环境监测检测

技术概述

环境监测检测是指通过对影响环境质量的各种因素进行代表性采样、科学分析和综合评价，以确定环境质量状况、污染程度及其变化趋势的技术活动。随着工业化和城市化进程的加速发展，环境保护已成为社会可持续发展的重要议题，环境监测检测作为环境管理的"眼睛"和"耳朵"，在污染源监控、环境质量评估、环境风险预警等方面发挥着不可替代的作用。

现代环境监测检测技术已形成以物理检测、化学分析和生物监测相结合的综合技术体系，涵盖了从现场快速检测到实验室精密分析的多种技术手段。监测对象包括大气、水、土壤、噪声、辐射等多种环境要素，监测指标涉及物理指标、化学指标和生物指标等多个层面。近年来，随着传感器技术、光谱技术、色谱质谱技术、遥感技术以及大数据分析技术的快速发展，环境监测检测正朝着自动化、智能化、网络化和精准化的方向不断迈进，为环境决策提供了更加科学、及时、全面的数据支撑。

检测项目

pH值，溶解氧，化学需氧量，生化需氧量，氨氮，总氮，总磷，悬浮物，浊度，电导率，色度，臭和味，总硬度，氯化物，硫酸盐，硝酸盐氮，亚硝酸盐氮，氟化物，氰化物，硫化物，总有机碳，石油类，动植物油，挥发酚，阴离子表面活性剂，六价铬，总铬，总汞，总镉，总铅，总砷，总铜，总锌，总镍，总锰，总银，总铁，总铝，总硒，总锑，总钴，总钒，总铊，苯，甲苯，乙苯，二甲苯，苯乙烯，甲醛，苯并[a]芘，挥发性有机物，半挥发性有机物，多环芳烃，多氯联苯，农药残留，二氧化硫，氮氧化物，一氧化碳，臭氧，PM2.5，PM10，总悬浮颗粒物，铅及其化合物，氟化物，氯气，氯化氢，氨气，硫化氢，二硫化碳，非甲烷总烃，烟尘，烟气黑度，烟气参数，噪声，振动，电磁辐射，工频电场，工频磁场，射频电磁场，放射性核素，氡及其子体，总α放射性，总β放射性，大肠菌群，粪大肠菌群，细菌总数，霉菌，酵母菌，致病菌，叶绿素a，藻类密度，浮游生物，底栖动物，土壤pH，土壤有机质，土壤阳离子交换量，土壤全氮，土壤有效磷，土壤速效钾，土壤重金属，土壤石油烃，土壤挥发性有机物，土壤半挥发性有机物，固体废物浸出毒性，固体废物腐蚀性，固体废物易燃性，固体废物反应性。

检测样品

地表水，地下水，饮用水，工业废水，生活污水，农田灌溉水，养殖用水，游泳池水，景观用水，再生水，雨水，海水，河水，湖水，水库水，泉水，井水，自来水，瓶装水，桶装水，纯净水，矿泉水，环境空气，室内空气，工业废气，汽车尾气，烟气，工艺废气，无组织排放废气，作业场所空气，公共场所空气，车内空气，室内装修空气，土壤，沉积物，底泥，污泥，固体废物，危险废物，生活垃圾，工业固废，建筑垃圾，医疗废物，农用污泥，城镇污水处理厂污泥，河道底泥，湖泊沉积物，噪声源，振动源，电磁辐射源，放射性物质，生物样品，植物样品，动物样品，微生物样品，浮游生物样品，底栖动物样品，着生生物样品，大型水生植物样品，鱼类样品，贝类样品，藻类样品，降尘样品，降水样品，酸雨样品，颗粒物样品，气溶胶样品，吸附管样品，滤膜样品，吸收液样品，土壤气体样品，地下水监测井样品，渗滤液样品，淋滤液样品，堆肥样品，焚烧飞灰样品，焚烧炉渣样品，脱硫石膏样品，粉煤灰样品，炉渣样品，煤样，油样，涂料样品，胶粘剂样品，建筑材料样品。

检测方法

• 重量法：通过称量物质的质量变化来测定待测组分含量，适用于悬浮物、总悬浮颗粒物、降尘、油类等项目的测定，操作简便，结果可靠。
• 容量分析法：通过滴定反应测定待测组分含量，适用于化学需氧量、溶解氧、总硬度、氯化物等项目的测定，成本较低，准确度高。
• 分光光度法：利用物质对特定波长光的吸收特性进行定量分析，适用于氨氮、总磷、六价铬、挥发酚、氰化物等项目的测定，灵敏度高，应用广泛。
• 原子吸收分光光度法：利用基态原子对特征谱线的吸收进行定量分析，适用于铜、锌、铅、镉等重金属元素的测定，选择性好，灵敏度高。
• 原子荧光光谱法：利用原子受激发后发射荧光的特性进行定量分析，适用于汞、砷、硒、锑、铋等元素的测定，检出限低，干扰少。
• 电感耦合等离子体发射光谱法：利用等离子体激发原子发射特征光谱进行多元素同时分析，分析速度快，线性范围宽，可同时测定多种金属元素。
• 电感耦合等离子体质谱法：结合等离子体源和质谱检测器，实现超痕量元素的精准测定，检出限极低，可进行同位素分析。
• 气相色谱法：利用组分在气固或气液两相间分配系数的差异实现分离分析，适用于苯系物、挥发性有机物等项目的测定，分离效率高。
• 高效液相色谱法：适用于高沸点、热不稳定化合物的分离分析，可用于多环芳烃、农药残留等项目的测定。
• 气相色谱-质谱联用法：结合气相色谱的分离能力和质谱的定性能力，实现复杂有机物的定性定量分析，定性能力强，灵敏度较高。
• 液相色谱-质谱联用法：适用于极性、热不稳定有机物的分析，可用于农药、药物、毒素等项目的测定。
• 离子色谱法：利用离子交换原理分离测定阴、阳离子，适用于氟化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐等项目的测定。
• 红外光谱法：利用分子对红外光的吸收特性进行定性定量分析，适用于石油类、非甲烷总烃的测定。
• 紫外-可见分光光度法：适用于具有紫外或可见光吸收特性物质的测定，如硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮等。
• 电位分析法：通过测量电极电位来确定待测组分活度或浓度，适用于pH、氟离子、氰离子等项目的测定。
• 极谱分析法：利用电解过程中电流-电压曲线进行定性定量分析，适用于某些金属元素的测定。
• 阳极溶出伏安法：适用于痕量重金属的测定，灵敏度高，可同时测定多种元素。
• 微生物检测法：通过培养、计数等方法测定微生物指标，适用于大肠菌群、细菌总数等的测定。
• 生物毒性测试法：利用生物反应评价环境污染物的毒性效应，包括发光细菌法、藻类生长抑制试验等。
• 遥感监测法：利用卫星或航空遥感技术进行大范围环境监测，适用于水体富营养化、大气污染等的监测。

检测仪器

• 原子吸收分光光度计：用于测定重金属元素，具有灵敏度高、选择性好、操作简便等特点，是环境监测实验室的必备仪器。
• 原子荧光光谱仪：用于测定汞、砷、硒、锑等元素，检出限低，线性范围宽，特别适用于超痕量元素分析。
• 电感耦合等离子体发射光谱仪：可同时测定多种元素，分析速度快，线性范围宽，适用于大批量样品的多元素分析。
• 电感耦合等离子体质谱仪：超痕量元素分析能力强大，检出限低，可进行同位素比值测定，是高端环境监测的重要设备。
• 气相色谱仪：用于分离分析挥发性有机物，配备多种检测器如FID、ECD、FPD等，可根据分析对象选择配置。
• 高效液相色谱仪：用于分离分析高沸点、热不稳定化合物，配备紫外检测器、荧光检测器等，应用范围广泛。
• 气相色谱-质谱联用仪：定性能力强，适用于复杂有机混合物分析，是挥发性有机物和半挥发性有机物分析的主力设备。
• 液相色谱-质谱联用仪：适用于极性有机物的定性定量分析，在农药残留、环境激素等分析中发挥重要作用。
• 离子色谱仪：用于测定无机阴离子和阳离子，分离效果好，操作简便，是水质常规分析的重要设备。
• 紫外-可见分光光度计：用于测定具有紫外或可见光吸收的物质，应用广泛，操作简便。
• 红外分光光度计：用于测定石油类、非甲烷总烃等项目，特别适用于油类污染物的测定。
• 总有机碳分析仪：用于测定水或土壤中的总有机碳含量，燃烧氧化-红外检测法是常用方法。
• 化学需氧量测定仪：用于测定水体的化学需氧量，包括重铬酸钾消解-滴定法、快速消解分光光度法等。
• 生化需氧量测定仪：用于测定水体的生化需氧量，包括稀释接种法和压差法等。
• 溶解氧测定仪：用于测定水体中的溶解氧含量，电化学探头法和碘量法是常用方法。
• pH计：用于测定溶液的酸碱度，是水质分析的基本仪器。
• 电导率仪：用于测定溶液的电导率，可反映水中离子总量。
• 浊度仪：用于测定水体的浑浊程度，散射光法和透射光法是常用原理。
• 多参数水质分析仪：可同时测定多项水质参数，便于现场快速检测和在线监测。
• 环境空气采样器：用于采集环境空气中的颗粒物和气态污染物，包括大流量采样器、中流量采样器等。
• 烟气分析仪：用于测定固定污染源排放烟气中的污染物浓度，可测定氧气、二氧化硫、氮氧化物等参数。
• 噪声统计分析仪：用于测量和分析环境噪声，可进行等效声级、统计声级等参数的测量。
• 电磁辐射分析仪：用于测量环境中的电磁辐射强度，可覆盖工频、射频等频段。

检测问答

问：环境监测检测的主要目的是什么？

答：环境监测检测的主要目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及变化趋势，为环境管理、污染治理、环境规划和科学研究提供科学依据。具体包括：评价环境质量是否符合相关标准要求；识别污染源和污染程度，追踪污染物迁移转化规律；评价污染治理措施的效果；预警环境风险，为应急处置提供支持；为环境影响评价、环境规划、污染物总量控制等提供数据支撑。

问：水质检测中CODcr和BOD5有什么区别？

答：CODcr（重铬酸钾法化学需氧量）是指在一定条件下，用重铬酸钾氧化水中的还原性物质所消耗的氧化剂量，以氧的mg/L表示。BOD5（五日生化需氧量）是指在有氧条件下，好氧微生物分解水中的可生物降解有机物所消耗的溶解氧量。CODcr反映的是水中所有还原性物质的总量，包括可生物降解和不可生物降解的有机物及部分无机还原性物质；BOD5仅反映可生物降解有机物的含量。一般来说，CODcr值大于BOD5值，两者的差值可大致表示水中难生物降解有机物的含量。BOD5/CODcr比值可作为评价废水可生化性的重要指标，比值大于0.3通常认为具有较好的可生化性。

问：如何保证环境监测数据的准确性和可靠性？

答：保证环境监测数据准确性和可靠性需要从全过程进行质量控制：一是采样环节要严格按照标准规范操作，确保样品的代表性和完整性，做好样品标识和记录；二是样品运输和保存过程要控制好温度、时间等条件，防止样品变质和污染；三是实验室分析要使用经过检定校准的仪器设备，采用标准方法或经验证的等效方法；四是实施质量控制措施，包括空白试验、平行样分析、加标回收试验、使用有证标准物质进行质量控制等；五是数据处理要正确运用统计方法，对异常数据进行审核和验证；六是建立完善的质量管理体系，定期开展内部审核和管理评审。

问：环境空气监测中PM2.5和PM10有何区别？

答：PM2.5是指环境空气中空气动力学当量直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为细颗粒物；PM10是指空气动力学当量直径小于或等于10微米的颗粒物，也称为可吸入颗粒物。PM2.5主要来源于燃料燃烧、机动车尾气、工业排放、二次气溶胶形成等，粒径小，比表面积大，可吸附大量有毒有害物质，能深入肺泡甚至进入血液循环，对人体健康危害较大。PM10除包含PM2.5外，还包括粒径在2.5-10微米之间的粗颗粒物，主要来源于扬尘、工业粉尘、风沙等，可被吸入呼吸道，但大部分被阻留在上呼吸道。在环境监测中，PM2.5和PM10都是重要的空气质量评价指标。

问：土壤重金属检测的样品前处理方法有哪些？

答：土壤重金属检测的样品前处理方法主要包括：酸消解法，如硝酸-氢氟酸-高氯酸消解、王水消解等，用于测定重金属总量；微波消解法，利用微波加热加速消解过程，具有消解速度快、试剂用量少、污染损失小等优点；水浴消解法，适用于某些特定元素的提取，操作简便；顺序提取法，如Tessier五步提取法、BCR三步提取法等，用于分析重金属的形态分布，评估重金属的生物有效性和环境风险。选择合适的前处理方法需根据检测目的、目标元素和分析方法要求来确定，同时要注意消解完全、防止污染和损失。

案例分析

案例一：某化工企业周边土壤及地下水污染状况调查

某化工企业运营超过二十年，主要生产染料中间体及精细化工产品，为评估其长期生产活动对周边环境的影响，开展了土壤及地下水污染状况调查。调查范围以企业厂区为中心，向外延伸至可能受影响的区域。土壤采样按照系统布点与判断布点相结合的方法，共布设土壤采样点42个，采样深度分为表层（0-0.5m）、浅层（0.5-2m）和深层（2m以下），每个点位采集3-5个样品。地下水监测井布设8口，分别位于企业上游（背景点）、厂区周边及下游方向。

土壤检测项目包括pH、重金属（砷、镉、铬、铜、铅、汞、镍、锌）、挥发性有机物、半挥发性有机物、石油烃等；地下水检测项目包括常规理化指标、重金属、挥发性有机物、半挥发性有机物等。检测结果表明：厂区周边部分土壤采样点的苯系物、氯代烃浓度超过风险筛选值，主要集中在厂区下风向及废水处理设施附近区域；重金属指标中，部分点位砷、镉浓度超过风险筛选值。地下水监测发现，下游方向监测井的苯、氯仿、四氯化碳等指标超过地下水质量标准，表明企业生产活动对周边土壤和地下水造成了一定程度的污染。根据调查结果，提出了划定风险管控区域、开展详细调查、实施风险管控和修复措施等建议。

案例二：某河流流域水环境质量监测与评价

为全面掌握某河流流域水环境质量状况及变化趋势，识别主要环境问题，为流域水环境综合整治提供科学依据，开展了为期一年的水质监测工作。监测断面设置遵循代表性、可控性和可比性原则，在河流干流的上游、中游、下游，主要支流汇入口，以及重要水功能区布设监测断面共12个。监测频率为每月一次，全年共12次。

监测项目包括水温、pH、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总氮、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、六价铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠菌群等24项。评价标准执行《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）。监测结果表明：上游断面水质较好，全年基本达到Ⅱ类标准；中游断面受沿途城镇生活污水和农业面源污染影响，水质下降至Ⅲ-Ⅳ类，主要超标因子为氨氮、总磷；下游断面因接纳工业废水和城镇污水，部分时段氨氮、总磷、化学需氧量超标，水质为Ⅳ-Ⅴ类，枯水期水质劣于丰水期。通过监测数据分析，识别了主要污染因子和污染来源，提出了加强城镇污水处理设施建设、控制农业面源污染、实施河道生态修复等综合治理建议。

应用领域

环境监测检测技术广泛应用于以下领域：

• 环境质量监测：包括地表水、地下水、饮用水水源地、环境空气、土壤等环境要素的质量监测，评估环境质量状况及变化趋势，为环境管理提供基础数据。
• 污染源