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污染物監(jiān)測

來源：泰然健康網時間：2024年12月01日 09:47

污染物監(jiān)測是指運用物理、化學、生物等現(xiàn)代科學技術方法，間斷地或連續(xù)地對環(huán)境化學污染物及物理和生物污染等因素進行現(xiàn)場的監(jiān)測和測定，并作出正確的環(huán)境質量評價。

隨著工業(yè)和科學的發(fā)展，污染物監(jiān)測的內容也由工業(yè)污染源的監(jiān)測，逐步發(fā)展到對大環(huán)境污染物的監(jiān)測。對環(huán)境污染物的監(jiān)測往往不只是測定其成分和含量，而且需要進行形態(tài)、結構和分布規(guī)律的監(jiān)測。對物理污染因素(如噪聲、振動、熱、光、電磁輻射和放射性等)和生物污染因素，也應進行監(jiān)測。只有這樣，才能全面地、確切地說明環(huán)境污染對人群、生物的生存和生態(tài)平衡的影響程度，從而作出正確的環(huán)境質量評價。 [1]

污染物監(jiān)測是測定環(huán)境中污染物代表值的過程。代表值的測定，受多種因素的影響。由于污染物本身的狀態(tài)、價態(tài)變化大，分析時干擾因素多，污染物的含量甚微等特點，因此除對測定點的選擇，監(jiān)測項目的選定、采樣時間、采樣方法、分析方法及數(shù)據處理等問題都需要認真對待外，還應對環(huán)境污染物的分析技術提出更高的要求。但是為保證污染物監(jiān)測工作順利進行，得到準確的分析結果，還應遵循以下原則：

⑴優(yōu)先污染物

科技進步、工業(yè)發(fā)展使世界上化學品的數(shù)量已達幾千萬種之多，而且每年以一萬多種的速度增加，而進入環(huán)境的化學品已達10萬種以上。人們不可能也沒必要對每一種化學品都進行監(jiān)測，只能有重點地、針對性地對部分污染物進行監(jiān)測和控制。這就需要對眾多有毒污染物進行分級排隊，從中篩選出潛在危害性大，在環(huán)境中出現(xiàn)頻率高的污染物作為監(jiān)測和控制對象。經過優(yōu)先選擇的污染物稱為環(huán)境優(yōu)先污染物，簡稱優(yōu)先污染物。

優(yōu)先污染物是指難以降解、在環(huán)境中有一定殘留水平、出現(xiàn)頻率較高、具有生物積累性、毒性較大以及現(xiàn)代已有檢出方法的化學品。對優(yōu)先污染物進行的監(jiān)測稱為優(yōu)先監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測應遵循“優(yōu)先污染，優(yōu)先監(jiān)測”的原則。美國是最早開展優(yōu)先監(jiān)測的國家，20世紀70年代中期就規(guī)定了水和污水中129種優(yōu)先監(jiān)測污染物，其后又提出了43種空氣優(yōu)先監(jiān)測污染物。中國環(huán)境優(yōu)先監(jiān)測研究也已完成并提出了“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”。

⑵優(yōu)先監(jiān)測

對優(yōu)先污染物進行的監(jiān)測稱為優(yōu)先監(jiān)測，環(huán)境監(jiān)測應遵循優(yōu)先監(jiān)測的原則。優(yōu)先監(jiān)測原則就是對下列污染物實行優(yōu)先監(jiān)測：

①對環(huán)境影響大的污染物；②已有可靠監(jiān)測方法并獲得準確數(shù)據的污染物；③已有環(huán)境標準或其他依據的污染物；④在環(huán)境中的含量已接近或超過規(guī)定的標準濃度的污染物；⑤環(huán)境樣品有代表性的污染物。 [2]

為確保監(jiān)測結果準確可靠、正確判斷并能科學地反映實際，污染物監(jiān)測要滿足下面五方面要求：

①代表性

代表性主要是指取得具有代表性的能夠反映總體真實狀況的樣品，則樣品必須按照有關規(guī)定的要求、方法采集。

②完整性

完整性主要是指監(jiān)測過程中的每一細節(jié)，尤其是監(jiān)測的整體設計方案及實施，監(jiān)測數(shù)據相關信息無一缺漏地按預期計劃及時獲取。

③可比性

可比性主要是指在監(jiān)測方法、環(huán)境條件、數(shù)據表達方式等相同的前提下，實驗室之間對同一樣品的監(jiān)測結果相互可比，以及同一實驗室對同一樣品的監(jiān)測結果數(shù)據可比，相同項目沒有特殊情況時，歷年同期的數(shù)據也是可比的。

④準確性

準確性主要指測定值與真實值的符合程度。

⑤精密性

精密性主要指多次測定值有良好的重復性和再現(xiàn)性。準確性和精密性是監(jiān)測分析結果的固有屬性，必須按照所用方法使之正確實現(xiàn)。 [2]

污染物監(jiān)測程序包括以下六點：

⑴現(xiàn)場調查與資料收集。環(huán)境污染隨時間、空間變化，受氣象、季節(jié)、地形地貌等因素的影響，應根據監(jiān)測區(qū)域呈現(xiàn)的特點，進行周密的現(xiàn)場調查和資料收集工作，主要調查各種污染源及其排放情況和自然與社會環(huán)境特征，包括地理位置、地形地貌、氣象氣候、土地利用情況以及社會經濟發(fā)展狀況；

⑵確定監(jiān)測項目。應根據國家規(guī)定的環(huán)境質量標準，結合本地區(qū)主要污染源及其主要排放物的特點來選擇，同時還要測定氣象及水文項目；

⑶確定監(jiān)測點布置及采樣時間和方式。采樣點布設得是否合理，是能否獲得有代表性樣品的前提，應予以充分重視；

⑷選擇和確定環(huán)境樣品的保存方法。

⑸環(huán)境樣品的分析測試。

⑹數(shù)據處理與結果上報。 [3]

常見污染物監(jiān)測方法可分為化學分析法和儀器分析法，其中化學分析法主要有滴定分析法和重量分析法，儀器分析法主要有電化學分析法、光譜分析法、色譜分析法等。隨著科學技術的不斷發(fā)展，一些新的測試手段和技術，如色譜/質譜聯(lián)用、中子活化法、生化分析法、各種射線強度的物理檢測法也被廣泛應用于環(huán)境污染的監(jiān)測中。 [4]

下面著重介紹下污染物監(jiān)測的常用監(jiān)測分析法：

化學分析法

化學分析法是以物質的化學反應為基礎的分析方法，主要用于常量物質的分析，在環(huán)境污染物監(jiān)測中已較少應用。它是環(huán)境監(jiān)測分析方法的基礎，主要有滴定分析法和重量分析法等。

⑴滴定分析法

根據不同的反應類型，滴定分析法又可分為酸堿滴定法、絡合滴定法、氧化還原滴定法及沉淀滴定法等。

①酸堿滴定法

酸堿滴定法是基于酸堿反應的分析方法，又稱為中和滴定法，用已知物質的量的濃度的酸或堿來滴定未知濃度的堿或酸，當指示劑指示到達終點后，計算被測物質的量。其理論基礎是酸堿平衡理論。

此法優(yōu)點是反應速度快，反應進行的程度高，副反應極少，確定反應計量終點的方法簡便，但其不足之處是實驗操作過程比較繁瑣。在環(huán)境監(jiān)測中，常用此法測定土壤、肥料、各種水體等的酸堿度及氮和磷的含量、農藥中的游離酸等。

②絡合滴定法

絡合滴定法是以絡合反應為基礎的分析方法，又稱為配位滴定法。在絡合反應中，配位劑提供電子對，中心離子接受電子對，所以，從廣義上講，絡合反應也屬于酸堿反應的范疇。但是由于配位劑與中心離子一般形成逐級絡合物，即副反應較多，準確滴定較為困難，而且金屬指示劑的選擇也需要滿足一定的條件，因而也限制了絡合反應的使用范圍。

此法優(yōu)點在于可以同時測定兩種或多種離子混合溶液中的單個離子含量和總含量，主要是通過加入不同性質的絡合掩蔽劑，同時調節(jié)酸度范圍等條件來實施的。最常用的配位劑是乙二胺四乙酸(EDTA)，能與多數(shù)金屬離子形成穩(wěn)定性較好的配合物，無逐級絡合現(xiàn)象，反應定量關系明確，而且反應速率快、水溶性好，廣泛應用于各種金屬離子的滴定。在環(huán)境污染物監(jiān)測中主要用于測定水中鈣、鎂、氰化物以及水的總硬度等。

③氧化還原滴定法

氧化還原滴定法是以氧化還原反應為基礎的分析方法。在氧化還原滴定法中，可以利用指示劑在化學計量點附近的顏色的改變來指示終點。此法優(yōu)點是可以測定許多無機物和有機物；缺點是氧化還原反應機理比較復雜，有些反應常因伴有副反應而沒有明確的計量關系，另外有些反應雖然在熱力學上判斷可以進行，但因反應速率緩慢而給分析應用帶來困難。適當?shù)难趸院瓦€原性標準溶液均可以作為滴定劑，常用的氧化還原滴定法有高錳酸鉀法、重鉻酸鉀法、碘量法與間接碘量法、溴酸鉀法和硫酸鈰法等。在污染物監(jiān)測中，高錳酸鉀法主要用于地表水、飲用水和生活污水中的化學需氧量COD等的測定。碘量法用于水中溶解氧的測定。

④沉淀滴定法

沉淀滴定法是基于沉淀反應的分析方法，這一分析方法的理論基礎是被分析物與滴定劑生成沉淀的反應。沉淀滴定法應用較廣的是生成微溶性銀鹽的反應，即銀量法。銀量法根據其終點指示劑不同分為莫爾法、佛爾哈德法和法揚司法。其中佛爾哈德法的優(yōu)點是可在酸性環(huán)境下進行測定，干擾少，選擇性高。沉淀滴定法的缺點主要是沉淀反應形成的沉淀很多沒有固定組成，而且有些沉淀本身溶解度較大，在化學計量點時反應不夠完全，另外有些沉淀反應速度較慢，尤其對于晶形沉淀易形成過飽和現(xiàn)象，還有些沉淀反應沒有合適的指示劑指示終點。在污染物監(jiān)測中該方法可以用于測定鹵素以及CN—、SCN—等離子。

上述介紹的四種滴定分析法的共同點是四種滴定反應均是以消耗準確計量的標準物質來測定待測物質的含量，適用于濃度高的物質，準確度高；四種滴定反應隨著滴定劑的加入，在化學計量點附近會產生滴定突躍，進而使指示劑變色以指示滴定終點；滴定分析誤差均可用林邦誤差公式。其不同點是，四種滴定分析法在滴定過程中的反應產物濃度變化不同。酸堿滴定與沉淀滴定產物的濃度是一常量，而絡合滴定和氧化還原滴定產物的濃度為一變量；在相同條件下，絡合和氧化還原滴定曲線的突躍大于酸堿和沉淀滴定曲線的突躍(酸堿、沉淀滴定不適于低濃度測定)。 [4]

⑵重量分析法

重量分析法是通過物理或化學反應將被測組分與試樣中的其他組分分離后，轉化為一定的稱量形式，由稱得的質量計算得到被測組分的含量。重量法根據分離方法的不同，一般分為：氣化法、沉淀重量法、電解重量法和萃取重量法。

重量法的優(yōu)點是準確度高。它直接通過分析天平稱量就可得到分析結果，無須使用容量器皿測定的數(shù)據，也不需要基準物質作比較，測定的誤差一般小于0.1%。缺點是操作繁瑣，不適用于微量組分的測定。

在污染物監(jiān)測中，重量分析法常用來檢測大氣中顆粒物、水中的油和懸浮物等。

電化學分析法

電化學分析法是利用物質的電化學性質進行定量分析的一類方法，是儀器分析的一個重要分支。該法具有簡便、快速、靈敏、較準確及易于實現(xiàn)自動連續(xù)測定等特點。所用儀器結構簡單、價格低廉、適用范圍廣、技術容易掌握，既可作為常規(guī)分析工具，又可用于微量和痕量的分析，該方法在環(huán)境監(jiān)測中占有重要地位。電化學分析法依據電化學原理的不同，可將其進一步劃分為電位分析法、庫侖分析法和極譜分析法。

電位分析法

電位分析法是利用電極電位與化學電池電解質溶液中某種組分濃度的對應關系而實現(xiàn)的定量測定的方法，電位分析法可分為直接電位法和電位滴定法。直接電位法或稱離子選擇電極法，利用膜電極把被測離子的活度表現(xiàn)為電極電位，在一定離子強度下，活度可轉換為濃度，實現(xiàn)分析測定。電位滴定法是利用電極突變來指示滴定終點的滴定分析法。直接電位法測定的只是某種離子的平衡濃度，而電位滴定法測得的是某種參與滴定反應物質的總濃度。

在電位分析法中所用的離子選擇性電極主要有鹵素離子電極、氣敏電極、陽離子選擇性電極等，它們在環(huán)境監(jiān)測中有著廣泛的應用。

氟離子電極是應用最廣泛、較穩(wěn)定的一種陰離子選擇性電極，是鹵素離子電極的一種，中國和美國都將它作為測定水中氟離子的標準方法。氟離子電極已成功地應用于自來水、天然水、海水、飲料、空氣、尿液、植物、土壤等各種試樣的測定。不同的氣敏電極可以分別測定大氣，煙道氣中的NO2、SO2、CO2等物質，氨氣敏電極可測定水樣、土壤中的銨態(tài)氮、硝酸鹽氮，飄塵中的氨和工廠排放廢氣、空氣、廢水中的氨，以及重金屬合金中的氮等。

吸收光譜法

吸收光譜法是基于每種物質都有其特征性的吸收光譜，據此可對物質進行定量和定性分析的方法。吸收光譜法已經廣泛應用于環(huán)境污染物的檢測領域，其主要包括目視比色法、紫外一可見分光光度法、紅外吸收光譜法、原子吸收光譜法等。

吸收光譜法中除了紅外吸收光譜法外，其他的吸收光譜法廣泛應用于水質監(jiān)測、空氣質量監(jiān)測以及土壤監(jiān)測中的微量及痕量環(huán)境污染物的定性定量分析。 [4]

生物監(jiān)測法

生物監(jiān)測技術是利用生物個體、種群或群落對環(huán)境污染及其隨時間變化所產生的反應來顯示環(huán)境污染狀況。例如，根據指示植物葉片上出現(xiàn)的傷害癥狀，可對大氣污染作出定性和定量的判斷；利用水生生物受到污染物毒害所產生的生理機能(如魚的血脂活力)變化，測試水質污染狀況等。這是一種最直接也是一種綜合的方法。生物監(jiān)測包括生物體內污染物含量的測定、觀察生物在環(huán)境中受傷害癥狀、生物的生理生化反應、生物群落結構和種類變化等技術。 [2]

污染物監(jiān)測的實施部門包括：

(一)政府事業(yè)部門

環(huán)保局下轄環(huán)境監(jiān)測站，幾乎每個省市縣(區(qū))都有環(huán)境監(jiān)測站，例如深圳市環(huán)境監(jiān)測站、北京市環(huán)境監(jiān)測站。

(二)軍區(qū)環(huán)境保護

軍區(qū)的環(huán)境監(jiān)測站，涉及國家軍事機密的環(huán)境監(jiān)測由軍區(qū)的環(huán)境監(jiān)測站實施，例如廣州軍區(qū)環(huán)境監(jiān)測站。

(三)學?？蒲袉挝?/p>

一些學校擁有實驗室，并通過國家認證，開展環(huán)境監(jiān)測，主要目的是教學科研，也接受一些委托性質的環(huán)境監(jiān)測業(yè)務，例如廣東省環(huán)境保護學校實驗室、長沙環(huán)境保護職業(yè)技術學院實驗室等。

(四)民營環(huán)境類檢測機構

環(huán)境保護日益受到重視，環(huán)境監(jiān)測市場也隨之不斷擴大，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測站已經不能完全滿足社會的環(huán)境監(jiān)測需求，國家逐步開放了環(huán)境監(jiān)測領域，民營力量加入了進來。專業(yè)從事環(huán)境監(jiān)測、開展的項目與環(huán)境監(jiān)測站幾乎相同的民營監(jiān)測機構已成為社會委托性質的環(huán)境監(jiān)測的首選，例如中圳環(huán)境監(jiān)測機構實驗室等。 [1]

1、近年來，食品安全事件的危害及造成的影響已經越來越多地受到了政府和民眾的關注，成為重大的公共衛(wèi)生問題和社會問題。因污染物而造成的食品安全事件也層出不窮，從二噁英的公共衛(wèi)生事件到三鹿奶粉的“三聚氰胺”事件，都說明了食品污染物監(jiān)測工作的必要性。我國早在80年代就加入GEMS/Food組織進行相關的污染物監(jiān)測工作，2000年正式啟動了全國食品污染物監(jiān)測網。時至今日，監(jiān)測點已經覆蓋了16個省市，累計數(shù)據60萬條，卻未能正式利用網絡平臺進行數(shù)據的收集和管理。為了滿足工作的迫切需求和信息化的飛速發(fā)展，建立全國食品污染物監(jiān)測網絡平臺是勢在必行，刻不容緩的。該平臺的建立將提高全國污染物監(jiān)測工作的效率，可實現(xiàn)及時有效地數(shù)據上報、實時查詢、在線統(tǒng)計等功能，也可以實現(xiàn)與其它數(shù)據庫的數(shù)據交流和整合，加快監(jiān)測信息的電子化、規(guī)范化、標準化的步伐，有助于污染物監(jiān)測工作進一步的發(fā)展。本研究是結合國內外污染物監(jiān)測工作的特點和發(fā)展要求，利用計算機網絡技術，建立全國食品污染物監(jiān)測網絡平臺。標準化字典的建立、模塊化功能的組合、用戶角色權限的設置，建立滿足實際應用，具備數(shù)據的錄入、查詢、審核、統(tǒng)計分析、用戶管理、標準管理等功能的數(shù)據管理系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)在全國范圍內進行應用推廣。 [5]

2、水環(huán)境的保護長期以來一直是現(xiàn)代環(huán)境保護的重要構成要素，其中，對水體的有效監(jiān)測，特別是對有機污染物的有效檢測是確保水環(huán)境保護工作有效開展的必要前提。以此為出發(fā)點，針對水監(jiān)測中的有機污染物檢測技術開展了分析和研究。在分析有機污染物檢測必要性的基礎上，對水體有機污染物前處理現(xiàn)狀進行了分析，基于此對全新的高效前處理技術——ASE萃取技術進行了全面分析和比較研究。結果表明，ASE萃取技術作為一種高效、低耗的全新技術手段，對提升水體檢測前處理質量起著重要作用。 [6]

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