第九章 环境监测与环境质量评价 第一节 环境监测 一、环境监测的意义和作用 （一）环境监测的目的意义 环境监测（environmental monitoring）是为了特定目的，按照预先设计的时 间和空间，用可以比较的环境信息和资料收集的方法，对一种或多种环境要素或 指标进行间断或连续地观察、测定、分析其变化及对环境影响的过程。 环境污染虽然自古就有，但环境科学作为一门学科只是在 20 世纪．60 年代才发 展起来，最初影响较大的环境污染事件主要是由于化学污染物所造成，因此，对 环境样品进行化学分析以确定其组成和含量的科学 环境分析化学就产生了。由 于环境污染物通常处于痕量级，基体复杂，流动性、变异性大，对分析的灵敏度、 准确度、分辨率和分析精度等提出了很高要求。所以，环境分析化学实际上是分 析化学的发展，同时也是环境化学的分支学科。 环境科学的发展首先要求判断环境质量，或判断环境是否已被污染破坏及其污染 破坏的程度。由于环境中各种污染物之间、污染物与其他物质以及其他因素之间 存在着相加或拮抗作用，所似，仅对单个污染物短时间的取样分析是不够的，必 须取得代表环境质量的各种数据。即需要得到各种污染因素在一定范围内的时、 空分布数据，才能对环境质量作出确切的评价。这项任务单靠环境分析化学一种 方法是难以完成的，必须和先进的物理或物理化学及生物的各种方法相结合才能 完成。 判断环境质量，从监测手段上来看，有对环境样品组分、污染物分析测试的化学 监测方法；有对环境中热、声、光、电磁、振动、放射性等物理量和状态测定的 物理监测方法，以及利用生态系统中生物的群落、种群变化、畸形变种、受害症 状等生物对环境污染所发生的各种信息，作为判断环境污染状况的环境生物监测 方法。目前，环境监测以化学监测和物理监测为主要手段，但由于生物长期生活 在自然环境中，它不仅可以反映多种因子污染的综合效应，也能反映环境污染的 历史状况，即长期的积累效应。生物监测可以完成化学监测和物理监测不可能完 成的工作，是环境监测的重要组成部分。 从环境监测的过程来说，它应包括：现场调查 布点 样品采集 样品运送、保存 及处理 分析测试 数据处理 质量保证与综合评价等一系列过程。即首先根据监 测目的要求，进行监测范围内现场调查；根据监测目的要求和现场调查资料，研 究确定监测项目、采样点的数目和具体位置，调配采样人员和运输车辆；在确定 的采样时间和频率内采集样品并及时送往实验室；按规定的分析方法进行样品分
第九章 环境监测与环境质量评价 第一节 环境监测 一、环境监测的意义和作用 （一）环境监测的目的意义 环境监测（environmental monitoring）是为了特定目的，按照预先设计的时 间和空间，用可以比较的环境信息和资料收集的方法，对一种或多种环境要素或 指标进行间断或连续地观察、测定、分析其变化及对环境影响的过程。 环境污染虽然自古就有，但环境科学作为一门学科只是在 20 世纪．60 年代才发 展起来，最初影响较大的环境污染事件主要是由于化学污染物所造成，因此，对 环境样品进行化学分析以确定其组成和含量的科学 环境分析化学就产生了。由 于环境污染物通常处于痕量级，基体复杂，流动性、变异性大，对分析的灵敏度、 准确度、分辨率和分析精度等提出了很高要求。所以，环境分析化学实际上是分 析化学的发展，同时也是环境化学的分支学科。 环境科学的发展首先要求判断环境质量，或判断环境是否已被污染破坏及其污染 破坏的程度。由于环境中各种污染物之间、污染物与其他物质以及其他因素之间 存在着相加或拮抗作用，所似，仅对单个污染物短时间的取样分析是不够的，必 须取得代表环境质量的各种数据。即需要得到各种污染因素在一定范围内的时、 空分布数据，才能对环境质量作出确切的评价。这项任务单靠环境分析化学一种 方法是难以完成的，必须和先进的物理或物理化学及生物的各种方法相结合才能 完成。 判断环境质量，从监测手段上来看，有对环境样品组分、污染物分析测试的化学 监测方法；有对环境中热、声、光、电磁、振动、放射性等物理量和状态测定的 物理监测方法，以及利用生态系统中生物的群落、种群变化、畸形变种、受害症 状等生物对环境污染所发生的各种信息，作为判断环境污染状况的环境生物监测 方法。目前，环境监测以化学监测和物理监测为主要手段，但由于生物长期生活 在自然环境中，它不仅可以反映多种因子污染的综合效应，也能反映环境污染的 历史状况，即长期的积累效应。生物监测可以完成化学监测和物理监测不可能完 成的工作，是环境监测的重要组成部分。 从环境监测的过程来说，它应包括：现场调查 布点 样品采集 样品运送、保存 及处理 分析测试 数据处理 质量保证与综合评价等一系列过程。即首先根据监 测目的要求，进行监测范围内现场调查；根据监测目的要求和现场调查资料，研 究确定监测项目、采样点的数目和具体位置，调配采样人员和运输车辆；在确定 的采样时间和频率内采集样品并及时送往实验室；按规定的分析方法进行样品分
析；将分析数据进行处理和统计检验，并依据规定的有关标准进行综合评价，写 出监测报告。环境监测由多个环节组成，只有把各个环节都做好了，才能获得代 表环境质量的各种标志的数据，才能反映真实的环境质量。相反，无论哪一个环 节出现问题，都不可能取得代表环境质量的正确数据。环境监测数据的准确性、 精密性、完整性、代表性和可比性，取决于环境监测过程中最薄弱的环节。在不 能保证各个环节都做好的前提下，过分强调某一环节的作用是毫无意义的。 从当今信息技术的发展来看，环境监测是环境信息的捕获 传递 解析 综合的过 程。只有对环境信息的解析和综合，才能揭示环境监测的内涵，直接为环境管理、 环境保护服务。 （二）环境监测在环境保护中的作用 环境是一个极其复杂的综合体系。人们只有获取大量的定量化的环境信息，了解 污染物的产生过程和原因，掌握污染物的数量和变化规律，才能制定切实可行的 污染防治规划和环境保护目标，完善以污染物控制为主要内容的各类控制标准、 规章制度，使环境管理逐步实现从定性管理向定量管理、单向治理向综合整治、 浓度控制向总量控制转变。而这些定量化的环境信息，只有通过环境监测才能得 到。离开环境监测，环境保护将是盲目的，加强环境管理也将是一句空话。 二、环境监测的目的、任务和分类 环境监测是开展环境管理和环境科学研究的基础，是制定环境保护法规的重要依 据，是搞好环保工作的中心环节。 （一）环境监测的目的 ⒈ 评价环境质量，预测环境质量变化趋势。 (1)提供环境质量现状数据，判断是否符合国家制定的环境质量标准。 (2)掌握环境污染物的时空分布特点，追踪污染途径，寻找污染源，预测污染的 发展动向。 (3)评价污染治理的实际效果。 ⒉ 为制定环境法规、标准、环境规划、环境污染综合防治对策提供科学依据。 (1)积累大量的不同地区的污染数据，依据科学技术和经济水平，制定切实可行 的环境保护法规和标准
析；将分析数据进行处理和统计检验，并依据规定的有关标准进行综合评价，写 出监测报告。环境监测由多个环节组成，只有把各个环节都做好了，才能获得代 表环境质量的各种标志的数据，才能反映真实的环境质量。相反，无论哪一个环 节出现问题，都不可能取得代表环境质量的正确数据。环境监测数据的准确性、 精密性、完整性、代表性和可比性，取决于环境监测过程中最薄弱的环节。在不 能保证各个环节都做好的前提下，过分强调某一环节的作用是毫无意义的。 从当今信息技术的发展来看，环境监测是环境信息的捕获 传递 解析 综合的过 程。只有对环境信息的解析和综合，才能揭示环境监测的内涵，直接为环境管理、 环境保护服务。 （二）环境监测在环境保护中的作用 环境是一个极其复杂的综合体系。人们只有获取大量的定量化的环境信息，了解 污染物的产生过程和原因，掌握污染物的数量和变化规律，才能制定切实可行的 污染防治规划和环境保护目标，完善以污染物控制为主要内容的各类控制标准、 规章制度，使环境管理逐步实现从定性管理向定量管理、单向治理向综合整治、 浓度控制向总量控制转变。而这些定量化的环境信息，只有通过环境监测才能得 到。离开环境监测，环境保护将是盲目的，加强环境管理也将是一句空话。 二、环境监测的目的、任务和分类 环境监测是开展环境管理和环境科学研究的基础，是制定环境保护法规的重要依 据，是搞好环保工作的中心环节。 （一）环境监测的目的 ⒈ 评价环境质量，预测环境质量变化趋势。 (1)提供环境质量现状数据，判断是否符合国家制定的环境质量标准。 (2)掌握环境污染物的时空分布特点，追踪污染途径，寻找污染源，预测污染的 发展动向。 (3)评价污染治理的实际效果。 ⒉ 为制定环境法规、标准、环境规划、环境污染综合防治对策提供科学依据。 (1)积累大量的不同地区的污染数据，依据科学技术和经济水平，制定切实可行 的环境保护法规和标准
(2)根据监测数据，预测污染的发展趋势，为作出正确的决策、制定环境规划提 供可靠的资料。 (3)为环境质量评价提供准确数据。 ⒊ 收集环境本底值及其变化趋势数据，积累长期监测资料，为保护人类健康和 合理使用自然资源，以及为确切掌握环境容量提供科学依据。 ⒋ 揭示新的环境问题，确定新的污染因素，为环境科学研究提供方向。 （二) 环境监测的任务 ⒈ 评价环境质量，预测、预报环境质量发展趋势。 ⒉ 加强污染源监测，揭示污染危害，探明污染程度和趋势，进行环境监控管理， 实现环境监测新突破。 ⒊ 积累各类环境数据，掌握环境容量，为实现环境污染总量控制及实施目标管 理提供依据。 ⒋ 及时分析处理监测数据和资料，建立监测数据及污染源分类技术档案，为制 订及执行环保法规、标准及环境污染防治对策提供科学依据。 （三) 环境监测的分类 环境监测按其目的和性质可分为三类监测。 ⒈ 监视性监测(常规监测或例行监测) 监视性监测指监测环境中巳知污染因素的现状和变化趋势，确定环境质量，评价 控制措施的效果，判断环境标准实施的情况和改善环境取得的进展。其中包括污 染源控制排放监测和污染趋势监测。 ⒉ 事故性监测(特例监测或应急监测) 事故性监测指发生事故性污染时确定污染程度、危及范围，以便采取有效措施降 低和消除危害。这类监测期限短，随着事故完结而结束，常采用流动监测、空中 监测或遥感等手段。 ⒊ 研究性监测
(2)根据监测数据，预测污染的发展趋势，为作出正确的决策、制定环境规划提 供可靠的资料。 (3)为环境质量评价提供准确数据。 ⒊ 收集环境本底值及其变化趋势数据，积累长期监测资料，为保护人类健康和 合理使用自然资源，以及为确切掌握环境容量提供科学依据。 ⒋ 揭示新的环境问题，确定新的污染因素，为环境科学研究提供方向。 （二) 环境监测的任务 ⒈ 评价环境质量，预测、预报环境质量发展趋势。 ⒉ 加强污染源监测，揭示污染危害，探明污染程度和趋势，进行环境监控管理， 实现环境监测新突破。 ⒊ 积累各类环境数据，掌握环境容量，为实现环境污染总量控制及实施目标管 理提供依据。 ⒋ 及时分析处理监测数据和资料，建立监测数据及污染源分类技术档案，为制 订及执行环保法规、标准及环境污染防治对策提供科学依据。 （三) 环境监测的分类 环境监测按其目的和性质可分为三类监测。 ⒈ 监视性监测(常规监测或例行监测) 监视性监测指监测环境中巳知污染因素的现状和变化趋势，确定环境质量，评价 控制措施的效果，判断环境标准实施的情况和改善环境取得的进展。其中包括污 染源控制排放监测和污染趋势监测。 ⒉ 事故性监测(特例监测或应急监测) 事故性监测指发生事故性污染时确定污染程度、危及范围，以便采取有效措施降 低和消除危害。这类监测期限短，随着事故完结而结束，常采用流动监测、空中 监测或遥感等手段。 ⒊ 研究性监测
对某一特定环境，研究确定污染因素从污染源到受体的迁移转化的趋势和规律。 当监测结果表明存在环境问题时，还必须确定污染因素对人体、生物体和各种物 质的危害程度。研究性监测周期长，监测范围广。 为了便于工作的开展，一般按监测对象的不同，环境监测又可分为水质污染监测、 大气污染监测、土壤污染监测、生物污染监测、固体废物污染监测及能量污染监 测等。按污染物或污染因素的性质不同，可分为化学毒物监测、卫生(包括病原 体、病毒、寄生虫及霉菌毒素等污染)监测、热污染监测、噪声和振动污染监测、 光污染监测、电磁辐射污染监测、放射性污染监测和富营养化监测等。 （四) 环境监测的原则 在环境监测中，由于影响环境质量的因素繁多(仅水中有害物质就有近千种)，并 受人力、监测手段、经济等方面条件的限制，不可能包罗万象地监测，应根据需 要和可能进行选择监测，并要坚持以下原则。 1．树立“环境监测要符合国情”的指导原则 随着经济的发展、科学技术的进步，在环境科学中对影响环境质量因素涉及的范 围及其定量化的要求也愈来愈高。这将更加依赖于环境监测。加强环境监测方法 及仪器设备的研究，使监测方法和仪器设备更加现代化，使监测结果更加及时、 准确、可靠是促进环境科学发展的需要，也是环境监测人员的愿望。但由于我国 经济总体来说还比较落后，而且各地区的经济发展也不平衡，所以，应根据不同 的监测目的，结合自己的实际情况，建立合理的环境监测指标体系，进行费用。 效益分析，在满足环境监测要求的前提下，确定监测技术路线和技术装备，建立 准确可靠、经济实用的环境监测方案。 2．全面规划、合理布局的原则 环境问题的复杂性决定了环境监测的多样性。监测结果是环境监测中布点采样、 样品的运输、保存、分析测试及数据处理等多个环节的综合体现，其准确可靠程 度取决于环境监测中最为薄弱的环节。所以应分别不同情况，全面规划、合理布 局，采用不同的技术路线，综合把握优化布点、严格保存样品、准确分析测试等 环节，实现最优环境监测。 3．优先监测原则
对某一特定环境，研究确定污染因素从污染源到受体的迁移转化的趋势和规律。 当监测结果表明存在环境问题时，还必须确定污染因素对人体、生物体和各种物 质的危害程度。研究性监测周期长，监测范围广。 为了便于工作的开展，一般按监测对象的不同，环境监测又可分为水质污染监测、 大气污染监测、土壤污染监测、生物污染监测、固体废物污染监测及能量污染监 测等。按污染物或污染因素的性质不同，可分为化学毒物监测、卫生(包括病原 体、病毒、寄生虫及霉菌毒素等污染)监测、热污染监测、噪声和振动污染监测、 光污染监测、电磁辐射污染监测、放射性污染监测和富营养化监测等。 （四) 环境监测的原则 在环境监测中，由于影响环境质量的因素繁多(仅水中有害物质就有近千种)，并 受人力、监测手段、经济等方面条件的限制，不可能包罗万象地监测，应根据需 要和可能进行选择监测，并要坚持以下原则。 1．树立“环境监测要符合国情”的指导原则 随着经济的发展、科学技术的进步，在环境科学中对影响环境质量因素涉及的范 围及其定量化的要求也愈来愈高。这将更加依赖于环境监测。加强环境监测方法 及仪器设备的研究，使监测方法和仪器设备更加现代化，使监测结果更加及时、 准确、可靠是促进环境科学发展的需要，也是环境监测人员的愿望。但由于我国 经济总体来说还比较落后，而且各地区的经济发展也不平衡，所以，应根据不同 的监测目的，结合自己的实际情况，建立合理的环境监测指标体系，进行费用。 效益分析，在满足环境监测要求的前提下，确定监测技术路线和技术装备，建立 准确可靠、经济实用的环境监测方案。 2．全面规划、合理布局的原则 环境问题的复杂性决定了环境监测的多样性。监测结果是环境监测中布点采样、 样品的运输、保存、分析测试及数据处理等多个环节的综合体现，其准确可靠程 度取决于环境监测中最为薄弱的环节。所以应分别不同情况，全面规划、合理布 局，采用不同的技术路线，综合把握优化布点、严格保存样品、准确分析测试等 环节，实现最优环境监测。 3．优先监测原则
由于影响环境质量的因素繁多，因此，实际工作时应按情况对那些危害大、出现 频率高的污染物实行优先监测的原则。优先监测污染物包括：①对环境影响大的 污染物；②已有可靠的监测方法并能获得准确数据的污染物；③已有环境标准或 其他依据的污染物；④在环境中的含量已接近或超过规定的标准浓度，污染趋势 还在上升的污染物；⑤环境样品有代表性的污染物。 3. 环境污染监测分析方法及选择 （一） 环境污染的特点 ⒈ 污染物的时间分布 在大气污染监测中，常会遇到在不同的时间里同一污染源对同一地点所造成的污 染物的地面浓度可相差数倍或数十倍。这是由于污染源的排放规律和气象条件随 生产过程的特点以及季节和昼夜的不同而不同，因此，同一污染源对同一地点所 造成的地面浓度就随时间的不同而异。 在水质污染监测中，污染物的浓度同样也受污染源的排放情况和时间变化的影 响，随水体丰水期、枯水期以及潮汛的变化而变化。 ⒉ 污染物的空间分布 污染物排放到环境中后，随水流和空气运动而被扩散稀释。不同污染物的稳定性 和扩散速度与污染物性质及其所处地理位置有关。因此，不同地理位置上污染物 的浓度分布是不相同的。 污染物在水体中的浓度随污染物的扩散能力和水流运动而变化。一般相对分子质 量小、溶解性好、不易分解；不易被有机或无机颗粒吸附的污染物输送到较远的 地方。反之，则很快发生变化或被颗粒吸附而沉入河底，从而在水中浓度随着距 污染源的距离增大而迅速降低或消失。 大气污染中，一个点源(如烟囱)或线源(如交通干线)排放的污染物，形成一个较 小的污染气团，它受气象条件和环境条件影响，在距污染源不同距离和高度上， 污染物浓度分布产生较大的变化。 环境污染物的时间和空间分布是环境污染的重要特征之一，因此在环境监测工作 中，不但要考虑污染物浓度随时间不同而有不同的分布外，还要注意其在空间上 的分布差别。这是选择采样点、采样时间和采样频率的主要依据，是获得有代表 性监测数据的基础，对环境质量的正确表达具有重大意义。 ⒊ 环境污染与含量的关系 环境污染物种类繁多，其含量差别很大，有的可高达常量范围，有的可低至微量、 痕量甚至更低的水平。但有害物质对环境引起危害的量及其无害的自然本底值之 间存在一界限，放射性和电磁辐射及噪声的强度也有同样的情况，这一界限值称 为阈值。阈值越小的污染物对环境危害就越大。对阈值的研究是判断环境污染程 度的重要依据，也是制订环境标准的科学依据。 ⒋ 污染因素的综合效应 环境是一个复杂体系，由单一污染物对环境作用的结果很少，往往是多种污染因 素联合作用的结果，必须考虑各种因素的综合效应。从传统毒理学观点看，多种 污染物同时对人体或生物体的影响有以下几种情况
由于影响环境质量的因素繁多，因此，实际工作时应按情况对那些危害大、出现 频率高的污染物实行优先监测的原则。优先监测污染物包括：①对环境影响大的 污染物；②已有可靠的监测方法并能获得准确数据的污染物；③已有环境标准或 其他依据的污染物；④在环境中的含量已接近或超过规定的标准浓度，污染趋势 还在上升的污染物；⑤环境样品有代表性的污染物。 3. 环境污染监测分析方法及选择 （一） 环境污染的特点 ⒈ 污染物的时间分布 在大气污染监测中，常会遇到在不同的时间里同一污染源对同一地点所造成的污 染物的地面浓度可相差数倍或数十倍。这是由于污染源的排放规律和气象条件随 生产过程的特点以及季节和昼夜的不同而不同，因此，同一污染源对同一地点所 造成的地面浓度就随时间的不同而异。 在水质污染监测中，污染物的浓度同样也受污染源的排放情况和时间变化的影 响，随水体丰水期、枯水期以及潮汛的变化而变化。 ⒉ 污染物的空间分布 污染物排放到环境中后，随水流和空气运动而被扩散稀释。不同污染物的稳定性 和扩散速度与污染物性质及其所处地理位置有关。因此，不同地理位置上污染物 的浓度分布是不相同的。 污染物在水体中的浓度随污染物的扩散能力和水流运动而变化。一般相对分子质 量小、溶解性好、不易分解；不易被有机或无机颗粒吸附的污染物输送到较远的 地方。反之，则很快发生变化或被颗粒吸附而沉入河底，从而在水中浓度随着距 污染源的距离增大而迅速降低或消失。 大气污染中，一个点源(如烟囱)或线源(如交通干线)排放的污染物，形成一个较 小的污染气团，它受气象条件和环境条件影响，在距污染源不同距离和高度上， 污染物浓度分布产生较大的变化。 环境污染物的时间和空间分布是环境污染的重要特征之一，因此在环境监测工作 中，不但要考虑污染物浓度随时间不同而有不同的分布外，还要注意其在空间上 的分布差别。这是选择采样点、采样时间和采样频率的主要依据，是获得有代表 性监测数据的基础，对环境质量的正确表达具有重大意义。 ⒊ 环境污染与含量的关系 环境污染物种类繁多，其含量差别很大，有的可高达常量范围，有的可低至微量、 痕量甚至更低的水平。但有害物质对环境引起危害的量及其无害的自然本底值之 间存在一界限，放射性和电磁辐射及噪声的强度也有同样的情况，这一界限值称 为阈值。阈值越小的污染物对环境危害就越大。对阈值的研究是判断环境污染程 度的重要依据，也是制订环境标准的科学依据。 ⒋ 污染因素的综合效应 环境是一个复杂体系，由单一污染物对环境作用的结果很少，往往是多种污染因 素联合作用的结果，必须考虑各种因素的综合效应。从传统毒理学观点看，多种 污染物同时对人体或生物体的影响有以下几种情况