《环境监测》课程教案.doc
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1、环境监测课程教案(1)课程进度计划表章 次内 容讲 授实 践一绪论3二水和废水监测10三空气和废气监测5四固体废气物监测5五土壤质量监测10六环境污染生物监测3七物理性污染监测3八突发性环境污染事故应急监测3九环境污染自动监测3十环境监测管理和质量保证3总学时4848(3)教案正文第1章 绪论1。教学目的 使学生了解“环境监测”的课程性质、与大气污染控制工程、水污染控制工程、环境评价及其他相关的环境化学、环境地学、环境工程学课程关系、为什么要学习“环境监测以及如何才能学好“环境监测”;认识“环境监测”这门课程的重要性。 2.教学重、难点 环境监测的内涵与研究对象环境监测的理论意义和现实意义环境
2、监测的研究方法 3。教学方法、手段 课内教学3个学时,以理论教学为主,多媒体课件教学.4.环境监测课程的学习导航 明确环境监测的内容监测环境标准熟练掌握实验操作技能重视环境监测的质量控制 1。1 环境监测的目的与分类1。1。1 环境监测的目的 (1)掌握污染物的来源、扩撒、迁移、反应、转化,了解污染物对环境质量的影响程度,并在此基础上,对环境污染作出预测、预报和预防. (2)了解和评价环境质量的过去、现在和将来,掌握其变化规律。 (3)收集环境背景数据、积累长期监测资料,为制订和修订各类环境标准、实施总量控制、目标管理提供依据。 (4)实施准确可靠的污染监测,为环境执法部门提供执法依据。 (5
3、)不断改革和更新监测方法与手段,为实现环境保护和可持续发展提供可靠的技术保障。 1.1。2 环境监测的分类 一 。 按监测介质分类 大气污染监测、水质污染监测、土壤和固废监测、生物污染监测、生态监测、物理污染监测; 二 . 按监测目的分类 1. 监视性监测 (例行监测、常规监测) 是指按照预先布置好的网点对指定的有关项目进行定期的、长时间的监测,包括对污染源的监督监测和环境质量监测,以确定环境质量及污染源状况,评价控制措施的效果、衡量环境标准实施情况和环境保护工作的进展.这是监测工作中量最大面最广的工作,是纵向指令性任务,是监测站第一位的工作,其工作质量是环境监测水平的主要标志。 2。 特定目
4、的监测(特例监测、应急监测) (1) 污染事故监测 :在发生污染事故时及时深入事故地点进行应急监测,确定污染物的种类、扩散方向、速度和污染程度及危害范围,查找污染发生的原因,为控制污染事故提供科学依据。这类监测常采用流动监测(车、船等)、简易监测、低空航测、遥感等手段。 (2) 纠纷仲裁监测 :主要针对污染事故纠纷、环境执法过程中所产生的矛盾进行监测,提供公证数据。 (3) 考核验证监测 :包括人员考核、方法验证、新建项目的环境考核评价、排污许可证制度考核监测、 “ 三同时 ” 项目验收监测、污染治理项目竣工时的验收监测。 (4) 咨询服务监测 :为政府部门、科研机构、生产单位所提供的服务性监
5、测。为国家政府部门制订环境保护法规、标准、规划提供基础数据和手段。如建设新企业应进行环境影响评价,需要按评价要求进行监测。 3。 研究性监测(科研监测) 是针对特定目的科学研究而进行的高层次监测,是通过监测了解污染机理、弄清污染物的迁移变化规律、研究环境受到污染的程度,例如环境本底的监测及研究、有毒有害物质对从业人员的影响研究、为监测工作本身服务的科研工作的监测(如统一方法和标准分析方法的研究、标准物质研制、预防监测)等。这类研究往往要求多学科合作进行. 1。2 环境监测特点和监测技术概述1。2。1环境监测的发展一、 环境监测网络 目前,国内外关于监测网络的建立大致有两种类型。 一是要素型,即
6、按不同环境要素来建立监测网络,如美国国家环保局的监测网络即为此种类型。 二是管理型,即按行政管理体系建立网络,我国环境保护系统的监测网络即为此种类型。 二、环境自动监测 1。2。2 环境污染和环境污染监测的特点 1.2。3环境监测技术概述 一、化学分析法 是以特定的化学反应为基础的分析方法,分重量分析法和容量分析法两类。 重量法 操作麻烦,对于污染物浓度低的,会产生较大误差,它主要用于大气中总悬浮颗粒、降尘量、烟尘、生产性粉尘及废水中悬浮固体、残渣、油类、硫酸盐、二氧化硅等的测定。随着称量工具的改进,重量法得到进一步发展.例如,近几年用微量测重法测定大气飘尘和空气中的汞蒸汽等。 容量法 具有操
7、作方便、快速、准确度高、应用范围广、费用低的特点,在环境监测中得到较多应用,但灵敏度不够高,对于测定浓度太低的污染物,也不能得到满意的结果。它主要用于水中的酸碱度、 NH 3 -N 、 COD 、 BOD 、 DO 、 Cr 6+ 、硫离子、氰化物、氯化物、硬度、酚等的测定,及废气中铅的测定。 二、 仪器分析法 是以光的吸收、辐射、散射等性质为基础的分析方法,主要有以下几种: 光谱法: 主要包括可见分光光度法、紫外分光光度法、红外光谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法、 X-荧光射线分析法、荧光分析法、化学发光分析法等。 电化学分析法: 包括极谱法、溶出伏安法、电导分析法、电位分析法、离子选择
8、电极法、库仑分析法等。 色谱分析法: 包括气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法、离子色谱法、色谱 质谱联用技术等 。 三、 生物技术 利用植物和动物在污染环境中所产生的各种反映信息来判断环境质量的方法。是一种最直接的方法。包括生物体内污染物含量测定,观察生物在环境中受伤害状况、生物的生理生化反应、生物种类和群落结构变化等。 1.3 环境标准 1。3.1 环境标准的分类和分级 环境标准 (environmental standards) 定义:环境标准就是为了保护人群健康 , 防治环境污染,合理利用资源,促进经济发展,依据环境保护法和有关政策 , 对环境中有害成分含量及其排放源规定的限量阈值和
9、技术规范。 环境标准是我国环境保护法体系中一个独立的、特殊的、极重要的组成部分。 1。 环境标准的分类 (1)环境质量标准为了保护人类健康,维持生态良性平衡和保障社会物质财富,并考虑技术条件,对环境中有害物质和因素所作的限制性规定。它是制订环境政策的目标和环境管理工作的依据,也是制订污染物的控制标准的依据,是评价我国各地环境质量的标尺和准绳. (2)污染物排放标准实现环境质量目标,结合经济技术条件和环境特点,对排入环境的有害物质或有害因素所作的控制规定。控制标准是实现环境质量目标的手段,作用在于直接控制污染源,以达到防止环境污染的目的。(3)环境基础标准在环境保护工作范围内,对有指导意义的符号
10、、指南、导则等的规定,是制订其它环境标准的基础及技术依据。所以环境基础标准要积极采用国际标准和国外先进标准,逐步做到与国际标准基本一致。 (4)环境方法标准在环境保护工作范围内以全国普遍适用的试验、检查、分析、抽样、统计、 作业等方法为对象而制订的标准. (5)环境标准物质标准是在环境保护工作中,用来标定仪器、验证测量方法,进行量值传递 或质量控制的材料或物质,对这类材料或物质必须达到的要求所作的规定。 它是检验方法标准是否准确的主要手段。 (6)环保仪器、设备标准为了保证污染治理设备的效率和环境监测数据的可靠性和可比性,对环保仪器、设备的技术要求所作的规定。 2. 环境标准的分级 我国的环境
11、标准分为国家环境标准(包括行业标准)和地方环境标准二级。 (1)国家环境标准 (2)国家环境保护行业标准 (3)地方环境标准 1。3。2 环境质量标准 1. 环境空气质量标准( GB30951996 ) 该标准从1996 年 10 月 1 日起 在全国实施。 2。 地表水环境质量标准( GB38382002 ) 地表水环境质量标准适用于江、河、湖泊、水库等具有使用功能的地表水水域。1。3。3 污染物排放标准 1. 大气污染物综合排放标准 GB162971996 2. 污水综合排放标准 GB89781996 (1)本标准按污水污水排放去向,分年规定了 69 种水污染物最高允许排放浓度及部分行业最
12、高允许排水量。 (2)除了有特殊规定的以外,其他水污染物排放均执行本标准。 (3)标准分级见课本 P24 。 (4)标准限值 (5)总量控制 工业污水污染物最高允许排放负荷 某污染物最高允许年排放总量 习题与思考题1) 环境污染的特点可归纳为哪几个方面: 环境污染是各种因素本身及相互作用的结果,同时,环境污染还受社会评价的而具有社会性.它的特点可归纳为: 时间分布性 :污染物的排放量和污染因素的强度随时间而变化。 空间分布性: 污染物和污染因素进入环境后,随着水和空气的流动而被稀释扩散。不同污染物的稳定性和扩散速度与污染物心智有关,因此,不同空间位置上污染物的浓度和强度分布是不同的。 污染物与
13、污染含量(或污染因素强度)的关系:有害物质引起毒害的量与其无害的自然本地值之间存在一界限(放射性和噪声的强度也有同样情况).所以,污染因素对环境的危害有一阈值。对阈值的研究,是判断环境污染及污染程度的重要依据,也是制定环境标准的科学依据. 污染因素的综合效应: 环境是一个复杂体系,必须考虑各种因素的综合效应。从传统毒理学观点分析,多种污染物同存在对人或生物体的影响有以下几种情况:单独作用、相加作用、相乘作用和拮抗作用。 环境污染的社会评价:环境污染的社会评价是与社会制度、文明程度、技术经济发展水平、民族的风俗习惯、哲学、法律等问题有关。 2) 单依据某一时、某一点的监测数据能否正确表述某一地区
14、的环境质量? 环境中安排采样时间、采样频率和布设采样点的主要依据及获得代表性数据的基础是什么? 为什么要对监测数据进行分析? 由于污染物浓度在时间和空间分布的不均匀性,单依据某一时、某一点的监测数据无法正确表述某一地区的环境质量; 污染物的时空间分布(不均匀)性是在环境监测中安排采样时间、采样频率和布设采样点的主要依据及获得代表性数据的基础。必须依据污染物时间、空间分布不均性特点,科学地制定监测计划(包括网、点设置、监测项目、采样频率等);然后对监测数据进行统计分析,才能获得到较全面客观的评述。2。2.3 水污染源监测方案的制订2.3。1水样的的类型2。3.2.1采集前的准备(preparat
15、ion before sampling)2。3。4.2废水样类型消解水样的方法2.4。2。1挥发(气提)、蒸发(顶空)与蒸馏法2。4.2。3吸附法2.4。2。4离子交换法2。4.2。5共沉淀法 第2章 水和废水监测1.教学目的 认识水资源和水质污染、水质监测对象和目的、监测项目; 掌握水质监测方案的制定、 水污染监测方案的制定; 掌握水样的采集和保存基本方法; 水样的预处理; 物理性质的检验; 金属化合物的测定; 非金属无机物的测定; 有机化合物的测定; 水质污染生物监测; 底质监测及活性污泥性质的监测; 2.教学重、难点 掌握水质监测方案的制定、 水污染监测方案的制定; 掌握水样的采集和保存
16、基本方法; 水样的预处理及分析方法; 汞、镉、铅、铬金属化合物的测定; DO值、含氮化合物的测定; COD、高锰酸钾指数的测定 3。教学方法、手段 课内安排12个学时,其中习题课与讨论1个学时,以理论教学为主,多媒体课件教学。 4。必读教材和参考书页码 教材:34-142; 多媒体课件2.1 水质污染与监测2。1.1水资源及其水质污染2。1。1.1水和水体水是人类维系生命的基本物质,是工农业生产和城市发展不可缺少的重要资源,是人类环境的重要组成部分.水体是河流、湖泊、沼泽、冰川、海洋及地下水的总称。从自然地理的角度看,水体是指地表被水覆盖的自然综合体。2。1.1.2水体污染 当进入水体中的污染
17、物含量超过了水体的自净能力,就会导致水体的物理、化学及生物特性的改变和水质的恶化,从而影响水的有效利用,危害人类健康,这种现象称为水体污染。按排放形式不同:点污染源、面污染源根据污染物质及其形成污染的性质:化学性污染、物理性污染、生物性污染2。1.2 水质监测的对象和目的水质监测的目的(1)对地表水体的污染物质及渗透到地下水中的污染物质进行经常性的监测,以掌握水质现状及其发展规律.(2)对排放的各类废水进行监视性监测,为污染源管理和排污收费提供依据。(3)对水环境污染事故进行应急监测,为分析判断事故原因、危害及采取对策提供依据。(4)为国家政府部门制定环境保护法规、标准和规划,全面开展环境保护
18、管理工作提供有关数据和资料。(5)为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和手段.2.1.3 监测项目 由于各种条件的限制,不可能也没必要对各监测项目一一监测,应根据实际情况,选择那些排放量大、危害严重、影响范围广、有可靠的分析方法保证获得准确的数据,并能对数据作出解释和判断的项目。根据该原则,我国环境监测总站提出了68种水环境优先监测污染物“黑名单.我国环境监测技术规范分别规定的监测项目如下:生活污水:化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷、阴离子洗涤剂、细菌总数、大肠菌群等。医院污水:pH、色度、浊度、悬浮物、余氯、化学需氧量、生化需氧量、致病菌、细菌总数、大
19、肠菌群等。地表水监测项目工业废水监测项目2.1.4 水质监测分析方法 选择分析方法应遵循的原则:灵敏度能满足定量要求;方法成熟、准确;操作简单,易于普及;抗干扰能力好。 根据上述原则,为使监测数据具有可比性,各国在大量实践的基础上,对各类水体中的不同污染物质都编制了相应的分析方法.水质监测分析方法体系(1)国家标准分析方法 比较经典、准确度较高的方法,是环境污染纠纷法定的仲裁方法,也是用于评价其他分析方法的基准方法。(2)统一分析方法 一些项目的监测方法尚不够成熟,但这些项目又急需测定,经过研究作为统一方法予以推广,在使用中积累经验,不断完善,为上升为国家标准方法创造条件。(3)等效方法与前两
20、类方法灵敏度、准确度具有可比性的分析方法称为等效方法。采用新技术,有条件的先用,以推动监测技术进步.但是,新方法必须经过方法验证和对比实验,证明其与标准方法或统一方法是等效的才能使用。2.2 水质监测方案的制定监测方案的内容如下:(1)明确地、具体地规定监测目的;(2)确定监测介质和监测项目,以此选择分析方法,前后统一,使监测数据具有可比性;(3)规定采样地点、方法、时间和频次,并具体责任到人;(4)明确排放特点、自然环境条件、居民分布情况等,据此确定采样设备、交通工具及运行路线;(5)对监测结果尽可能提出定量要求,如监测项目结果的表示方法、有效数字的位数及可疑数据的取舍等。按照不同水体的水质
21、监测方案的制订2。2。1 地面水质监测方案的制订 流过或汇集在地球表面上的水,如海洋、河流、湖泊、水库、沟渠中的水,统称为地表水。(1)基础资料收集水体的水文、气候、地质、地貌特征;水体沿岸城市分布和工业布局、污染源分布与排污情况、城市的给排水情况等;水体沿岸的资源现状,特别是植被破坏和水土流失情况;水资源的用途、饮用水源分布和重点水源保护区;实地勘察现场的交通情况、河宽、河床结构、岸边标志等。对于湖泊,还需了解生物、沉积物特点,间温层分布、容积、平均深度、等深线和水更新时间等;收集原有的水质分析资料或在需要设置断面的河段上设若干调查断面进行采样分析.(2)监测断面和采样点的设置监测断面设置原
22、则a。有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游;b.湖泊、水库、河口的主要入口和出口;c。饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水力设施所在地等功能区;d。较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处;入海河流的河口处;受潮汐影响的河段和严重水土流失区;e.国际河流出入国境线的出入口处;f.应尽可能与水文测量断面重合,并要求交通方便,有明显岸边标志。 河流监测断面的设置三断面法 对于江、河水系或某一河段,要求设置三种断面: a对照断面、b控制断面、c削减断面。对照断面设置目的:了解流入某一区域(监测段)前的水质状况,提供这一水系区域本底值。设置方法:(位于该区域
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