或 塑 料 袋 内 4. 采 样 时 间 采 样 时 间 随 测 定 目 的 而 定 为 了 了 解 土 壤 污 染 状 况, 可 随 时 采 集 土 样 测 定 若 需 要 同 时 了 解 土 壤 上 生 长 作 物 的 污 染 状 况, 则 可 在 植 物 生 长 或 收 获 季 节 同 时 采 集 土 壤 和 植 物 样 品 对 于 环 境 影 响 跟 踪 监 测 项 目, 可 根 据 生 产 周 期 或 根 据 年 度 计 划 实 施 土 壤 质 量 监 测 ; 对 于 地 下 水 位 的 变 化 情 况, 安 排 合 理 的 采 样 时 间 和 采 样 频 次 但 每 次 采 样 必 须 尽 量 保 持 采 样 点 位 置 的 固 定, 以 确 保 测 试 数 据 的 有 效 性 和 可 比 性 5. 采 样 注 意 事 项 (1) 采 样 点 不 应 选 在 田 边 路 旁 或 肥 堆 旁 等 受 人 为 干 扰 较 大 的 地 方 (2) 样 品 采 集 后 应 装 入 布 袋 或 塑 料 袋 中, 同 时 写 好 两 张 标 签, 一 张 在 袋 内, 一 张 扎 在 袋 口 上, 标 签 上 写 明 采 样 地 点 采 集 深 度 采 样 日 期 及 采 样 人 (3) 同 时 对 采 样 点 的 基 本 情 况 应 书 面 另 行 记 录 ( 二 ) 土 壤 背 景 值 样 品 采 集 1. 土 壤 背 景 值 土 壤 背 景 值 又 称 土 壤 本 底 值 在 环 境 科 学 中, 土 壤 背 景 值 是 指 在 未 受 或 少 受 人 类 活 动 的 影 响 下, 尚 未 受 或 少 受 污 染 和 破 坏 的 土 壤 中 有 害 物 质 的 含 量 土 壤 中 有 害 物 质 自 然 背 景 值 是 环 境 保 护 和 土 地 开 发 利 用 的 基 础 资 料, 是 环 境 质 量 评 价 的 重 要 依 据 随 着 人 类 活 动 范 围 和 深 度 的 加 剧, 若 想 寻 找 一 个 绝 对 未 受 污 染 的 土 壤 环 境 是 十 分 困 难 的, 因 此 土 壤 背 景 值 实 际 上 是 一 个 相 对 概 念 2. 采 样 点 布 设 采 集 这 类 土 壤 样 品 时, 采 样 点 的 选 择 必 须 能 反 映 监 测 区 域 土 壤 及 环 境 条 件 的 实 际 情 况, 必 须 能 代 表 区 域 土 壤 总 的 特 征 且 远 离 污 染 源 布 设 原 则 如 下 : (1) 采 集 土 壤 背 景 值 样 品 时, 应 先 确 定 采 样 单 元 采 样 单 元 划 分 应 根 据 研 究 目 的 研 究 范 围 及 实 际 工 作 所 具 有 的 条 件 等 综 合 因 素 确 定 (2) 采 样 点 不 设 在 水 土 流 失 严 重 或 表 土 被 破 坏 处 223

232 (3) 采 样 点 远 离 铁 路 公 路 至 少 300m 以 上 (4) 选 择 土 壤 类 型 特 征 明 显 的 地 点 挖 掘 土 壤 剖 面, 要 求 剖 面 发 育 完 整 层 次 清 楚 且 无 侵 入 体 (5) 在 耕 地 上 确 定 采 样 点 时, 应 了 解 作 物 种 植 及 农 药 使 用 情 况, 选 择 不 施 或 少 施 农 药 化 肥 的 地 块 作 为 采 样 单 元, 以 尽 量 减 少 人 为 活 动 的 影 响 3. 采 样 方 法 (1) 在 每 个 采 样 点 均 需 挖 掘 土 壤 剖 面 进 行 采 样 我 国 环 境 背 景 值 研 究 协 作 组 推 荐 : 剖 面 规 格 一 般 为 长 1.5m 宽 0.8m 深 1.0m, 每 个 剖 面 采 集 A B C 三 层 土 样 过 渡 层 (AB BC) 一 般 不 采 样, 见 图 6-3 和 6-4 当 地 下 水 位 较 高 时, 挖 至 地 下 水 露 出 时 止 现 场 记 录 实 际 采 样 深 度, 如 0~20 50~65 80~100cm 在 各 层 次 典 型 中 心 部 位 自 下 而 上 采 样, 切 忌 混 图 6-3 土 壤 剖 面 挖 掘 示 意 图 图 6-4 土 壤 剖 面 A B C 层 示 意 图 ( 奚 旦 立, 环 境 监 测, 高 等 教 育 出 版 社,2004) 淆 层 次 混 合 采 样 (2) 在 山 地 土 壤 土 层 薄 的 地 区,B 层 发 育 不 完 整 时, 只 采 A C 层 样 (3) 干 旱 地 区 剖 面 发 育 不 完 整 的 土 壤, 采 集 表 层 (0~20cm) 中 土 层 (50cm) 和 底 土 层 (100cm) 附 近 的 样 品 4. 采 样 点 数 目 的 确 定 采 样 点 的 数 目 与 所 研 究 地 区 范 围 的 大 小 研 究 任 务 所 设 定 的 精 密 度 等 因 素 有 关 通 常 一 般 类 型 土 壤 应 有 3~5 个 采 样 点, 以 便 检 验 本 底 值 的 可 靠 性 同 时 要 注 意, 与 污 染 土 壤 采 样 不 同 之 处 是 同 一 个 样 点 并 不 强 调 采 集 多 点 混 合 样, 而 是 选 取 植 物 发 育 完 好 具 代 表 性 的 土 壤 样 品 ( 三 ) 土 壤 样 品 的 制 备 1. 土 样 的 风 干 风 干 的 方 法 是 将 采 得 的 土 壤 全 部 倒 在 塑 料 薄 膜 或 瓷 盘 内 在 阴 凉 处 慢 慢 风 干, 在 半 干 状 态 时 压 碎 土 块, 除 去 植 物 残 体 石 块 砂 砾 等 杂 物, 铺 成 薄 层, 在 室 温 下 经 常 翻 动, 充 分 风 干, 切 忌 阳 光 直 接 照 射, 防 止 灰 尘 落 入 以 及 酸 碱 等 气 体 的 污 染 需 要 测 定 土 壤 样 品 中 的 游 离 挥 发 酚 铵 态 氮 硝 态 氮 低 价 铁 挥 发 性 有 机 物 等 不 稳 定 项 目 时, 应 在 采 样 现 场 采 集 新 鲜 土 样 并 对 采 样 瓶 进 行 严 格 密 封 除 此 之 外, 多 数 项 目 需 用 风 干 土 样 风 干 后 的 样 品 容 易 混 合 均 匀, 分 析 结 果 的 重 复 性 准 确 性 都 比 较 好 224

233 风 干 后 土 壤 含 水 率 一 般 小 于 5 % 2. 磨 碎 和 过 筛 取 一 定 量 风 干 后 的 土 样 放 在 木 板 上 用 有 机 玻 璃 棒 或 木 棒 反 复 碾 碎 后, 全 部 通 过 2 mm 孔 径 尼 龙 筛 筛 下 样 品 充 分 搅 拌 均 匀, 反 复 按 四 分 法 缩 分, 留 下 足 够 供 分 析 用 的 数 量 分 析 项 目 不 同, 对 土 壤 颗 粒 细 度 要 求 不 同 进 行 物 理 分 析 时, 用 已 通 过 2 mm 孔 径 筛 的 土 样 ; 分 析 有 机 质 全 氮 项 目 时, 应 取 一 部 分 已 通 过 2 mm 筛 的 土 样, 用 玛 瑙 钵 继 续 研 细, 使 其 全 部 通 过 60 号 筛 (0.25mm); 用 原 子 吸 收 法 测 定 重 金 属 元 素 时, 用 玛 瑙 钵 研 细 土 样 至 全 部 通 过 100 号 尼 龙 筛 研 磨 过 筛 后 的 样 品 分 别 放 入 预 先 清 洗 烘 干 并 冷 却 后 的 磨 口 玻 璃 瓶 中 以 备 分 析 用, 并 及 时 贴 好 标 签 编 号 储 存 制 备 样 品 时, 必 须 注 意 避 免 样 品 受 污 染 筛 网 规 格 有 两 种 表 示 方 法 : 一 种 以 筛 孔 直 径 的 大 小 表 示, 如 孔 径 为 2mm 1 mm 0.5 mm 另 一 种 以 每 英 寸 长 度 上 的 孔 数 来 表 示, 如 每 英 寸 长 度 上 有 80 孔 的 筛 子, 为 80 目 筛 ( 或 称 80 号 筛 ); 每 英 寸 有 100 孔 的 为 100 号 筛 孔 数 愈 多, 孔 径 愈 小 3. 土 样 的 保 存 一 般 土 样, 通 常 要 保 存 半 年 至 一 年, 以 备 必 要 时 查 核 ; 标 样 或 对 照 样 品, 则 需 长 期 妥 善 保 存, 建 议 采 用 蜡 封 瓶 口 样 品 保 存 应 注 意 避 免 日 光 高 温 受 潮 以 及 酸 碱 气 体 等 的 影 响 三 样 品 预 处 理 在 土 壤 样 品 的 监 测 分 析 中, 根 据 分 析 项 目 的 不 同, 首 先 将 固 体 土 壤 样 品 转 化 成 溶 液 来 进 行 测 定, 这 一 过 程 称 为 样 品 预 处 理 测 定 土 壤 中 的 有 机 物 通 常 直 接 用 有 机 溶 剂 萃 取 索 氏 提 取 超 声 提 取 微 波 提 取 等 方 法 测 定 无 机 物 需 将 土 壤 样 品 进 行 溶 解, 有 酸 溶 法 和 碱 熔 法 1. 酸 溶 解 法 酸 溶 解 法 又 称 湿 法 氧 化 湿 法 消 化 测 定 土 壤 中 重 金 属 时 常 选 用 各 种 酸 及 混 合 酸 对 土 壤 样 品 进 行 消 化 消 化 的 作 用 是 :1 破 坏 除 去 土 壤 中 的 有 机 物 ;2 溶 解 固 体 物 质 ;3 将 各 种 形 态 的 金 属 变 为 同 一 种 可 测 态 为 了 加 速 土 壤 中 被 测 物 质 的 溶 解, 除 使 用 混 合 酸 外, 还 可 在 酸 性 溶 液 中 加 入 其 他 氧 化 剂 或 还 原 剂 常 用 的 混 合 酸 有 以 下 几 种 : (1) 王 水 ( 盐 酸 - 硝 酸 ) 消 化 王 水 是 1 体 积 硝 酸 和 3 体 积 盐 酸 的 混 合 物 可 用 于 消 化 测 定 铜 锌 铅 等 组 分 的 土 壤 样 品 (2) 硝 酸 - 硫 酸 消 化 由 于 硝 酸 氧 化 能 力 强 沸 点 低, 硫 酸 具 有 氧 化 性 且 沸 点 高, 因 此, 二 者 混 合 使 用, 既 可 利 用 硝 酸 的 氧 化 能 力, 又 可 提 高 消 化 温 度, 消 化 效 果 较 好 常 用 的 硫 酸 与 硝 酸 的 比 例 为 2 5 消 化 时 先 将 土 壤 样 品 湿 润, 然 后 加 硝 酸 于 样 品 中, 加 热 蒸 发 至 较 少 体 积 时, 再 加 硫 酸 加 热 至 冒 白 烟, 使 溶 液 变 至 无 色 透 明 清 亮 冷 却 后 用 蒸 馏 水 稀 释, 若 有 残 渣, 需 进 行 过 滤 或 加 热 溶 解 必 须 注 意 的 是, 在 加 热 溶 解 时, 开 始 低 温, 然 后 逐 渐 高 温, 以 免 迸 溅 引 起 损 失 (3) 硝 酸 - 高 氯 酸 消 化 硝 酸 - 高 氯 酸 消 化 适 用 于 含 难 氧 化 有 机 物 的 样 品 处 理, 是 破 坏 有 机 物 的 有 效 方 法 在 消 化 过 程 中, 硝 酸 和 高 氯 酸 分 别 被 还 原 为 氮 氧 化 合 物 和 氯 气 ( 或 氯 化 氢 ) 225

234 自 样 液 中 逸 出 由 于 高 氯 酸 能 与 有 机 物 中 的 羟 基 生 成 不 稳 定 的 高 氯 酸 脂, 有 爆 炸 危 险, 因 此 操 作 时, 先 加 硝 酸 将 醇 类 中 的 羟 基 氧 化, 冷 却 后 在 一 定 量 硝 酸 的 情 况 下 加 高 氯 酸 处 理, 切 忌 将 高 氯 酸 蒸 干, 因 无 水 高 氯 酸 会 爆 炸 样 品 消 化 时 必 须 在 通 风 橱 内 进 行, 而 且 应 定 期 清 洗 通 风 橱, 避 免 因 长 期 使 用 高 氯 酸 引 起 爆 炸 (4) 硫 酸 - 磷 酸 消 化 这 两 种 酸 的 沸 点 都 较 高 硫 酸 具 有 氧 化 性, 磷 酸 具 有 配 合 性, 能 消 除 铁 等 离 子 的 干 扰 2. 碱 熔 法 碳 酸 钠 碱 熔 是 土 壤 样 品 预 处 理 的 一 种 经 典 方 法, 一 般 用 于 土 壤 中 氟 化 物 的 测 定 其 基 本 原 理 是 : 利 用 碳 酸 钠 的 强 碱 性 将 土 壤 样 品 在 高 温 (900 左 右 ) 条 件 下 熔 融, 最 后 用 稀 HCI 溶 解, 将 待 测 成 分 转 化 为 待 测 液 碱 熔 法 的 特 点 是 分 解 样 品 比 较 完 全 缺 点 是 :1 因 添 加 了 大 量 可 溶 性 的 碱 熔 剂, 易 引 进 污 染 物 质 ;2 有 些 重 金 属 如 Cd Cr 等 在 高 温 熔 融 时 易 损 失 ;3 在 原 子 吸 收 和 等 离 子 发 射 光 谱 仪 的 喷 燃 器 上, 有 时 会 有 盐 结 晶 析 出 并 导 致 火 焰 的 分 子 吸 收, 使 结 果 出 现 偏 差 3. 干 灰 化 法 干 灰 化 法 又 称 燃 烧 法 或 高 温 分 解 法 根 据 待 测 组 分 的 性 质, 选 用 铂 石 英 银 镍 或 瓷 坩 埚 盛 装 样 品, 将 其 置 于 高 温 电 炉 中 加 热, 控 制 温 度 450~550, 使 其 灰 化 完 全, 将 残 渣 溶 解 供 分 析 用 对 于 易 挥 发 的 元 素, 如 汞 砷 等, 为 了 避 免 高 温 灰 化 损 失, 可 用 氧 瓶 燃 烧 法 进 行 灰 化 此 法 是 将 样 品 包 在 无 灰 滤 纸 中, 滤 纸 包 挂 在 磨 口 塞 的 铂 丝 上, 瓶 中 预 先 充 入 氧 气 和 吸 收 液, 将 滤 纸 引 燃 后, 迅 速 盖 紧 瓶 塞, 让 其 燃 烧 灰 化, 摇 动 瓶 子 让 燃 烧 产 物 溶 解 于 吸 收 液 中, 溶 液 供 分 析 用 4. 溶 剂 提 取 分 析 样 品 中 的 有 机 氯 有 机 磷 农 药 和 其 他 有 机 物 时, 由 于 这 些 污 染 物 质 的 含 量 多 数 是 微 量 的, 如 果 要 得 到 正 确 的 分 析 结 果, 就 必 须 在 两 方 面 采 取 措 施 : 一 方 面 是 尽 量 使 用 灵 敏 度 较 高 的 先 进 仪 器 及 分 析 方 法 ; 另 一 方 面 是 利 用 较 简 单 的 仪 器 设 备, 对 分 析 样 品 进 行 浓 缩 富 集 和 分 离 常 用 的 方 法 是 溶 剂 提 取 法 用 溶 剂 将 待 测 组 分 从 土 壤 中 提 取 出 来, 提 取 液 供 分 析 用 提 取 方 法 有 下 列 几 种 (1) 振 荡 提 取 法 将 一 定 量 经 制 备 的 土 壤 样 品 置 于 容 器 中, 加 入 适 当 的 溶 剂, 放 置 在 振 荡 器 上 振 荡 一 定 时 间, 过 滤, 用 溶 剂 淋 洗 样 品, 或 再 提 取 一 次, 合 并 提 取 液 此 法 用 于 土 壤 中 酚 油 类 等 的 提 取 (2) 索 氏 提 取 法 索 氏 提 取 器 是 提 取 有 机 物 的 有 效 仪 器, 它 主 要 用 于 提 取 土 壤 样 品 中 苯 并 [a] 芘 有 机 氯 农 药 有 机 磷 农 药 和 油 类 等 将 经 过 制 备 的 土 壤 样 品 放 入 滤 纸 筒 中 或 用 滤 纸 包 紧, 置 于 回 流 提 取 器 内 蒸 发 瓶 中 盛 装 适 当 有 机 溶 剂, 仪 器 组 装 好 后, 水 浴 加 热 此 时, 溶 剂 蒸 发 经 支 管 进 入 冷 凝 器 内, 凝 结 的 溶 剂 滴 入 回 流 提 取 器, 对 样 品 进 行 浸 泡 提 取, 当 溶 剂 液 面 达 到 虹 吸 管 顶 部 时, 含 提 取 液 的 溶 剂 回 流 入 蒸 发 瓶 中, 如 此 反 复 进 行 直 到 提 取 结 束 选 取 什 么 样 的 溶 剂, 应 根 据 分 析 对 象 来 定 该 法 因 样 品 都 与 纯 溶 剂 接 触, 所 以 提 取 效 果 好, 但 较 费 时 226

235 (3) 柱 层 析 法 一 般 是 当 被 分 析 样 品 的 提 取 液 通 过 装 有 吸 附 剂 的 吸 附 柱 时, 相 应 被 分 析 的 组 分 吸 附 在 固 体 吸 附 剂 的 活 性 表 面 上, 然 后 用 合 适 的 溶 剂 淋 洗 出 来, 达 到 浓 缩 分 离 净 化 的 目 的 常 用 的 吸 附 剂 有 活 性 炭 硅 胶 硅 藻 土 等 土 壤 污 染 主 要 是 由 两 方 面 因 素 所 引 起, 一 是 工 业 废 物, 主 要 是 废 水 和 废 渣 ; 另 一 方 面 是 使 用 化 肥 和 农 药 所 引 起 的 副 作 用 其 中 工 业 废 物 是 土 壤 污 染 的 主 要 原 因 ( 包 括 无 机 污 染 和 有 机 污 染 ) 土 壤 污 染 的 主 要 监 测 项 目 是 对 土 壤 作 物 有 害 的 重 金 属 如 铜 镉 汞 铬, 非 金 属 及 其 化 合 物 如 砷 氰 化 物 氟 化 物 硫 化 物 及 残 留 的 有 机 农 药 等 进 行 监 测 四 土 壤 污 染 物 监 测 环 境 是 一 个 整 体, 污 染 物 进 入 哪 一 部 分 都 会 影 响 整 个 环 境, 因 此 土 壤 监 测 必 须 与 大 气 水 质 和 生 物 监 测 相 结 合 才 能 全 面 客 观 地 反 映 实 际 ( 一 ) 监 测 项 目 及 方 法 1. 监 测 项 目 根 据 我 国 土 壤 环 境 质 量 标 准 (GB ) 规 定, 土 壤 常 规 监 测 项 目 主 要 包 括 : (1) 金 属 化 合 物 : 镉 铬 铜 汞 铅 锌 ; (2) 非 金 属 无 机 化 合 物 : 砷 氰 化 物 硫 化 物 氟 化 物 等 ; (3) 有 机 化 合 物 : 有 机 农 药 苯 并 [a] 芘 三 氯 乙 醛 除 草 剂 多 环 芳 烃 酚 类 化 合 物 石 油 类 化 合 物 DDT 六 六 六 等 2. 监 测 方 法 土 壤 污 染 监 测 所 用 方 法 与 水 质 大 气 监 测 方 法 类 同 常 用 方 法 有 : (1) 重 量 法 : 适 用 于 测 定 土 壤 水 分 ; (2) 滴 定 法 : 适 用 于 浸 出 物 中 含 量 较 高 的 成 分 的 测 定, 如 Ca 2+ Mg 2+ Cl - 2- SO 4 等 ; (3) 分 光 光 度 法 原 子 吸 收 法 等 离 子 体 发 射 光 谱 法 : 适 用 于 重 金 属 ( 如 铜 镉 铬 铅 汞 锌 等 组 分 ) 的 测 定 ; (4) 气 相 色 谱 法 : 适 用 于 有 机 氯 有 机 磷 及 有 机 汞 等 农 药 的 测 定 ( 二 ) 土 壤 监 测 实 例 土 壤 监 测 结 果 规 定 用 mg/kg( 烘 干 土 ) 表 示 1. 土 壤 含 水 量 的 测 定 水 分 含 量 是 土 壤 监 测 中 的 必 测 项 目, 用 于 计 算 土 壤 中 各 种 成 分 按 烘 干 土 为 基 准 时 的 测 定 结 果 (1) 原 理 水 分 含 量 一 般 是 指 样 品 在 105 烘 干 后 所 损 失 的 质 量 但 是 蒸 汽 压 与 水 的 蒸 汽 压 相 近 或 较 高 的 物 质, 采 用 加 热 法 不 能 进 行 分 离, 因 此 用 105 加 热 法 所 测 得 水 分 含 量 包 括 某 些 含 氮 化 合 物 有 机 化 合 物 及 某 些 金 属 等 物 质 (2) 测 定 先 将 玻 璃 称 量 瓶 在 105 烘 至 恒 重 (w 1 ), 放 入 20~30g 样 品, 称 重 (w 2 ), 放 于 恒 温 鼓 风 干 燥 箱 中, 瓶 盖 半 盖 在 称 量 瓶 上 于 105 烘 干 至 恒 重, 取 出 放 在 干 燥 器 中 冷 却 0.5h 后 再 称 重 (w 3 ) 直 至 两 次 称 量 之 差 在 ±0.1g 左 右 为 止 (3) 计 算 227

236 W2 W3 水 分 含 量 %= 100 W W 2 1 式 中 w 1 玻 璃 称 量 瓶 质 量,g; w 2 玻 璃 称 量 瓶 质 量 + 湿 样 质 量,g; w 3 玻 璃 称 量 瓶 质 量 + 干 样 质 量,g 2. 土 壤 中 铜 锌 镉 测 定 实 例 (AAS 法 ) (1) 标 准 溶 液 的 制 备 制 备 各 种 重 金 属 标 准 溶 液 使 用 光 谱 纯 试 剂 ; 用 于 溶 解 土 壤 的 各 种 酸 皆 选 用 高 纯 或 光 谱 纯 级 ; 稀 释 用 水 为 蒸 馏 去 离 子 水 使 用 浓 度 低 于 0.1μg/mL 的 标 准 溶 液 时, 应 在 临 用 前 配 制 或 稀 释 标 准 溶 液 在 保 存 期 间, 若 有 浑 浊 或 沉 淀 生 成 时 必 须 重 新 配 制 主 要 元 素 标 准 溶 液 的 配 制 方 法 见 表 6-2 表 6-2 主 要 元 素 标 准 溶 液 的 配 制 方 法 元 素 化 合 物 质 量 (g) 配 制 方 法 Cu Cu 在 微 热 条 件 下, 溶 于 50 ml(1+1)hno 3 中, 冷 却 后, 用 水 定 容 至 1000 ml CuO 同 上 法 Cd Cd 溶 于 50 ml(1+1)hno 3 溶 液 中, 冷 却 后, 用 水 定 容 至 1000 ml Zn Zn 溶 于 40 ml(1+1)hcl 溶 液 中, 用 水 定 容 至 1000 ml Hg Hg Cl 2 Hg(NO 3 ) 用 0.05%K 2 Cr 2 O 7-5% HNO 3 固 定 液 溶 解, 并 用 该 固 定 液 稀 释 至 1000 ml 同 上 法 Pb Pb 溶 于 50 ml(1+1)hno 3 中, 冷 却 后, 用 水 定 容 至 1000 ml 注 : 上 表 内 容 主 要 摘 自 美 国 EPA 水 分 析 部 分, 原 子 吸 收 法 (2) 土 样 预 处 理 称 取 0.5~1g 土 样 于 聚 四 氟 乙 烯 坩 埚 中, 用 少 许 水 润 湿, 加 入 HCl, 在 电 热 板 上 加 热 消 化, 加 入 HNO 3 继 续 加 热, 再 加 入 HF 加 热 分 解 SiO 2 及 胶 态 硅 酸 盐, 最 后 加 入 HClO 4 加 热 (<200 = 蒸 至 近 干 冷 却, 用 稀 HNO 3 浸 取 残 渣, 定 容 同 时 作 全 程 空 白 试 验 (3) 铜 锌 镉 标 准 系 列 混 合 溶 液 的 配 制 各 元 素 标 准 操 作 溶 液 是 通 过 逐 次 稀 释 其 标 准 储 备 液 得 到 的 三 元 素 适 宜 测 定 的 浓 度 范 围 见 表 6-4 (4) 原 子 吸 收 分 光 光 度 法 (AAS) 测 定 工 作 参 数 见 表 6-3 表 6-3 铜 锌 镉 工 作 参 数 工 作 参 数 铜 锌 镉 适 测 浓 度 范 围 (μg/ml) 灵 敏 度 (μg/ml) 检 出 限 (μg/ml) 波 长 (nm) 空 气 - 乙 炔 火 焰 条 件 0.2~ 氧 化 型 0.05~ 氧 化 型 0.05~ 氧 化 型 228

237 (5) 结 果 计 算 铜 ( 或 锌 镉 )(mg/kg)= W m 式 中 m 自 标 准 曲 线 中 查 得 的 铜 ( 或 锌 镉 ) 含 量,μg; W 称 量 土 样 的 干 质 量,g 第 二 节 固 体 废 物 监 测 一 固 体 废 物 的 来 源 与 危 害 ( 一 ) 固 体 废 物 的 概 念 固 体 废 物 是 指 在 人 类 生 产 和 生 活 中 产 生 的 在 一 定 时 间 和 地 点 无 法 利 用 而 丢 弃 的 污 染 环 境 的 固 态 和 半 固 态 物 质 所 谓 废 物 则 仅 仅 是 相 对 于 某 一 过 程 或 某 一 方 面 失 去 利 用 价 值, 具 有 相 对 性 特 点 固 体 废 物 的 概 念 具 有 时 间 性 和 空 间 性, 某 一 过 程 的 废 物 随 时 间 和 空 间 条 件 的 变 化, 往 往 可 以 是 另 一 过 程 的 原 料, 因 此 称 固 体 废 物 为 在 错 误 时 间 放 在 错 误 地 点 的 原 料 是 有 道 理 的 ( 二 ) 固 体 废 物 的 来 源 固 体 废 物 来 自 人 类 活 动 的 许 多 环 节, 主 要 包 括 生 产 过 程 和 生 活 过 程 的 各 个 环 节 表 6-4 列 出 了 主 要 的 固 体 废 物 及 其 来 源 固 体 废 物 按 其 组 成 成 分 可 分 为 有 机 废 物 和 无 机 废 物 ; 按 其 形 态 可 分 为 固 态 废 物 和 半 固 态 废 物 ; 按 其 污 染 特 性 可 分 为 有 害 废 物 与 一 般 废 物 在 固 体 废 物 污 染 环 境 防 治 法 中 将 其 分 为 城 市 固 体 废 物 工 业 固 体 废 物 和 有 害 废 物 (1) 城 市 固 体 废 物 城 市 固 体 废 物 是 指 居 民 生 活 商 业 活 动 市 政 建 设 与 维 修 机 关 办 公 等 过 程 产 生 的 固 体 废 物, 一 般 分 为 生 活 垃 圾 城 建 渣 土 商 业 固 体 废 物 等 表 6-4 固 体 废 物 的 主 要 来 源 类 型 产 生 源 产 生 的 主 要 固 体 废 物 矿 业 废 物 矿 业 废 石 尾 矿 金 属 废 木 砖 瓦 和 水 泥 砂 石 等 建 筑 材 料 工 业 金 属 水 泥 粘 土 陶 瓷 石 膏 石 棉 砂 石 纸 和 纤 维 冶 金 机 械 交 通 等 工 业 金 属 渣 砂 石 模 型 芯 陶 瓷 涂 料 管 道 绝 热 和 绝 缘 材 料 粘 结 剂 污 垢 废 木 塑 料 橡 胶 纸 各 种 建 筑 材 料 烟 尘 食 品 加 工 肉 谷 物 蔬 菜 硬 壳 果 水 果 烟 草 等 橡 胶 皮 革 塑 料 等 工 业 橡 胶 塑 料 皮 革 布 线 纤 维 染 料 金 属 等 工 业 废 物 化 学 药 剂 金 属 塑 料 橡 胶 陶 瓷 沥 青 污 泥 油 毡 石 棉 石 油 化 工 工 业 涂 料 等 电 器 仪 器 仪 表 等 工 业 金 属 玻 璃 木 橡 胶 塑 料 化 学 药 剂 研 磨 料 陶 瓷 绝 缘 材 料 等 纺 织 服 装 工 业 布 头 纤 维 金 属 橡 胶 塑 料 等 造 纸 木 材 印 刷 等 工 业 刨 花 锯 末 碎 木 化 学 药 剂 金 属 填 料 塑 料 229

238 类 型 产 生 源 产 生 的 主 要 固 体 废 物 居 民 生 活 食 物 垃 圾 纸 木 布 庭 院 植 物 修 剪 物 金 属 玻 璃 塑 料 陶 瓷 燃 料 灰 渣 脏 土 碎 砖 瓦 废 器 具 粪 便 杂 品 等 同 上, 另 有 管 道 碎 砌 体 沥 青 其 他 建 筑 材 料, 含 有 易 燃 商 业 机 关 城 市 垃 圾 易 爆 腐 蚀 性 放 射 性 的 废 物 以 及 废 汽 车 废 电 器 废 器 具 等 旅 客 列 车 纸 果 屑 残 剩 食 品 塑 料 泡 沫 盒 玻 璃 瓶 金 属 罐 粪 便 等 市 政 维 修 管 理 部 门 脏 土 碎 砖 瓦 树 叶 死 禽 畜 金 属 锅 炉 灰 渣 污 泥 等 农 业 废 物 农 业 林 业 秸 秆 蔬 菜 水 果 果 树 枝 条 糠 秕 人 和 禽 畜 粪 便 农 药 等 水 产 畜 产 加 工 腥 臭 死 禽 畜 腐 烂 鱼 虾 和 贝 壳 加 工 污 水 污 泥 等 放 射 性 废 物 核 工 业 和 放 射 性 医 疗 单 位 金 属 含 放 射 性 废 渣 粉 尘 污 泥 器 具 和 建 筑 材 料 等 (2) 工 业 固 体 废 物 工 业 固 体 废 物 是 指 在 工 业 交 通 等 生 产 过 程 中 产 生 的 固 体 废 物 工 业 固 体 废 物 主 要 包 括 冶 金 工 业 固 体 废 物 能 源 工 业 固 体 废 物 石 油 化 工 工 业 固 体 废 物 矿 业 固 体 废 物 轻 工 业 固 体 废 物 其 他 工 业 固 体 废 物 (3) 有 害 废 物 有 害 废 物 又 称 危 险 废 物, 泛 指 除 放 射 性 废 物 以 外, 具 有 毒 性 易 燃 性 反 应 性 腐 蚀 性 爆 炸 性 传 染 性 因 而 可 能 对 人 体 健 康 和 生 活 环 境 产 生 危 害 的 废 物 固 体 废 物 除 了 以 上 三 种, 还 有 来 自 农 业 生 产 畜 禽 饲 料 农 副 产 品 加 工 以 及 农 村 居 民 生 活 所 产 生 的 废 物, 如 农 作 物 秸 杆 人 畜 禽 排 泄 物 等 这 些 废 物 多 产 于 城 市 外, 一 般 就 地 加 以 综 合 利 用, 或 做 沤 肥 处 理, 或 做 燃 料 焚 烧 ( 三 ) 固 体 废 物 的 危 害 固 体 废 物 对 环 境 的 污 染 往 往 是 多 方 面 的 其 具 体 危 害 如 下 : 1. 侵 占 土 地, 破 坏 地 貌 和 植 被 固 体 废 物 如 不 加 以 利 用 处 置, 只 能 占 地 堆 放 堆 积 量 越 大, 占 地 也 越 多 据 估 算, 每 堆 积 t 固 体 废 物, 约 需 占 地 667m 2, 其 中 5% 为 危 险 废 物 2. 污 染 土 壤 固 体 废 物 自 然 堆 放, 其 中 有 害 有 毒 成 分 在 雨 水 淋 溶 作 用 下, 直 接 进 入 土 壤, 并 在 土 壤 中 长 期 积 累 而 造 成 土 壤 污 染, 破 坏 土 壤 生 态 平 衡, 使 土 壤 毒 化 酸 化 碱 化, 给 人 类 和 动 植 物 带 来 危 害 3. 污 染 水 体 固 体 废 物 随 天 然 降 水 和 地 表 径 流 进 入 江 河 湖 泊, 或 随 风 飘 迁 落 入 水 体 使 地 表 水 污 染 ; 随 渗 沥 水 进 入 土 壤 而 使 地 下 水 污 染 ; 直 接 排 入 河 流 湖 泊 或 海 洋, 又 会 造 成 更 大 的 水 体 污 染 4. 污 染 空 气 固 体 废 物 一 般 通 过 如 下 途 径 污 染 空 气 : 1 某 些 有 机 固 体 废 物 在 适 宜 的 温 度 和 湿 度 下 被 微 生 物 分 解, 释 放 有 害 气 体 ; 2 以 细 粒 状 存 在 的 废 渣 和 垃 圾, 在 大 风 吹 动 下 会 随 风 飘 逸, 扩 散 到 空 气 中 ; 3 固 体 废 物 在 运 输 和 处 理 过 程 中, 产 生 有 害 气 体 和 粉 尘 5. 影 响 环 境 卫 生 我 国 固 体 废 物 的 综 合 利 用 率 很 低 工 业 废 渣 生 活 垃 圾 在 城 市 堆 放, 既 有 碍 观 瞻 又 容 易 传 染 疾 病 二 固 体 废 物 样 品 采 集 及 制 备 为 了 使 采 集 样 品 具 有 代 表 性, 在 采 集 之 前 要 调 查 研 究 生 产 工 艺 过 程 废 物 类 型 排 放 230

239 数 量 堆 积 历 史 危 害 程 度 和 综 合 利 用 情 况 如 果 采 集 有 害 废 物 则 应 根 据 其 有 害 特 性 采 取 相 应 的 安 全 措 施 ( 一 ) 样 品 采 集 1. 采 样 工 具 常 用 的 采 样 工 具 包 括 : 尖 头 钢 锹 钢 尖 镐 ( 腰 斧 ) 采 样 铲 具 盖 采 样 桶 或 内 衬 塑 料 的 采 样 袋 2. 采 样 程 序 根 据 固 体 废 物 批 量 大 小 确 定 应 采 的 子 样 ( 由 一 批 废 物 中 的 一 个 点 或 一 个 部 位, 按 规 定 量 取 出 的 样 品 ) 个 数 ; 根 据 固 体 废 物 的 最 大 粒 度 (95% 以 上 能 通 过 的 最 小 筛 孔 尺 寸 ) 确 定 子 样 量 ; 根 据 采 样 方 法, 随 机 采 集 子 样, 组 成 总 样, 并 认 真 填 写 采 样 记 录 表 3. 采 样 数 目 按 表 6-5 确 定 应 采 子 样 数 目 表 6-5 批 量 大 小 与 最 少 子 样 数 批 量 大 小 ( 单 位 : 液 体 为 m 3, 固 体 为 t) 最 少 子 样 个 数 批 量 大 小 ( 单 位 : 液 体 为 m 3, 固 体 为 t) 最 少 子 样 个 数 <5 5~50 50~ ~ ~ ~5000 > 按 表 6-6 确 定 每 个 子 样 应 采 的 最 小 质 量 所 采 的 每 个 子 样 量 应 大 致 相 等, 其 相 对 误 差 不 大 于 20% 表 中 要 求 的 采 样 铲 容 量 为 保 证 一 次 在 一 个 地 点 或 部 位 能 取 到 足 够 数 量 的 子 样 量 液 态 废 物 的 子 样 量 以 不 小 于 100mL 的 采 样 瓶 所 盛 量 为 准 表 6-6 子 样 量 和 采 样 铲 容 量 最 大 粒 度 /mm 最 小 子 样 重 量 /kg 采 样 铲 容 量 /ml 最 大 粒 度 /mm 最 小 子 样 重 量 / kg 采 样 铲 容 量 /ml > ~ ~ ~ ~ < ~ 采 样 方 法 (1) 现 场 采 样 在 生 产 现 场 采 样, 首 先 确 定 样 品 的 批 量, 然 后 按 下 式 计 算 出 采 样 间 隔, 进 行 流 动 间 隔 采 样 采 样 间 隔 批 量 (t)/ 规 定 的 子 样 量 应 该 注 意 : 采 第 一 个 子 样 时, 不 准 在 第 一 间 隔 的 起 点 开 始, 可 在 第 一 间 隔 内 任 意 确 定 (2) 运 输 车 及 容 器 采 样 在 运 输 一 批 固 体 废 物 时, 当 车 数 不 多 于 该 批 废 物 规 定 的 子 样 数 时, 每 车 应 采 子 样 按 下 式 计 算 231

240 每 车 应 采 样 数 = 规 定 子 样 数 / 车 数 当 车 数 多 于 规 定 的 子 样 数 时, 按 表 6-7` 选 出 所 需 最 少 的 采 样 车 数, 然 后 从 所 选 车 中 随 机 采 集 一 个 子 样 在 车 中, 采 样 点 应 均 匀 分 布 在 车 厢 的 对 角 线 上, 如 图 6-5 所 示, 端 点 距 离 车 角 应 大 于 0.5m, 表 层 去 掉 30cm 图 6-5 车 厢 中 采 样 布 点 对 于 一 批 若 干 容 器 盛 装 的 废 物, 按 表 6-6 选 取 最 少 容 器 数, 并 且 每 个 容 器 中 均 随 机 采 两 个 样 品 表 6-7 所 需 最 少 采 样 车 数 车 数 ( 容 器 ) 所 需 最 少 采 样 车 数 / 辆 车 数 ( 容 器 ) 所 需 最 少 采 样 车 数 / 辆 < ~ ~25 10 > ~50 20 (3) 废 渣 堆 采 样 在 废 渣 堆 两 侧 距 堆 底 0.5m 处 划 第 一 条 横 线, 然 后 向 上 每 隔 0.5m 再 划 一 条 横 线 ; 再 每 隔 2m 划 一 条 横 线 的 垂 线, 其 交 点 作 为 采 样 点 按 表 6-5 确 定 的 子 样 数, 确 定 采 样 点 数, 在 每 点 上 从 0.5 ~1.0m 深 处 各 随 机 采 样 一 份, 如 图 6-6 所 示 图 6-6 废 渣 堆 中 采 样 点 的 分 布 ( 二 ) 样 品 的 制 备 1. 制 样 工 具 制 样 工 具 包 括 粉 碎 机 药 碾 木 锤 或 有 机 玻 璃 棒 标 准 套 筛 十 字 分 样 板 机 械 缩 分 器 2. 制 样 要 求 在 制 样 全 过 程 中, 应 防 止 样 品 产 生 任 何 化 学 变 化 和 污 染 若 制 样 过 程 中 可 能 对 样 品 的 性 质 产 生 显 著 影 响, 则 应 尽 量 保 持 原 来 状 态 湿 样 品 应 在 室 温 下 自 然 干 燥, 使 其 达 到 适 于 粉 碎 筛 分 缩 分 的 程 度 制 备 的 样 品 应 过 筛 ( 筛 孔 直 径 为 5 mm), 装 瓶 备 用 3. 制 样 程 序 (1) 粉 碎 用 机 械 或 人 工 方 法 把 全 部 样 品 逐 级 粉 碎, 通 过 5 mm 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 在 清 洁 平 整 不 吸 水 的 板 面 上 堆 成 圆 锥 形, 每 铲 物 料 自 圆 锥 顶 端 232

241 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 1 kg 试 样 为 止 ( 三 ) 样 品 的 保 存 制 备 好 的 样 品 密 封 于 容 器 中 保 存 ( 容 器 应 对 样 品 不 产 生 吸 附, 不 使 样 品 变 质 ), 贴 上 标 签 备 用 标 签 上 应 注 明 标 号 废 物 名 称 采 样 地 点 批 量 采 样 人 制 样 人 时 间 特 殊 样 品 可 采 用 冷 冻 或 充 惰 性 气 体 等 方 法 保 存 制 备 好 的 样 品, 一 般 有 效 保 存 期 为 三 个 月, 易 变 质 的 试 样 不 受 此 限 制 最 后 填 写 好 采 样 记 录 表, 见 表 6-8, 一 式 三 份, 分 别 存 于 有 关 部 门 表 6-8 采 样 记 录 表 样 品 登 记 号 采 样 地 点 采 样 时 间 采 样 现 场 简 述 废 物 产 生 过 程 简 述 样 品 可 能 含 有 的 主 要 有 害 成 分 样 品 保 存 方 式 及 注 意 事 项 样 品 采 集 人 及 接 受 人 备 注 样 品 名 称 采 样 数 量 废 物 所 属 单 位 名 称 负 责 人 签 字 三 固 体 废 物 样 品 的 监 测 分 析 固 体 废 物 样 品 的 组 成 相 当 复 杂, 其 存 在 形 态 往 往 不 符 合 分 析 测 定 的 要 求, 所 以 在 分 析 测 定 之 前 需 要 进 行 适 当 的 预 处 理, 以 使 被 测 组 份 适 于 测 定 方 法 要 求 的 形 态 浓 度 和 消 除 共 存 组 分 干 扰 的 试 样 体 系 预 处 理 方 法 可 参 考 土 壤 预 处 理 内 容 ( 一 ) 有 害 物 质 的 监 测 方 法 监 测 项 目 包 括 水 分 含 量 ph 值 总 汞 总 镉 总 铬 铅 砷 等 水 分 含 量 测 定 方 法 同 土 壤 样 品 中 水 分 含 量 的 测 定 若 样 品 中 含 有 较 多 遇 热 减 重 的 非 水 成 分, 则 应 采 用 下 法 : 将 适 量 样 品 放 在 盛 有 蓝 色 硅 胶 的 干 燥 器 中, 待 达 到 稳 定 平 衡, 即 24h 变 动 量 小 于 0.5% 时, 进 行 称 量 并 计 算 水 分 含 量 其 他 监 测 项 目 的 测 定 方 法 与 水 样 中 该 类 项 目 测 定 方 法 一 致 ( 二 ) 有 害 特 性 的 监 测 方 法 1. 急 性 毒 性 的 初 筛 试 验 有 害 废 物 中 往 往 含 有 多 种 有 害 成 分, 组 分 分 析 难 度 较 大, 急 性 毒 性 的 初 筛 试 验 可 以 简 便 地 鉴 别 并 表 达 其 综 合 急 性 毒 性, 方 法 如 下 : 以 体 重 18~24g 的 小 白 鼠 ( 或 200~300g 大 白 鼠 ) 作 为 实 验 动 物, 若 是 外 购 鼠, 必 须 在 本 单 位 饲 养 条 件 下 饲 养 7~10 天, 仍 活 泼 健 康 者 方 可 使 用 实 验 前 8~12h 和 观 察 期 间 禁 食 称 取 制 备 好 的 样 品 100g, 置 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 24h, 用 中 速 定 量 滤 纸 过 滤, 滤 233

242 液 留 待 灌 胃 用 灌 胃 采 用 1mL( 或 5 ml) 注 射 器, 注 射 针 采 用 9 号 ( 或 12 号 ), 去 针 头, 磨 光, 弯 曲 成 新 月 形 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 ml( 或 4.40 ml), 对 灌 胃 后 的 小 白 鼠 ( 或 大 白 鼠 ) 进 行 中 毒 症 状 观 察, 记 录 48h 内 动 物 死 亡 数 2. 反 应 性 试 验 测 定 方 法 包 括 :1 撞 击 感 度 测 定 ;2 摩 擦 感 度 测 定 ;3 差 热 分 析 测 定 ;4 爆 炸 点 测 定 ; 5 火 焰 感 度 测 定 等 五 种, 具 体 测 定 方 法 见 标 准 3. 腐 蚀 性 试 验 腐 蚀 性 指 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 有 两 种 : 一 种 是 测 定 ph 值 ; 另 一 种 是 指 在 55.7 以 下 对 钢 制 品 的 腐 蚀 深 度 当 固 体 废 物 浸 出 液 的 ph 2 或 ph 12.5 时, 则 有 腐 蚀 性 ; 当 在 55.7 以 下 对 钢 制 品 的 腐 蚀 深 度 大 于 0.64cm/ 年, 则 有 腐 蚀 性 实 际 应 用 中 一 般 使 用 ph 值 判 断 其 腐 蚀 性, 现 介 绍 如 下 : (1) 测 定 仪 器 : 采 用 ph 计 或 酸 度 计, 最 小 刻 度 单 位 在 0.1pH 单 位 以 下 (2 ) 测 定 方 法 : 1 对 含 水 量 高 呈 流 体 状 的 稀 泥 或 浆 状 物 料, 可 将 电 极 直 接 插 入 进 行 ph 值 测 量 ; 2 对 粘 稠 状 物 料, 应 经 离 心 或 过 滤 后, 测 其 液 体 的 ph 值 3 对 粉 粒 块 状 物 料, 称 取 制 备 好 的 样 品 50g( 干 基 ), 置 于 1L 塑 料 瓶 中, 加 入 新 鲜 蒸 馏 水 250mL, 使 固 液 比 为 1:5, 加 盖 密 封 后, 放 在 振 荡 机 上 ( 频 率 110±10 次 /min, 振 幅 40mm), 于 室 温 下 连 续 振 荡 30min, 静 置 30min 后, 取 上 清 液 测 其 ph 值 注 意 每 种 废 物 取 两 个 平 行 样 品 测 定 其 ph 值, 差 值 不 得 大 于 0.15, 否 则 应 再 取 1~2 个 样 品 重 复 进 行 试 验, 取 中 位 值 报 告 结 果 对 于 高 ph 值 (10 以 上 ) 或 低 ph 值 (2 以 下 ) 的 样 品, 两 个 平 行 样 品 的 ph 值 测 定 结 果 允 许 差 值 不 超 过 0.2 同 时 应 报 告 环 境 温 度 样 品 来 源 粒 度 级 配 试 验 过 程 中 的 异 常 现 象 特 殊 情 况 下 试 验 条 件 的 改 变 及 原 因 等 4. 易 燃 性 试 验 鉴 别 废 物 的 易 燃 性 主 要 是 通 过 测 定 闪 点 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, 对 人 体 和 环 境 产 生 危 害 (1) 仪 器 : 采 用 闭 口 闪 点 测 定 仪 温 度 计 采 用 1 号 温 度 计 (-30 ~+170 ) 或 2 号 温 度 计 (100 ~300 ) 防 护 屏 采 用 镀 锌 铁 皮 制 成, 高 度 550~650mm, 宽 度 以 适 用 为 度, 屏 身 内 壁 漆 成 黑 色 (2) 测 定 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 的 温 度 指 示 值, 该 值 即 为 测 定 结 果 具 体 操 作 细 节 参 阅 GB261-77[ 石 油 产 品 闪 点 测 定 法 ( 闭 口 杯 法 )] 5. 浸 出 毒 性 试 验 固 体 废 物 受 到 水 的 冲 淋 浸 泡, 其 中 的 有 害 成 分 会 转 移 到 水 相, 污 染 地 表 水 地 下 水, 产 生 二 次 污 染 浸 出 试 验 采 用 规 定 办 法 浸 出 固 体 废 物 的 水 溶 液, 然 后 对 浸 出 液 进 行 分 析 我 国 规 定 的 分 析 项 目 有 : 汞 镉 砷 铅 铬 铜 锌 镍 锑 铍 氟 化 物 硫 化 物 硝 基 苯 类 化 合 物 234

243 浸 出 方 法 如 下 : 称 取 100g( 干 基 ) 试 样 ( 无 法 采 用 干 基 质 量 的 样 品 则 先 测 水 分 加 以 换 算 ) 置 于 浸 出 容 积 为 2L(Φ130mm 160mm) 具 盖 广 口 聚 乙 烯 瓶 中, 加 水 1L( 先 用 氢 氧 化 钠 或 盐 酸 调 ph 至 5.8~6.3) 将 瓶 子 垂 直 固 定 在 水 平 往 复 振 荡 器 上, 调 节 振 荡 频 率 为 110±10 次 /min, 振 幅 40 mm, 在 室 温 下 振 荡 8h, 静 止 16h 通 过 孔 径 0.45µm 滤 膜 过 滤 滤 液 按 分 析 项 目 要 求 进 行 保 护, 于 合 适 条 件 下 储 存 备 用 每 个 样 品 做 两 个 平 行 浸 出 试 验 每 瓶 浸 出 液 对 欲 测 项 目 平 行 测 定 两 次, 取 算 术 平 均 值 报 告 结 果 ; 对 于 含 水 污 泥 样 品, 其 滤 液 也 必 须 同 时 加 以 分 析 并 报 告 结 果 ; 试 验 报 告 中 还 应 包 括 被 测 样 品 的 名 称 来 源 采 集 时 间, 样 品 粒 度 级 配 情 况 试 验 过 程 的 异 常 情 况 ; 浸 出 液 的 ph 值 颜 色 乳 化 和 相 分 层 情 况 ; 试 验 过 程 的 环 境 温 度 及 其 波 动 范 围 条 件 改 变 及 原 因 考 虑 到 试 样 与 浸 出 容 器 的 相 容 性, 在 某 些 情 况 下, 可 采 用 类 似 形 状 的 玻 璃 瓶 代 替 聚 乙 烯 瓶 例 如 测 定 有 机 成 分 宜 采 用 硬 质 玻 璃 容 器, 对 某 些 特 殊 类 型 的 固 体 废 物, 由 于 安 全 及 样 品 采 集 等 方 面 的 原 因, 无 法 严 格 按 照 上 述 条 件 进 行 试 验 时, 可 根 据 实 际 情 况 适 当 改 变, 浸 出 液 分 析 项 目 按 有 关 标 准 的 规 定 及 相 应 的 分 析 方 法 进 行 6. 固 体 废 物 渗 漏 模 拟 试 验 固 体 废 物 长 期 堆 放 可 能 通 过 渗 漏 污 染 地 下 水 和 周 围 土 地, 采 用 模 拟 实 验 是 研 究 固 体 废 物 渗 漏 污 染 的 一 种 简 捷 有 效 的 方 法 (1) 原 理 在 玻 璃 管 内 填 装 经 0.5mm 孔 径 筛 的 固 体 废 物, 以 一 定 的 流 速 滴 加 雨 水 或 蒸 馏 水, 从 测 定 渗 漏 水 中 有 害 物 质 的 流 出 时 间 和 浓 度 的 变 化 规 律, 推 断 固 体 废 物 在 堆 放 时 的 渗 漏 情 况 和 危 害 程 度 (2) 测 定 按 图 6-7 装 配 好 渗 漏 模 拟 试 验 装 置 把 通 过 0.5mm 孔 径 筛 的 固 体 废 物 试 样 装 入 玻 璃 柱 内, 试 样 高 约 20cm 试 剂 瓶 中 装 入 雨 水 或 蒸 馏 水, 以 4.5mL/min 的 流 速 通 过 玻 璃 柱 下 端 的 玻 璃 棉 流 入 锥 形 瓶 内, 待 滤 液 收 集 至 400mL 时, 关 闭 活 塞, 摇 匀 滤 液, 取 适 量 滤 液 按 水 中 重 金 属 的 分 析 方 法, 测 定 重 图 6-7 固 体 废 物 渗 漏 金 属 离 子 的 浓 度 同 时 测 定 固 体 废 物 中 重 金 属 的 含 量 模 拟 试 验 装 置 ( 吴 忠 标, 环 境 监 测, 化 学 工 业 出 版 社,2003) 思 考 题 1. 土 壤 污 染 的 主 要 来 源 和 特 点 是 怎 样 的? 2. 如 何 布 点 采 集 污 染 土 壤 样 品 和 背 景 值 样 品? 何 谓 土 壤 背 景 值? 3. 分 析 比 较 土 壤 试 样 各 种 酸 式 消 化 法 的 特 点, 有 哪 些 注 意 事 项? 消 化 过 程 中 各 种 酸 起 何 种 作 用? 4. 怎 样 采 集 固 体 废 物 样 品? 采 集 后 如 何 处 理 和 保 存? 5. 固 体 废 物 有 害 特 性 的 监 测 包 括 哪 些 试 验 内 容? 各 实 验 的 目 的 是 什 么? 6. 测 定 固 体 废 物 的 ph 值 应 注 意 哪 些 方 面? 235

244 第 七 章 辐 射 与 放 射 污 染 监 测 知 识 目 标 : 了 解 放 射 性 污 染 及 其 量 度 单 位 了 解 放 射 性 污 染 的 来 源 与 危 害 掌 握 放 射 性 污 染 物 样 品 的 采 集 与 处 理 方 法 熟 悉 放 射 性 监 测 仪 器 及 监 测 方 法 能 力 目 标 : 能 够 利 用 放 射 性 监 测 仪 器 进 行 放 射 性 监 测 第 一 节 概 述 一 放 射 性 污 染 由 放 射 性 物 质 所 造 成 的 污 染, 叫 放 射 性 污 染 有 些 原 子 核 不 稳 定, 能 自 发 地 有 规 律 地 改 变 其 结 构 转 变 为 另 一 种 原 子 核, 这 种 现 象 称 为 核 衰 变 在 核 衰 变 过 程 中 会 放 出 具 有 一 定 动 能 的 带 电 或 不 带 电 粒 子, 即 α β 和 γ 射 线, 放 射 性 元 素 的 原 子 核 在 衰 变 过 程 放 出 α β γ 射 线 的 现 象, 俗 称 放 射 性 由 放 射 性 物 质 所 造 成 的 污 染, 叫 放 射 性 污 染 二 放 射 性 污 染 的 来 源 ( 一 ) 天 然 放 射 性 污 染 1 宇 宙 射 线 宇 宙 射 线 是 从 宇 宙 空 间 射 到 地 球 上 的 射 线, 从 宇 宙 空 间 射 到 大 气 层 的 高 能 辐 射 称 为 初 级 宇 宙 射 线 初 级 宇 宙 射 线 与 大 气 层 中 的 原 子 核 相 互 作 用 产 生 的 次 级 粒 子 和 电 磁 辐 射 叫 次 级 宇 宙 射 线 一 个 高 能 初 级 宇 宙 射 线 进 入 大 气 层 后 与 大 气 层 中 的 粒 子 发 生 一 系 列 的 作 用 后, 致 使 包 括 有 电 子 光 子 质 子 中 子 π 介 子 等 粒 子 的 射 线 射 到 地 面 宇 宙 射 线 的 显 著 特 点 是 能 量 高 而 强 度 低 它 的 强 度 在 不 同 海 拨 高 度 有 所 不 同 生 活 在 地 球 上 的 人 类 及 生 物 受 到 大 气 层 电 离 层 和 磁 层 的 保 护 很 少 受 初 级 宇 宙 射 线 的 直 接 作 用, 茼 受 次 级 宇 宙 射 线 的 直 接 作 用 2 天 然 放 射 性 核 素 地 球 上 到 处 都 存 在 着 天 然 放 射 性 核 素, 它 们 衰 变 时 释 放 出 α β 及 γ 射 线, 自 然 界 中 的 放 射 性 核 素 主 要 包 括 三 个 方 面 : 1 宇 宙 射 线 与 大 气 层 中 的 原 子 核 作 用 及 地 球 表 层 原 子 核 作 用 产 生 的 放 射 性 核 素, 包 括 3 H 7 Be 10 1Be 14 C 27 Na 33 Si 32 p 33 P 35 Si 36 Cl 等 2 地 球 上 本 来 就 存 在 的 天 然 放 射 性 核 素, 它 们 都 是 些 长 寿 命 的 放 射 性 核 素 天 然 放 射 性 核 素 的 种 类 很 多, 分 布 很 广, 岩 石 土 壤 天 然 水 大 气 及 动 植 物 体 内 都 含 有 放 射 性 核 素 土 壤 岩 石 中 的 放 射 性 核 素 种 类 较 多, 主 要 有 铀 钍 镭 等 海 水 中 主 40 要 是 钾 80 铷 及 钳 系 元 素 地 下 水 中 主 要 是 铀 镭 氡 大 气 中 主 要 含 氡 钍 射 气 及 其 子 代 产 物, 大 气 中 放 射 性 核 素 也 随 着 天 气 因 素 而 变 化 236

245 ( 二 ) 人 为 放 射 性 污 染 现 今 世 界 上 主 要 人 工 辐 射 源 包 括 : 核 爆 炸, 核 工 业 生 产 以 及 医 疗 照 射 和 其 它 一 些 辐 射 源 1 核 爆 炸 产 生 的 放 射 性 污 染 核 爆 炸 是 利 用 重 原 子 核 裂 变 或 轻 原 子 核 聚 变 时 急 剧 释 放 出 来 的 巨 大 能 量 制 成 的 核 爆 炸 在 瞬 间 产 生 穿 透 性 能 很 强 的 核 辐 射 ( 主 要 是 中 子 和 γ 射 线 ), 称 瞬 时 核 辐 射 在 爆 炸 后 留 下 一 些 不 断 放 射 α β γ 射 线 的 物 质 污 染 环 境, 称 剩 余 核 辐 射 核 爆 炸 时 产 生 的 裂 变 产 物 大 约 有 200 多 种 没 有 起 反 应 的 残 余 核 材 料 如 235 U 239 Pu 3 H 等, 以 及 爆 炸 时 产 生 的 中 子 与 周 围 环 境 的 某 些 元 素 发 生 反 应 生 成 的 放 射 性 物 质, 均 可 造 成 局 部 地 区 及 全 球 性 的 放 射 性 污 染 核 爆 炸 产 生 的 放 射 性 物 质 有 的 很 快 衰 变 为 稳 定 性 同 位 素, 有 的 则 在 很 多 年 后 仍 具 有 放 射 性 这 些 物 质 散 布 于 环 境, 对 人 体 造 成 照 射 一 般 最 关 心 的 是 产 额 高 寿 命 长 的 放 射 性 同 位 素 几 种 主 要 的 放 射 性 同 位 素 列 于 表 7-1 表 7-1 主 要 放 射 性 同 位 素 同 位 素 来 源 辐 射 类 型 半 衰 期 89 Sr 裂 变 产 物 β d 90 Sr 裂 变 产 物 β 年 137 Cs 裂 变 产 物 β -,γ 30.5 年 131 l 裂 变 产 物 β -,γ 8.05d 140 Ba 裂 变 产 物 β -,γ 12.8d 144 Ce 裂 变 产 物 β -,γ 290d 14 C 感 生 β 年 239 Pu 残 余 核 材 料 α,γ 年 238 U 与 中 子 反 应 产 物 2 核 工 业 核 能 作 为 一 种 动 力 被 广 泛 的 使 用 核 工 业 包 括 铀 矿 开 采 矿 石 加 工 铀 燃 料 生 产 反 应 堆 动 力 生 产 及 燃 料 后 处 理 运 输 等 各 个 环 节 均 可 造 成 一 定 的 环 境 污 染, 当 核 能 生 产 发 生 意 外 事 故, 尤 其 在 发 生 反 应 堆 严 重 事 故 后, 可 造 成 局 部 地 区 环 境 的 严 重 污 染 及 广 大 地 区 的 环 境 污 染 1 铀 矿 石 的 开 采 与 加 工 对 环 境 的 污 染 238 铀 矿 石 除 含 天 然 铀 外, 还 含 有 铀 的 衰 变 产 物 这 些 核 素 分 别 放 出 α β γ 射 线 在 222 铀 矿 开 采 中 排 放 出 氡 气 体, 放 射 性 粉 尘, 214 Po 218 Po 等 形 成 气 溶 胶 污 染 周 围 空 气 铀 矿 加 工 厂 排 出 的 大 量 废 水 及 矿 山 主 要 废 水 ( 矿 坑 水 ) 等, 主 要 含 有 铀 镭 及 少 量 的 钍 等 放 射 性 物 质 铀 矿 废 石, 尾 矿 体 积 大, 经 风 雨 冲 刷 流 失, 放 射 性 物 质 溶 解 使 污 染 面 积 扩 大 铀 矿 山 和 加 工 厂 排 出 的 废 物 放 射 性 水 平 较 低, 但 排 放 量 大, 分 布 范 围 广, 造 成 周 围 空 气 土 壤 水 农 作 物 等 的 放 射 性 污 染 2 铀 燃 料 生 产 对 环 境 的 污 染 铀 燃 料 生 产 过 程 中 排 放 出 的 废 液, 固 体 废 物 中, 主 要 含 有 铀 及 其 衰 变 产 物 废 气 排 放 量 较 少, 其 中 主 要 是 含 铀 的 放 射 性 粉 尘 3 反 应 堆 对 环 境 的 污 染 反 应 堆 和 核 燃 料 后 处 理, 一 三 废 中 的 放 射 性 物 质 全 都 是 在 反 应 堆 运 行 过 程 中 生 成 的 237

246 反 应 堆 在 运 行 过 程 中, 不 断 产 生 放 射 性 废 物 反 应 堆 核 燃 料 的 原 子 核 在 中 子 轰 击 下 发 生 链 式 反 应, 生 成 裂 变 产 物, 随 着 反 应 的 持 续 进 行, 核 燃 料 逐 渐 消 耗, 裂 变 产 物 逐 渐 积 累, 在 一 般 情 况 下, 这 些 裂 变 产 物 不 会 逸 出 燃 料 元 件, 泄 漏 出 来 的 极 少, 但 由 于 长 期 不 断 排 放, 对 水 和 空 气 将 造 成 一 定 程 度 的 污 染 4 核 燃 料 后 处 理 对 环 境 的 放 射 性 污 染 239 核 燃 料 后 处 理 主 要 是 将 铀 和 钚 分 离 出 来 作 为 核 燃 料, 裂 变 产 物 全 部 进 入 废 物 中 在 环 流 过 程 中 产 生 的 废 液 经 过 回 收 浓 缩 等 处 理 后, 与 固 体 废 物 同 样 贮 存 于 地 下 大 量 工 艺 冷 却 水 设 备 去 污 水 及 洗 涤 水 等 所 含 的 放 射 性 水 平 较 低, 经 简 单 沉 淀, 过 滤 后 排 入 附 近 河 流, 是 污 染 环 境 的 主 要 来 源 在 处 理 过 程 中 产 生 的 放 射 性 气 体 气 溶 胶 经 过 冷 却 后 大 部 分 短 寿 命 核 素 将 衰 变 掉, 再 经 过 净 化 则 可 除 去 99.9% 以 上 的 放 射 性, 再 排 人 大 气 其 中 主 要 是 碘 氙 氪 等 放 射 性 物 质 5 发 生 核 事 故 时 对 环 境 的 污 染 在 发 生 核 事 故 时 大 量 放 射 性 物 质 排 人 环 境, 难 以 控 制, 造 成 严 重 的 环 境 污 染 如 反 应 堆 运 行 发 生 故 障, 放 射 性 物 质 运 输 事 故, 放 射 性 废 物 贮 存 事 故, 实 验 研 究 核 燃 料 后 处 理 的 化 工 装 置 发 生 事 故 等 3 医 疗 照 射 各 种 电 离 辐 射 源 和 放 射 性 核 素 在 医 疗 诊 断 和 治 疗 中 的 广 泛 使 用 (X 射 线 机 CT 机 放 疗 机 131 碘 治 疗 甲 状 腺 等 ), 使 愈 来 愈 多 的 人 受 到 人 工 辐 射 在 一 次 诊 断 过 程 中 病 人 受 到 的 局 部 剂 量 相 当 于 天 然 辐 射 年 剂 量 的 1~50 倍 放 射 治 疗 时 病 人 受 到 的 局 部 剂 量 在 一 个 疗 程 内 可 达 诊 断 时 的 几 千 倍 作 用 于 人 群 的 各 种 人 工 辐 射 中 以 医 疗 照 射 的 人 均 剂 量 最 大 4 其 它 人 工 照 射 有 些 消 费 品 中 掺 有 放 射 性 核 素, 或 能 发 出 X 射 线, 使 人 体 受 到 照 射, 对 周 围 环 境 造 成 一 定 的 放 射 性 污 染 如 辐 射 发 光 涂 料 制 成 的 产 品, 一 些 电 子 产 品, 含 钍 铀 的 制 品 等 电 视 机 也 能 发 射 出 X 射 线 一 些 使 用 放 射 性 核 素 的 科 研 单 位 学 校 等 排 出 的 废 物 中 含 有 放 射 性 物 质, 对 其 环 境 造 成 放 射 性 污 染 三 放 射 性 对 人 体 的 危 害 辐 射 对 人 体 的 危 害 包 括 内 照 射 及 外 照 射, 外 照 射 主 要 是 X 射 线,γ 射 线 等 的 照 射 放 射 性 物 质 进 入 人 体 则 造 成 人 体 的 内 照 射 放 射 性 物 质 主 要 依 以 下 三 个 途 径 进 入 人 体 : 呼 吸 道 吸 入 消 化 道 进 入. 皮 肤 或 粘 膜 ( 包 括 伤 口 ) 侵 入 放 射 性 物 质 对 人 类 的 危 害 主 要 是 辐 射 损 伤, 所 有 的 放 射 线 都 能 令 被 照 射 物 质 的 原 子 激 发 或 产 生 电 离, 从 而 使 机 体 内 的 各 种 分 子 变 得 极 不 稳 定, 发 生 化 学 键 断 裂 基 因 突 变 染 色 体 畸 变 等, 生 成 的 新 分 子 造 成 细 胞 损 害 并 引 发 各 种 功 能 障 碍 疾 病 人 体 受 射 线 的 电 离 辐 射 所 产 生 的 各 种 生 物 效 应 统 称 为 辐 射 损 伤 损 伤 出 现 在 被 照 射 者 身 上 时, 称 为 躯 体 效 应 ; 出 现 在 被 照 射 者 的 后 代 身 上 时, 称 为 遗 传 效 应 人 体 受 过 量 的 放 射 线 照 射, 所 产 生 的 一 系 列 机 体 反 应 有 三 类 : 急 性 损 伤 慢 性 损 伤 和 远 程 效 应 1 急 性 损 伤 当 人 体 遇 到 核 爆 炸 核 事 故 时, 一 次 或 短 期 内 受 到 大 剂 量 的 射 线 照 射, 238

247 体 内 的 各 组 织 器 官 和 系 统 将 会 遭 受 严 重 的 伤 害, 轻 者 出 现 病 症, 重 者 造 成 死 亡 不 同 的 照 射 剂 量 将 引 起 不 同 的 急 性 机 体 效 应 见 表 7-1 表 7-1 急 性 照 射 时 的 机 体 效 应 受 照 射 剂 量 /Gy 急 性 效 应 0~0.25 无 可 检 出 的 临 床 效 应 0.5 血 相 发 生 轻 度 变 化 食 欲 减 退 1 疲 劳 恶 心 呕 吐 >1.25 血 相 发 生 显 著 变 化 将 有 20%~25% 的 被 照 射 者 发 生 呕 吐 等 急 性 放 射 性 病 症 状 2 24h 内 出 现 恶 心 呕 吐, 经 过 大 约 一 周 的 潜 伏 期, 出 现 毛 发 脱 落 全 身 虚 弱 的 病 症 4( 半 死 剂 量 ) 5( 致 死 剂 量 ) 数 小 时 内 出 现 恶 心 呕 吐, 两 周 内 毛 发 脱 落, 体 温 上 升, 三 周 后 出 现 紫 斑 咽 喉 感 染 极 度 虚 弱 的 病 症,50% 的 人 四 周 后 死 亡, 存 活 者 半 年 后 可 逐 渐 康 复 1~2h 内 即 出 现 严 重 的 恶 心, 呕 吐 的 症 状, 一 周 后 出 现 咽 喉 炎 体 温 增 高 迅 速 消 瘦 等 症 状, 第 二 周 就 会 死 亡 2 慢 性 损 伤 若 放 射 源 长 期 对 人 体 产 生 辐 射, 将 会 引 发 各 种 慢 性 损 伤 放 射 性 物 质 进 入 环 境 后, 不 仅 会 对 人 体 产 生 外 辐 射, 还 将 通 过 物 质 的 循 环 ( 如 呼 吸 饮 水 及 食 物 链 ) 进 入 人 体 内 产 生 内 辐 射 内 辐 射 的 危 害 程 度 因 放 射 性 物 质 的 种 类 及 其 在 体 内 的 积 蓄 量 分 布 于 各 组 织 器 官 的 不 同 而 有 所 不 同 主 要 危 害 为 白 血 球 减 少 白 血 病 及 其 他 恶 性 肿 瘤 等 3 远 程 效 应 远 程 效 应 指 人 体 遭 受 急 性 照 射 后 经 过 若 干 时 间 或 长 期 遭 受 低 剂 量 的 照 射, 数 年 后 才 表 现 出 的 躯 体 效 应 或 遗 传 效 应 的 现 象 常 见 的 躯 体 效 应 有 白 血 病 白 内 障 及 各 种 癌 症, 常 见 的 遗 传 效 应 有 基 因 突 变 和 染 色 体 畸 变, 在 第 一 代 表 现 为 流 产 死 胎 畸 型 和 智 力 不 全 等, 在 以 下 几 代 可 能 出 现 变 异 变 性 和 不 孕 等 四 放 射 性 污 染 度 量 单 位 1 放 射 性 活 度 (A) 放 射 性 活 度 又 叫 强 度, 是 指 放 射 性 物 质 在 单 位 时 间 内 发 生 核 衰 变 的 原 子 数 目, 它 是 度 量 核 素 放 射 性 强 弱 的 基 本 物 理 量 放 射 性 活 度 的 定 义 可 表 示 为 : A= -dn / dt = λn 式 中 N t 时 刻 未 衰 变 的 核 素 数 ; t 时 间,s; λ 衰 变 常 数, 表 示 放 射 性 核 素 在 单 位 时 间 内 的 衰 变 几 率 放 射 性 活 度 的 SI 单 位 为 贝 可, 符 号 表 示 为 Bq,1Bq 表 示 在 1s 内 一 个 原 子 发 生 衰 变, 即 1Bq=1s -1 放 射 性 强 度 另 一 个 常 用 单 位 是 居 里 (Ci), 当 每 秒 钟 衰 变 数 为 时, 称 该 放 射 性 物 质 的 强 度 为 1Ci, Ci 的 单 位 较 大, 常 用 mci (10-3 Ci) 和 μci (10-6 Ci) 做 单 位 2. 半 衰 期 (T 1/2 ) 放 射 性 核 素 因 衰 变 而 减 少 到 原 来 的 一 半 时 所 需 的 时 间 T 1/2 = / λ 式 中 λ 意 义 同 上 3. 吸 收 剂 量 (D) 吸 收 剂 量 是 指 电 离 辐 射 与 物 质 发 生 相 互 作 用 时, 单 位 质 量 的 物 质 所 239

248 吸 收 的 电 离 辐 射 的 能 量, 是 反 映 物 质 对 辐 射 能 量 吸 收 状 况 的 物 理 量, 可 表 示 为 : D= de / dm 式 中 de 电 离 辐 射 给 予 一 个 体 积 单 元 中 物 质 的 平 均 能 量 ; dm 被 照 射 的 体 积 单 元 中 物 质 的 质 量 吸 收 剂 量 的 SI 单 位 为 焦 耳 每 千 克 (J/kg), 称 戈 瑞 (Gy),1Gy 表 示 任 何 1kg 物 质 吸 收 1J 的 辐 射 能 量, 即 1Gy=1J/kg 与 戈 瑞 并 用 的 专 用 单 位 是 拉 德 (rad),1rad=10-2 Gy 吸 收 剂 量 有 时 也 用 吸 收 剂 量 率 (P) 来 表 示, 即 单 位 时 间 的 吸 收 剂 量 可 表 示 为 : P = dd / dt 其 单 位 为 Gy/s 或 rad/s 4. 剂 量 当 量 (H) 由 于 电 离 辐 射 所 产 生 的 生 物 效 应 与 辐 射 类 型 能 量 等 因 素 有 关, 因 此, 即 便 是 吸 收 剂 量 (D) 相 同, 当 射 线 类 型 照 射 条 件 不 同 时, 对 生 物 组 织 的 危 害 程 度 也 是 不 同 的 为 了 表 征 人 体 所 受 各 种 电 离 辐 射 的 危 害 程 度, 表 达 不 同 种 类 的 射 线 在 不 同 能 量 及 不 同 照 射 条 件 下 所 引 起 生 物 效 应 的 差 异, 在 辐 射 防 护 工 作 中 引 入 了 剂 量 当 量 的 概 念, 并 把 剂 量 当 量 定 义 为 : 在 生 物 体 中 组 织 内 所 考 虑 的 一 个 体 积 单 元 上 吸 收 剂 量 与 品 质 因 素 和 所 有 修 正 因 素 的 乘 积 可 表 示 为 : H=kDQ 式 中 H 剂 量 当 量, 剂 量 当 量 的 SI 单 位 是 希 沃 特 (Sv),1Sv=1J/kg; K 所 有 其 他 修 正 因 素 乘 积, 通 常 取 1; D 吸 收 剂 量,Gy; Q 该 点 处 的 辐 射 品 质 因 数 ( 表 示 在 吸 收 剂 量 相 同 时 各 种 辐 射 的 相 对 危 害 程 度 ) 见 表 7-2 给 出 的 Q 值 表 7-2 各 种 射 线 的 品 质 因 数 照 射 类 型 射 线 类 型 品 质 因 数 Q 照 射 类 型 射 线 类 型 品 质 因 数 Q x γ e 1 外 照 射 反 冲 核 20 外 照 射 慢 中 子 中 能 中 子 3 5~8 内 照 射 x γ e β α 1 10 快 中 子 10 反 冲 核 20 例 题 : 某 人 全 身 均 受 照 射, 其 中 γ 射 线 的 吸 收 剂 量 为 Gy, 快 中 子 吸 收 剂 量 为 Gy, 计 算 总 剂 量 当 量 解 :H 总 = Hγ+H 快 中 子 由 H=kDQ 并 查 表 7-2, 得 H 总 = = (SV) 5. 照 射 量 (X) 照 射 量 只 适 用 于 X 和 γ 辐 射, 不 能 用 于 其 他 类 型 的 辐 射 和 介 质 照 射 240

249 量 表 示 在 单 位 质 量 空 气 中 X 和 γ 辐 射 全 部 被 空 气 阻 止 时, 空 气 电 离 所 形 成 的 离 子 总 电 荷 ( 正 的 或 负 的 ) 的 绝 对 值 公 式 表 示 为 : X = dq / dm 式 中 dq 单 位 体 积 单 元 内 形 成 的 离 子 的 总 电 荷 绝 对 值,C; dm 单 位 体 积 中 空 气 的 质 量,kg 照 射 量 (X) 的 SI 单 位 是 库 仑 / 千 克 (C/kg), 暂 时 并 用 的 单 位 是 伦 琴 (R), 1R= C/kg 伦 琴 单 位 的 定 义 是 : 凡 1 伦 琴 γ 或 X 射 线 照 射 1cm 2 标 准 状 况 下 (0 和 kPa) 的 空 气, 能 引 起 空 气 电 离 而 产 生 1 静 电 单 位 正 电 荷 和 1 静 电 单 位 负 电 荷 的 带 电 粒 子 这 一 单 位 仅 适 用 于 γ 和 X 射 线 透 过 空 气 介 质 的 情 况, 不 能 用 于 其 他 类 型 的 辐 射 和 介 质 照 射 量 有 时 也 用 照 射 量 率 为 表 示, 定 义 为 : 单 位 时 间 内 的 照 射 量, 单 位 为 C/(kg s) 第 二 节 放 射 性 污 染 物 样 品 的 采 集 与 处 理 需 要 采 集 环 境 样 品 的 种 类, 通 常 取 决 于 监 测 的 目 的 和 监 测 的 对 象 并 充 分 考 虑 以 下 因 素 : 待 测 定 核 素 的 种 类 辐 射 特 性 及 其 物 理 化 学 形 态 ; 待 测 定 核 索 在 环 境 中 的 转 移 及 影 响 核 素 在 环 境 中 转 移 的 自 然 因 素 和 社 会 因 素 等 采 集 的 样 品 如 含 放 射 性 核 素 浓 度 较 高 时, 可 直 接 取 样 制 备 成 样 品 源 测 量 其 放 射 性 强 度 如 浓 度 较 低 时, 则 需 预 先 将 样 品 进 行 浓 搿, 然 后 制 成 样 品 源, 进 行 测 量 一 放 射 性 沉 降 物 放 射 性 沉 降 物 主 要 来 源 是 大 气 层 核 爆 炸 所 产 生 的 放 射 性 沉 降 物, 其 次 来 源 于 人 工 做 射 性 微 粒 放 射 性 沉 降 物 的 采 集 一 般 用 下 列 方 法 ( 一 ) 水 盘 法 用 一 定 容 积 ( 一 般 高 15cm, 底 面 积 2500cm 2 ) 的 不 锈 钢 或 聚 乙 烯 塑 料 圆 形 水 盘, 在 水 盘 内 盛 入 适 量 的 稀 酸 (0.1% 的 HNO 3 或 HCl), 将 水 盘 暴 露 手 采 样 点, 则 沉 降 物 自 然 地 落 于 水 盘 中 并 溶 于 其 中 在 暴 露 期 间 记 录 其 气 象 条 件 落 下 灰 量 过 少 的 地 方, 应 在 水 盘 内 加 数 毫 克 硝 酸 锶 或 氯 化 锶 作 载 体 应 注 意 盘 底 始 终 有 水 以 防 止 水 份 蒸 干 后 使 已 落 下 的 沉 降 物 飞 散 造 成 损 失 暴 露 一 定 时 间 后, 将 水 盘 内 的 溶 液 转 入 蒸 发 皿 内, 将 其 用 小 火 加 热 蒸 干, 然 后 在 马 福 炉 中 500 灼 烧 2h, 冷 却 称 其 灰 重 取 一 定 量 的 灰 分 制 备 成 样 品 源, 进 行 放 射 性 测 量 ( 二 ) 粘 纸 法 取 一 定 面 积 (2500cm 2 ) 的 圆 形 薄 纸 ( 含 灰 量 低 ), 薄 薄 地 涂 上 一 层 粘 性 油 ( 如 凡 士 林 加 机 油, 松 香 加 蓖 麻 池 等 ), 并 于 面 积 相 同, 边 高 约 l0cm 的 圆 盘 底 部 涂 一 层 粘 性 油, 将 涂 有 粘 性 油 的 纸 贴 在 盘 底 ( 涂 油 的 一 面 朝 上 ), 暴 露 予 采 样 点, 沉 降 物 即 降 落 于 粘 纸 盘 内, 并 记 录 气 象 条 件 241

250 暴 露 二 定 时 间 后, 将 粘 纸 取 出 折 迭 剪 碎, 置 于 蒸 发 皿 中, 炭 化 后 在 马 福 炉 内 500 灰 化 成 白 色 取 出 冷 却, 称 重 取 一 定 量 制 备 成 样 品 源, 进 行 放 射 性 测 量 暴 露 期 间 如 遇 雨 雪 时, 则 将 收 集 的 雨 雪 与 样 品 一 起 蒸 千 处 理 放 射 性 沉 降 物 的 采 集 点 应 选 择 在 固 定 的 清 洁 地 区, 附 近 无 高 大 建 筑 物, 烟 囱 和 树 木 的 地 方, 为 了 减 少 地 面 尘 埃 飞 扬 的 影 响, 承 接 器 应 放 在 高 出 地 面 ( 或 屋 项 平 台 )1.5m 以 上 的 地 方 水 盘 法 采 样 适 用 于 多 雨 雪 的 地 区, 粘 纸 法 采 样 适 用 于 干 燥 少 雨 雪 地 区 所 用 粘 性 油 及 纸 需 做 灰 分 的 放 射 性 本 底 测 量 二 放 射 性 气 溶 胶 放 射 性 微 粒 在 空 气 或 其 它 气 体 中 形 成 的 分 散 体 系 则 为 放 射 性 气 溶 胶 空 气 中 的 放 射 性 气 溶 胶 包 括 核 爆 炸 产 生 的 裂 变 产 物, 各 种 来 源 的 人 工 放 射 性 物 质, 以 及 氡 钍 射 气 的 衰 变 子 体 等 天 然 放 射 性 物 质 空 气 中 放 射 性 气 溶 胶 的 采 集 一 般 用 过 滤 法 另 外 还 有 静 电 法 和 撞 击 法 过 滤 法 采 集 设 备 包 括 过 滤 器, 过 滤 材 料, 抽 气 动 力 及 流 量 计 等 过 滤 器 是 一 种 用 来 固 定 过 滤 材 料 的 装 置, 它 是 用 易 于 清 除 放 射 性 污 染 的 金 属 塑 料 或 有 机 玻 璃 等 材 料 制 成 其 形 状 和 面 积 可 根 据 实 际 需 要 而 定 过 滤 材 料 使 用 能 阻 留 空 气 中 放 射 性 微 粒 的 各 种 类 型 的 滤 纸 滤 膜 及 活 性 炭 等 根 据 气 溶 胶 中 放 射 性 浓 度 大 小, 调 节 一 定 的 流 速 及 采 集 所 需 的 时 间, 并 记 录 当 时 的 气 象 条 件 采 样 结 束 后, 将 过 滤 材 料 取 下, 进 行 样 品 源 的 制 备 与 放 射 性 测 量 放 射 性 气 溶 胶 样 品 源 的 制 备 通 常 用 下 列 几 种 方 法 1. 直 接 测 量 2. 灰 化 法 : 将 采 集 样 品 的 过 滤 材 料 取 下, 在 马 福 炉 中 500 灰 化 lh, 冷 却 后 称 重, 并 制 备 样 品 源 3. 有 机 溶 剂 溶 解 法 : 用 丙 酮 或 乙 酸 乙 酯 等 将 过 滤 材 料 上 采 集 的 样 品 溶 解 后 制 备 样 品 源, 进 行 测 量 三 放 射 性 气 体 放 射 性 气 体 的 主 要 来 源 是, 核 工 业 生 产 过 程 中 排 放 及 泄 漏 的 放 射 性 气 体, 核 爆 炸 产 生 的 气 态 裂 变 产 物 以 及 氡, 钍 等 天 然 放 射 性 气 体 采 集 放 射 性 气 体 的 方 法 主 要 有 活 性 炭 吸 附 法 硅 胶 吸 附 法 以 及 直 接 抽 气 测 量 等 方 法 1. 活 性 炭 吸 附 法 活 性 炭 吸 附 法 是 将 装 有 活 性 炭 的 装 置 与 抽 气 装 置 连 接, 让 气 体 通 过 活 性 炭, 放 射 性 气 体 则 吸 附 在 活 性 炭 上, 然 后 将 活 性 炭 在 高 温 下 解 吸, 放 射 性 气 体 即 解 吸 下 来, 进 行 放 射 性 测 量 或 者 直 接 测 量 活 性 炭 上 的 放 射 性 强 度 2. 硅 胶 吸 附 法 将 装 有 硅 胶 的 装 置 与 抽 气 动 力 装 置 连 接, 让 气 体 通 过 硅 胶, 一 些 放 射 性 气 体 则 吸 附 在 硅 胶 上, 然 后 直 接 测 量 硅 胶 上 的 放 射 性 强 度 或 将 取 样 后 的 硅 胶 进 行 蒸 馏, 取 此 蒸 馏 液 测 其 放 射 性 强 度 242

251 四 水 样 气 体 中 放 射 性 沉 降 物 及 各 种 来 源 的 放 射 性 废 物, 都 可 能 污 染 地 下 水 及 地 面 水 根 据 分 析 的 目 的, 对 采 集 的 水 样 作 合 理 布 点 采 集 江 河 湖 和 水 库 水 样 时, 一 般 于 水 面 以 下 采 集, 采 集 不 同 深 度, 不 同 断 面 的 样 品 采 集 水 样 的 工 具 可 用 普 通 清 洁 的 没 有 放 射 性 污 染 的 玻 璃 瓶 采 集 样 品 采 集 的 水 样 应 盛 放 于 塑 料 瓶 中, 以 减 少 放 射 性 吸 附 采 集 的 水 样 根 据 需 要 供 作 各 种 放 射 性 强 度 分 析 五 食 品 生 物 样 品 粮 食 于 收 获 季 节, 在 一 块 田 地 的 不 同 部 位 采 集 几 个 点 的 样 品 后 混 合 对 已 收 获 的 粮 食 在 存 放 处 的 上 中 下 各 层 均 匀 采 集 后 混 合 蔬 菜 应 采 集 不 同 类 型 品 种 的 样 品 在 核 爆 炸 期 间 主 要 以 采 集 叶 菜 为 主 鱼 虾 类 应 根 据 在 水 中 分 布 情 况, 可 分 别 采 集 各 类 样 品 样 品 采 集 后, 去 掉 非 食 用 部 分, 洗 净, 将 表 面 水 晾 干, 称 鲜 重 然 后 切 碎 置 于 蒸 发 皿 中, 加 热 让 其 炭 化, 转 人 马 福 炉 中 于 400~500 灰 化, 冷 却 后 称 重 供 测 量 使 用 六 土 壤 放 射 性 沉 降 物 及 各 类 来 源 的 放 射 性 废 物 都 可 直 接 污 染 土 壤 土 壤 采 样 点 应 选 地 势 平 坦 的 地 方, 在 一 定 范 围 内 沿 直 线 每 隔 一 定 距 离 采 集 一 份 样 品 采 样 时 取 出 19 10cm 2 方 块 上 垂 直 10cm 深 的 土 壤 采 集 的 样 品 置 于 没 有 放 射 性 污 染 的 容 器 内 将 土 壤 样 晶 凉 千 或 在 110 烘 干 除 去 杂 物, 称 重, 将 样 品 混 合 均 匀, 按 埘 角 法 取 样 将 土 样 在 马 福 炉 内 500 以 下 灼 烧 2h, 冷 却 后, 研 碎 过 筛, 供 各 种 测 量 使 用 第 三 节 放 射 性 监 测 在 外 照 射 情 况 下, 需 要 测 量 盼 辐 射 首 先 是 医 学 工 作 和 工 业 生 产 中 广 泛 使 用 的 能 量, 从 几 千 电 子 伏 直 到 几 兆 电 子 伏 的 X 射 线 和 γ 射 线 ; 其 次 是 来 自 放 射 牲 物 厩 的 β 射 线 和 能 量 直 到 几 十 兆 电 子 伏 的 中 子 ; 再 次 是 能 量 范 围 从 热 能 到 大 约 :20 兆 电 子 伏 的 中 子 电 离 辐 射 与 物 质 袒 互 作 用 产 生 韵 各 种 效 应, 是 显 示 和 记 录 各 种 电 离 辐 射 的 基 础 一 放 射 性 监 测 仪 器 放 射 性 监 测 仪 器 种 类 多, 需 根 据 监 测 目 的 试 样 形 态 射 线 类 型 强 度 及 能 量 等 因 素 进 行 选 择 最 常 用 的 检 测 器 有 三 类, 即 电 离 型 检 测 器 闪 烁 检 测 器 和 半 导 体 检 测 器 用 放 射 性 测 量 仪 器 检 测 放 射 性 的 原 理 都 是 基 于 射 线 与 物 质 间 互 相 作 用 能 产 生 各 种 效 应, 如 电 离 发 光 热 效 应 化 学 效 应 和 能 产 生 次 级 粒 子 的 核 反 应 等 现 将 常 用 的 电 离 型 检 测 器 闪 烁 检 测 器 和 半 导 体 检 测 器 的 工 作 原 理 分 别 作 简 单 介 绍 243

252 表 7-3 常 用 放 射 性 检 测 器 的 特 点 及 应 用 仪 器 特 点 应 用 电 对 任 何 电 离 都 有 响 应, 故 不 可 用 于 甄 电 离 室 测 量 辐 射 强 度 及 其 随 时 间 的 变 化 离 别 射 线 类 型, 适 用 于 测 量 较 强 放 射 性 型 性 能 稳 定 本 底 响 应 低 检 测 效 率 高, α β 粒 子 的 快 速 计 数, 还 用 于 能 谱 测 定 正 比 计 数 管 检 适 用 于 弱 放 射 性 测 量 β 线 的 探 测 测 检 测 效 率 高, 有 效 计 数 率 近 100%, 盖 革 (GM) 计 数 管 用 于 检 测 β 射 线 强 度 器 对 不 同 的 射 线 类 型 无 法 区 别 测 量 α β γ 辐 射 强 度, 鉴 别 放 射 性 核 闪 烁 检 测 器 灵 敏 度 高, 计 数 率 高 素, 测 照 射 量 吸 收 剂 量 检 测 灵 敏 区 范 围 较 小, 但 对 外 来 射 线 测 α β γ 辐 射, 能 谱 分 析 并 测 定 吸 收 半 导 体 检 测 器 有 很 好 的 分 辨 率 量 ( 一 ) 电 离 室 探 测 器 根 据 气 体 电 离 的 电 离 室 区 制 成 的 用 于 测 量 大 量 粒 子 产 生 的 平 均 电 离 电 流 或 累 积 的 电 荷 来 确 定 粒 子 的 强 度 1 累 计 电 离 室 累 计 电 离 室 产 生 的 饱 和 电 流 与 单 位 时 间 进 入 电 离 室 内 的 粒 子 数 成 正 比 用 静 电 计 测 其 饱 和 电 流 则 得 辐 射 强 度 2 脉 冲 电 离 室 脉 冲 电 离 室 是 用 来 记 录 单 个 粒 子 的 电 离 效 应 的 脉 冲 电 离 室 的 输 出 脉 冲 幅 度 和 初 始 电 离 的 离 子 对 数 及 入 射 粒 子 能 量 成 正 比 即 能 测 入 射 粒 子 的 强 度, 又 能 测 入 射 粒 子 的 能 量 将 脉 冲 电 流 经 过 高 倍 放 大 后 记 录 累 计 电 离 室 主 要 用 于 X 射 线 和 γ 射 线 及 β 射 线 的 照 射 及 吸 收 剂 量 的 测 量 脉 冲 电 离 室 主 要 用 于 测 量 α 粒 子 及 其 它 电 离 本 领 较 大 韵 粒 子 的 强 度 能 谱 射 程 比 电 离 等 ( 二 ) 正 比 计 数 管 其 工 作 原 理 是 根 据 气 体 电 离 的 正 比 区 而 工 作 的 当 工 作 电 压 超 过 正 比 区 的 阈 电 压 时, 初 始 电 离 产 生 的 电 子, 在 电 场 的 加 速 下, 不 断 地 和 气 体 分 子 发 生 电 离 碰 撞 从 而 倍 增 出 大 量 的 正 负 离 子, 形 成 电 子 雪 崩, 在 收 集 极 感 应 出 脉 冲 电 压 在 外 加 电 压 一 定 时, 放 大 倍 数 为 一 常 数 输 出 脉 冲 正 比 于 入 射 粒 子 能 量 正 比 计 数 管 主 要 用 于 测 量 X 射 线 γ 射 线 β 射 线 等 ( 三 ) G-M 计 数 器 根 据 气 体 电 离 的 G-M 区 制 成 的 电 压 增 高, 当 粒 子 入 射 后, 气 体 电 离 一 经 发 生, 电 子 便 以 更 高 的 速 度 向 中 央 丝 极 运 动, 并 与 气 体 分 子 碰 撞, 使 它 们 电 离 产 生 大 量 电 子, 同 时 产 生 大 量 光 子 这 些 电 子 被 阳 极 收 集 后, 在 外 电 路 形 成 一 个 脉 冲 电 压, 记 录 脉 冲 电 压 发 生 的 次 数, 便 可 知 射 入 管 内 的 粒 子 数 目 则 可 达 到 测 量 的 目 的 ( 四 ) 闪 烁 计 数 器 闪 烁 计 数 器 是 由 闪 烁 体, 光 电 倍 增 管 和 电 子 装 置 组 成 的 当 射 线 照 射 在 闪 烁 体 上 后, 将 损 失 的 能 量 转 换 为 荧 光, 利 用 光 导 和 反 光 材 料, 使 荧 光 光 子 收 集 到 光 电 倍 增 管 的 光 阴 极 244

253 上, 经 光 电 倍 增 管 倍 增, 放 大 后 产 生 的 电 压 脉 冲, 用 电 子 装 置 放 大 分 析 后 记 录 下 来 则 可 对 粒 子 进 行 测 量 当 使 用 Zns(Ag) 闪 烁 体 时, 闪 烁 计 数 器 可 用 于 探 测 α 粒 子 当 使 用 有 机 闪 烁 体 时, 可 用 于 探 测 β 粒 子 当 使 用 NaI(T1) 闪 烁 体 时, 可 用 于 探 测 γ 射 线 ( 五 ) 半 导 体 探 测 器 半 导 体 探 测 器 是 近 年 来 迅 速 发 展 的 一 种 核 辐 射 探 测 器, 它 具 有 能 量 分 辨 本 领 好, 分 辨 时 间 短 等 优 异 性 能, 得 到 广 泛 的 使 用 使 用 的 半 导 体 有 两 种, 其 中 有 许 多 空 穴 的 P 型 和 有 许 多 电 子 的 N 型, 都 是 纯 半 导 体 材 料 中 掺 人 不 同 杂 质 构 成 的 P 型 和 N 型 相 接 后, 在 交 界 处 形 成 P-N 结, 在 工 作 时 加 上 反 向 电 压, 电 子 和 空 穴 背 向 运 动, 在 中 间 则 形 成 了 一 个 元 自 由 载 流 子 的 空 间, 又 称 灵 敏 体 积, 当 带 电 离 子 进 入 此 灵 敏 体 积 后, 由 于 电 离 作 用, 产 生 电 子 一 空 穴 对, 电 子 和 空 穴 在 电 场 的 作 用 下 分 别 向 两 极 运 动, 被 电 极 收 集, 则 产 生 脉 冲 信 号 将 此 脉 冲 信 号 放 大 后 记 录 下 来, 则 可 对 辐 射 进 行 测 量 用 半 导 体 探 测 器 制 成 的 各 种 谱 仪, 可 分 析 α β 能 谱, 并 可 测 其 放 射 性 强 度 二 总 放 射 性 强 度 监 测 环 境 样 品 中 总 放 射 性 强 度 的 测 量, 一 般 采 用 相 对 测 量 法 即 采 用 与 样 品 源 中 放 射 性 核 素 的 有 效 能 量 相 接 近 的 标 准 源 作 相 对 比 较, 将 已 知 强 度 的 标 准 源 与 样 品 在 相 同 厚 度 等 几 何 条 件 下 进 行 测 量, 省 去 样 品 源 的 自 吸 收 校 正 从 标 准 源 的 放 射 性 强 度 求 出 样 品 源 的 放 射 性 强 度 做 总 β 测 量 时 一 般 选 用 40 K 做 标 准 源, 采 用 天 然 钾 化 合 物 (KCl) 做 总 α 测 量 时 常 选 用 天 然 铀 化 合 物 (U 3 O 8 ) 作 标 准 源 ( 一 ) 水 中 总 α 总 β 放 射 性 的 监 测 取 一 定 量 的 水 样, 在 蒸 发 皿 中 蒸 干, 将 残 渣 转 入 恒 重 的 小 坩 锅 中, 并 用 少 许 盐 酸 冲 洗 蒸 发 皿, 并 人 小 坩 锅 中, 在 电 炉 上 蒸 干 在 马 福 炉 中 450 灼 烧 1h, 冷 却 后 称 重 取 一 定 量 制 备 成 样 品 源 与 标 准 源 一 起 在 相 同 条 件, 在 α β 测 量 仪 上 进 行 总 α 总 β 测 量 结 果 计 算 1 I A = ε I = 12 ε W WaV W WaV A 水 中 放 射 性 强 度 ;(Ci/1) I 样 品 源 的 净 计 数 ; I 标 ε 计 数 效 率 = kw 标 ; W 标 所 取 标 准 源 重 ; 245

254 k 1g 标 准 源 每 分 钟 发 射 的 粒 子 数 ; I 标 标 准 源 的 净 计 数, W 样 品 总 灰 重 ; W a 测 量 用 样 品 灰 重 ; V 所 取 水 样 体 积 ( 二 ) 食 品 土 壤 落 下 灰 等 样 品 的 总 α 总 β 监 测 将 采 集 的 样 品 经 灰 化 处 理 后, 取 一 定 量 置 于 测 量 盘 中 铺 匀 压 平, 与 标 准 源 一 起 在 相 同 条 件 下, 在 α β 测 量 仪 上 进 行 总 α, 总 β 测 量 结 果 计 算 A = I ε W a ( Ci/g( 灰 )) = I εw ( Bq/g( 灰 )) W a 测 量 样 品 灰 重 ; I 样 品 源 净 计 数 ; I 标 ε 计 数 效 率 = kw 标 三 外 照 射 个 人 剂 量 的 监 测 外 照 射 个 人 剂 量 的 测 量, 是 辐 射 防 护 监 测 的 重 要 方 面 在 常 规 情 况 下, 估 测 工 作 人 员 个 人 受 到 的 外 照 射 剂 量, 以 了 解 防 护 情 况 的 优 劣 及 在 医 疗 条 件 下 病 人 所 受 到 的 照 射 剂 量 在 事 故 或 意 外 ( 核 袭 击 等 ) 情 况 下, 个 人 剂 量 测 量 的 数 据 是 辐 射 损 伤 诊 断 和 实 施 医 学 处 理 的 重 要 依 据 测 量 外 照 射 个 人 剂 量 目 前 已 有 很 多 方 法 ( 一 ) 电 离 室 个 人 剂 量 计 电 离 室 个 人 剂 量 计 ( 袖 诊 照 射 量 计 ), 主 要 用 来 测 定 工 作 人 员 所 受 到 的 X 射 线 和 γ 射 线 的 照 射 量 电 离 室 个 人 剂 量 计 分 直 读 式 和 非 直 读 式 两 类 1 直 读 式 电 离 室 个 人 剂 量 计 它 可 直 接 读 出 照 射 量, 它 的 主 要 部 件 是 一 个 小 石 英 丝 验 电 器, 它 是 收 集 电 极 的 一 部 分 外 壳 与 石 英 丝 绝 缘 作 为 另 一 电 极, 通 过 目 镜 可 观 察 到 石 英 丝 在 标 尺 上 的 位 置 调 整 充 电 电 压 使 标 尺 上 的 石 英 丝 处 于 零 位, 当 剂 量 计 受 到 X 射 线 或 γ 射 线 照 射 时, 由 于 气 体 与 射 线 的 作 用, 减 少 了 收 集 极 和 石 英 丝 间 的 静 电 斥 力, 使 石 英 丝 偏 移, 减 少 的 程 度 与 所 受 的 照 射 量 成 正 比 照 射 量 的 大 小 即 可 由 标 尺 上 石 英 丝 的 位 置 读 出 来 剂 量 计 需 用 标 准 源 进 行 定 期 刻 度 2 非 直 读 式 电 离 室 个 人 剂 量 计 它 不 能 直 接 读 出 照 射 量, 需 借 助 于 静 电 计 给 出 照 射 量 246

255 ( 二 ) 胶 片 剂 量 计 胶 片 剂 量 计 主 要 用 来 测 量 X γ 射 线 的 照 射 量, 也 可 用 来 测 量 β 射 线 和 热 中 子 的 吸 收 剂 量 当 带 电 粒 子 穿 过 X 光 照 相 胶 片 的 胶 层 时, 使 乳 胶 层 中 的 溴 化 银 颗 粒 发 生 变 化 形 成 潜 影, 经 过 显 影 后, 形 成 潜 影 的 溴 化 银 颗 粒 还 原 成 银 原 子, 使 胶 片 变 黑 变 黑 的 程 度 与 受 到 的 辐 射 量 大 小 成 正 比 因 此 可 用 胶 片 鸾 黑 的 程 度 来 度 量 剂 量 的 大 小 胶 片 变 黑 的 程 度 用 光 密 度 计 或 黑 度 计 来 测 量 在 制 各 样 品 胶 片 时, 需 同 时 制 备 本 底 胶 片, 并 制 备 经 过 标 准 源 照 射 过 的 已 知 的 不 同 照 射 量 的 一 套 标 准 胶 片 在 光 密 度 计 ( 黑 度 计 ) 上 测 量 标 准 胶 片 的 净 光 密 度 绘 制 标 准 胶 片 相 对 应 的 照 射 量 与 光 密 度 的 关 系 曲 线, 即 刻 度 曲 线 根 据 刻 度 曲 线 就 可 求 得 待 测 胶 片 的 净 光 密 度 所 对 应 的 照 射 量 ( 三 ) 荧 光 玻 璃 剂 量 计 荧 光 玻 璃 剂 量 计 ( 辐 射 光 致 发 光 剂 量 计 ), 主 要 用 于 X 射 线,γ 射 线 的 监 测, 也 可 用 于 γ 和 热 中 子 混 合 场 的 监 测 荧 光 玻 璃 剂 量 计 是 基 于 辐 射 光 致 发 光 原 理 来 测 量 吸 收 剂 量 的 当 荧 光 玻 璃 受 到 X,γ 线 照 射 时, 由 于 次 级 电 子 作 用, 使 其 中 的 银 离 子 变 成 亚 稳 态 的 银 原 子 和 二 价 银 原 子 (2Ag + Ag+Ag 2+ ), 成 为 发 光 中 心 在 一 定 范 围 内, 发 光 中 心 浓 度 与 玻 璃 所 吸 收 的 能 量 有 关, 辐 射 后 的 玻 璃, 其 中 的 发 光 中 心 在 紫 外 线 的 激 发 下, 电 子 跃 迁 到 激 发 态, 然 后 很 快 返 回 到 发 光 中 心, 在 返 回 过 程 中 发 出 橙 色 荧 光, 而 荧 光 强 度 与 玻 璃 所 受 剂 量 成 正 比 玻 璃 的 荧 光 强 度 由 荧 光 测 读 仪 进 行 测 量 荧 光 玻 璃 是 在 碱 碱 土 金 属 的 磷 酸 盐 基 体 玻 璃 中 加 入 少 量 偏 磷 酸 银 制 成 的 荧 光 玻 璃 按 其 成 份 的 原 子 序 数 (2) 的 不 同 可 分 为 高 原 子 序 数 玻 璃 和 低 原 子 序 数 玻 璃 两 类, 在 测 量 时 各 种 型 号 的 荧 光 玻 璃 需 用 标 准 源 作 各 自 的 刻 度 曲 线 根 据 刻 度 曲 线 即 可 求 得 样 品 的 辐 射 强 度 ( 四 ) 热 释 光 剂 量 计 热 释 光 剂 量 计 主 要 用 于 X 和 γ 射 线 照 射 量 的 监 测, 也 可 用 于 β 射 线 和 热 中 子 的 剂 量 监 测 具 有 晶 格 结 构 的 固 体 ( 磷 光 体 ), 常 因 含 有 杂 质 或 其 中 的 原 子 离 子 缺 位, 错 位 等 原 因 造 成 晶 格 缺 陷 这 种 缺 陷 导 致 其 中 电 中 性 状 态 的 破 坏, 从 而 成 为 带 电 中 心 带 电 中 心 具 有 吸 引 导 性 电 荷 的 本 领 带 电 中 心 如 能 将 寻 性 电 荷 束 缚 住, 则 形 成 陷 井 当 磷 光 体 受 到 辐 射 照 射 时, 电 子 获 得 足 够 的 能 量, 从 正 常 位 置 跳 出 而 运 动, 被 陷 井 捕 获 常 温 下 电 子 在 陷 井 中, 将 固 体 加 热 到 一 定 程 度 时, 电 子 从 陷 井 中 逸 出, 进 入 导 带, 处 于 激 发 态, 然 后 回 到 禁 带 处 于 基 态, 便 发 出 蓝 绿 色 的 可 见 光 这 种 现 象 就 是 热 释 光 在 条 件 一 定 时, 发 光 的 强 度 与 磷 光 体 所 受 到 的 辐 射 剂 量 成 正 比, 因 此 可 用 热 释 光 的 强 度 来 度 量 辐 射 剂 量 的 大 小 用 于 热 释 光 剂 量 测 量 的 热 释 光 材 料 ( 磷 光 体 ) 很 多, 并 可 制 成 各 种 不 同 形 式 的 剂 量 元 件 目 前 用 于 热 释 光 剂 量 测 量 的 主 要 有 氟 化 锂 (LiF) 硼 酸 锂 [Li 2 B 4 O 7 (Mn)] 氟 化 钙 [CaF 2 (Mn)] 硫 酸 钙 ( 钰 )( 镝 )[CaSO 4 (Tm) CaSO 4 (Dy)] 氧 化 铍 ( 钠 )[BeO(Na)] 等 用 热 释 光 计 来 测 读 热 释 光 剂 量 元 件 加 热 后 的 发 光 强 度, 为 了 使 测 读 数 值 与 照 射 量 联 247

256 系 起 来, 需 用 标 准 源 对 一 组 热 释 光 剂 量 元 件 给 予 已 知 的 不 同 照 射 量, 然 后 在 热 释 光 剂 量 仪 上 进 行 测 读, 绘 制 刻 度 曲 线 不 同 批 的 热 释 光 元 件 都 要 做 各 自 的 刻 度 曲 线 测 得 样 品 的 发 光 强 度, 根 据 刻 度 曲 线 则 可 求 得 对 应 的 照 射 量 四 放 射 性 表 面 污 染 的 监 测 放 射 性 表 面 污 染 按 辐 射 的 类 型 可 分 为 α β γ 放 射 性 污 染, 放 射 性 表 面 污 染 的 监 测 是 对 各 种 物 体 表 面 人 的 体 表 和 衣 服 等 进 行 放 射 性 活 度 测 量 监 测 通 常 采 用 直 接 监 测 和 间 接 监 测 两 种 用 辐 射 探 测 仪 直 接 测 量 污 染 表 面 称 直 接 法 先 对 污 染 表 面 进 行 擦 试, 然 后 对 擦 试 样 品 进 行 测 量, 则 为 间 接 监 测 法 ( 一 ) 直 接 监 测 法 通 过 测 量 α 或 β 射 线 的 强 度 来 确 定 污 染 表 面 的 放 射 活 度 常 用 α β 探 测 器 进 行 测 量 常 用 的 有 G-M 计 数 管 和 闪 烁 计 数 器, 如 国 产 FJ-335C 型 β 表 面 沾 污 仪 是 用 多 个 计 数 管 做 探 测 器 的 FJ-335D 型 α β 表 面 沾 污 仪 是 用 闪 烁 体 做 探 测 元 件 的 它 有 两 个 探 头 一 个 塑 料 闪 烁 体 探 测 器, 用 于 β 表 面 污 染 的 监 测 另 一 个 为 硫 化 锌 晶 体, 用 于 α 表 面 污 染 的 监 测 仪 器 需 采 用 标 准 源 进 行 刻 度 ( 二 ) 间 接 监 测 法 间 接 监 测 先 要 进 行 污 染 表 面 取 样 取 样 分 干 法 擦 试 取 样 和 湿 法 擦 试 取 样 两 种 擦 试 取 样 只 能 用 于 监 测 放 射 性 物 质 的 松 散 表 面 污 染, 不 能 用 于 监 测 放 射 性 物 质 的 伺 定 性 表 面 污 染 思 考 题 1. 造 成 环 境 放 射 性 污 染 的 原 因 有 哪 些? 放 射 性 污 染 对 人 体 会 产 生 哪 些 危 害? 2. 常 用 的 测 量 放 射 性 的 检 测 器 有 哪 些? 分 别 简 述 其 原 理 与 适 用 范 围? 3. 放 射 性 气 体 的 采 样 有 哪 些 主 要 方 法? 248

257 第 八 章 在 线 自 动 监 测 系 统 知 识 目 标 : 了 解 空 气 自 动 监 测 和 水 质 在 线 自 动 监 测 系 统 的 构 成 了 解 空 气 自 动 监 测 和 水 质 在 线 自 动 监 测 系 统 的 技 术 关 键 熟 悉 空 气 和 水 质 在 线 自 动 分 析 仪 器 的 分 析 方 法 能 力 目 标 : 能 够 对 空 气 和 水 质 在 线 自 动 监 测 系 统 进 行 维 护 和 管 理 能 够 利 用 空 气 和 水 质 在 线 自 动 监 测 系 统 对 主 要 监 测 项 目 进 行 测 定 在 线 自 动 监 测 系 统 是 一 套 以 在 线 自 动 分 析 仪 器 为 核 心, 运 用 现 代 传 感 器 技 术 自 动 测 量 技 术, 自 动 控 制 技 术 计 算 机 应 用 技 术 以 及 相 关 的 专 用 分 析 软 件 和 通 讯 网 络 所 组 成 的 一 个 综 合 性 的 在 线 自 动 监 测 体 系 第 一 节 空 气 自 动 监 测 系 统 一 空 气 自 动 监 测 系 统 的 构 成 环 境 空 气 质 量 自 动 监 测 系 统 是 由 监 测 子 站 中 心 计 算 机 室 质 量 保 证 实 验 室 和 系 统 支 持 实 验 室 等 四 部 分 组 成, 如 图 8-1 所 示 空 气 质 量 连 续 自 动 监 测 系 统 质 量 保 证 实 验 室 中 心 计 算 机 室 系 统 支 持 实 验 室 固 定 监 测 子 站 流 动 监 测 子 站 图 8-1 环 境 空 气 质 量 自 动 监 测 系 统 的 构 成 监 测 子 站 的 主 要 任 务 : 对 环 境 空 气 质 量 和 气 象 状 况 进 行 连 续 自 动 监 测 ; 采 集 处 理 和 存 储 监 测 数 据 ; 按 中 心 计 算 机 指 令 定 时 或 随 时 向 中 心 计 算 机 传 输 监 测 数 据 和 设 备 工 作 状 态 信 息 中 心 计 算 机 室 的 主 要 任 务 : 通 过 有 线 或 无 线 通 讯 设 备 收 集 各 子 站 的 监 测 数 据 和 设 备 工 作 状 态 信 息, 并 对 所 收 取 得 监 测 数 据 进 行 判 别 检 查 和 存 储 ; 对 采 集 的 监 测 数 据 进 行 统 计 处 理 分 析 ; 对 监 测 子 站 的 监 测 仪 器 进 行 远 程 诊 断 和 校 准 249

258 质 量 保 证 实 验 室 的 主 要 任 务 : 对 系 统 所 用 监 测 设 备 进 行 标 定 校 准 和 审 核 ; 对 检 修 后 的 仪 器 设 备 进 行 校 准 和 主 要 技 术 指 标 的 运 行 考 核 ; 制 定 和 落 实 系 统 有 关 监 测 质 量 控 制 的 措 施 系 统 支 持 实 验 室 的 主 要 任 务 : 根 据 仪 器 设 备 的 运 行 要 求, 对 系 统 仪 器 设 备 进 行 日 常 保 养 维 护 ; 及 时 对 发 生 故 障 的 仪 器 设 备 进 行 检 修 更 换 二 空 气 自 动 监 测 系 统 子 站 的 技 术 要 求 监 测 子 站 主 要 是 由 采 样 装 置 校 准 设 备 监 测 分 析 仪 气 象 仪 器 数 据 传 输 设 备 以 及 站 房 环 境 条 件 保 证 设 施 ( 空 调 除 湿 设 备 稳 压 电 源 等 ) 等 组 成 1. 采 样 系 统 可 采 用 集 中 采 样 和 单 机 分 别 采 样 两 种 方 式 集 中 采 样 是 在 每 子 站 设 一 总 采 气 管, 由 引 风 机 将 空 气 样 品 吸 入, 各 仪 器 的 采 样 管 均 从 这 一 采 样 管 中 分 别 采 样, 但 总 悬 浮 颗 粒 物 或 可 吸 入 颗 粒 物 应 单 独 采 样 单 独 采 样 系 指 各 监 测 仪 器 分 别 用 采 样 泵 采 集 空 气 样 品 实 际 工 作 中, 多 将 这 两 种 方 式 结 合 使 用 采 样 系 统 由 采 样 头 采 样 总 管 室 外 室 内 部 分 采 样 支 管 和 采 样 抽 气 风 机 组 成, 采 样 总 管 有 垂 直 层 流 多 路 支 管 和 竹 节 式 多 路 支 管 两 种 无 论 采 用 哪 种, 在 设 计 时 应 考 虑 到 诸 如 防 雨 防 粗 大 的 颗 粒 物 落 人 采 样 总 管 和 防 止 结 露 水 流 人 采 样 支 管 采 样 管 直 径 和 长 度 应 与 采 气 流 量 管 内 压 力 等 综 合 考 虑 采 样 管 一 般 采 用 对 被 测 物 无 吸 附 和 反 应 无 干 扰 物 质 释 放 的 硼 硅 酸 盐 玻 璃 或 聚 四 氟 乙 烯 材 料 制 成 2. 校 准 系 统 包 括 零 气 发 生 器 和 多 点 动 态 气 体 校 准 仪, 两 者 的 配 合 使 用 组 成 一 个 为 标 准 物 质 传 递 或 溯 源 和 监 测 仪 器 校 准 所 用 的 标 准 气 体 发 生 系 统 1 零 气 发 生 器 : 零 气 供 监 测 仪 器 标 定 零 值 用, 并 与 气 体 标 准 物 质 按 不 同 的 稀 释 比 混 合 为 监 测 仪 器 提 供 不 同 浓 度 值 的 标 准 气 体 标 准 物 质 传 递 或 溯 源 和 监 测 仪 器 校 准 是 否 准 确, 与 零 气 的 纯 净 程 度 有 关, 零 气 发 生 器 应 能 提 供 满 足 动 态 校 准 的 正 常 运 行 所 需 气 源 的 压 力 且 流 量 不 少 于 10L/rnjn 零 气 应 不 含 待 测 组 分 和 干 扰 物, 如 含 待 测 组 分 和 干 扰 物, 则 其 浓 度 应 低 于 检 测 限 或 不 超 过 满 刻 度 值 的 0.2% 2 多 点 动 态 气 体 校 准 器 : 在 多 点 动 态 气 体 校 准 仪 中 一 般 包 含 有 : 两 个 质 量 流 量 控 制 器 渗 透 管 装 置 ( 可 选 ) 臭 氧 发 生 器 气 相 滴 定 装 置 和 混 合 室, 并 设 有 多 路 标 准 气 体 入 口, 可 分 别 提 供 多 种 组 分 的 气 体 多 点 动 态 气 体 校 准 仪 中 的 质 量 流 量 控 制 器 的 准 确 性 是 相 当 重 要 的, 它 直 接 决 定 着 所 配 气 体 是 否 准 确, 它 的 误 差 不 能 超 过 ±1.5%, 校 准 曲 线 的 相 关 系 数 要 大 于 渗 透 管 恒 温 装 置 温 度 的 准 确 恒 温, 直 接 影 响 着 渗 透 管 渗 透 率 的 稳 定, 它 只 允 许 在 规 定 温 度 范 围 内 波 动 ±0.1, 在 25~30 温 度 范 围 内, 温 度 每 变 化 0.1 将 导 致 渗 透 率 1% 的 误 差 臭 氧 发 生 器 中 的 紫 外 灯, 要 求 具 有 很 高 的 稳 定 性 和 较 长 的 使 用 寿 命 气 相 滴 定 和 混 合 室 装 置 应 有 足 够 的 容 积, 使 反 应 气 体 在 气 相 滴 定 和 混 合 室 装 置 内 保 持 足 够 的 滞 留 时 间, 以 使 混 合 气 体 达 到 完 全 反 应 3. 自 动 监 测 仪 器 是 获 取 准 确 污 染 信 息 的 关 键 设 备, 必 须 具 备 连 续 运 行 能 力 强 灵 敏 准 确 可 靠 等 性 能 如 二 氧 化 硫 监 测 仪 氧 化 物 监 测 仪 臭 氧 监 测 仪 一 氧 化 碳 监 测 仪 总 烃 监 测 仪 可 吸 入 颗 粒 物 (PM 10 飘 尘 ) 监 测 仪 等 250

259 4. 气 象 仪 器 是 对 气 象 参 数 进 行 观 测, 其 观 测 项 目 有 风 向 风 速 温 度 湿 度 气 压 太 阳 辐 射 雨 量 等 5. 数 据 传 输 及 站 房 设 施 包 括 远 程 数 据 通 讯 设 备 站 房 环 境 条 件 保 证 设 施 ( 空 调 除 湿 设 备 稳 压 电 源 等 ) 三 空 气 在 线 自 动 分 析 仪 器 的 分 析 方 法 ( 一 ) 二 氧 化 硫 监 测 仪 二 氧 化 硫 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 有 : 1. 溶 液 电 导 法 (EC), 其 原 理 是 利 用 酸 性 过 氧 化 氢 溶 液 吸 收 空 气 中 的 SO 2, 由 测 定 溶 液 电 导 率 的 变 化 求 出 空 气 中 SO 2 的 含 量 2. 动 态 库 仑 法, 通 常 采 用 三 电 极 动 态 库 仑 滴 定 法, 一 对 P t 电 极, 外 加 一 个 恒 电 流, 当 SO 2 气 进 入 库 仑 池 时 由 于 SO 2 +Br 2 +2H 2 O=H 2 SO 4 +2HBr, 破 坏 了 电 极 反 应 平 衡, 阴 极 电 流 降 低, 降 低 的 部 分 从 第 三 个 活 性 碳 参 考 电 极 流 出, 由 测 定 参 考 电 极 电 流 即 可 求 出 与 之 成 正 比 例 的 SO 2 含 量 3. 色 谱 火 焰 光 度 法 (FPD), 空 气 中 的 硫 化 物 进 入 富 氢 火 焰 时, 在 还 原 焰 中 形 成 的 硫 原 子 结 合 成 激 发 状 态 的 硫 分 子, 当 它 返 回 到 基 态 时 发 射 出 光 子, 用 光 电 倍 增 管 经 一 窄 带 滤 光 片 接 收 总 硫 的 特 征 光 谱 即 可 求 出 空 气 中 的 总 硫 含 量 武 汉 宇 虹 环 保 产 业 发 展 有 限 公 司 生 产 的 TH-2002 型 二 氧 化 硫 在 线 自 动 分 析 仪, 即 采 用 紫 外 荧 光 法 ( 二 ) 氮 氧 化 物 监 测 仪 氮 氧 化 物 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 有 : 1. 比 色 法, 将 空 气 中 的 NO 转 换 成 NO 2, 与 Saltzmeax 试 剂 反 应 生 成 偶 氮 染 料 再 进 行 比 色 测 定 2. 化 学 发 光 法, 应 用 于 NO X 和 O 2 的 化 学 发 光 反 应 NO + 转 化 0 2 NO, NO + O2 NO2 O2 0 NO 2 NO2 + Kr( 光 谱 中 心 在 12nm附 近 ) 用 红 敏 光 电 倍 增 管 接 收 即 可 测 出 NO X 浓 度, 对 于 总 氮 氧 化 合 物 需 先 经 转 化 器 定 量 将 NO 2 转 换 成 NO, 再 进 行 测 定, 即 可 求 出 NO X 浓 度 两 次 测 定 之 差 值 为 NO 2 浓 度 如 武 汉 宇 虹 环 保 产 业 发 展 有 限 公 司 生 产 的 TH-2001 型 氮 氧 化 物 在 线 自 动 分 析 仪, 即 采 用 气 相 化 学 发 光 原 理 来 测 定 氮 氧 化 物 含 量 ( 三 ) 一 氧 化 碳 连 续 监 测 仪 器 一 氧 化 碳 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 为 非 分 散 红 外 吸 收 法 (NDIR), 这 是 监 测 CO 最 常 见 的 方 法, 利 用 CO 对 红 外 线 的 特 征 吸 收 来 测 定 CO 的 浓 度 由 炽 热 金 属 丝 辐 射 出 红 外 线 不 经 分 光 直 接 照 射 到 参 比 池 及 测 定 池, 两 池 之 间 的 红 外 吸 收 差 由 薄 膜 微 音 式 检 测 器 检 出, 该 检 测 器 利 用 光 - 声 效 应 吸 收 差 在 膜 的 两 端 形 成 压 力 差, 此 压 差 改 变 了 电 容 器 极 间 距 离 从 而 产 生 充 放 电 电 流, 由 测 此 电 流 即 可 求 出 CO 浓 度 251

260 如 武 汉 宇 虹 环 保 产 业 发 展 有 限 公 司 生 产 的 TH-2004 型 一 氧 化 碳 在 线 自 动 分 析 仪 即 利 用 非 分 散 红 外 吸 收 法 来 测 定 一 氧 化 碳 的 含 量 ( 四 ) 飘 尘 监 测 仪 可 吸 入 颗 粒 物 ( 飘 尘 ) 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 有 : 1. 光 学 法 : 对 空 气 中 粒 度 在 μm 范 围 的 飘 尘 浓 度 的 测 定, 可 根 据 微 粒 的 光 学 效 应 采 用 各 种 光 学 方 法 如 光 散 射 法, 使 样 品 空 气 流 经 一 可 见 光 光 路, 由 测 定 微 粒 的 前 向 散 射 光 或 直 角 散 射 光 强 度 即 可 求 出 飘 尘 浓 度 另 外 也 可 将 飘 尘 抽 吸 在 滤 纸 带 上 测 定 尘 斑 的 透 射 比 或 反 射 比, 再 校 正 为 飘 尘 浓 度 (mg/m 3 ) 2. 压 电 晶 体 差 频 法 : 传 感 器 由 一 对 完 全 相 同 的 石 英 晶 片 及 振 荡 器 组 成, 一 片 晶 片 作 参 比, 另 一 片 作 测 量 用 石 英 片 位 于 采 样 室 内 由 振 荡 器 振 获 得 一 定 的 谐 振 频 率, 当 飘 尘 微 粒 通 过 采 样 室 时, 由 于 被 高 压 静 电 针 放 电 电 离, 成 为 带 负 电 的 微 粒, 沉 积 于 测 量 晶 片 的 表 面, 从 而 使 振 动 频 率 降 低, 由 测 得 频 率 的 变 化, 即 可 求 出 飘 尘 的 浓 度 如 武 汉 宇 虹 环 保 产 业 发 展 有 限 公 司 生 产 的 TH-β25 型 大 气 颗 粒 浓 度 在 线 自 动 分 析 仪, 即 利 用 低 能 β 射 线 的 辐 射 吸 收 原 理, 对 空 气 中 TSP PM10 PM5 PM2.5 进 行 浓 度 监 测 分 析 四 空 气 在 线 自 动 监 测 系 统 主 要 监 测 项 目 空 气 在 线 自 动 监 测 系 统 子 站 监 测 项 目 分 为 两 类, 一 类 是 温 度 湿 度 大 气 压 风 速 风 向 及 日 照 量 等 气 象 参 数, 另 一 类 是 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 一 氧 化 碳 可 吸 入 颗 粒 物 臭 氧 总 碳 氢 化 合 物 甲 烷 烃 非 甲 烷 烃 等 污 染 参 数 随 子 站 代 表 的 功 能 区 和 所 在 位 置 不 同, 选 择 的 监 测 参 数 也 有 差 异 我 国 环 境 监 测 技 术 规 范 规 定, 空 气 自 动 监 测 系 统 的 监 测 站 分 为 Ⅰ 类 测 点 和 Ⅱ 类 测 点 Ⅰ 类 测 点 数 据 按 要 求 进 国 家 环 境 数 据 库,Ⅱ 类 测 点 数 据 由 各 省 市 管 理 Ⅰ 类 测 点 测 定 温 度 湿 度 大 气 压 风 向 风 速 五 项 气 象 参 数 和 下 表 中 的 污 染 参 数 8-1 Ⅰ 类 点 测 定 项 目 见 表 必 测 项 目 选 测 项 目 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 臭 氧 总 碳 氢 化 合 物 可 吸 入 颗 粒 物 或 总 悬 浮 颗 粒 物 一 氧 化 碳 Ⅱ 类 测 点 的 测 定 项 目 可 根 据 具 体 情 况 确 定 污 染 源 监 测 子 站 主 要 监 控 固 定 源 排 放 烟 气 中 二 氧 化 硫 氮 氧 化 物 烟 尘 等 污 染 物 浓 度 及 其 排 放 总 量 和 烟 气 排 放 量 等 252

261 第 二 节 水 质 自 动 监 测 系 统 一 套 完 整 的 水 质 自 动 监 测 系 统 能 连 续 及 时 准 确 地 监 测 目 标 水 域 的 水 质 及 其 变 化 状 况 中 心 控 制 室 可 随 时 取 得 各 子 站 的 实 时 监 测 数 据, 统 计 处 理 监 测 数 据, 可 打 印 输 出 日 周 月 季 年 平 均 数 据 以 及 日 周 月 季 年 最 大 值 最 小 值 等 各 种 监 测 统 计 报 告 及 图 表 ( 棒 状 图 曲 线 图 多 轨 迹 图 对 比 图 等 ), 并 可 输 入 中 心 数 据 库 或 上 网 收 集 并 可 长 期 存 储 指 定 的 监 测 数 据 及 各 种 运 行 资 料 环 境 资 料 备 检 索 系 统 具 有 监 测 项 目 超 标 及 子 站 状 态 信 号 显 示 报 警 功 能, 自 动 运 行, 停 电 保 护 来 电 自 动 恢 复 功 能, 维 护 检 修 状 态 测 试, 便 于 例 行 维 修 和 应 急 故 障 处 理 等 功 能 实 施 水 质 自 动 监 测, 可 以 实 现 水 质 的 实 时 连 续 监 测 和 远 程 监 控, 达 到 及 时 掌 握 主 要 流 域 重 点 断 面 水 体 的 水 质 状 况 预 警 预 报 重 大 或 流 域 性 水 质 污 染 事 故 解 决 跨 行 政 区 域 的 水 污 染 事 故 纠 纷 监 督 总 量 控 制 制 度 落 实 情 况 排 放 达 标 情 况 等 目 的 我 国 从 1999 年 9 月 开 始 分 别 在 松 花 江 辽 河 海 河 黄 河 淮 河 长 江 珠 江 太 湖 巢 湖 滇 池 流 域 建 成 了 32 个 水 质 自 动 监 测 站, 水 质 自 动 监 测 站 的 监 测 项 目 包 括 水 温 ph 值 溶 解 氧 电 导 率 高 锰 酸 盐 指 数 总 有 机 碳 氨 氮 以 及 总 氮 和 总 磷 等 十 多 个 指 标 十 五 期 间, 国 家 环 境 保 护 总 局 还 将 在 全 国 主 要 流 域 分 批 建 设 56 个 监 测 站, 届 时, 我 国 主 要 流 域 上 的 水 质 自 动 检 测 站 将 达 到 98 个, 基 本 可 以 全 面 反 映 我 国 主 要 流 域 重 点 监 测 断 面 水 体 的 水 质 状 况 一 水 质 自 动 监 测 系 统 的 构 成 水 质 监 测 系 统 由 一 个 中 心 监 测 站 和 若 干 个 固 定 监 测 子 站 组 成, 如 图 8-2 所 示 中 心 站 通 过 卫 星 和 电 话 拨 号 两 种 通 讯 方 式 实 现 对 各 子 站 的 实 时 监 视 远 程 控 制 及 数 据 传 输 功 能, 托 管 站 也 可 以 通 过 电 话 拨 号 方 式 实 现 对 所 托 管 子 站 的 实 时 监 视 远 程 控 制 及 数 据 传 输 功 能, 其 他 经 授 权 的 相 关 部 门 可 通 过 电 话 拨 号 方 式 实 现 对 相 关 子 站 的 实 时 监 视 和 数 据 传 输 功 能 每 个 子 站 是 一 个 独 立 完 整 的 水 质 自 动 监 测 系 统, 一 般 由 6 个 子 系 统 构 成, 包 括 采 样 系 统 预 处 理 系 统 监 测 仪 器 系 统 PLC 控 制 系 统 数 据 采 集 处 理 与 传 输 子 系 统 及 远 程 数 据 管 理 中 心 监 测 站 房 或 监 测 小 屋 目 前, 水 质 自 动 监 测 系 统 中 的 子 站 的 构 成 方 式 大 致 有 三 种 : ( 一 ) 由 一 台 或 多 台 小 型 的 多 参 数 水 质 自 动 分 析 仪 ( 如 : 常 规 五 参 数 分 析 仪 ) 组 成 的 子 站 ( 多 台 组 合 可 用 于 测 量 不 同 水 深 的 水 质 ) 其 特 点 是 仪 器 可 直 接 放 于 水 中 测 量, 系 统 构 成 灵 活 方 便 ( 二 ) 固 定 式 子 站 : 为 较 传 统 的 系 统 组 成 方 式 其 特 点 是 监 测 项 目 的 选 择 范 围 宽 ( 三 ) 流 动 式 子 站 : 一 种 为 固 定 式 子 站 仪 器 设 备 全 部 装 于 一 辆 拖 车 ( 监 测 小 屋 ) 上, 可 根 据 需 要 迁 移 场 所, 也 可 认 为 是 半 固 定 式 子 站 其 特 点 是 组 成 成 本 较 高 253

262 图 8-2 水 质 自 动 监 测 系 统 的 构 成 1 污 水 处 理 场 ;2 污 水 处 理 场 监 测 站 ;3 污 染 源 监 测 站 ;4 河 川 监 测 站 ; 5 数 据 处 理 装 置 磁 盘 磁 带 装 置 ;6 通 信 装 置 ;7 输 入 输 出 打 字 机 ;8 CRI;9 通 信 打 字 机 ; 10 操 作 台 ;11 显 示 盘 ;12 行 式 打 字 机 ;13 绘 图 机 ;14 数 据 传 送 装 置 ( 姚 运 先, 水 环 境 监 测, 化 学 工 业 出 版 社,2005) 各 单 元 通 过 水 样 输 送 管 路 系 统 信 号 传 输 系 统 压 缩 空 气 输 送 管 路 系 统 纯 水 输 送 管 路 系 统 实 现 相 互 联 系 一 个 可 靠 性 很 高 的 水 质 自 动 监 测 系 统, 必 须 同 时 具 备 4 个 要 素, 即 :1. 高 质 量 的 系 统 设 备 ;2. 完 备 的 系 统 设 计 ;3. 严 格 的 施 工 管 理 ;4. 负 责 的 运 行 管 理 二 水 质 自 动 监 测 的 技 术 关 键 ( 一 ) 采 水 单 元 : 包 括 水 泵 管 路 供 电 及 安 装 结 构 部 分 在 设 计 上 必 须 对 各 种 气 候 地 形 水 位 变 化 及 水 中 泥 沙 等 提 出 相 应 解 决 措 施, 能 够 自 动 连 续 地 与 整 个 系 统 同 步 工 作, 向 系 统 提 供 可 靠 有 效 水 样 ( 二 ) 配 水 单 元 : 包 括 水 样 预 处 理 装 置 自 动 清 洗 装 置 及 辅 助 部 分 配 水 单 元 直 接 向 自 动 监 测 仪 器 供 水, 具 有 在 线 除 泥 沙 和 在 线 过 滤, 手 动 和 自 动 管 道 反 冲 洗 和 除 藻 装 置 其 水 质 水 压 和 水 量 应 满 足 自 动 监 测 仪 器 的 需 要 ( 三 ) 分 析 单 元 : 由 一 系 列 水 质 自 动 分 析 和 测 量 仪 器 组 成, 包 括 : 水 温 ph 溶 解 氧 (DO) 电 导 率 浊 度 氨 氮 化 学 需 氧 量 高 锰 酸 盐 指 数 总 有 机 碳 (TOC) 总 氮 总 磷 硝 酸 盐 磷 酸 盐 氰 化 物 氟 化 物 氯 化 物 酚 类 油 类 金 属 离 子 水 位 计 流 量 ( 流 速 流 向 ) 计 及 自 动 采 样 器 等 组 成 ( 四 ) 控 制 单 元 : 包 括 系 统 控 制 柜 和 系 统 控 制 软 件, 数 据 采 集 处 理 与 存 储 及 其 应 用 软 件, 有 线 通 讯 和 卫 星 通 讯 设 备 ( 五 ) 子 站 站 房 及 配 套 设 施 : 包 括 站 房 主 体 和 配 套 设 施 第 三 节 水 质 在 线 自 动 分 析 仪 器 的 分 析 方 法 水 质 自 动 监 测 仪 器 仍 在 发 展 之 中, 欧 美 日 本 澳 大 利 亚 等 国 均 有 些 专 业 厂 商 生 产 目 前, 比 较 成 熟 的 常 规 监 测 项 目 有 : 水 温 ph 溶 解 氧 (DO) 电 导 率 浊 度 氧 化 还 254

263 原 电 位 (ORP) 流 速 和 水 位 等 常 用 的 监 测 项 目 有 :COD 高 锰 酸 盐 指 数 TOC 氨 氮 总 氮 总 磷 其 他 还 有 : 氟 化 物 氯 化 物 硝 酸 盐 亚 硝 酸 盐 氰 化 物 硫 酸 盐 磷 酸 盐 活 性 氯 TOD BOD UV 油 类 酚 叶 绿 素 金 属 离 子 ( 如 六 价 铬 ) 等 目 前 的 自 动 分 析 仪 一 般 具 有 如 下 功 能 : 自 动 量 程 转 换, 遥 控 标 准 输 出 接 口 和 数 字 显 示, 自 动 清 洗 ( 在 清 洗 时 具 有 数 据 锁 定 功 能 ) 状 态 自 检 和 报 警 功 能 ( 如 : 液 体 泄 漏 管 路 堵 塞 超 出 量 程 仪 器 内 部 温 度 过 高 试 剂 用 尽 高 / 低 浓 度 断 电 等 ), 干 运 转 和 断 电 保 护, 来 电 自 动 恢 复,COD 氨 氮 TOC 总 磷 总 氮 等 仪 器 具 有 自 动 标 定 校 正 功 能 ( 一 ) 常 规 五 参 数 分 析 仪 常 规 五 参 数 分 析 仪 经 常 采 用 流 通 式 多 传 感 器 测 量 池 结 构, 无 零 点 漂 移, 无 需 基 线 校 正, 具 有 一 体 化 生 物 清 洗 及 压 缩 空 气 清 洗 装 置 常 规 五 参 数 的 测 量 原 理 分 别 为 : 水 温 为 温 度 传 感 器 法 (PlatinumRTD) ph 为 玻 璃 或 锑 电 极 法 DO 为 金 - 银 膜 电 极 法 (Galvanic) 电 导 率 为 电 极 法 ( 交 流 阻 抗 法 ) 浊 度 为 光 学 法 ( 透 射 原 理 或 红 外 散 射 原 理 ) ( 二 ) 化 学 需 氧 量 (COD) 分 析 仪 COD 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 有 六 种 :1. 重 铬 酸 钾 消 解 光 度 测 量 法 ;2. 重 铬 酸 钾 消 解 库 仑 滴 定 法 ;3. 重 铬 酸 钾 消 解 - 氧 化 还 原 滴 定 法 ;4.UV 计 (254nm);5. 氢 氧 基 及 臭 氧 ( 混 和 氧 化 剂 ) 氧 化 电 化 学 测 量 法 ;6. 臭 氧 氧 化 电 化 学 测 量 法 湖 南 力 合 科 技 发 展 有 限 公 司 生 产 的 LFCOD-2002 化 学 需 氧 量 在 线 分 析 仪, 即 以 重 铬 酸 钾 为 氧 化 剂, 微 波 密 闭 消 解 方 式 消 解 水 样, 消 解 后 的 水 样 利 用 光 度 法 测 量 COD 值 ( 三 ) 高 锰 酸 盐 指 数 分 析 仪 高 锰 酸 盐 指 数 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 有 三 种 :1. 高 锰 酸 盐 氧 化 - 化 学 测 量 法 ; 2. 高 锰 酸 盐 氧 化 电 流 / 电 位 滴 定 法 ;3.UV 计 法 ( 与 在 线 COD 仪 类 似 ) 湖 南 力 合 科 技 发 展 有 限 公 司 生 产 的 LFKM-D2001 高 锰 酸 盐 指 数 在 线 分 析 仪, 即 以 高 锰 酸 钾 为 氧 化 剂, 在 一 定 体 积 的 水 样 中 加 入 一 定 量 的 高 锰 酸 钾 和 硫 酸 溶 液, 在 95 的 条 件 下 加 热 回 流, 剩 余 的 高 锰 酸 钾 用 过 量 的 草 酸 钠 溶 液 还 原, 再 用 高 锰 酸 钾 回 滴 过 量 的 草 酸 钠, 根 据 高 锰 酸 钾 溶 液 回 滴 时 消 耗 的 量 计 算 高 锰 酸 盐 指 数 ( 四 ) 总 有 机 碳 (TOC) 分 析 仪 TOC 自 动 分 析 仪 在 欧 美 日 本 和 澳 大 利 亚 等 国 的 应 用 较 广 泛, 其 主 要 技 术 原 理 有 四 种 : 1.( 催 化 ) 燃 烧 氧 化 - 非 分 散 红 外 光 度 法 (NDIR 法 );2.UV 催 化 - 过 硫 酸 盐 氧 化 -NDIR 法 ;3.UV- 过 硫 酸 盐 氧 化 - 离 子 选 择 电 极 法 (1SE) 法 ;4. 加 热 - 过 硫 酸 盐 氧 化 -NDIR 法 ;5.UV-TOC 分 析 计 法 ( 五 ) 氨 氮 和 总 氮 分 析 仪 氨 氮 在 线 自 动 分 析 仪 的 技 术 原 理 主 要 有 三 种 :1. 氨 气 敏 电 极 电 位 法 (ph 电 极 法 );2. 分 光 光 度 法 ;3. 傅 立 叶 变 换 光 谱 法 在 线 氨 氮 仪 等 需 要 连 续 和 间 断 测 量 方 式, 在 经 过 在 线 过 滤 装 置 后, 水 样 测 定 值 相 对 偏 差 较 大 湖 南 力 合 科 技 发 展 有 限 公 司 生 产 的 LFNH-DW2001 氨 氮 在 线 分 析 仪, 即 通 过 水 样 中 的 游 离 氨 和 铵 离 子, 在 一 定 的 温 度 与 ph 条 件 下 被 洗 脱 出 来 后, 用 酸 性 溶 液 吸 收, 加 入 显 色 255

264 剂 后 生 成 淡 红 棕 色 化 合 物, 用 分 光 光 度 法 测 定 氨 氮 的 含 量 总 氮 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 有 两 种 :1. 过 硫 酸 盐 消 解 - 光 度 法 ;2. 密 闭 燃 烧 氧 化 - 化 学 发 光 分 析 法 湖 南 力 合 科 技 发 展 有 限 公 司 生 产 的 LFTN-DW2001 总 氮 在 线 分 析 仪, 即 利 用 水 样 在 一 定 的 温 度 下, 经 碱 性 过 硫 酸 钾 和 紫 外 催 化 消 解 后, 水 样 中 的 含 氮 化 合 物 转 化 为 硝 酸 盐, 用 硫 酸 肼 将 硝 酸 盐 还 原 为 亚 硝 酸 盐, 显 色 后 用 分 光 光 度 法 测 定 总 氮 的 含 量 ( 六 ) 磷 酸 盐 和 总 磷 分 析 仪 磷 酸 盐 自 动 分 析 仪 主 要 的 技 术 原 理 为 光 度 法 总 磷 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 有 : 1. 过 硫 酸 盐 消 解 光 度 法 ;2. 紫 外 线 照 射 钼 催 化 加 热 消 解,FIA- 光 度 法 从 原 理 上 讲, 过 硫 酸 盐 消 解 - 光 度 法 是 在 线 总 氮 和 总 磷 仪 的 主 选 方 法, 是 各 国 的 法 定 方 法 基 于 密 闭 燃 烧 氧 化 - 化 学 发 光 分 析 法 的 在 线 总 氮 仪 和 基 于 紫 外 线 照 射 钼 催 化 加 热 消 解, FIA- 光 度 法 的 在 线 总 磷 仪 主 要 限 于 日 本 前 者 是 日 本 工 业 规 格 协 会 (JIS) 认 可 的 方 法 之 一 从 分 析 性 能 上 讲, 目 前 的 在 线 总 氮 总 磷 仪 已 能 满 足 污 染 源 和 地 表 水 自 动 监 测 的 需 要, 但 灵 敏 度 尚 难 以 满 足 评 价 一 类 二 类 地 表 水 ( 标 准 值 分 别 为 0.04mg/L 和 0.002mg/L) 水 质 的 需 要 另 外, 采 用 化 学 发 光 法 FIA- 光 度 法 的 仪 器 的 分 析 周 期 一 般 更 短 一 些 (10~30min), 前 者 一 般 为 30~60min 从 仪 器 结 构 上 讲, 采 用 化 学 发 光 法 或 FIA- 光 度 法 的 在 线 总 氮 总 磷 仪 的 结 构 更 简 单 一 些 ( 七 ) 其 他 在 线 分 析 仪 器 TOD 自 动 分 析 仪 : 技 术 原 理 一 般 为 燃 烧 氧 化 - 电 极 法 油 类 自 动 分 析 仪 : 技 术 原 理 一 般 为 荧 光 光 度 法 酚 类 自 动 分 析 仪 : 技 术 原 理 一 般 为 比 色 法 UV 自 动 分 析 仪 : 技 术 原 理 为 比 色 法 (254nm) 具 有 简 单 快 捷 价 格 低 的 特 点 不 适 于 地 表 水 的 自 动 在 线 监 测, 国 外 一 般 是 用 于 污 染 源 的 自 动 监 测, 并 经 常 通 过 换 算 表 示 成 COD TOC 值 应 用 的 前 提 条 件 是 水 质 较 稳 定, 在 UV 吸 收 信 号 与 COD 或 TOC 值 之 间 有 较 确 定 的 线 性 相 关 关 系 硝 酸 盐 和 氰 化 物 自 动 分 析 仪 : 技 术 原 理 主 要 有 :(1) 离 子 选 择 电 极 法 ;(2) 光 度 法 氟 化 物 和 氯 化 物 自 动 分 析 仪 技 术 原 理 一 般 为 离 子 选 择 电 极 法 思 考 题 1. 水 质 在 线 自 动 监 测 有 何 特 点? 2. 空 气 自 动 监 测 子 站 一 般 由 哪 几 个 系 统 构 成? 3. 水 质 在 线 自 动 监 测 系 统 的 分 析 单 元 是 怎 样 构 成 的? 4. 空 气 自 动 监 测 采 样 系 统 有 何 技 术 要 求? 5. COD 在 线 自 动 分 析 仪 的 主 要 技 术 原 理 有 哪 几 种? 6. 水 质 自 动 监 测 项 目 主 要 有 哪 些? 7. 水 质 在 线 自 动 分 析 仪 测 定 氨 氮 的 技 术 原 理 主 要 有 哪 几 种? 8. 水 质 在 线 自 动 分 析 测 定 常 规 五 参 数 的 方 法 分 别 是 什 么? 256

265 第 九 章 应 急 监 测 知 识 目 标 : 了 解 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 概 念 类 型 及 特 征 掌 握 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 处 理 处 置 方 法 掌 握 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 监 测 原 则 与 方 法 能 力 目 标 : 能 够 对 突 发 性 环 境 污 染 事 故 进 行 正 确 的 处 理 处 置 能 够 对 突 发 性 环 境 污 染 事 故 进 行 应 急 监 测 突 发 性 环 境 污 染 事 故 是 威 胁 人 类 健 康 破 坏 生 态 环 境 的 重 要 因 素, 其 危 害 制 约 着 生 态 平 衡 及 经 济 社 会 的 发 展 如 何 有 效 地 预 防 减 少 以 至 消 除 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 发 生, 突 发 性 环 境 污 染 事 故 发 生 后 又 如 何 及 时 有 效 地 处 理 处 置, 最 大 限 度 地 减 小 对 环 境 和 人 身 的 危 害, 已 成 为 全 世 界 极 为 关 注 的 问 题 之 一 当 前, 我 国 正 处 在 国 民 经 济 迅 速 发 展 时 期, 随 着 工 农 业 生 产 节 奏 的 加 快 与 生 产 活 动 的 日 益 频 繁, 突 发 性 环 境 污 染 事 故 发 生 的 可 能 性 大 大 增 加 这 就 需 要 做 好 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 预 防, 提 高 对 突 发 性 环 境 污 染 事 故 处 理 处 置 的 应 变 能 力 做 好 这 项 工 作, 对 保 障 改 革 开 放 和 现 代 化 建 设 的 顺 利 进 行, 维 护 社 会 安 定 团 结 的 局 面, 保 护 生 态 平 衡, 促 进 环 境 与 经 济 的 协 调 稳 定 健 康 持 续 发 展 具 有 十 分 重 要 的 意 义 因 此, 加 强 突 发 性 环 境 污 染 事 故 应 急 监 测, 研 究 其 处 理 处 置 技 术, 是 环 境 监 测 和 环 境 保 护 领 域 中 一 项 非 常 重 要 的 工 作 第 一 节 突 发 性 环 境 污 染 事 故 及 其 类 型 与 特 征 突 发 性 环 境 污 染 事 故 不 同 于 一 般 的 环 境 污 染, 它 没 有 固 定 的 排 放 方 式 和 排 放 途 径, 都 是 突 然 发 生 来 势 凶 猛, 在 瞬 时 或 短 时 间 内 大 量 的 排 放 污 染 物 质, 对 环 境 造 成 严 重 污 染 和 破 坏, 给 人 民 的 生 命 和 国 家 财 产 造 成 重 大 损 失 的 恶 性 事 故 ;1984 年, 印 度 博 帕 尔 市 一 美 国 碳 化 公 司 的 农 药 工 厂 因 氰 代 酸 甲 酯 的 大 量 泄 漏, 造 成 6400 人 中 毒 死 亡,13.5 万 人 受 伤 害, 20 万 人 被 迫 迁 移, 这 是 一 起 特 大 的 突 发 性 有 毒 化 学 品 的 环 境 污 染 事 件 1992 年 墨 西 哥 后 达 拉 结 那 发 生 的 天 然 气 爆 炸, 是 一 起 恶 性 的 天 然 气 爆 炸 事 故, 造 成 210 人 死 亡,1500 人 受 伤 1993 年 8 月 5 日 深 圳 清 水 河 化 学 品 仓 库 的 燃 烧 大 爆 炸, 对 环 境 造 成 严 重 污 染, 导 致 15 人 死 亡, 七 座 库 房 被 摧 毁, 经 济 损 失 极 为 惨 重 这 些 事 故 都 是 突 发 性 的 重 大 环 境 污 染 事 故 突 发 性 水 环 境 污 染 事 故, 尤 其 是 有 毒 有 害 化 学 品 的 泄 漏 事 故, 往 往 会 对 水 生 生 态 环 境 造 成 极 大 的 破 坏, 并 直 接 威 胁 人 民 群 众 的 生 命 安 全 因 此, 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 应 急 监 测 与 环 境 质 量 监 测 和 污 染 源 监 督 监 测 具 有 同 样 的 重 要 性, 是 环 境 监 测 工 作 的 重 要 组 成 部 分 一 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 类 型 根 据 污 染 物 的 性 质 及 常 发 生 的 污 染 事 故, 突 发 性 环 境 污 染 事 故 可 归 纳 为 下 述 几 类 257

266 ( 一 ) 核 污 染 事 故 核 电 厂 发 生 火 灾, 核 反 应 器 爆 炸, 反 应 堆 冷 却 系 统 破 裂, 放 射 化 学 实 验 室 发 生 化 学 品 爆 炸, 核 物 质 容 器 破 裂 爆 炸 放 出 的 放 射 性 物 质 以 及 放 射 源 丢 失 于 环 境 中 等, 对 人 体 造 成 不 同 程 度 的 辐 射 伤 害 与 环 境 破 坏 事 故 据 记 载, 从 1944~1987 年, 全 世 界 共 发 生 核 事 故 285 起, 其 中 1986 年 原 苏 联 的 切 尔 诺 贝 利 核 电 厂 4 号 机 组 爆 炸 所 造 成 的 放 射 性 物 质 泄 漏, 致 使 33 人 死 亡,1358 人 受 伤,13.5 万 人 被 迫 迁 移, 还 造 成 大 面 积 的 环 境 污 染 ( 二 ) 剧 毒 农 药 和 有 毒 化 学 品 的 泄 漏 扩 散 污 染 事 故 有 机 磷 农 药, 如 甲 基 1605 乙 基 1605 甲 胺 磷 马 拉 硫 磷 对 硫 磷 敌 敌 畏 敌 百 虫 乐 果 有 机 氮 农 药 DDT 2,4-D 及 有 毒 化 学 品 氰 化 钾 氰 化 钠 硫 化 钠 砒 霜 苯 酚 NH 3 PCB S 等, 因 贮 运 不 当 或 翻 车 翻 船 造 成 贮 罐 泄 漏, 以 及 液 氯 HCl HF 光 气 (COCl 2 ) 芥 子 气 沙 林 毒 剂 H 2 S PH 3 A 3 H 3 等 保 管 不 当 引 起 泄 漏 排 放 时 极 易 发 生 这 类 事 故, 这 些 物 质 一 旦 泄 漏 扩 散 不 仅 引 起 空 气 水 体 土 壤 等 严 重 污 染, 甚 至 还 会 致 人 畜 于 死 亡 ( 三 ) 易 燃 易 爆 物 的 泄 漏 爆 炸 污 染 事 故 由 煤 气 瓦 斯 气 体 (CH 4 CO H 2 ) 石 油 液 化 气 甲 醇 乙 醇 丙 酮, 乙 酸 乙 酯 乙 醚 苯 甲 苯 等 易 挥 发 性 有 机 溶 剂 泄 漏 而 引 起 的 环 境 污 染 事 故 这 类 事 故 不 仅 污 染 空 气 地 面 水 地 下 水 和 土 壤, 而 且 这 些 气 体 浓 度 达 到 爆 炸 极 限 后 极 易 发 生 爆 炸 另 外, 一 些 垃 圾 固 体 废 弃 物 因 堆 放 处 置 不 当, 也 会 发 生 爆 炸 事 故 ( 四 ) 溢 油 事 故 如 油 田 或 海 上 采 油 平 台 出 现 井 喷 油 轮 触 礁 油 轮 与 其 它 船 只 相 撞 发 生 的 溢 油 事 故 据 统 计, 在 所 有 海 洋 石 油 污 染 中, 与 运 输 活 动 有 关 的 约 占 50%, 而 在 此 50% 之 中, 约 30% 与 泄 漏 和 事 故 有 关 这 类 事 故 所 造 成 的 污 染, 严 重 破 坏 了 海 洋 生 态, 使 鱼 类 海 鸟 死 亡, 往 往 还 引 起 燃 烧 爆 炸 在 国 内 由 于 炼 油 厂, 油 库 油 车 漏 油 而 引 起 的 油 污 染 也 时 有 发 生 1994 年 夏 天 广 州 登 峰 加 油 站 汽 油 泄 漏 进 入 东 濠 涌 所 引 起 的 燃 烧 爆 炸, 致 2 人 死 亡,33 人 受 伤, 经 济 损 失 达 600 余 万 元 ( 五 ) 非 正 常 大 量 排 放 废 水 造 成 的 污 染 事 故 指 当 含 大 量 耗 氧 物 质 的 城 市 污 水 或 尾 矿 废 水 因 垮 坝 突 然 泻 入 水 体, 致 使 某 一 河 段 某 区 域 或 流 域 水 体 质 量 急 剧 恶 化 的 环 境 污 染 事 故 这 类 事 件 一 旦 发 生, 耗 氧 有 机 物 进 入 水 体 大 量 耗 氧,COD BOD 5 浓 度 大 增, 致 使 水 中 溶 解 氧 很 低, 鱼 虾 窒 息 死 亡 同 时 还 使 水 体 发 黑 发 臭, 产 生 有 毒 的 甲 烷 气 硫 化 氢 氨 氮 亚 硝 酸 盐 等, 破 坏 生 态 环 境, 给 水 产 养 殖 业 造 成 重 大 损 失 同 时 还 给 居 民 饮 水 工 业 用 水 造 成 困 难 近 几 年, 由 于 水 污 染 造 成 渔 业 损 失 的 纠 纷 案 件 屡 有 发 生 1994 年 7 月 2 亿 立 方 米 废 水 非 正 常 泻 人 淮 河, 给 淮 河 沿 岸 近 200 万 居 民 饮 水 和 工 农 业 生 产 用 水 造 成 极 大 困 难, 并 使 30 余 万 亩 水 产 养 殖 业 遭 受 巨 大 损 失 二 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 特 征 从 突 发 性 环 境 污 染 事 故 分 析 中 可 以 看 出, 突 发 性 环 境 污 染 事 故 主 要 有 以 下 特 征 ( 一 ) 形 式 的 多 样 性 突 发 性 环 境 污 染 事 故 有 : 核 污 染 事 故, 农 药 有 毒 化 学 品 污 染 事 故, 溢 油 事 故, 爆 炸 事 故 等 多 种 类 型, 涉 及 众 多 行 业 与 领 域 就 某 一 类 事 故 而 言, 所 含 的 污 染 因 素 也 比 较 多, 258

267 其 表 现 形 式 也 是 多 样 化 的 另 外, 在 生 产 运 作 的 各 个 环 节 均 有 发 生 污 染 事 故 的 可 能 如 有 毒 化 学 品, 在 生 产 运 输 贮 存 使 用 和 处 置 等 过 程 中 都 有 可 能 引 发 污 染 事 故 ( 二 ) 发 生 的 突 然 性 一 般 的 环 境 污 染 是 一 种 常 量 的 排 污, 有 其 固 定 的 排 污 方 式 和 排 污 途 径, 并 在 一 定 时 间 内 有 规 律 地 排 放 污 染 物 质 而 突 发 性 环 境 污 染 事 故 则 不 同, 它 没 有 固 定 的 排 污 方 式, 往 往 突 然 发 生, 始 料 未 及, 来 势 凶 猛, 有 着 很 大 的 偶 然 性 和 瞬 时 性 ( 三 ) 危 害 的 严 重 性 一 般 的 环 境 污 染 多 产 生 于 生 产 过 程 之 中, 在 短 时 内 的 排 污 量 少, 其 危 害 性 相 对 较 小, 一 般 不 会 对 人 们 的 正 常 生 活 和 生 活 秩 序 造 成 严 重 影 响 而 突 发 性 环 境 污 染 事 故, 则 是 瞬 时 内 一 次 性 大 量 泄 漏 排 放 有 毒 有 害 物 质, 如 果 事 先 没 有 采 取 防 范 措 施, 在 很 短 时 间 内 往 往 难 以 控 制, 因 此 其 破 坏 性 强, 污 染 损 害 惨 重, 不 仅 会 打 乱 一 定 区 域 内 人 群 的 正 常 生 活 生 产 的 秩 序, 还 会 造 成 人 员 伤 亡, 国 家 财 产 的 巨 大 损 失 以 及 环 境 生 态 的 严 重 破 坏 ( 四 ) 危 害 的 持 续 性 有 毒 有 害 污 染 物 接 触 或 进 入 机 体 以 后, 损 害 机 体 的 组 织 器 官, 并 能 在 组 织 与 器 官 内 发 生 化 学 或 物 理 化 学 作 用, 从 而 破 坏 机 体 的 正 常 生 理 功 能 而 引 起 机 体 功 能 性 或 器 质 性 病 变 这 种 伤 害 对 个 体 或 动 植 物 种 群 来 说, 往 往 因 难 于 恢 复 原 来 的 状 态 而 造 成 持 续 性 的 或 者 永 久 性 的 不 良 影 响 和 危 害 ( 五 ) 危 害 的 累 积 性 正 是 由 于 造 成 环 境 化 学 污 染 事 故 的 有 毒 有 害 物 质 有 时 难 以 全 部 清 除 而 无 法 完 全 恢 复 原 先 的 环 境 状 态, 需 要 大 量 投 资 长 期 整 治, 有 时 灾 区 需 要 各 方 面 的 援 助, 甚 至 需 要 国 际 社 会 的 救 援 另 一 方 面, 污 染 物 在 环 境 中 的 化 学 生 物 或 物 理 化 学 的 变 化 不 仅 可 能 使 更 多 的 环 境 要 素 遭 受 污 染, 而 且 可 能 转 变 成 毒 性 更 大 的 化 学 物 质, 因 此 具 有 危 害 的 累 积 性 和 长 期 性 ( 六 ) 处 理 处 置 的 艰 巨 性 突 发 性 环 境 污 染 事 故 涉 及 的 污 染 因 素 较 多, 一 次 排 放 量 也 较 大, 发 生 又 比 较 突 然, 危 害 强 度 大, 而 处 理 处 置 这 类 事 故 又 必 须 快 速 及 时, 措 施 得 当 有 效 因 此, 对 突 发 性 污 染 事 故 的 监 测 处 理 处 置 比 之 一 般 的 环 境 污 染 事 故 的 处 理, 更 为 艰 巨 与 复 杂, 难 度 更 大 三 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 处 理 与 处 置 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 处 理 处 置 是 指 在 应 急 监 测 已 对 污 染 物 种 类 污 染 物 浓 度 污 染 范 围 及 其 危 害 作 出 判 断 的 基 础 上, 为 尽 快 地 消 除 污 染 物, 限 制 污 染 范 围 扩 大, 以 及 减 轻 和 消 除 污 染 危 害 所 采 取 的 一 切 措 施 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 处 理 处 置 应 包 括 以 下 主 要 内 容 : 思 考 题 1. 对 受 危 害 人 员 的 救 治 ; 2. 切 断 污 染 源 隔 离 污 染 区 防 止 污 染 扩 散 ; 3. 减 轻 或 消 除 污 染 物 的 危 害 ; 4. 消 除 污 染 物 及 善 后 处 理 ; 5. 通 报 事 故 情 况, 对 可 能 造 成 影 响 的 区 域 发 出 预 警 通 报 259

268 第 二 节 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 应 急 监 测 一 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 应 急 监 测 突 发 性 环 境 污 染 事 故 应 急 监 测, 是 环 境 监 测 人 员 在 事 故 现 场, 用 小 型 便 携 简 易 快 速 检 测 仪 器 或 装 置, 在 尽 可 能 短 的 时 间 内 对 下 述 内 容 进 行 监 测 分 析 研 究 和 判 断 的 过 程 : 1. 污 染 物 质 的 种 类 ; 2. 污 染 物 质 的 浓 度 ; 3. 污 染 的 范 围 及 其 可 能 的 危 害 等 作 出 判 断 的 过 程 实 施 应 急 监 测 是 做 好 突 发 性 环 境 污 染 事 故 处 置 处 理 的 前 提 和 关 键 只 有 对 污 染 事 故 的 类 型 及 污 染 状 况 作 出 准 确 的 判 断, 才 能 为 污 染 事 故 及 时 正 确 的 进 行 处 理 处 置 和 制 定 恢 复 措 施 提 供 科 学 的 决 策 依 据 可 以 说 应 急 监 测 是 事 故 应 急 处 置 与 善 后 处 理 中 始 终 依 赖 的 基 础 工 作 二 应 急 监 测 的 主 要 内 容 作 用 与 要 求 环 境 化 学 污 染 事 故 的 应 急 监 测 要 求 应 急 监 测 人 员 快 速 赶 赴 现 场, 根 据 事 故 现 场 的 具 体 情 况 布 点 采 样, 利 用 快 速 监 测 手 段 判 断 污 染 物 的 种 类, 给 出 定 性 半 定 量 和 定 量 监 测 结 果, 确 认 污 染 事 故 的 危 害 程 度 和 污 染 范 围 等 一 般 地, 现 场 应 急 监 测 的 内 容 包 括 : 1. 石 油 化 工 等 危 险 作 业 场 所 的 泄 漏 火 灾 爆 炸 等 ; 2. 运 输 工 具 的 破 损 倾 覆 导 致 的 泄 漏 火 灾 爆 炸 等 ; 3. 各 类 危 险 品 存 储 场 所 的 泄 漏 火 灾 爆 炸 等 ; 4. 各 类 废 料 场 废 工 厂 的 污 染 ; 5. 突 发 性 的 投 毒 行 为 ; 6. 其 它 现 场 应 急 监 测 的 作 用 包 括 以 下 几 方 面 : 1. 对 事 故 特 征 予 以 表 征 能 迅 速 提 供 污 染 事 故 的 初 步 分 析 结 果, 如 污 染 物 的 释 放 量 形 态 及 浓 度, 估 计 向 环 境 扩 散 的 速 率 受 污 染 的 区 域 和 范 围 有 无 叠 加 作 用 降 解 速 率 以 及 污 染 物 的 特 点 ( 包 括 毒 性 挥 发 性 残 留 性 ) 等 2. 为 制 定 处 置 措 施 快 速 提 供 必 要 的 信 息 鉴 于 突 发 性 环 境 化 学 污 染 事 故 所 造 成 的 严 重 后 果, 应 根 据 初 步 分 析 结 果, 能 迅 速 提 出 适 当 的 应 急 处 理 处 置 措 施, 或 者 能 为 决 策 者 及 有 关 方 面 提 供 充 分 的 信 息, 以 确 保 对 事 故 做 出 迅 速 有 效 的 应 急 反 应, 将 事 故 的 有 害 影 响 降 至 最 低 程 度 为 此, 必 须 保 证 所 提 供 的 监 测 数 据 及 其 他 信 息 的 高 度 准 确 和 可 靠 有 关 鉴 定 和 判 断 污 染 事 故 严 重 程 度 的 数 据 质 量 尤 为 重 要 3. 连 续 实 时 地 监 测 事 故 的 发 展 态 势 这 对 于 评 估 事 故 对 公 众 和 环 境 卫 生 的 影 响 以 及 整 个 受 影 响 地 区 产 生 的 后 果 随 时 间 的 变 化, 对 于 污 染 事 故 的 有 效 处 理 是 非 常 重 要 的 这 是 因 为 在 特 定 形 势 下 的 情 况 变 化, 必 须 对 原 拟 定 要 采 取 的 措 施 进 行 实 时 的 修 正 260

269 4. 为 实 验 室 分 析 提 供 第 一 信 息 源 有 时 要 确 切 地 弄 清 楚 事 故 所 涉 及 的 是 何 种 化 学 物 质 是 很 困 难 的, 此 时 现 场 监 测 设 备 往 往 是 不 够 用 的, 但 根 据 现 场 测 试 结 果, 可 为 进 一 步 的 实 验 室 分 析 提 供 许 多 有 用 的 第 一 信 息 源, 如 正 确 的 采 样 地 点 采 样 范 围 采 样 方 法 采 样 数 量 及 分 析 方 法 等 5. 为 环 境 污 染 事 故 后 的 恢 复 计 划 提 供 充 分 的 信 息 和 数 据 鉴 于 污 染 事 故 的 类 型 规 模 污 染 物 的 性 质 等 千 差 万 别, 所 以 试 图 预 先 建 立 一 种 确 定 的 环 境 恢 复 计 划 意 义 不 大 而 现 场 监 测 系 统 可 为 特 定 的 环 境 化 学 污 染 事 故 后 的 恢 复 计 划 及 其 修 改 和 调 整 不 断 提 供 充 分 的 信 息 和 数 据 6. 为 事 故 的 评 价 提 供 必 需 的 资 料 对 一 切 环 境 化 学 污 染 事 故 进 行 事 故 后 的 报 告 分 析 和 评 价, 对 于 将 来 预 防 类 似 事 故 的 发 生 或 发 生 后 的 处 理 处 置 措 施 提 供 极 为 重 要 的 参 考 资 料 可 提 供 的 信 息 包 括 污 染 物 的 名 称 性 质 ( 有 害 性 易 燃 性 爆 炸 性 等 处 理 处 置 方 法 急 救 措 施 及 解 毒 剂 等 事 故 发 生 后, 监 测 人 员 应 携 带 必 要 的 简 易 快 速 检 测 器 材 和 采 样 器 材 及 安 全 防 护 装 备 尽 快 赶 赴 现 场 根 据 事 故 现 场 的 具 体 情 况 立 即 布 点 采 样, 利 用 检 测 管 和 便 携 式 监 测 仪 器 等 快 速 检 测 手 段 鉴 别 鉴 定 污 染 物 的 种 类, 并 给 出 定 量 或 半 定 量 的 监 测 结 果 现 场 无 法 鉴 定 或 测 定 的 项 目 应 立 即 将 样 品 送 回 实 验 室 进 行 分 析 根 据 监 测 结 果, 确 定 污 染 程 度 和 可 能 污 染 的 范 围 并 提 出 处 理 处 置 建 议, 及 时 上 报 有 关 部 门 由 于 环 境 化 学 污 染 事 故 的 污 染 程 度 和 范 围 具 有 很 强 的 时 空 性, 所 以 对 污 染 物 的 监 测 必 须 从 静 态 到 动 态 从 地 区 性 到 区 域 性 乃 至 更 大 范 围 的 实 时 现 场 快 速 监 测, 以 了 解 当 时 当 地 的 环 境 污 染 状 况 与 程 度, 并 快 速 提 供 有 关 的 监 测 报 告 和 应 急 处 理 处 置 措 施 为 了 达 到 这 一 目 的 应 急 监 测 要 求 : 1. 现 场 监 测 要 求 立 刻 回 答 是 否 安 全 这 样 的 问 题, 所 以 分 析 方 法 应 快 速 分 析 结 果 直 观 易 判 断, 必 须 是 最 一 般 性 的 监 测 技 术,. 以 便 达 到 更 快 地 动 用 各 种 仪 器 设 备, 迅 速 有 效 地 进 行 较 全 面 的 现 场 应 急 监 测 的 目 的 2. 能 迅 速 判 断 污 染 物 种 类 浓 度 污 染 范 围, 所 以 分 析 方 法 最 好 具 有 快 速 扫 描 功 能, 并 具 有 较 好 的 灵 敏 度 准 确 度 和 再 现 性 3. 当 发 生 污 染 事 故 时, 环 境 样 品 可 能 很 复 杂 且 浓 度 分 布 极 不 均 匀 因 此, 分 析 方 法 的 选 择 性 及 抗 干 扰 能 力 要 好 4. 由 于 污 染 事 故 时 空 变 化 大, 所 以 要 求 监 测 器 材 要 轻 便 易 于 携 带, 采 样 与 分 析 方 法 应 满 足 随 时 随 地 均 可 测 试 的 现 场 监 测 要 求 5. 试 剂 用 量 少 稳 定 性 要 好 6. 不 需 采 用 特 殊 的 取 样 和 分 析 测 量 仪 器, 不 需 电 源 或 可 用 电 池 供 电 7. 测 量 器 具 最 好 是 一 次 性 使 用, 避 免 用 后 进 行 刷 洗 晾 干 收 存 等 处 理 工 作 8. 简 易 检 测 器 材 的 成 本 要 低 价 格 要 便 宜, 以 利 于 推 广 三 采 样 方 法 环 境 空 气 污 染 事 故 应 尽 可 能 在 事 故 发 生 地 就 近 采 样, 并 以 事 故 地 点 为 中 心, 根 据 事 故 261

270 发 生 地 的 地 理 特 点 风 向 及 其 他 自 然 条 件, 在 事 故 发 生 地 下 风 向 ( 污 染 物 漂 移 云 团 经 过 的 路 径 ) 影 响 区 域 掩 体 或 低 洼 地 等 位 置, 按 一 定 间 隔 的 圆 形 布 点 采 样, 并 根 据 污 染 物 的 特 性 在 不 同 高 度 采 样, 同 时 在 事 故 点 的 上 风 向 适 当 位 置 布 设 对 照 点 在 距 事 故 发 生 地 最 近 的 居 民 住 宅 区 或 其 他 敏 感 区 域 应 布 点 采 样 采 样 过 程 中 应 注 意 风 向 的 变 化, 及 时 调 整 采 样 点 位 置 利 用 检 气 管 快 速 监 测 污 染 物 的 种 类 和 浓 度 范 围, 现 场 确 定 采 样 流 量 和 采 样 时 间 采 样 时 应 同 时 记 录 气 温 气 压 风 向 和 风 速, 采 样 总 体 积 应 换 算 为 标 准 状 态 下 的 体 积 突 发 性 水 环 境 污 染 事 故 的 应 急 监 测 般 分 为 事 故 现 场 监 测 和 跟 踪 监 测 两 部 分, 其 采 样 原 则 如 下 : ( 一 ) 现 场 监 测 采 样 1. 现 场 监 测 的 采 样 一 般 以 事 故 发 生 地 点 及 其 附 近 为 主, 根 据 现 场 的 具 体 情 况 和 污 染 水 体 的 特 性 布 点 采 样 和 确 定 采 样 频 次 对 江 河 的 监 测 应 在 事 故 地 点 及 其 下 游 布 点 采 样, 同 时 要 在 事 故 发 生 地 点 上 游 采 对 照 样 对 湖 ( 库 ) 的 采 样 点 布 设 以 事 故 发 生 地 点 为 中 心, 按 水 流 方 向 在 一 定 间 隔 的 扇 形 或 园 形 布 点 采 样, 同 时 采 集 对 照 样 品 2. 事 故 发 生 地 点 要 设 立 明 显 标 志, 如 有 必 要 则 进 行 现 场 录 像 和 拍 照 3. 现 场 要 采 平 行 双 样, 一 份 供 现 场 快 速 测 定, 一 份 供 送 回 实 验 室 测 定 如 有 需 要, 同 时 采 集 污 染 地 点 的 底 质 样 品 ( 二 ) 跟 踪 监 测 采 样 污 染 物 质 进 入 水 体 后, 随 着 稀 释 扩 散 和 沉 降 作 用, 其 浓 度 会 逐 渐 降 低 为 掌 握 污 染 程 度 范 围 及 变 化 趋 势, 在 事 故 发 生 后, 往 往 要 进 行 连 续 的 跟 踪 监 测, 直 至 水 体 环 境 恢 复 正 常 1. 对 江 河 污 染 的 跟 踪 监 测 要 根 据 污 染 物 质 的 性 质 和 数 量 及 河 流 的 水 文 要 素 等, 沿 河 段 设 置 数 个 采 样 断 面, 并 在 采 样 点 设 立 明 显 标 志 采 样 频 次 根 据 事 故 程 度 确 定 2. 对 湖 ( 库 ) 污 染 的 跟 踪 监 测, 应 根 据 具 体 情 况 布 点, 但 在 出 水 口 和 饮 用 水 取 水 口 处 必 须 设 置 采 样 点 由 于 湖 ( 库 ) 的 水 体 较 稳 定, 要 考 虑 不 同 水 层 采 样 采 样 频 次 每 天 不 得 少 于 二 次 ( 三 ) 现 场 记 录 要 绘 制 事 故 现 场 的 位 置 图, 标 出 采 样 点 位, 记 录 发 生 时 间, 事 故 原 因, 事 故 持 续 时 间, 采 样 时 间, 以 及 水 体 感 观 性 描 述, 可 能 存 在 的 污 染 物, 采 样 人 员 等 事 项 四 主 要 应 急 监 测 分 析 技 术 由 于 事 故 的 突 发 性 和 复 杂 性, 当 我 国 颁 布 的 标 准 监 测 分 析 方 法 不 能 满 足 要 求 时, 可 等 效 采 用 ISO 美 国 EPA 或 日 本 JIS 的 相 关 方 法, 但 必 须 用 加 标 回 收 平 行 双 样 等 指 标 检 验 方 法 的 适 用 性 现 场 监 测 可 使 用 水 质 检 测 管 或 便 携 式 监 测 仪 器 等 快 速 检 测 手 段, 鉴 别 鉴 定 污 染 物 的 种 类 并 给 出 定 量 半 定 量 的 测 定 数 据 现 场 无 法 监 测 的 项 目 和 平 行 采 集 的 样 品, 应 尽 快 将 样 品 送 回 实 验 室 进 行 检 测 跟 踪 监 测 一 般 可 在 采 样 后 及 时 送 回 实 验 室 进 行 分 析 目 前 较 成 熟 的 简 易 现 场 监 测 分 析 技 术 主 要 有 : 1. 感 官 检 测 法 这 是 最 简 易 的 监 测 方 法 即 用 鼻 眼 口 皮 肤 等 人 体 器 官 感 触 被 检 物 质 的 存 在 如 氰 262

271 化 物 具 有 杏 仁 昧, 二 氧 化 硫 具 有 特 殊 的 刺 鼻 昧 等 但 这 种 方 法 直 接 伤 害 监 测 人 员, 而 且 很 多 化 学 物 质 是 无 色 无 味 的, 还 有 许 多 化 学 物 质 的 形 态 颜 色 相 同, 无 法 区 别, 所 以 这 只 能 是 一 种 权 宜 之 计, 单 靠 感 官 检 测 是 绝 对 不 够 的, 并 且 对 于 剧 毒 物 质 绝 不 能 用 感 官 方 法 检 测 2. 动 物 检 测 法 利 用 动 物 的 嗅 觉 或 敏 感 性 来 检 测 有 毒 有 害 化 学 物 质, 如 利 用 狗 的 嗅 觉 特 别 灵 敏, 利 用 有 些 鸟 类 对 有 毒 有 害 气 体 的 特 别 敏 感 来 检 测 有 毒 物 3. 试 纸 法 1 试 纸 法 试 纸 法 可 给 出 某 化 合 物 是 否 存 在 的 信 息, 以 及 是 否 超 过 某 一 浓 度 的 信 息, 它 的 测 量 范 围 为 1~10000mg/L 把 滤 纸 浸 泡 在 化 学 试 剂 中 后, 晾 干, 裁 成 长 条 方 块 等 形 状, 装 在 密 封 的 塑 料 袋 或 容 器 中, 如 ph 试 纸 使 用 时, 取 试 纸 条, 浸 入 被 测 溶 液 中, 过 一 定 时 间 后 取 出, 与 标 准 比 色 板 比 较 即 可 得 到 测 试 结 果 试 纸 的 缺 点 是 有 些 化 学 试 剂 在 纸 上 的 稳 定 性 较 差, 且 测 定 范 围 及 间 隔 较 粗, 主 要 用 于 高 浓 度 污 染 物 的 测 定 2 测 试 条 ( 棒 ) 用 于 半 定 量 测 定 离 子 及 其 他 化 合 物, 实 际 应 用 时 遵 循 浸 入 停 片 刻 读 数 程 序, 试 纸 的 显 色 依 赖 于 待 测 物 的 浓 度, 与 色 阶 比 较 即 可 得 到 待 测 物 的 浓 度 值 半 定 量 测 试 条 ( 棒 ) 的 测 量 范 围 为 0.6~3000mg/L 4. 侦 检 粉 或 侦 检 粉 笔 法 侦 检 粉 主 要 是 一 些 染 料, 如 用 石 英 粉 为 载 体, 加 入 德 国 汗 撤 黄 永 久 红 B 和 苏 丹 红 等 染 料 混 匀, 遇 芥 子 气 泄 漏 时 显 蓝 红 色 侦 检 粉 的 优 点 是 使 用 简 便 经 济 可 大 面 积 使 用, 缺 点 是 专 一 性 不 强 灵 敏 度 差 不 能 用 于 大 气 中 有 害 物 质 的 检 测 侦 检 粉 笔 是 一 种 将 试 剂 和 填 充 料 混 合 压 成 粉 笔 状 便 于 携 带 的 侦 检 器 材, 它 可 以 直 接 涂 在 物 质 表 面 或 削 成 粉 末 撒 在 物 质 表 面 进 行 检 测 如 用 氯 胺 T 和 硫 酸 钡 为 主 要 试 剂 制 成 的 侦 检 粉 笔 可 检 测 氯 化 氰, 划 痕 处 由 白 色 变 红 再 变 蓝, 灵 敏 度 达 侦 检 粉 笔 在 室 温 下 可 保 存 三 年 侦 检 粉 笔 由 于 其 表 面 积 较 小, 减 少 了 和 外 界 物 质 作 用 的 机 会, 通 常 比 试 纸 稳 定 性 好, 也 便 于 携 带 其 缺 点 是 反 应 不 专 一, 灵 敏 度 较 差 5. 侦 检 片 法 大 部 分 是 用 滤 纸 浸 泡 或 制 成 锭 剂 夹 在 透 明 的 薄 塑 料 片 中 密 封 制 成 检 测 时, 置 于 样 品 中, 然 后 观 察 颜 色 的 变 化 与 试 纸 相 似, 只 是 包 装 形 式 不 同, 稳 定 性 有 所 改 善 6. 检 测 管 法 包 括 检 测 试 管 法 直 接 检 测 管 法 ( 速 测 管 法 ) 和 吸 附 检 测 管 法 1 检 测 试 管 法 该 法 是 将 试 剂 封 在 毛 细 玻 璃 管 中, 再 将 其 组 装 在 一 支 聚 乙 软 塑 料 试 管 中, 试 管 口 用 一 带 微 孔 的 塞 子 塞 住 使 用 时 先 将 试 管 用 手 指 捏 扁, 排 出 管 中 空 气 插 入 水 样 中, 放 开 手 指 便 自 动 吸 入 水 样, 再 将 试 管 中 的 毛 细 试 剂 管 捏 碎, 数 分 钟 内 显 色, 与 标 准 色 板 比 较 以 确 定 污 染 物 的 浓 度 2 直 接 检 测 管 法 ( 速 测 管 法 ) 该 法 是 将 检 测 试 剂 置 于 一 支 细 玻 璃 管 中, 两 端 用 脱 脂 棉 或 玻 璃 棉 等 堵 塞, 再 将 两 端 熔 封 使 用 前 将 检 测 管 两 端 割 断, 浸 入 一 定 体 积 的 被 测 水 样 中, 利 用 毛 细 作 用 将 水 样 吸 人, 也 可 连 接 唧 筒 抽 入 水 样 或 空 气 样, 观 察 颜 色 的 变 化 或 比 较 颜 色 的 深 浅 和 长 度, 以 确 定 污 染 物 的 类 别 和 含 量 263

272 3 吸 附 检 测 管 法 该 法 是 将 一 支 细 玻 璃 管 的 前 端 置 吸 附 剂, 后 端 放 置 用 玻 璃 安 培 瓶 装 的 试 剂, 中 间 用 玻 璃 棉 等 惰 性 物 质 隔 开, 两 端 用 脱 脂 棉 或 玻 璃 棉 等 堵 塞, 再 将 两 端 熔 封 使 用 前 将 检 测 管 两 端 割 开, 用 唧 筒 抽 入 水 样 或 空 气 样 使 其 吸 附 在 吸 附 剂 上, 再 将 试 剂 安 培 瓶 破 碎, 让 试 剂 与 吸 附 剂 上 的 污 染 物 作 用, 观 察 吸 附 剂 的 颜 色 变 化, 与 标 准 色 板 比 较 以 确 定 污 染 物 的 浓 度 7. 化 学 比 色 法 该 法 是 简 易 监 测 分 析 中 常 用 方 法 之 一 比 色 法 利 用 化 学 反 应 显 色 原 理 进 行 分 析, 其 优 点 是 操 作 简 便 反 应 较 迅 速 反 应 结 果 都 能 产 生 颜 色 或 颜 色 变 化 便 于 目 视 或 利 用 便 携 式 分 光 光 度 计 进 行 定 量 测 定 由 于 器 材 简 单 监 测 成 本 低, 所 以 易 于 推 广 使 用 但 比 色 法 的 选 择 性 较 差, 灵 敏 度 有 一 定 的 限 制 8. 便 携 式 仪 器 分 析 法 这 是 近 年 来 发 展 最 快 的 领 域, 不 仅 包 括 用 于 专 项 测 定 的 袖 珍 式 检 测 器, 而 且 也 发 展 了 具 有 多 组 分 监 测 能 力 的 综 合 测 试 仪 器 通 过 针 对 常 规 光 度 计 光 谱 分 析 仪 器 电 化 学 分 析 仪 色 谱 分 析 仪 等 的 小 型 化, 已 出 现 了 多 种 多 样 的 适 于 现 场 快 速 监 测 分 析 的 便 携 式 仪 器 9. 免 疫 分 析 法 这 是 一 种 较 新 的 现 场 快 速 分 析 方 法 其 特 点 是 选 择 性 好 灵 敏 度 高, 目 前 已 用 于 农 药 残 留 而 引 起 的 环 境 化 学 污 染 事 故 的 现 场 分 析 五 应 急 监 测 报 告 根 据 现 场 情 况 和 监 测 结 果, 编 写 现 场 监 测 报 告 并 迅 速 上 报 有 关 单 位, 报 告 的 主 要 内 容 有 : 1. 事 故 发 生 的 时 间, 接 到 通 知 的 时 间, 到 达 现 场 监 测 时 间 ; 2. 事 故 发 生 的 具 体 位 置 ; 3. 监 测 实 施, 包 括 采 样 点 位 监 测 频 次 监 测 方 法 ; 4. 事 故 发 生 的 性 质 原 因 及 伤 亡 损 失 情 况 ; 5. 主 要 污 染 物 的 种 类 流 失 量 浓 度 及 影 响 范 围 ; 6. 简 要 说 明 污 染 物 的 有 害 特 性 及 处 理 处 置 建 议 ; 7. 附 现 场 示 意 图 及 录 像 或 照 片 ; 8. 应 急 监 测 单 位 及 负 责 人 盖 章 签 字 思 考 题 1. 什 么 叫 应 急 监 测? 主 要 包 括 哪 些 内 容? 2. 突 发 性 环 境 污 染 事 故 有 何 危 害? 3. 突 发 性 环 境 污 染 事 故 有 哪 些 类 型? 有 何 特 点? 4. 突 发 性 环 境 污 染 事 故 的 处 理 处 置 应 包 括 哪 些 主 要 内 容? 5. 应 急 监 测 有 哪 些 方 法? 6. 水 质 应 急 监 测 中, 在 事 故 现 场 怎 样 进 行 采 样? 7. 应 急 监 测 报 告 包 括 哪 些 主 要 内 容? 8. 应 急 监 测 有 何 要 求? 264

273 第 十 章 环 境 监 测 报 告 知 识 目 标 : 熟 悉 各 种 环 境 监 测 报 告 及 其 格 式 熟 悉 各 种 环 境 监 测 报 告 主 要 包 括 的 内 容 掌 握 环 境 监 测 报 告 的 编 写 原 则 能 力 目 标 : 能 够 编 写 各 种 环 境 监 测 报 告 环 境 监 测 报 告 是 环 境 监 测 成 果 的 主 要 表 达 方 式, 是 整 个 监 测 工 作 的 最 终 产 品, 其 质 量 优 劣 与 否, 其 完 成 及 时 与 否, 都 直 接 影 响 着 环 境 监 测 工 作 效 益 的 发 挥 监 测 部 门 应 十 分 重 视 报 告 管 理, 充 分 发 挥 监 测 工 作 效 益 第 一 节 环 境 监 测 报 告 的 种 类 环 境 监 测 报 告 分 为 数 据 型 和 文 字 型 两 种 ; 数 据 型 报 告 是 指 根 据 监 测 原 始 数 据 编 制 的 各 种 报 表 软 盘 等 ; 文 字 型 报 告 是 指 依 据 各 种 监 测 数 据 及 综 合 计 算 结 果 进 行 文 字 表 述 为 主 的 报 告 环 境 监 测 报 告 按 内 容 和 周 期 分 为 环 境 监 测 快 报 简 报 月 报 季 报 年 报 环 境 质 量 报 告 书 及 污 染 源 监 测 报 告 一 环 境 监 测 快 报 环 境 监 测 快 报 是 指 采 用 文 字 型 一 事 一 报 的 方 式, 报 告 重 大 污 染 事 故 突 发 性 污 染 事 故 和 对 环 境 造 成 重 大 影 响 的 自 然 灾 害 等 事 件 的 应 急 监 测 情 况, 以 及 在 环 境 质 量 监 测 污 染 源 监 测 过 程 中 发 现 的 异 常 情 况 及 其 原 因 分 析 和 对 策 建 议 环 境 监 测 快 报 由 地 方 各 级 环 境 保 护 局 负 责 组 织 编 写 并 报 出, 报 送 范 围 是 : 主 送 上 级 环 境 保 护 局 同 级 人 民 政 府 有 关 部 门, 同 时 直 接 以 传 送 计 算 机 文 本 方 式 上 报 国 家 环 境 保 护 局, 并 通 报 可 能 影 响 到 的 有 关 省 市 环 境 保 护 局 污 染 事 故 发 生 后 二 十 四 小 时 内 应 报 出 第 一 期 环 境 监 测 快 报, 并 应 在 污 染 事 故 影 响 期 间 内 连 续 编 制 各 期 快 报, 编 报 周 期 由 当 地 环 境 保 护 局 根 据 污 染 事 故 情 况 确 定 国 家 或 地 方 各 级 环 境 保 护 局 确 定 的 环 境 敏 感 地 区, 在 污 染 事 故 易 发 期 间, 地 方 各 级 环 境 监 测 站 应 在 定 期 组 织 开 展 有 关 环 境 监 测 工 作 的 基 础 上, 负 责 编 制 文 字 型 环 境 监 测 快 报, 并 在 每 次 监 测 任 务 完 成 后 五 日 内 将 本 次 监 测 快 报 报 到 同 级 环 境 保 护 局, 同 时 抄 报 上 一 级 环 境 保 护 局 和 中 国 环 境 监 测 总 站 中 国 环 境 监 测 总 站 在 接 到 地 方 监 测 快 报 五 日 内, 将 有 关 内 容 编 制 成 环 境 监 测 快 报 报 到 国 家 环 境 保 护 局 环 境 监 测 快 报 应 包 括 以 下 信 息 : ( 一 ) 报 告 名 称, 如 事 故 监 测 快 报 ; 265

274 ( 二 ) 监 测 机 构 名 称 和 地 址 ; ( 三 ) 报 告 的 唯 一 标 识 ( 如 编 号 ) 及 页 号 和 总 页 数 ; ( 四 ) 监 测 地 点 及 时 间 ; ( 五 ) 事 件 的 时 间 地 点 及 简 要 过 程 和 分 析 ; ( 六 ) 污 染 因 子 或 环 境 因 素 监 测 结 果 ; ( 七 ) 对 短 期 内 环 境 质 量 态 势 的 预 测 分 析 ; ( 八 ) 事 件 原 因 的 简 要 分 析 ; ( 九 ) 结 论 与 建 议 ; ( 十 ) 对 报 告 内 容 负 责 人 员 的 职 务 和 签 名 ; ( 十 一 ) 报 告 的 签 发 日 期 二 环 境 监 测 月 报 告 环 境 监 测 月 报 告 是 一 种 简 单 快 速 报 告 环 境 质 量 状 况 及 环 境 污 染 问 题 的 数 据 型 报 告 已 开 展 大 气 自 动 监 测 的 城 市 环 境 保 护 局 应 组 织 所 属 环 境 监 测 站 编 制 数 据 型 大 气 环 境 质 量 监 测 月 报, 并 于 次 月 五 日 前 报 到 中 国 环 境 监 测 总 站 中 国 环 境 监 测 总 站 负 责 汇 总 编 制 各 有 关 城 市 环 境 监 测 站 上 报 的 大 气 环 境 质 量 监 测 月 报, 于 每 月 十 五 日 前 报 到 国 家 环 境 保 护 局 环 境 监 测 月 报 告 应 包 括 以 下 信 息 : ( 一 ) 报 告 名 称, 如 环 境 质 量 监 测 月 报 告 环 境 污 染 监 测 月 报 告 ; ( 二 ) 报 告 编 制 单 位 名 称 和 地 址 ; ( 三 ) 报 告 的 唯 一 标 识 ( 如 序 号 ) 页 码 和 总 页 数 ; ( 四 ) 被 监 测 单 位 名 称 地 点 ; ( 五 ) 监 测 项 目 的 监 测 时 间 及 结 果 ; ( 六 ) 监 测 简 要 分 析, 包 括 : 1. 与 前 月 份 对 比 分 析 结 果 2. 当 月 主 要 问 题 及 原 因 分 析 3. 变 化 趋 势 预 测 4. 管 理 控 制 对 策 建 议 等 ( 七 ) 对 报 告 内 容 负 责 的 人 员 职 务 和 签 名 ; ( 八 ) 报 告 签 发 日 期 三 环 境 监 测 季 报 告 环 境 监 测 季 报 告 是 一 种 在 时 间 和 内 容 上 介 于 月 报 和 年 报 之 间 的 简 要 报 告 环 境 质 量 状 况 或 环 境 污 染 问 题 的 数 据 型 报 告 环 境 质 量 监 测 网 基 层 站 专 业 网 基 层 站 应 于 每 季 度 第 一 个 月 的 十 五 日 前 将 上 一 季 度 数 据 型 环 境 监 测 季 报 报 到 各 省 自 治 区 直 辖 市 环 境 监 测 站 各 省 自 治 区 直 辖 市 环 境 监 测 站 以 及 全 球 环 境 监 测 系 统 中 国 网 站 成 员 单 位 负 责 编 制 266

275 本 辖 区 环 境 监 测 数 据 型 季 报, 并 于 每 季 度 第 一 个 月 三 十 日 前 将 上 一 季 度 的 季 报 报 到 同 级 环 境 保 护 局 中 国 环 境 监 测 总 站 中 国 环 境 监 测 总 站 负 责 于 每 季 度 的 第 二 个 月 二 十 日 前 将 上 一 季 度 全 国 环 境 质 量 状 况 和 全 球 环 境 监 测 系 统 ( 中 国 站 ) 数 据 型 报 告 报 到 国 家 环 境 保 护 局 参 加 国 家 城 市 环 境 综 合 整 治 定 量 考 核 的 三 十 七 个 重 点 城 市 和 国 务 院 确 定 的 经 济 特 区 城 市 沿 海 开 放 城 市 及 重 点 旅 游 城 市 的 环 境 监 测 站, 应 于 每 季 度 第 一 个 月 十 五 日 前 将 上 一 季 度 的 数 据 型 环 境 监 测 季 报 报 到 中 国 环 境 监 测 总 站 中 国 环 境 监 测 总 站 应 于 每 一 季 度 的 第 一 个 月 底 前 编 制 完 成 上 一 季 度 全 国 重 点 城 市 环 境 质 量 文 字 型 季 报 并 报 到 国 家 环 境 保 护 局 各 流 域 环 境 监 测 网 络 成 员 单 位 应 于 每 年 的 二 月 底 五 月 底 和 九 月 底 前 分 别 将 当 年 枯 水 期 平 水 期 丰 水 期 的 数 据 型 监 测 季 报 报 到 组 长 或 副 组 长 单 位 近 岸 海 域 环 境 监 测 网 成 员 单 位 应 于 每 年 五 月 底 十 月 底 前 将 当 年 枯 水 期 丰 水 期 的 数 据 型 监 测 季 报 报 到 组 长 或 副 组 长 单 位 其 它 专 业 环 境 监 测 网 成 员 单 位 的 数 据 型 季 报 的 报 送 时 间 参 照 上 述 规 定 执 行 各 流 域 监 测 网 组 长 单 位 负 责 编 制 本 流 域 各 类 文 字 型 环 境 监 测 季 报 或 期 报, 并 于 三 月 底 六 月 底 十 月 底 前 分 别 将 当 年 枯 水 期 平 水 期 丰 水 期 监 测 期 报 报 到 网 络 领 导 小 组 成 员 单 位 和 中 国 环 境 监 测 总 站 近 岸 海 域 环 境 监 测 网 组 长 单 位 负 责 编 制 近 岸 海 域 文 字 型 环 境 监 测 期 报, 并 于 七 月 底 十 二 月 底 前 分 别 将 当 年 枯 水 期 丰 水 期 监 测 期 报 报 到 网 络 领 导 小 组 成 员 单 位 和 中 国 环 境 监 测 总 站 其 他 专 业 环 境 监 测 网 的 季 报 时 间 参 照 上 述 规 定 执 行 环 境 监 测 季 报 告 应 包 括 以 下 信 息 : ( 一 ) 报 告 名 称, 如 环 境 质 量 监 测 季 报 告 或 环 境 污 染 监 测 季 报 告 ; ( 二 ) 报 告 编 报 单 位 名 称 地 址 ; ( 三 ) 报 告 的 唯 一 标 识 ( 如 序 号 ) 页 码 和 总 页 数 ; ( 四 ) 各 监 测 点 情 况 ; ( 五 ) 监 测 技 术 规 范 执 行 情 况 ; ( 六 ) 监 测 数 据 情 况 ; ( 七 ) 被 监 测 单 位 名 称 地 址 ; ( 八 ) 各 环 境 要 素 和 污 染 因 子 的 监 测 频 率 时 间 及 结 果 ; ( 九 ) 单 要 素 环 境 质 量 评 价 及 结 果 ; ( 十 ) 本 季 度 主 要 问 题 及 原 因 简 要 分 析 ; ( 十 一 ) 环 境 质 量 变 化 趋 势 估 计 ; ( 十 二 ) 改 善 环 境 管 理 工 作 的 建 议 ; ( 十 三 ) 环 境 污 染 治 理 工 作 效 果 监 测 结 果 及 综 合 整 治 考 检 结 果 ; ( 十 四 ) 对 报 告 内 容 负 责 的 人 员 职 务 和 签 名 ; ( 十 五 ) 报 告 的 签 发 日 期 267

276 四 环 境 监 测 年 报 告 环 境 监 测 年 报 告 是 环 境 监 测 重 要 的 基 础 技 术 资 料, 是 环 境 监 测 机 构 重 要 的 监 测 成 果 之 一 环 境 质 量 年 报 属 数 据 型 报 告, 国 家 环 境 质 量 监 测 网 成 员 单 位 自 一 九 九 七 年 一 月 一 日 起, 正 式 开 始 实 行 微 机 有 线 联 网 ; 同 时 以 微 机 网 络 有 线 传 输 方 式, 逐 级 上 报 环 境 质 量 年 报 国 家 环 境 质 量 监 测 网 成 员 单 位 应 于 每 年 一 月 二 十 日 前 将 上 年 度 的 环 境 质 量 年 报 报 到 本 省 自 治 区 直 辖 市 环 境 监 测 中 心 站 专 业 网 成 员 单 位 应 于 每 年 一 月 二 十 日 前 将 本 单 位 年 报 报 到 网 络 组 长 单 位 各 省 自 治 区 直 辖 市 环 境 监 测 中 心 站 和 专 业 网 组 长 单 位, 应 于 每 年 二 月 二 十 日 之 前 将 本 地 区 本 专 业 网 年 报 报 到 中 国 环 境 监 测 总 站 环 境 监 测 年 报 告 应 包 括 以 下 信 息 : ( 一 ) 报 告 名 称, 如 环 境 质 量 监 测 年 报 告, 环 境 污 染 监 测 年 报 告 等 ; ( 二 ) 报 告 年 度 ; ( 三 ) 报 告 唯 一 标 识 页 码 和 总 页 数 ; ( 四 ) 环 境 监 测 工 作 概 况, 主 要 包 括 : 1. 基 本 情 况 : 监 测 站 人 员 构 成 统 计 表, 监 测 机 构 及 组 织 情 况 表, 监 测 站 仪 器 设 备 统 计 表 等 ; 2. 监 测 网 点 情 况 : 水 气 噪 声 等 各 环 境 要 素 质 量 监 测 网 点 情 况 表, 污 染 源 监 测 网 点 情 况 表 等 ; 3. 监 测 项 目 频 率 和 方 法 : 水 气 噪 声 各 环 境 要 素 监 测 项 目 频 率 和 方 法 统 计 表 ; 废 水 废 气 等 污 染 源 监 测 项 目 频 率 和 方 法 统 计 表 等 ; 4. 评 价 标 准 执 行 情 况 : 大 气 水 质 等 各 环 境 要 素 质 量 评 价 标 准 执 行 情 况 表 ; 污 染 源 评 价 标 准 执 行 情 况 表 等 ; 5. 数 据 处 理 以 及 实 验 室 质 量 控 制 活 动 情 况 等 ( 五 ) 监 测 结 果 统 计 图 表, 主 要 包 括 : 1. 大 气 水 质 噪 声 等 各 环 境 要 素 各 测 点 监 测 结 果 年 度 统 计 图 表 ; 2. 大 气 水 质 等 各 环 境 要 素 特 异 污 染 监 测 结 果 统 计 表 ; 3. 污 染 源 监 测 结 果 统 计 图 表 : 大 气 各 污 染 源 监 测 结 果 统 计 图 表 ; 各 种 废 水 污 染 塬 监 测 结 果 统 计 图 表 ; 其 他 污 染 源 监 测 结 果 统 计 图 表 ; 4. 主 要 治 理 设 施 效 果 监 测 情 况 统 计 图 表 ; 5. 其 他 环 境 监 测 结 果 情 况 统 计 图 表 等 ( 六 ) 环 境 监 测 相 关 情 况, 主 要 包 括 : 1. 环 境 条 件 情 况 : 环 境 气 象 条 件 统 计 表, 环 境 水 文 情 况 统 计 表, 其 他 环 境 条 件 统 计 表 ; 2. 社 会 经 济 情 况 : 监 测 区 域 面 积 人 口 密 度 统 计 表, 燃 料 等 能 源 资 源 消 耗 年 度 统 计 表, 车 辆 情 况 统 计 表, 其 他 社 会 环 境 情 况 统 计 表 等 ; 3. 年 度 环 境 监 测 大 事 记 : 重 大 环 境 保 护 活 动 记 事, 重 大 环 境 监 测 活 动 记 事, 重 大 污 染 事 故 统 计 表 等 ( 七 ) 当 年 环 境 质 量 或 环 境 污 染 情 况 分 析 评 价 : 268

277 1. 环 境 质 量 评 价 及 趋 势 分 析 ; 2. 环 境 污 染 评 价 及 趋 势 分 析 ; 3. 各 环 境 要 素 和 主 要 污 染 因 子 存 在 的 主 要 问 题 及 原 因 分 析 ; 4. 与 上 年 度 对 比 分 析 结 果 ; 5. 污 染 治 理 效 果 总 结 ; 6. 强 化 环 境 管 理 及 监 督 监 测 的 对 策 建 议 等 ( 八 ) 对 报 告 内 容 负 责 人 的 人 员 职 务 和 签 名 ; ( 九 ) 报 告 的 签 发 日 期 五 环 境 质 量 报 告 书 环 境 质 量 报 告 书 属 文 字 型 报 告 环 境 质 量 报 告 书 按 内 容 和 管 理 的 需 要, 分 年 度 环 境 质 量 报 告 书 和 五 年 环 境 质 量 报 告 书 两 种 为 了 提 高 环 境 质 量 报 告 书 的 及 时 性 和 针 对 性, 按 其 形 式 分 为 公 众 版 简 本 和 详 本 三 种 五 年 环 境 质 量 报 告 书 起 始 于 一 九 九 一 年, 五 年 环 境 质 量 报 告 书 只 编 详 本, 在 其 编 写 年 度 不 再 编 写 年 度 环 境 质 量 报 告 书 详 本 地 方 各 级 环 境 保 护 局 应 于 每 年 三 月 底 和 六 月 底 前, 组 织 所 属 环 境 监 测 站 完 成 上 一 年 度 环 境 质 量 报 告 书 简 本 和 详 本 的 编 制, 并 报 到 同 级 人 民 政 府 和 上 一 级 环 境 保 护 局 ; 五 月 底 完 成 环 境 质 量 报 告 书 公 众 版 各 环 境 监 测 专 业 网 组 长 单 位 应 于 每 年 五 月 底 前 完 成 上 年 度 流 域 ( 区 域 ) 近 岸 海 域 环 境 质 量 报 告 书, 并 报 到 网 络 领 导 小 组 各 成 员 单 位 和 中 国 环 境 监 测 总 站 中 国 环 境 监 测 总 站 应 分 别 于 每 年 三 月 底 五 月 底 六 月 底 之 前 编 写 完 成 上 年 度 全 国 环 境 质 量 报 告 书 的 简 本 公 众 版 和 详 本, 并 报 到 国 家 环 境 保 护 局 地 方 各 级 环 境 保 护 局 应 于 五 年 环 境 质 量 报 告 书 编 写 年 的 八 月 底 前, 将 五 年 环 境 质 量 报 告 书 报 到 同 级 人 民 政 府 和 上 一 级 环 境 保 护 局 ; 中 国 环 境 监 测 总 站 亦 应 于 八 月 底 前 将 全 国 五 年 环 境 质 量 报 告 书 报 到 国 家 环 境 保 护 局 环 境 质 量 报 告 书 应 包 括 以 下 信 息 : ( 一 ) 环 境 质 量 报 告 书 的 内 容 : 1. 概 况 ; 2. 环 境 监 测 工 作 开 展 情 况 ; 3. 污 染 源 监 测 情 况 综 述, 其 中 应 包 括 以 下 图 表 : (1) 污 染 源 及 环 境 监 测 情 况 汇 总 表 ; (2) 污 染 源 单 位 分 布 统 计 图 ; (3) 污 染 源 监 测 数 据 单 位 分 布 统 计 图 ; (4) 污 染 源 综 合 等 标 污 染 负 荷 单 位 类 别 分 布 图 ; (5) 污 染 源 分 布 地 域 图 ; (6) 重 点 地 区 污 染 源 分 布 情 况 图 ; (7) 污 染 源 综 合 等 标 污 染 负 荷 重 点 单 位 排 序 表 269

278 此 外, 还 应 说 明 本 年 度 监 测 情 况 与 上 年 度 相 比 的 变 化 以 及 本 年 度 监 测 污 染 源 的 覆 盖 面 占 本 单 位 所 有 污 染 源 的 比 例 等 4. 废 水 监 测 情 况, 除 文 字 说 明 外 还 应 包 括 以 下 图 表 : (1) 废 水 监 测 情 况 汇 总 表 ; (2) 废 水 监 测 情 况 分 类 汇 总 表 ; (3) 废 水 监 测 数 据 单 位 分 布 统 计 图 ; (4) 废 水 监 测 数 据 达 标 率 单 位 分 布 统 计 图 ; (5) 废 水 监 测 等 标 污 染 负 荷 废 水 类 型 分 布 统 计 图 ; (6) 废 水 监 测 等 标 污 染 负 荷 单 位 类 型 分 布 统 计 图 ; (7) 废 水 监 测 排 放 量 单 位 统 计 比 较 图 ; (8) 废 水 监 测 主 要 污 染 物 排 放 量 单 位 类 型 分 布 统 计 图 ; (9) 废 水 监 测 主 要 污 染 物 排 放 量 单 位 统 计 比 较 图 ; (10) 废 水 监 测 等 标 污 染 负 荷 重 点 排 放 单 位 排 序 表 ; (11) 废 水 监 测 主 要 污 染 物 重 点 排 放 单 位 排 序 表 ; (12) 废 水 治 理 设 施 配 置 及 运 转 率 单 位 类 别 分 布 统 计 图 ; (13) 废 水 治 理 设 施 配 置 及 运 转 率 废 气 类 别 分 布 统 计 图 ; (14) 废 水 受 控 污 染 物 去 除 量 分 布 统 计 图 5. 其 他 污 染 源 及 环 境 质 量 监 测 情 况 要 求 同 废 气 监 侧 情 况 ; 6. 综 合 结 论 及 建 议, 在 此 部 分, 应 根 据 环 境 监 测 工 作 开 展 情 况 及 监 测 结 果 对 本 单 位 一 年 来 的 污 染 环 境 状 况 和 监 测 工 作 开 展 情 况 作 出 总 结, 根 据 所 得 结 论 向 环 保 决 策 部 门 提 出 环 境 保 护 措 施 建 议 ( 二 ) 环 境 质 量 报 告 书 的 格 式 : 1. 必 须 在 报 告 书 封 面 或 首 页 加 盖 编 报 单 位 公 章 ; 2. 必 须 写 明 编 报 人 员 姓 名 审 核 人 员 姓 名 和 编 报 单 位 负 责 人 姓 名 3. 正 文 内 不 便 表 现 的 数 据 图 表, 应 作 为 附 件 附 在 正 文 后 六 污 染 源 监 测 报 告 地 方 各 级 环 境 监 测 站 负 责 核 实 认 可 各 排 污 单 位 申 报 的 排 污 状 况 数 据, 并 将 核 实 后 的 排 污 申 报 数 据 报 到 当 地 环 境 保 护 局 污 染 源 监 督 监 测 季 报 是 及 时 反 映 当 地 环 境 监 测 站 在 实 施 污 染 物 总 量 核 实 抽 检 治 理 设 施 验 收 与 运 行 效 果 检 查 等 各 类 污 染 源 监 督 监 测 基 本 情 况 的 文 字 型 报 告 各 市 级 环 境 监 测 站 负 责 于 每 季 度 第 一 个 月 十 日 前, 将 上 一 季 度 本 辖 区 污 染 源 监 督 监 测 情 况 季 报 报 到 同 级 环 境 保 护 局 及 省 级 环 境 监 测 站, 并 应 向 有 关 排 污 单 位 展 示 其 监 督 监 测 数 据 各 省 自 治 区 直 辖 市 环 境 监 测 站 负 责 于 每 季 度 第 一 个 月 底 前, 将 本 辖 区 上 一 季 度 污 染 源 排 污 在 前 三 十 位 的 企 业 监 督 监 测 数 据 及 基 本 情 况 汇 总 后, 报 到 同 级 环 境 保 护 局 和 中 国 环 境 监 测 总 站 270

279 中 国 环 境 监 测 总 站 负 责 于 每 季 度 第 二 个 月 十 五 日 前, 将 上 一 季 度 全 国 重 点 污 染 监 督 监 测 数 据 及 基 本 情 况 汇 总 后, 将 排 污 在 前 三 位 的 企 业 监 督 监 测 数 据 报 到 国 家 环 境 保 护 局 地 方 各 级 环 境 监 测 站 负 责 本 辖 区 内 重 点 污 染 源 的 监 测, 各 地 方 环 境 监 测 站 负 责 于 三 月 底 之 前 将 上 一 年 度 国 家 确 定 的 重 点 污 染 数 据 型 报 告 汇 总 编 制 完 成 ; 并 报 到 同 级 环 境 保 护 局 和 上 一 级 环 境 监 测 站 各 省 自 治 区 直 辖 市 环 境 中 心 站 负 责 于 当 年 四 月 底 之 前 将 本 辖 区 国 家 重 点 污 染 源 的 上 一 年 度 数 据 型 报 告 汇 总 后 报 到 中 国 环 境 监 测 总 站 各 专 业 网 成 员 单 位, 负 责 于 三 月 底 之 前 将 上 一 年 度 污 染 源 数 据 型 监 测 报 告 报 到 网 络 组 长 单 位 ; 网 络 组 长 单 位 于 四 月 十 日 前 负 责 编 制 完 成 上 年 度 本 网 络 所 监 测 范 围 内 污 染 源 排 污 状 况 文 字 型 报 告, 并 报 到 中 国 环 境 监 测 总 站 中 国 环 境 监 测 总 站 根 据 各 省 自 治 区 直 辖 市 环 境 监 测 站 和 各 流 域 近 岸 海 域 等 专 业 网 络 组 长 单 位 上 报 的 重 点 污 染 源 监 督 监 测 数 据, 于 六 月 底 之 前, 负 责 编 制 完 成 上 年 度 全 国 重 点 污 染 源 排 污 状 况 文 字 型 报 告 并 报 到 国 家 环 境 保 护 局 地 方 各 级 环 境 保 护 局 确 定 的 本 地 区 重 点 污 染 源 数 据 型 报 告 上 报 周 期 时 间 和 内 容, 可 由 地 方 各 级 环 境 保 护 局 根 据 环 境 管 理 的 需 要 另 行 规 定 地 方 各 级 环 境 保 护 局 负 责 组 织 编 写 本 辖 区 内 污 染 排 污 状 况 文 字 型 年 度 报 告, 并 于 六 月 底 前 将 上 年 报 告 报 到 同 级 人 民 政 府 和 上 一 级 环 境 保 护 局 第 二 节 环 境 监 测 报 告 编 写 原 则 各 类 环 境 监 测 报 告 都 是 环 境 管 理 决 策 的 重 要 依 据, 其 编 写 应 遵 循 如 下 原 则 : 一 准 确 性 原 则 各 类 监 测 报 告 首 先 是 要 给 人 们 提 供 一 个 确 切 的 环 境 质 量 信 息, 否 则 监 测 工 作 就 毫 无 意 义, 甚 至 造 成 严 重 后 果 同 时, 各 类 监 测 报 告 必 须 实 事 求 是, 准 确 可 靠, 数 据 详 实, 观 点 明 确 二 及 时 性 原 则 环 境 监 测 是 通 过 它 的 成 果 ( 各 类 监 测 报 告 ) 为 环 境 决 策 和 环 境 管 理 服 务, 这 种 服 务 必 须 即 时 有 效, 否 则 就 可 能 贻 误 战 机, 使 监 测 工 作 失 去 生 命 力 因 此, 必 须 建 立 和 实 行 切 实 可 行 的 报 告 制 度, 运 用 先 进 的 技 术 手 段 ( 如 电 子 计 算 机 ), 建 立 专 门 的 综 合 分 析 机 构, 选 用 得 力 的 技 术 人 员, 切 实 保 证 报 告 的 时 效 性 三 科 学 性 原 则 监 测 报 告 的 编 制 决 不 仅 仅 是 简 单 的 数 据 资 料 汇 总, 必 须 有 运 用 科 学 的 理 论 方 法 和 手 段 提 示 阐 释 监 测 结 果 及 环 境 质 量 变 化 规 律, 为 环 境 管 理 提 供 科 学 依 据 271

280 四 可 比 性 原 则 监 测 报 告 的 表 述 应 统 一 规 范, 内 容 格 式 等 应 遵 守 统 一 的 技 术 规 定, 评 价 标 准 指 标 范 围 和 精 度 应 相 对 统 一 稳 定, 结 论 应 有 时 间 的 连 续 性, 成 果 的 表 达 形 式 应 具 有 时 间 空 间 的 可 比 性, 便 于 汇 总 和 对 比 分 析 五 社 会 性 原 则 监 测 报 告 尤 其 是 监 测 结 果 的 表 达, 要 使 读 者 易 于 理 解, 容 易 被 社 会 各 界 很 快 接 受 和 利 用, 使 其 在 各 个 领 域 中 尽 快 发 挥 作 用 第 三 节 监 测 报 告 实 例 一 环 境 监 测 快 报 环 境 监 测 快 报 的 参 考 格 式 如 表 10-1 所 示 二 环 境 监 测 月 季 年 报 环 境 监 测 月 季 年 报, 由 一 系 列 监 测 基 础 表 和 汇 总 表 构 成, 并 可 视 情 况 附 上 简 要 文 字 说 明 其 汇 总 表 可 根 据 上 级 要 求 和 管 理 需 要 设 计 制 定 表 10-2 至 表 10-3 是 环 境 污 染 监 测 单 位 基 础 表 的 参 考 格 式 ( 废 气 固 废 噪 声 辐 射 监 测 情 况 略 ) 272

281 表 10-1 环 境 监 测 快 报 第 页 共 页 快 报 类 型 : 第 期 填 报 单 位 : 填 表 报 间 : 年 月 日 编 报 事 由 监 测 结 果 分 析 结 论 填 报 者 : 审 核 者 : 负 责 人 : 273

282 表 10-2 排 污 单 位 基 本 情 况 单 位 代 码 环 保 机 构 名 称 耗 煤 量 /t 单 位 名 称 主 管 部 门 其 中 : 燃 料 煤 /t 单 位 类 别 供 水 方 式 原 料 煤 /t 单 位 地 址 燃 煤 产 地 耗 油 量 /t 邮 政 编 码 煤 含 硫 量 /% 全 国 ( 年 度 ) 规 模 基 地 面 积 m 2 地 域 性 质 绿 化 面 积 /m 2 评 选 先 进 情 况 全 军 ( 年 度 ) 省 市 ( 年 度 ) 口 长 江 口 太 湖 口 二 氧 化 硫 控 制 区 交 排 污 费 / 元 备 注 口 黄 河 口 巢 湖 口 酸 雨 控 制 区 污 染 罚 款 / 元 口 淮 河 口 滇 池 口 渤 海 湾 地 区 污 染 赔 款 / 元 口 海 河 口 北 京 市 耗 电 量 /kw 口 辽 河 口 一 般 地 区 耗 水 量 /t 功 能 类 别 其 中 : 生 活 用 水 /t 建 厂 时 间 生 产 用 水 /t 经 济 类 型 新 鲜 用 水 /t 主 要 产 品 重 复 用 水 /t 人 员 总 数 耗 气 量 /m 3 填 报 单 位 填 报 时 间 填 报 人 负 责 人 274

283 表 10-3 废 水 监 测 情 况 废 水 类 型 排 污 单 位 名 称 季 / 年 度 监 测 点 位 监 测 污 染 因 子 最 低 充 许 最 高 充 许 平 均 监 测 污 染 源 名 称 名 称 频 次 名 称 浓 度 浓 度 浓 度 污 染 源 性 质 介 质 排 放 方 式 介 质 排 放 去 向 介 质 季 / 年 排 放 量 /t 治 理 设 施 名 称 治 理 设 施 设 备 价 值 / 元 治 理 设 施 应 运 行 时 间 /h d -1 治 理 设 施 实 际 运 行 时 间 /h d -1 标 志 污 染 物 名 称 标 志 污 染 物 进 口 浓 度 /mg L -1 标 志 污 染 物 出 口 浓 度 /mg L -1 季 / 年 处 理 量 /t 处 理 达 标 量 /t 季 / 年 度 治 理 设 施 运 行 费 用 / 元 治 理 情 况 治 理 年 度 投 资 情 况 历 元 其 中 : 总 部 投 资 自 筹 监 测 单 位 监 测 时 间 填 报 人 审 核 负 责 人 总 控 指 标 275

284 思 考 题 1. 环 境 监 测 报 告 有 哪 几 种? 2. 环 境 监 测 报 告 书 有 哪 些 主 要 类 型? 3. 环 境 监 测 年 报 包 括 哪 些 基 本 内 容? 4. 环 境 质 量 报 告 书 包 括 哪 些 主 要 内 容? 5. 环 境 质 量 报 告 书 的 格 式 有 何 要 求? 6. 环 境 监 测 报 告 的 编 写 有 何 原 则? 7. 为 什 么 说 环 境 监 测 报 告 应 具 有 及 时 性? 276

285 参 考 文 献 [1] 梁 红. 环 境 监 测. 武 汉 : 武 汉 理 工 大 学 出 版 社,2003 [2] 张 俊 秀. 环 境 监 测. 北 京 : 中 国 轻 工 业 出 版 社,2003 [3] 奚 旦 立, 刘 秀 英 等. 环 境 监 测. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2004 [4] 孙 宝 盛, 单 金 林. 环 境 分 析 监 测 理 论 与 技 术. 天 津 : 天 津 大 学 出 版 社,2004 [5] 王 英 健, 杨 永 红. 环 境 监 测. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2004 [6] 马 玉 琴. 环 境 监 测. 武 汉. 武 汉 工 业 大 学 出 版 社,2000 [7] 王 英 健, 杨 永 红 主 编. 环 境 监 测. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社,2004 [8] 吴 忠 标 主 编. 环 境 监 测. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社,2003 [9] 陈 玲, 赵 建 夫 主 编. 环 境 监 测. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社,2003 [10] 姚 运 先 主 编. 水 环 境 监 测. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社,2005 [11] 国 家 环 保 局 编. 水 和 废 水 监 测 分 析 方 法 ( 第 四 版 ). 北 京 : 中 国 环 境 科 学 出 版 社,2002 [12] 张 国 泰 主 编. 环 境 保 护 概 论. 北 京 : 中 国 环 境 科 学 出 版 社,1999 [13] 吴 邦 灿, 齐 文 启 编 著. 环 境 监 测 管 理 学. 北 京 : 中 国 环 境 科 学 出 版 社,2004 [14] 李 青 山, 李 怡 庭 编 著. 水 环 境 监 测 实 用 手 册. 北 京 : 中 国 水 利 水 电 出 版 社,2003 [15] 李 绍 英, 曾 述 柏, 于 令 弟 编 著. 环 境 污 染 与 监 测. 哈 尔 滨 : 哈 尔 滨 工 程 大 学 出 版 社,1995 [16] 唐 森 本 主 编. 污 染 源 监 测. 北 京 : 中 国 环 境 科 学 出 版 社,1993 [17] 魏 复 盛 等 编 著. 水 和 废 水 监 测 分 析 方 法 指 南 ( 上 中 下 册 ). 北 京 : 中 国 环 境 科 学 出 版 社,1997 [18] 张 邦 俊, 翟 国 庆. 环 境 噪 声 学. 杭 州 : 浙 江 大 学 出 版 社,2001. [19] 洪 宗 辉, 潘 仲 麟. 环 境 噪 声 控 制 工 程. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2002. [20] 刘 惠 玲. 环 境 噪 声 控 制. 哈 尔 滨 : 哈 尔 滨 工 业 大 学 出 版 社,2002. [21] 高 红 武, 噪 声 控 制 工 程. 武 汉 理 工 大 学 出 版 社,2003 [22] 岳 桂 华, 付 翠 彦 主 编. 环 境 监 测. 大 连 : 大 连 理 工 大 学 出 版 社,