环境质量监测的手段

环境质量监测的手段

为了了解环境污染状况，消除和控制污染以及研究污染物的存在和转化规律，就需要对污染物的存在形态、含量进行本底的和现状的分析鉴定，提供可靠的分析数据。

因此，分析化学在环境监测工作中，任务繁重，责任重大，环境分析化学已成为一个具有特色的分支领域。环境分析化学是研究如何运用现代科学理论和先进实验技术来鉴别和测定环境污染物及有关物种的种类、成分与含量以及化学形态的科学，是环境化学的一个重要分支学科，也是环境科学和环境保护的重要基础学科。环境分析的主要特点如下。

1．研究领域广、对象复杂。要针对各种污染源（工业、农业、交通、生活等）和各类环境要素（大气、水体、土壤、动物、植物、食品及人体组织等生物材料）中成千上万种的化学物质进行定性或定量的测定。鉴定物质中含有哪些元素、原子团，叫定性分析；测定物质中有关组分的含量，叫定量分析。测定对象如果是无机物，则称无机分析；如为有机物，则称有机分析。

2．被测组分含量低，特别是环境背景值含量极微（10^－6～10^－12g）。例如已测定太平洋中心上空中铅的含量为1μg·g^－1而南北极则低于0．5μg·g^－1。雨水中汞的平均含量为0．2μg·g^－1。对含量极微的组分进行分析，通常采用微量分析或超微量分析的方法，并需要采用高灵敏度的分析技术。

3．样品组成复杂，不仅测定元素的总量，还要做形态分析。形态分析是指分析某种元素物理－化学形态，包括物理形态分析和化学形态分析。物理形态分析包括区分金属的物理性质如溶解态、胶体和颗粒状等；而化学形态分析是指区分各种化学形态如单质、有机形态和无机形态。不同形态的元素性质相差很大，表现出在环境中的不同行为，如有机污染物的异构体多，异构体之间的毒性差别大。做形态分析要求分析方法选择性高，或实现多元素同时测定。

4．样品稳定性差。有些污染物在环境介质中可能发生溶解、沉淀、吸附、氧化、还原、光解、水解、生物降解等变化，因此样品的采集时间、地点、气象条件的影响、贮存条件（容器性质、温度、避光条件）等会影响样品的组成和浓度。这需要在现场进行连续的动态分析，要求仪器和方法测定速度快，自动化程度尽可能高。

为此，环境分析应用了现代分析化学中的各项新理论、新方法、新技术，且引进了近代化学、物理学、数学、生物学、计算机联用和其他技术科学的最新成就，如光导纤维分析、电子探针、中子活化分析等，特别是发展了各种测试手段的多机联用或一机多用的连续、自动、遥控等技术来定性定量地研究环境问题。通常采用仪器分析的方法，例如色谱－质谱－计算机联用，它能快速测定各种挥发性有机物，这种方法已应用于废水的分析，可检测200多种污染物。

20世纪70年代以来，国外在环境监测分析中已广泛采用自动连续监测系统。国内一些大城市也先后建立了空气质量自动连续监测系统，从采样、分析、数据传递和处理实现了自动化和计算机化。遥感和激光技术也开始应用于环境分析，例如利用地球监测卫星，通讯卫星和高空飞机对环境进行遥测；应用激光光谱可不经过取样直接测出大面积大气中含有2～3μg·g^－1的10种成分。为提高分析结果的可靠性和可比性，方法的标准化是一个关键。我国对环境分析方法的标准化工作有很大进展，已出版《水质分析法》、《饮用水、地面水水质分析法》、《环境污染分析方法》、《污染源统一监测分析方法》等。所选用的分析方法都具有灵敏、准确和简便等特点，适应了环境保护和环境监测工作的需要。