环境监测

章节摘录

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前言

环境监测是环境保护工作的重要基础和有效手段。环境监测力求及时、准确、全面地反映环境现状及发展趋势，为环境管理、环境规划、环境评价、污染控制提供科学依据。为满足高等学校环境类专业对环境监测教材的要求，考虑到环境监测标准的更新和技术的发展，结合编者所在单位的教学基础和经验，编写了本教材。 本教材在编写过程中力求在形式和内容上的新颖性，兼顾不同专业的特点，并考虑到有利于教学和自学。因此，在编排上与传统的同类教材有较大的不同，适合环境工程、环境科学以及其他相关专业的学生使用。 本教材分四篇共10章。第一篇为环境监测基础，共3章，分别为环境监测概述、环境监测样品的采集和保存、环境监测数据处理与质量保证。考虑采样方法和技术的共性，独立一章，试图强化相关内容的系统性。第二篇为监测分析方法，共2章，分别为化学分析法和仪器分析法。分析方法是环境监测的理论基础，本篇提供系统全面的基础理论知识。第三篇为环境质量和污染监测，共4章，分别为水质监测、大气和废气监测、固体废物监测、其他污染监测。各用一章重点介绍水质、大气及固体废物监测，较多介绍仪器分析技术和方法，并增加了室内空气质量监测内容，另用1章简要介绍了噪声、土壤、放射性、生物的污染监测及在线与自动监测。第四篇为实验教学，共1章，教师可根据不同专业特点，有重点地选择部分实验进行教学，通过实验，加深对本课程的理解和掌握，并让学生掌握基本的实验技能。 使用本教材时，可结合本专业的特点，选用周学时为2学时的课堂教学与周学时为3学时的实验教学。 本教材由吴忠标任主编，吴祖成、沈学优、官宝红任副主编。第一篇由吴忠标和官宝红编写；第二篇和第四篇由沈学优、罗晓璐编写；第三篇由吴祖成、马香娟、李非里编写；附录由官宝红和沈学优整理和编写。全书由吴祖成统稿，吴忠标审定。在编写过程中，得到编者所在单位诸多同事和研究生的支持和帮助，在此一并表示感谢。 由于水平有限，书中存在的欠缺、错误之处，敬请读者批评指正。

书籍目录

第一篇环境监测基础1环境监测概述3 1.1环境问题和环境监测3 1.2环境监测的作用和意义5 1.3环境监测的对象和内容5 1.3.1环境监测对象及其特点5 1.3.2环境监测的内容7 1.3.3环境优先污染物和环境内分泌干扰物9 1.4环境标准10 1.4.1环境标准的分类和分级10 1.4.2水质标准11 1.4.3大气标准13 1.4.4噪声标准15 1.4.5固体废物标准15 1.5监测分析技术及其发展动向15 1.5.1化学分析法15 1.5.2仪器分析法16 1.5.3环境监测技术发展动向20 1.6监测方案的制定24 1.6.1水质监测方案的制定24 1.6.2大气监测方案的制定26 习题28 2环境监测样品的采集和保存30 2.1采样基础30 2.1.1采样总体方案30 2.1.2采样时间和频率31 2.2水样的采集和保存32 2.2.1水样类型32 2.2.2采样布点33 2.2.3采样的时间、频率和数量35 2.2.4采样的设备和方法36 2.2.5样品的运输和保存40 2.3大气样品的采集44 2.3.1大气污染物的分类44 2.3.2采样方法45 2.3.3采样仪器57 2.3.4采样效率66 2.3.5采样记录68 2.4固体废物样品的采集和保存69 2.4.1固体废物概述69 2.4.2固体废物样品的采集、制备和保存71 习题74 3环境监测数据处理与质量保证76 3.1概述76 3.1.1质量保证的意义76 3.1.2环境监测数据的质量要求76 3.1.3制定质量保证计划的原则76 3.1.4质量控制与保证的内容77 3.1.5监测数据质量保证的主要措施78 3.2数据与误差80 3.2.1总体、样本和平均数80 3.2.2数据的分布特征80 3.2.3误差和偏差82 3.3数据处理方法86 3.3.1数据的修整86 3.3.2方差分析90 3.3.3回归和相关93 3.4监测质量控制和质量保证97 3.4.1几个重要概念97 3.4.2实验室的质量控制98 3.5方法的标准化和标准方法105 3.5.1标准分析方法105 3.5.2分析方法标准化106 3.5.3环境标准物质107 习题108第二篇监测分析方法4化学分析法111 4.1滴定分析法概述111 4.1.1滴定分析法的特点和主要方法111 4.1.2滴定分析法对化学反应的要求和滴定方式111 4.1.3标准溶液112 4.1.4滴定分析计算112 4.2酸碱滴定法115 4.2.1概述115 4.2.2分布分数δ的计算116 4.2.3溶液pH值的计算117 4.2.4酸碱缓冲溶液119 4.2.5酸碱指示剂119 4.2.6酸碱滴定基本原理119 4.2.7终点误差120 4.2.8酸碱滴定法的应用121 4.3配位滴定法123 4.3.1概述123 4.3.2EDTA与金属离子的配合物及其稳定性124 4.3.3副反应系数和条件稳定常数124 4.3.4金属离子指示剂126 4.3.5配位滴定法的基本原理126 4.3.6配位滴定中酸度的控制128 4.3.7提高配位滴定选择性的途径128 4.3.8配位滴定方式及其应用129 4.4氧化还原滴定法131 4.4.1氧化还原平衡概述131 4.4.2氧化还原滴定原理132 4.4.3终点误差133 4.4.4氧化还原滴定法的应用133 4.5沉淀滴定法135 4.5.1概述135 4.5.2莫尔（Mohr）法135 4.5.3佛尔哈德（Volhard）法136 4.5.4法扬司（Fajans）法136 4.6其他化学分析法137 4.7化学分析新方法及发展趋势137 习题138 5仪器分析法141 5.1分光光度法141 5.1.1概述141 5.1.2分光光度法的基本原理141 5.1.3分光光度计的基本部件142 5.1.4显色反应及其条件的选择143 5.1.5测量条件的选择144 5.2光谱分析法144 5.2.1概述144 5.2.2原子吸收光谱法145 5.2.3原子发射光谱法146 5.2.4紫外吸收光谱分析146 5.2.5红外吸收光谱分析147 5.3气相色谱法147 5.3.1概述147 5.3.2气相色谱分析理论基础148 5.3.3气相色谱分离条件的选择148 5.3.4气相色谱检测器150 5.3.5毛细管气相色谱151 5.3.6气相色谱的定性、定量方法152 5.3.7气相色谱分析的特点及其应用范围154 5.4液相色谱和离子色谱154 5.4.1高效液相色谱法154 5.4.2离子色谱法156 5.5色谱-质谱法158 5.5.1概述158 5.5.2基本原理159 5.5.3GC-MS联用操作条件160 5.6电位分析法160 5.6.1概述160 5.6.2电位法测定溶液的pH值161 5.6.3离子选择性电极162 5.6.4电位滴定法163 5.7极谱分析法164 5.7.1极谱分析法的基本原理164 5.7.2极谱定量分析164 5.7.3极谱分析的应用及发展165 习题165第三篇环境质量和污染监测6水质监测169 6.1物理性质的测定169 6.1.1水温169 6.1.2颜色170 6.1.3残渣170 6.1.4臭171 6.1.5电导率172 6.1.6浊度172 6.1.7透明度173 6.1.8矿化度173 6.1.9氧化还原电位174 6.2金属污染物的测定174 6.2.1汞174 6.2.2镉176 6.2.3铅177 6.2.4铜178 6.2.5锌178 6.2.6铬179 6.2.7砷180 6.2.8其他金属化合物181 6.3非金属污染物的测定181 6.3.1酸度和碱度181 6.3.2pH值183 6.3.3溶解氧（DO）184 6.3.4氰化物186 6.3.5氟化物189 6.3.6硫化物191 6.3.7氨氮193 6.3.8亚硝酸盐氮195 6.3.9硝酸盐氮196 6.3.10其他非金属污染物198 6.4有机污染物的测定198 6.4.1化学需氧量（COD）198 6.4.2生化需氧量（BOD）201 6.4.3总有机碳(TOC)的测定203 6.4.4总需氧量(TOD)的测定204 6.4.5挥发酚类205 6.4.6矿物油207 6.4.7其他有机物测定208 6.5地面水质监测的应用实例212 6.5.1布点前实地考察212 6.5.2设置采样断面和取样点212 6.5.3取样212 6.5.4水样测定213 6.5.5结论213 习题213 7大气和废气监测216 7.1采样方法和标准气配制216 7.1.1大气环境监测216 7.1.2污染源监测218 713室内空气监测227 7.1.4标准气配制229 7.2颗粒物的测定235 7.2.1总悬浮颗粒物（TSP）的测定235 7.2.2可吸入颗粒物（飘尘）的测定236 7.2.3自然降尘的测定237 7.3大气降水监测238 7.3.1采样方法238 7.3.2降水中组分的测定239 7.4气态污染物的测定240 7.4.1二氧化硫的测定240 7.4.2氮氧化物（NOx）的测定243 7.4.3一氧化碳的测定246 7.4.4光化学氧化剂和臭氧的测定248 7.4.5硫酸盐化速率的测定250 7.4.6总烃及非甲烷烃的测定251 7.4.7苯及苯系物252 7.4.8总挥发性有机物253 7.4.9氟化物的测定254 7.4.10汞的测定255 7.4.11氡257 7.4.12甲醛259 7.4.13氨气261 7.5应用实例261 7.5.1布点和采样262 7.5.2计算262 习题263 8固体废物监测264 8.1固体废物样品的采集与制备264 8.1.1样品的采集264 8.1.2样品的制备265 8.1.3样品水分的测定266 8.2有毒有害废物特性鉴别266 8.2.1急性毒性的鉴别266 8.2.2易燃性的试验方法266 8.2.3腐蚀性的试验方法267 8.2.4反应性的试验方法267 8.2.5遇水反应性267 8.3固体废物监测268 8.3.1浸出液测定268 8.3.2生活垃圾特性测定269 8.3.3渗滤液测定270 8.3.4有害物质的毒性试验271 习题272 9其他污染监测273 9.1噪声监测273 9.1.1噪声的物理量273 9.1.2噪声测量仪器279 9.1.3噪声监测280 9.2土壤污染监测286 9.2.1土壤监测内容和特点286 9.2.2土壤组成和土壤背景值287 9.2.3土壤样品采集287 9.2.4污染物的测定291 9.3生物监测与生物污染监测294 9.3.1水质污染的生物监测294 9.3.2大气污染的生物监测299 9.3.3生物污染监测305 9.4放射性污染监测312 9.4.1基本概念312 9.4.2放射性监测315 9.5在线和自动监测323 9.5.1水质自动监测323 9.5.2大气自动监测327 习题332第四篇教学实验10环境监测实验337 10.1废水物理指标的测定337 10.2水中硬度的测定340 10.3水中氯离子的测定342 10.4水中溶解氧（DO）的测定345 10.5废水化学需氧量的测定347 10.6废水中生化需氧量的测定350 10.7水中氨氮的测定352 10.8硝酸盐氮的测定355 10.9废水中酚的测定358 10.10废水中铬的测定360 10.11环境空气中挥发性有机污染物的测定362 10.12大气中总悬浮微粒的测定365 10.13大气中二氧化硫的测定366 10.14大气中氮氧化物的测定369 10.15土壤中砷的测定371 10.16土壤中汞的测定373 10.17环境噪声的监测376 10.18水的细菌学检验377 参考文献385 附录1环境标准387 附录2数据分布和检验表393 附录3离子的a值396 附录4离子的活度系数396  附录5弱酸及其共扼碱在水中的解离常数（25℃,I＝0）附录6常用缓冲溶液附录7酸碱指示剂附录8氨羧配合剂类配合物的稳定常数（18～25℃，I＝0.1mol·L-1）附录9标准电极电势（18～25℃）附录10某些氧化还原电对的条件电势

作者简介

《环境监测》分四篇共10章。第一篇为环境监测基础，介绍了环境监测的基本情况、样品的采集与保存、数据处理与质量保证；第二篇为监测分析方法，介绍了化学分析法和仪器分析法；第三篇为环境质量和污染监测，介绍了水、大气、固体废物及其他污染，包括噪声、土壤、放射性、生物污染的监测，简单介绍了在线与自动监测。第四篇为实验，安排了18个教学实验。

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