环境监测

2020年11月24日，该课程被中华人民共和国教育部认定为“首批国家级一流本科课程”。 2100433B

课程负责人：李海华

授课教师：杨小丽、苏彩丽、应一梅、房晓红

第一章绪论1

第一节环境监测的目的与任务1

一、环境监测的目的1

二、环境监测的任务1

第二节环境监测的分类与特点1

一、环境监测的分类1

二、环境监测的特点2

第三节环境监测的程序、原则和要求3

一、环境监测的程序3

二、环境监测的原则3

三、环境监测的要求4

第四节环境监测技术及发展4

一、常用的环境监测技术4

二、环境监测技术的发展5

阅读材料环境监测与环境分析6

第五节中国环境保护标准简介6

一、环境保护标准的作用6

二、环境保护标准的体系和管理体制7

三、环境保护标准的分类7

习题9

第二章环境监测质量保证10

第一节环境监测实验室基础10

一、实验室用水10

二、试剂与试液11

三、仪器设备12

四、实验室环境条件14

第二节环境监测实验室质量保证15

一、基本概念15

二、离群值的取舍17

三、线性相关和回归分析17

四、实验室内质量控制22

五、实验室间质量控制25

第三节监测方法的质量保证25

一、标准分析方法25

二、实验室间的协作试验26

第四节环境标准物质27

一、环境标准物质及其作用27

二、环境标准物质的分类27

习题29

第三章水质和水污染源监测31

第一节概述31

一、水体和水体污染31

二、水质指标和水质监测31

三、水质监测的分类和目的31

第二节监测方案的制订32

一、地表水监测方案的制订32

二、地下水监测方案的制订35

三、近岸海域水质监测方案的制订37

四、水污染源监测方案的制订38

阅读材料洪水期与退水期水质监测41

第三节水样的采集、运输、保存和预处理41

一、水样类型和质量控制样品41

二、地表水水样的采集42

三、地下水水样的采集46

四、近岸海域水样的采集46

阅读材料FNansen 的北极科学考察48

五、污水水样的采集和排污总量监测49

阅读材料WS700型自动采样器和WS750

型自动采样器50

六、水样的运输50

七、水样的保存51

八、水样的预处理51

第四节一般指标的测定54

一、水温54

二、pH56

阅读材料常用pH计简介57

三、电导率58

四、溶解氧58

阅读材料溶解氧测定仪简介59

五、浊度60

阅读材料便携式多参数水质测定仪61

六、色度61

七、臭62

八、透明度63

阅读材料塞氏盘的历史64

九、悬浮物64

十、溶解性总固体65

第五节金属污染物的测定65

一、汞66

二、镉68

三、铅68

四、铜69

五、锌69

六、铬70

七、其他金属71

第六节非金属无机物的测定71

一、氟化物71

二、硫化物72

三、氰化物73

四、氨氮76

五、亚硝酸盐氮77

六、硝酸盐氮78

七、总氮79

八、总磷80

九、含砷化合物81

十、氯化物82

十一、硫酸盐83

第七节有机化合物综合指标的测定84

一、化学需氧量84

阅读材料H45600型COD分析仪简介87

二、高锰酸盐指数87

三、生化需氧量88

阅读材料OxiTop系列呼吸式BOD分析仪简介91

四、总需氧量92

五、总有机碳92

第八节特定有机化合物的测定93

一、酚类93

二、石油类94

三、苯胺类95

四、硝基苯类96

五、阴离子表面活性剂97

六、其他特定有机化合物98

第九节底质监测98

一、底质样品的采集99

阅读材料几种常见的底泥采样器100

二、底质样品的处理101

三、底质样品的分析102

第十节水质连续自动监测102

一、水质自动监测系统102

二、水质自动监测站103

阅读材料国家地表水环境监测网109

第十一节水污染生物监测110

一、生物群落法110

二、细菌学检验法111

三、生物测试法112

第十二节水环境污染事故应急监测113

一、突发性水环境污染事故的分类113

二、应急监测的特点和原则113

三、应急监测的任务和要求114

四、应急监测采样114

五、应急监测报告内容114

阅读材料突发性环境污染事故应急响应系统115

阅读材料水质污染监测船116

习题117

第四章空气质量和空气污染源监测119

第一节概述119

一、空气污染、空气污染物和空气污染源119

二、空气污染指数和空气质量指数120

三、空气和废气监测分类和技术路线122

第二节环境空气质量监测方案的制订122

一、环境空气质量监测网点设置与监

测目的123

二、调查及资料收集124

三、环境空气质量监测项目124

四、采样点布设方法124

五、采样时间和采样频率125

第三节环境空气样品的采集126

一、采样方法126

二、采样仪器129

三、采样效率和评价方法132

第四节环境空气中气态污染物的测定133

一、二氧化硫133

二、二氧化氮134

三、一氧化碳135

四、臭氧136

五、硫酸盐化速率137

六、总烃及非甲烷烃138

第五节环境空气中颗粒污染物的测定138

一、总悬浮颗粒物（TSP）138

二、PM10和PM25140

三、自然降尘141

四、铅143

五、氟化物143

六、苯并[a]芘144

七、二英类化合物144

阅读材料二英和POPs146

第六节环境空气质量自动监测147

一、环境空气质量自动监测系统147

二、监测子站147

阅读材料差分吸收光谱环境空气质量监测系统152

阅读材料国家空气质量监测网153

第七节室内环境空气质量监测154

一、布点和采样154

二、监测项目与分析方法154

第八节大气酸沉降监测157

一、湿沉降监测157

二、干沉降监测158

第九节固定污染源监测159

一、采样点的布设160

二、排气参数的测定161

三、排气中水分含量的测定163

四、排气中颗粒物的测定165

五、排气中气态污染物的测定168

六、烟气排放连续监测173

七、监测结果表示及计算177

第十节移动污染源监测178

一、概述178

二、我国轻型汽车污染物排放限值及测量方法180

阅读材料便携式汽车排气分析仪182

阅读材料汽车排气遥感监测系统183

第十一节空气污染生物监测184

一、指示植物监测及受害症状184

二、监测方法185

第十二节突发性空气污染事故应急监测185

一、应急监测布点原则186

二、应急监测方法186

阅读材料空气污染监测车187

习题188

第五章土壤质量监测190

第一节概述190

一、土壤组成190

二、土壤污染191

三、土壤监测的类别及目的192

四、我国土壤监测技术路线及监测项目193

第二节土壤样品的采集193

一、采样准备193

二、区域环境背景土壤采样194

三、农田土壤采样195

四、建设项目土壤环境评价监测采样196

五、污染事故监测土壤采样197

第三节土壤样品的制备、保存和预处理198

一、土壤样品的制备198

二、土壤样品的保存198

三、土壤样品的预处理198

阅读材料弗兰兹里特冯索氏199

第四节土壤污染物的测定200

一、土壤水分含量测定201

二、土壤中铜、锌的测定201

三、土壤中铅、镉的测定201

四、六六六和滴滴涕的测定201

五、有机磷农药的测定202

习题203

第六章固体废物监测204

第一节概述204

一、固体废物的种类204

二、固体废物监测技术路线和内容204

第二节固体废物样品的采集和制备205

一、样品采集205

二、样品的制备和保存206

第四节生活垃圾特性和渗沥水分析210

一、生活垃圾特性分析210

二、渗沥水分析211

习题211

第七章生物污染监测212

第一节概述212

一、生物污染的途径212

二、污染物在生物体内的分布212

三、污染物在生物体内的转移、积累与

排泄213

第二节生物样品的采集、制备和预处理214

一、植物样品的采集和制备214

二、动物样品的采集和制备215

三、生物样品的预处理216

第三节生物样品中污染物的测定218

一、作物中苯并[a]芘的测定218

二、食品中氟的测定219

阅读材料蕾切尔·卡逊和《寂静的春天》219

习题221

第八章噪声监测222

第一节概述222

一、噪声的分类222

二、噪声的物理量222

三、噪声的叠加和相减224

第二节噪声评价量225

一、计权声级225

二、等效连续声级和累计百分声级225

三、昼间等效声级、夜间等效声级、昼夜

等效声级226

四、噪声污染级226

第三节噪声监测仪器226

一、声级计226

二、声级频谱仪227

三、噪声统计分析仪227

阅读材料AWA 6218B型噪声统计分析仪228

第四节噪声监测228

一、我国噪声监测技术路线228

二、环境噪声测量要求228

三、城市区域环境噪声监测229

四、城市交通噪声监测230

五、工业企业噪声监测231

习题231附录269

附录一实验室常用酸碱的相对密度、质量分数和物质的量浓度269

附录二实验室常用基准物质的干燥温度和干燥时间269

附录三常见化合物的相对分子质量269

参考文献272 2100433B

绪言1

0.1 环境监测的目的和分类1

0.1.1 环境监测的概念1

0.1.2 环境监测的目的1

0.1.3 环境监测的分类1

0.2 环境标准2

0.2.1 环境标准的分类和分级2

0.2.2 环境标准简介3

0.2.3 环境标准的网络查阅6

0.3 环境监测学习指南6

0.3.1 环境监测内容6

0.3.2 环境监测学习要求7

思考与练习8

1 大气和废气监测9

1.1 概述9

1.1.1 大气及其组成9

1.1.2 大气污染源11

1.1.3 大气中的主要污染物11

1.2 大气污染物样品的采集12

1.2.1 环境空气中污染物采样12

1.2.2 污染源中大气污染物的采集22

1.3 颗粒物样品的采集和测定24

1.3.1 总悬浮颗粒物(TSP)的测定24

1.3.2 大气飘尘浓度的测定25

1.4 大气污染物的测定26

1.4.1 氮氧化物的测定26

1.4.2 二氧化硫的测定29

1.4.3 一氧化碳的测定33

1.4.4 飘尘中苯并[a]芘的测定35

1.4.5 总烃的测定37

1.4.6 臭氧的测定38

1.4.7 氟化物的测定41

1.4.8 铅的测定43

1.5 固定污染源排气中颗粒物的测定与气态污染物的采样方法45

1.5.1 固定污染源基本参数测定45

1.5.2 排气中水分含量的测定48

1.5.3 排气中CO、CO2、O2等气体成分的测定50

1.5.4 排气中颗粒物的测定51

1.5.5 烟尘中气态污染物的采样方法52

1.6 室内环境空气质量与监测52

1.6.1 室内环境污染国内、外情况概述52

1.6.2 室内环境污染所造成的危害53

1.6.3 室内环境污染的主要来源53

1.6.4 室内空气质量标准(GB/T 18883—2002)54

1.6.5 室内空气中甲醛的测定方法(气相色谱法)54

1.6.6 室内空气中氨的测定方法(光离子化气相色谱法)57

1.6.7 室内空气中苯、甲苯、二甲苯的测定方法(毛细管气相色谱法)58

1.6.8 室内空气中氡的测定(气球法)60

1.6.9 室内空气中总挥发性有机物的测定方法(气相色谱法)62

本章小结65

思考与练习65

2 水和废水监测66

2.1 概述66

2.1.1 水的循环和分布66

2.1.2 水体污染67

2.1.3 水质监测的目的和对象67

2.2 水样的采集和保存72

2.2.1 采样布点72

2.2.2 水样的采集75

2.2.3 样品的保存79

2.3 水的物理性质的监测82

2.3.1 水温监测82

2.3.2 色度的测定84

2.3.3 浊度的测定87

2.3.4 悬浮物的测定(重量法)89

2.3.5 pH值的测定(玻璃电极法)90

2.4 水中无机物的测定92

2.4.1 金属化合物的测定92

2.4.2 非金属元素无机物的测定103

2.5 有机化合物的测定128

2.5.1 化学需氧量的测定128

2.5.2 五日生化需氧量(BOD5)的测定130

2.5.3 石油类和动植物油的测定134

2.5.4 挥发酚的测定137

2.5.5 水质微型生物群落监测——PFU法139

2.5.6 持久性有机污染物(POPs)的监测——挥发性卤代烃的测定143

本章小结146

思考与练习146

3 土壤污染监测与固体废物监测148

3.1 土壤污染的来源及危害148

3.1.1 土壤污染源及污染物148

3.1.2 土壤污染的特点及类型150

3.1.3 土壤污染对环境的危害151

3.2 土壤样品的采集制备和预处理151

3.2.1 土壤样品的采集和制备151

3.2.2 样品的预处理方法154

3.3 土壤污染物的测定155

3.3.1 重金属污染物的测定155

3.3.2 非金属及其化合物的测定156

3.4 固体废物的监测160

3.4.1 固体废物的来源160

3.4.2 固体废物样品的采集、制备和保存162

3.4.3 固体废物中水分含量的测定164

3.4.4 固体废物pH值的测定165

3.4.5 固体废物遇水反应性试验165

3.4.6 固体废物渗漏模拟试验166

3.4.7 急性毒性的初筛试验167

3.4.8 生活垃圾的特性测定167

本章小结168

思考与练习169

4 生物污染监测171

4.1 生物体受污染的途径171

4.1.1 表面附着171

4.1.2 吸收171

4.1.3 微生物浓缩172

4.2 污染物在生物体内的转变、积累和排泄173

4.2.1 污染物在生物体内的转变173

4.2.2 污染物在生物体内的迁移过程175

4.3 生物样品的采集、预处理和制备177

4.3.1 植物样品的采集178

4.3.2 动物样品的采集179

4.3.3 生物样品的预处理181

4.3.4 生物待检样品的制备182

4.4 生物监测的方法185

4.4.1 光谱分析法185

4.4.2 色谱分析法185

4.4.3 酶法分析185

4.4.4 空气中有机磷农药对硫磷(1605)含量的酶法分析187

本章小结190

思考与练习190

5 噪声监测191

5.1 噪声的来源191

5.1.1 噪声的定义191

5.1.2 噪声的来源191

5.1.3 噪声的特征192

5.2 噪声物理特性和物理量度193

5.2.1 噪声物理特性193

5.2.2 噪声的物理量度194

5.3 环境噪声评价199

5.3.1 主观评价199

5.3.2 声级评价200

5.4 噪声的测量202

5.4.1 噪声测量仪器202

5.4.2 噪声测量要点205

5.4.3 噪声监测技能训练206

5.5 噪声标准213

本章小结213

思考与练习214

6 其他污染监测216

6.1 环境放射性污染监测216

6.1.1 放射性污染的来源216

6.1.2 放射性污染度量单位217

6.1.3 放射性核素在环境中的分布219

6.1.4 放射性污染的危害220

6.1.5 放射性污染监测对象及内容221

6.1.6 放射性监测实验室及监测仪器221

6.1.7 放射性监测的方法224

6.1.8 放射性污染的处理方法228

6.2 电磁辐射污染监测229

6.2.1 电磁辐射污染的来源229

6.2.2 电磁辐射污染的传播229

6.2.3 电磁辐射污染的危害229

6.2.4 电磁辐射污染监测仪器及方法230

6.2.5 电磁辐射污染防护措施233

本章小结234

思考与练习234

7 现代环境监测技术235

7.1 自动监测系统235

7.1.1 大气污染连续自动监测系统236

7.1.2 水污染连续自动监测系统240

7.2 环境遥感监测246

7.2.1 大气污染遥感监测247

7.2.2 水污染遥感监测247

7.2.3 3S技术在环境监测中的应用247

7.3 现场和在线仪器监测248

本章小结249

思考与练习249

附录250

附录1 环境空气质量标准250

附录2 地表水环境质量标准(GB 3838—2002)252

附录3 污水综合排放标准252

参考文献255 2100433B

第1章绪论1

11环境监测的目的、内容与类型1

111环境监测1

112环境监测目的1

113环境监测类型2

114环境监测的原则与特点2

12环境标准3

13环境监测体系与监测内容4

131环境监测体系4

132环境监测站监测内容与基本设备配置5

14环境监测结果的表示方法7

思考题与习题8

第2章水环境监测9

21水污染监测的概述9

211水污染9

212水质监测10

213水质监测分析方法10

22水质监测方案的制定11

221水质监测方案设计思路11

222地表水采样布点方案12

223地下水采样布点方案13

224水污染源采样布点方案13

23水样的采集和保存14

231水样类型14

232水样采集14

233水样保存15

234水样预处理17

24水质物理性质监测18

241水温18

242色度、浊度、透明度18

243残渣19

244矿化度与电导率19

245酸碱度与pH值19

25金属污染物监测20

251原子吸收法（AAS）20

252分光光度法（SP）20

253冷原子吸收法测定汞21

254其他金属化合物测定方法23

26非金属污染物监测23

261氰化物23

262氟化物24

263硫化物26

264氯化物27

27营养盐——氮、磷化合物监测28

271含氮化合物28

272含磷化合物30

28有机污染物监测31

281挥发酚31

282油类污染物32

283痕量有机物32

29有机污染物综合指标测定35

291溶解氧（DO）35

292化学需氧量（COD）36

293生化需氧量（BOD）37

294总需氧量（TOD）与总有机碳（TOC）38

295有机污染综合指标的比较38

思考题与习题40

第3章空气和废气监测42

31空气污染基本知识42

311大气、空气和空气污染42

312空气污染源42

313空气中的污染物及其存在状态43

314空气污染物的时空分布特点43

315空气中污染物浓度表示方法与气体体积换算43

32空气污染监测方案的制订44

321调研及相关资料收集44

322监测项目的确定44

323监测站(点)的布设45

324采样频率和采样时间46

33空气样品的采集方法和采样仪器47

331直接采样法47

332富集（浓缩）采样法48

333空气采样系统50

334采样效率51

34气态和蒸气态污染物质的测定52

341二氧化硫的测定52

342氮氧化物的测定53

343一氧化碳的测定55

344臭氧57

345氟化物的测定57

346硫酸盐化速率测定58

347汞的测定58

348总烃的测定59

349挥发性有机物(VOCs)和

甲醛的测定60

35颗粒物的测定61

351降尘量的测定61

352总悬浮颗粒物(TSP)的测定61

36降水监测63

361采样点的布设63

362样品的采集63

363降水组分的测定64

37污染源监测65

371固定污染源的监测65

372流动污染源监测68

思考题与习题68

第4章噪声监测70

41噪声污染70

411声波、声音与噪声70

412噪声分类71

413噪声污染71

42声音强度的度量和计算71

421声音强度71

422声音度量72

423噪声叠加72

43噪声评价74

431噪声主观评价74

432声级评价76

433噪声频谱77

44噪声测量78

441噪声监测仪器78

442噪声监测方法79

45噪声标准81

思考题与习题81

第5章土壤与固体废物监测83

51土壤污染监测83

511土壤的基本组成、分类及其污染83

512土壤背景值及土壤质量标准85

513土壤监测方案的制定85

514土壤样品的采集、制备与保存88

515土壤样品的预处理90

516土壤污染物的测定92

52固体废物监测94

521固体废物概述94

522固体废物样品的采集和制备95

523危险废物有害特性的监测99

524生活垃圾的监测100

525有害物质的毒理学试验101

思考题与习题103

第6章生物与生态监测104

61概述104

611生物监测104

612生态监测107

613监测与评价108

62水污染的生物监测109

621生物群落监测方法109

622生物测试法110

623细菌学检验法111

63大气污染生物监测111

631利用植物监测112

632利用微生物监测113

64土壤污染的生物监测113

641土壤污染的类型113

642污染土壤的生物监测114

65生物污染监测114

651生物样品的采集与制备115

652生物样品的预处理116

653生物样品中污染物的测定118

66生态监测119

661生态监测的类型及内容119

662陆生和水生生态系统的监测指标120

663生态监测方法121

67生物与生态监测的发展121

思考题与习题122

第7章环境放射性监测124

71基础知识124

711放射性124

712照射量和剂量127

72环境中的放射性128

721放射性污染的特点128

722环境中放射性的来源129

723放射性核素在环境中的分布130

724放射性污染的危害131

73放射性防护标准133

731我国《放射防护规定》中的部分标准133

732其他国家和机构发布的有关环境放射性标准134

74放射性测量实验室和检测仪器135

741放射性测量实验室135

742放射性检测仪器136

75放射性监测139

751监测对象及内容139

752放射性探测器的类型和原理140

753放射性监测方法140

思考题与习题144

第8章环境监测质量保证145

81质量保证的意义和内容145

82实验室认可和计量认证145

821实验室认可145

822实验室计量认证146

823实验室计量认证与实验室认可的区别146

83环境监测实验室基本条件146

831实验用水147

832试剂与试液147

833实验室的环境条件148

834实验室管理148

84监测数据的统计处理149

841数据的误差和偏差149

842数据的总体、样本和平均数151

843数据的正态分布151

85监测数据的修约与取舍152

851数据修约152

852可疑数据取舍153

86监测结果的表达与检验155

861监测结果的表达方式155

862均数置信区间和“t”值155

863测量结果的统计检验158

87数据的相关性和线性回归158

871相关性和直线回归方程158

872相关系数及其检验160

88实验室质量保证160

881分析检测结果的评价160

882实验室内质量控制162

89实验室间质量控制164

891实验室质量考核164

892实验室误差测验165

810标准分析方法和分析方法标准化166

8101标准分析方法166

8102监测实验室间的协作试验167

811环境标准物质167

8111环境标准物质及其分类167

8112标准物质的制备和定值169

812环境监测管理170

8121环境监测管理的内容和原则170

8122监测的档案文件管理171

813质量保证检查单和环境质量图171

8131质量保证检查单171

8132环境质量图172

思考题与习题177

第9章自动监测与遥测遥感技术179

91空气污染连续自动监测系统179

911系统的组成及功能179

912子站布设及监测项目180

913监测分析方法180

914二氧化硫自动监测仪180

915氮氧化物监测仪182

916一氧化碳监测仪183

917可吸入颗粒物（PM10、飘尘）监测仪184

92水体污染连续自动监测系统185

921水体污染连续自动监测系统的组成185

922子站布设及监测项目185

923水体污染连续自动监测仪器186

93水质污染监测船190

94遥感监测技术190

941摄影遥感技术190

942红外扫描遥测技术191

943相关光谱遥测技术192

944激光雷达遥测技术193

95用3S技术研究全球环境问题194

96现场应急监测及其监测发展194

961现场应急监测194

962监测发展195

思考题与习题195实验197

实验一大气中总悬浮颗粒物的测定197

实验二大气中氮氧化物的测定198

实验三大气中二氧化硫的测定200

实验四室内空气中甲醛的测定203

实验五环境噪声与交通噪声监测207

实验六水的色度和浊度的测定208

实验七天然水中高锰酸盐指数的测定210

实验八水中化学需氧量的测定212

实验九水中溶解氧与生物需氧量的测定215

实验十废水中挥发酚的测定218

实验十一水中氨氮的测定222

实验十二水中铬离子的测定224

实验十三水中铜、锌的测定226

参考文献228 2100433B