自動(dòng)監(jiān)測(cè)與簡易監(jiān)測(cè)技術(shù)

原理自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無論是空氣污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還是水質(zhì)污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，都是由一個(gè)中心監(jiān)測(cè)站和若干個(gè)固定監(jiān)測(cè)分站組成中心站的信息和數(shù)據(jù)傳輸由有線或無線電收發(fā)傳輸系統(tǒng)來完成。分站內(nèi)裝有測(cè)定各種污染物的單項(xiàng)指標(biāo)和綜合指標(biāo)以及氣象參數(shù)的檢測(cè)目前一頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)一、大氣污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)目前二頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)目前三頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)子站布設(shè)及監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

（一）子站的布設(shè)

目前四頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（二）監(jiān)測(cè)項(xiàng)目我國《環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》中，將地面大氣將地面大氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)分為Ⅰ類測(cè)點(diǎn)和Ⅱ類測(cè)點(diǎn)。Ⅰ類測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)按要求進(jìn)國家環(huán)境數(shù)據(jù)庫，Ⅱ類測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)由各省、市管理。Ⅰ類測(cè)點(diǎn)除測(cè)定氣溫、濕度、大氣壓，風(fēng)向、風(fēng)速等五項(xiàng)氣象參數(shù)外，規(guī)定測(cè)定的污染因子列于表10－1。Ⅱ類測(cè)點(diǎn)的測(cè)定項(xiàng)目可根據(jù)具體情況確定。目前五頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)子站內(nèi)的儀器裝備：子站內(nèi)設(shè)有自動(dòng)采樣和預(yù)處理系統(tǒng)、污染物自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器及其校準(zhǔn)設(shè)備、氣象測(cè)量儀器、環(huán)境微機(jī)及信息傳輸系統(tǒng)等。目前六頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)目前七頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（三）目前八頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（四）大氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器大氣污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器是獲得準(zhǔn)確污染信息的關(guān)鍵設(shè)備，必須具備連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)能力強(qiáng)、靈敏準(zhǔn)確、可靠。目前九頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)目前十頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)大氣污染監(jiān)測(cè)車目前十一頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)二、水污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（一）水污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

水質(zhì)污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(WPMS)就是在—個(gè)水系或一個(gè)地區(qū)設(shè)置若干個(gè)有連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀器的監(jiān)測(cè)站與大氣污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)類似，水污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也由一個(gè)監(jiān)測(cè)中心站、若干個(gè)固定監(jiān)測(cè)站（子站）和信息，數(shù)據(jù)傳遞系統(tǒng)組成。中心站的任務(wù)與大氣污染連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相同。目前十二頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（二）自動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)(站)數(shù)和點(diǎn)位的選定水質(zhì)污染自動(dòng)監(jiān)測(cè)站通常為固定監(jiān)測(cè)站，也設(shè)有流動(dòng)監(jiān)測(cè)站(水質(zhì)監(jiān)測(cè)車、水質(zhì)監(jiān)測(cè)船)以輔助固定站的工作。地面固定站的一般設(shè)在：(1)大型集中式給水系統(tǒng)取水口上游一定距離處，以便監(jiān)測(cè)站發(fā)現(xiàn)河水水質(zhì)有意外的嚴(yán)重污染時(shí)，給水部門能有較充分的時(shí)間，采取緊急措施。(2)對(duì)河流水質(zhì)能造成嚴(yán)重危害的某些工業(yè)廢水排出口的下游，連續(xù)監(jiān)測(cè)工業(yè)廢水對(duì)河流水質(zhì)的影響，一旦發(fā)生偶然事故時(shí)，能及時(shí)控制污染源，并迅速向下游發(fā)出污染預(yù)報(bào)。目前十三頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)(3)江、河人海口處，以便觀察潮汐對(duì)江河水質(zhì)的影響，或設(shè)在江河支流的人口處，以便觀察支流對(duì)主流水質(zhì)的影響。(4)對(duì)國際水域、省際水域，可在國、省界處設(shè)立監(jiān)測(cè)站。(5)對(duì)重要的水產(chǎn)資源的水域或重點(diǎn)水源保護(hù)區(qū)設(shè)立監(jiān)測(cè)站。目前十四頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（三）自動(dòng)站水樣的采集裝置水污染固定監(jiān)測(cè)站是連續(xù)工作的，因此水樣也要連續(xù)采集并供給檢測(cè)儀器。通常將潛水泵安裝在采樣位置一定深度的水面上，經(jīng)輸水管道將水樣輸送到分站監(jiān)測(cè)室內(nèi)的高位配水槽中。水泵安裝點(diǎn)至岸邊最好架設(shè)一個(gè)管理橋，以便能取得具有代表性的水樣，這是水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)的重要關(guān)鍵。采樣時(shí)要注意在河系的不同地點(diǎn)(左岸附近、河心、右岸附近)、不同深度(表層、中層及底質(zhì))和不同斷面(清潔、污染及凈化斷面)來采集。目前十五頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)目前十六頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)目前十七頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)目前十八頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)三、生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)生態(tài)監(jiān)測(cè)就是運(yùn)用可比的方法，在時(shí)間或空間上對(duì)特定地域范圍內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)或生態(tài)系統(tǒng)聚合體的類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)和功能等方面中一個(gè)或幾個(gè)要素進(jìn)行定期的、系統(tǒng)的測(cè)定和觀察過程。(1)對(duì)區(qū)域范圍內(nèi)珍貴的生態(tài)類型包括珍稀物種以及因人類活動(dòng)所引起的重要生態(tài)問題的發(fā)生面積及數(shù)量在時(shí)間以及空間上動(dòng)態(tài)變化的監(jiān)測(cè)。（一）生態(tài)監(jiān)測(cè)的基本任務(wù)目前十九頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)(2)對(duì)人類的資源開發(fā)話動(dòng)所引起的生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能變化的監(jiān)測(cè)。(3)環(huán)境污染物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)和功能的影響監(jiān)測(cè)及其在生物鏈中的傳遞。(4)對(duì)破壞的生態(tài)系統(tǒng)在人類的治理過程中生態(tài)平衡恢復(fù)過程的監(jiān)測(cè)。(5)通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的集積，研究上述各種生態(tài)問題的變化規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)，建立數(shù)學(xué)模型，為預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和影響評(píng)價(jià)打下基礎(chǔ)。目前二十頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)(6)為政府部門制定有關(guān)環(huán)境法規(guī)，進(jìn)行有關(guān)決策提供科學(xué)依據(jù)。(7)尋求符合我國國情的資源開發(fā)治理模式及途徑，以保證我國生態(tài)環(huán)境的改善及國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)協(xié)調(diào)地發(fā)展。(8)支持國際上一些重要的生態(tài)研究及監(jiān)測(cè)計(jì)劃，如GEMS、MAB、IGBP等，加入國際生態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。目前二十一頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（二）現(xiàn)代生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)施路線開展生態(tài)監(jiān)測(cè)工作，首先要確定生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)大綱。技術(shù)大綱的主要工作內(nèi)容是明確生態(tài)監(jiān)測(cè)的基本概念和工作范圍，并制定相應(yīng)的技術(shù)路線，提出主要的生態(tài)問題以便進(jìn)行優(yōu)先監(jiān)測(cè)，制定我國主要生態(tài)類型和微觀監(jiān)測(cè)的指標(biāo)體系，依據(jù)目前的分析水平，選出常用的監(jiān)測(cè)指標(biāo)分析方法。目前二十二頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（三）優(yōu)先監(jiān)測(cè)的生態(tài)項(xiàng)目的選定下列生態(tài)項(xiàng)目在我國開展生態(tài)監(jiān)測(cè)中具有優(yōu)先監(jiān)測(cè)權(quán)：(1)全球氣候變暖所引起的生態(tài)系統(tǒng)或動(dòng)植物區(qū)系位移的監(jiān)測(cè)。(2)珍稀瀕危動(dòng)植物物種的分布及其棲息地的監(jiān)測(cè)。(3)水土流失的面積及其時(shí)空分布和環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)。(4)沙漠化的面積及其時(shí)空分布和環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)。目前二十三頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)(5)草場(chǎng)沙化退化面積及其時(shí)空分布和環(huán)境影響的監(jiān)測(cè)。(6)人類活動(dòng)對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)包括森林、草原、農(nóng)田和荒漠等結(jié)構(gòu)和功能的影響影響監(jiān)測(cè)。(7)主要環(huán)境污染物包括農(nóng)藥、化肥、有機(jī)污染物和重金屬在土壤－植物－水體系統(tǒng)中的遷移和轉(zhuǎn)化的監(jiān)測(cè)。(8)水土流失地、沙漠化地及草原退化地優(yōu)化治理模式的生態(tài)平衡監(jiān)測(cè)。(9)各生態(tài)系統(tǒng)中微量氣體的釋放通量與吸收的監(jiān)測(cè)。目前二十四頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（四）生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)方法1、生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系主要是指野外生態(tài)站的地面或水面監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。在設(shè)置指標(biāo)體系時(shí)，首要的考慮因素是生態(tài)類型及系統(tǒng)的完整性，充分考慮生態(tài)系統(tǒng)的功能以及不同生態(tài)類型間相互作用的關(guān)系。目前二十五頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)2.生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系的確定原則(1)監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系的確定應(yīng)根據(jù)監(jiān)測(cè)內(nèi)容充分考慮指標(biāo)的代表性、綜合性及可操作性。(2)不同監(jiān)測(cè)臺(tái)站間同種生態(tài)類型的監(jiān)測(cè)必須按統(tǒng)一的指標(biāo)體系進(jìn)行，盡量實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)內(nèi)容具有可比性。(3)各監(jiān)測(cè)臺(tái)站可依監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的特殊性增加特定指標(biāo)，以突出各自的特點(diǎn)。目前二十六頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)(4)指標(biāo)體系應(yīng)能反映生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)層次和主要的生態(tài)環(huán)境問題，并應(yīng)以結(jié)構(gòu)和功能指標(biāo)為主。(5)宏觀監(jiān)測(cè)可依監(jiān)測(cè)項(xiàng)目選定相應(yīng)的數(shù)量指標(biāo)和強(qiáng)度指標(biāo)。微觀生態(tài)監(jiān)測(cè)指標(biāo)應(yīng)包括生態(tài)系統(tǒng)的各個(gè)組分，并能反映主要的生態(tài)過程目前二十七頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（四）森林生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前重點(diǎn)應(yīng)放在污染（SO2、酸雨、O3)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響指標(biāo)、森林生長量指標(biāo)、火災(zāi)、蟲害影響指標(biāo)、酸雨引起土壤酸化指標(biāo)，森林面積變化及森林墾荒、破壞指標(biāo)以及林區(qū)生物多樣性改變(特別是珍稀瀕危物種)等方面的指標(biāo)。目前二十八頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（五）荒漠生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前重點(diǎn)應(yīng)放在荒漠化面積擴(kuò)大，準(zhǔn)荒漠化地帶植被量和過牧、樵采情況，荒漠地帶水系改變以及人口、農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的情況方面的指標(biāo)。目前二十九頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（六）農(nóng)田(包括農(nóng)墾區(qū))生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前重點(diǎn)應(yīng)放在土壤、農(nóng)作物和農(nóng)用水源污染，土地利用改變，農(nóng)區(qū)植被破壞，病蟲害發(fā)生情況，天敵物種變化，農(nóng)墾區(qū)野生動(dòng)物改變以及農(nóng)用生物種和品種數(shù)量改變等方面的指標(biāo)。目前三十頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（七）草地生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前重點(diǎn)應(yīng)放在草地面積變化，草地生產(chǎn)力變化，放牧強(qiáng)度，草地沙漠化程度和發(fā)展趨勢(shì)，南方草地被墾殖和水土流失情況等方面的指標(biāo)。目前三十一頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（八）水產(chǎn)水域生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)前重點(diǎn)應(yīng)放在水體污染、富營養(yǎng)化，水體利用改變，水域面積和水源枯竭情況，養(yǎng)殖與捕撈情況，水域水產(chǎn)物種改變等方面的指標(biāo)目前三十二頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)第二節(jié)簡易監(jiān)測(cè)法一、簡易比色法

概念：用視力比較試樣溶液或采樣后的試紙與標(biāo)準(zhǔn)色列的顏色深度，以確定欲測(cè)組分含量的方法稱為簡易比色法。常用的有溶液比色法和試紙比色法。（一）溶液比色法在大氣污染監(jiān)測(cè)中，使待測(cè)空氣通過具有對(duì)待測(cè)物質(zhì)吸收兼顯色作用的吸收液，則待測(cè)物質(zhì)與顯色劑迅速發(fā)生顯色反應(yīng)，由其顏色的深度與標(biāo)準(zhǔn)色列比較進(jìn)行定量。表10-4為用溶液比色法測(cè)定幾種大氣污染物時(shí)所用試劑及顏色變化目前三十三頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)目前三十四頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（二）試紙比色法目前三十五頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)三）人工標(biāo)準(zhǔn)色列

人工標(biāo)準(zhǔn)色列是按照溶液或試紙與被測(cè)物質(zhì)反應(yīng)所呈現(xiàn)的顏色，用不易退色的試劑或有色塑料制成的對(duì)應(yīng)于不同被測(cè)物質(zhì)濃度的色階。前者為溶液型色列，后者為固體型色列目前三十六頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)二、檢氣管法檢氣管法的原理：將用適當(dāng)試劑浸泡過的多孔顆粒狀載體填充于玻璃管中制成，當(dāng)被測(cè)氣體以一定流速通過此管時(shí)，被測(cè)組分與試劑發(fā)生顯色反應(yīng)，根據(jù)生成有色化合物的顏色深度或填充柱的變色長度確定被測(cè)氣體的濃度。適用于測(cè)定空氣中的氣態(tài)或蒸氣態(tài)物質(zhì)，但不適合測(cè)定形成氣溶膠的物質(zhì)。目前三十七頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（一）載體的選擇目前三十八頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（二）檢氣管的制備1、試劑和載體粒度的選擇

供制備填充載體的化學(xué)試劑（稱指示劑）應(yīng)與待測(cè)物質(zhì)顯色反應(yīng)靈敏，這就要求一方面盡量選擇靈敏度高，選擇性好的指示劑，另一方面需要控制試劑的用量和載體的粒度。2、填充載體的制備

先將試劑配成一定濃度的溶液，再將適量載體置于溶液中，不斷地進(jìn)行攪拌，使載體表面上均勻地吸附一層試劑溶液，然后，在適當(dāng)?shù)臏囟龋ㄒ曉噭┬再|(zhì)而定）下，用蒸發(fā)或減壓蒸發(fā)的方法除去溶劑。目前三十九頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)3.封裝（三）檢氣管的標(biāo)定目前四十頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)1.濃度標(biāo)尺法這種方法適用于對(duì)管徑相同的檢氣管進(jìn)行標(biāo)定。任意選擇5—10支新制成的檢氣管，用注射器分別抽取規(guī)定體積的5—7種不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣樣，按規(guī)定速度分別推進(jìn)或抽入檢氣管中，反應(yīng)顯色后測(cè)量各管的變色柱長度，一般每種濃度重復(fù)作幾次，取其平均值。以濃度對(duì)變色柱長度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線取整數(shù)濃度的變色柱長度制成濃度標(biāo)尺供現(xiàn)場(chǎng)使用。目前四十一頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)環(huán)爐技術(shù)基本原理

環(huán)爐技術(shù)是利用紙上層析作用對(duì)欲測(cè)組分進(jìn)行分離、濃縮和定性、定量的過程。點(diǎn)于濾紙上的試樣中各組分，由于在沖洗液（流動(dòng)相）中的遷移速度不同而彼此分開，也可以利用沉淀物質(zhì)在不同溶劑中溶解度的差異進(jìn)行分離。環(huán)爐技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用日趨廣泛，據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，目前能用環(huán)爐法分析大氣和水體中三十余種污染物質(zhì)。目前四十二頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)（九）海洋生態(tài)系統(tǒng)大致同于水產(chǎn)水域生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)先指標(biāo)，同時(shí)要注意監(jiān)測(cè)赤潮發(fā)生情況，河口流量與水質(zhì)改變，海岸帶開發(fā)利用情況，石油開采的污染和生態(tài)影響等方面的指標(biāo)目前四十三頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)一、遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)遙感監(jiān)測(cè)就是用儀器對(duì)一段距離以外的目標(biāo)物或現(xiàn)象進(jìn)行觀測(cè)，是一種不直接接觸目標(biāo)物或現(xiàn)象而能收集信息，對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、分析、判斷的更高自動(dòng)化程度的監(jiān)測(cè)手段。地面衛(wèi)星接收系統(tǒng)第三節(jié)現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)目前四十四頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)二、攝影遙感技術(shù)攝影機(jī)是一種遙感裝置，將其安裝在飛機(jī)、衛(wèi)星上對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行拍照攝影，可以對(duì)土地利用、植被、水體、大氣污染狀況等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其原理基于上述目標(biāo)物或現(xiàn)象對(duì)電磁波的反射特性有差異，用感光膠片感光記錄就會(huì)得到不同顏色或色調(diào)的照片。目前四十五頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)三、紅外掃描遙測(cè)技術(shù)紅外掃描技術(shù)系指采用一定的方式將接受到的監(jiān)測(cè)對(duì)象的紅外輻射能轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或其他形式的能量，然后加以測(cè)量，獲知紅外輻射能的波長和強(qiáng)度，借以判斷污染物種類及其含量。目前四十六頁\總數(shù)四十八頁\編于一點(diǎn)四、相關(guān)光譜遙測(cè)技術(shù)