在地表水重点流域建立了200套水质自动监测系统

第九章环境污染自动监测本章主要内容概述9.1空气污染连续自动监测系统9.2地表水污染连续自动监测系统9.3污染源连续自动监测系统9.4遥感监测9.5环境监测网概述环境中污染物质的浓度和分布是随时间、空间、气象条件及污染源排放情况等因素的变化而不断变化的。由于定时、定点人工采样测定结果不能确切反映污染物质的动态变化规律，为实时获取污染物的变化信息，正确评价污染现状，必须采用连续自动监测技术。发展历程（1）国外工业发达国家20世纪60年代，发达国家开始建立区域性监测网，应用自动监测仪器，引入遥测技术。20世纪70年代，全国范围建立空气、地表水污染连续自动监测系统，形成自动监测网，还开展了烟气、废污水连续自动监测20世纪80年代后，应用遥感进行大范围大面积的空气和水域污染状况监测和预测、预报，开展城市噪声自动监测。我国环境污染自动监测发展历程20世纪80年代，开始建立空气污染连续自动监测站20世纪90年代，开始建立地表水连续自动监测站截至2007年，在全国建立了900多套空气连续自动监测系统，在地表水重点流域建立了200套水质自动监测系统，在重点污染源建立了烟尘、烟气排放连续自动监测系统和废污水排放连续自动监测系统，还开展了地面和空间遥感监测及城市噪声自动监测第一节空气污染连续自动监测系统系统的组成及功能子站布设及监测项目子站内的仪器装备空气污染自动监测仪器环境噪声自动监测系统气象观测一、系统的组成及功能空气污染连续自动监测系统由一个中心站，若干个子站和信息传输系统组成。（1）监测中心站的主要功能：①向各个子站发出工作指令，管理子站的工作，如开机、停机、校对检测仪器等；②定时收集各子站的监测数据，并进行数据处理和统计检验；③打印各种报表，绘制污染分布图；④将各种监测数据贮存到磁盘或光盘上，建立数据库，以便随时检索或调用；⑤当发现污染指数超标时，向有关污染源行政管理部门发出警报，以便采取相应的对策。（2）监测子站（固定站和流动站）的主要功能：①计算机按预定的监测项目进行监测；②按一定的时间间隔采集和处理监测数据；③将收集到的数据按不同的需要进行显示、打印和短期储存；④通过本站的无线电接受总站的工作并按总站的要求向总站传送检测数据。思考题简要说明空气自动监测系统的组成部分及各部分的功能。二、子站布设及监测项目（一）子站数目和站位选址监测子站的数目和地址的选择取决于监测目的、监测范围和监测地区内的地形条件、气象条件和污染物程度、人口数量等情况。子站数目常用经验法确定，包括人口数量法、功能区布点法、几何图形法等（参考第三章）子站内仪器长期连续运转，需要良好的工作环境，如连续供电，仪器维修、交通方便等。监测空气污染的子站监测项目分为两类：一类是温度、湿度、大气压、风速、风向及日照量等气象参数；另一类是二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧、总碳氢化合物、甲烷烃、非甲烷烃等污染参数。（二）监测项目Ⅰ类测点数据按要求进国家环境数据库，Ⅱ类测点数据由各省市管理。Ⅰ类测点测定温度、湿度、大气压、风向、风速五项气象参数和表9-1项目；Ⅱ类测点的测定项目可根据具体情况确定。必测项目选测项目二氧化硫氮氧化物一氧化碳可吸入颗粒物或总悬浮颗粒物臭氧总碳氢化合物空气自动监测系统的监测站分为Ⅰ类测点和Ⅱ类测点：三、子站内的仪器装备子站内装备有自动采样和预处理系统、污染物自动监测仪器及其校准设备、气象参数测量仪器、环境微机及其外围设备、信息收发及传输系统等。图9－1四、空气污染连续自动监测仪器（一）仪器选型（二）二氧化硫监测仪器（三）氮氧化物监测仪（四）臭氧监测仪（五）一氧化碳监测仪（六）总烃监测仪（七）可吸入颗粒物自动监测仪干法仪器：结构简单，测定准确可靠，维护量小，一种仪器可以测定两种以上组分等特点。湿法仪器：复杂；干法仪器取代湿法仪器。（一）仪器选型表9-2空气污染连续自动监测系统中广泛应用的自动监测仪器监测项目监测方法SO2紫外荧光光谱法NOx化学发光分析法CO非色散红外吸收法O3紫外吸收法PM10Β射线吸收法总烃气相色谱法（FID）SO2、NOx、O3、苯等差分吸收光谱法思考题我国《环境监测技术规范》规定，空气自动监测系统的监测站分为Ⅰ类测点和Ⅱ类测点，Ⅰ类测点数据按要求进国家环境数据库，I类测点测定、、、、五项气象参数及、NOx、和。在地面空气自动监测站内，一般装配哪几种污染组分自动监测仪？说明其工作原理。第二节地表水污染连续自动监测系统地表水污染连续自动监测系统的组成与功能水质自动监测站的布设及装备监测项目与监测方法水污染连续自动监测仪器水质监测船一、地表水污染连续自动监测系统的组成与功能1.组成：地表水质污染自动监测系统由若干个水质自动监测站和一个远程监控中心组成。2.功能：（1）水质自动监测站—在自动控制系统下，有序开展对预定污染物及水文参数连续自动监测工作，无人值守、昼夜运转，并通过有线或无线通信设备将监测数据和相关信息传输到远程监控中心，接受远程监控中心的监控。（2）远程监控中心—设有计算机及外围设备，实施对各水质自动监测站状态信息及监测数据的收集和监控，根据需要完成数据处理、报表输出工作，向水质自动监测站发布指令。二、水质自动监测站布设及装备水质自动监测站的布设，参见第二章，监测站的采样点距离站房越近越好。分为：固定水质自动监测站流动水质监测站：突发环境污染事故应急监测、特殊环境监测，包括水质监测船、水质监测车水质自动监测站装备采水单元采水泵、输水管道、排水管道、调整水槽配水和预处理单元去除水样中泥沙的过滤、沉降装置，手动、自动管道反冲洗装置、除藻装置自动监测仪单元各种污染物连续自动监测仪、自动取样器、水文参数（流量、流速、水位、水向）测量仪自动控制和通信单元监测站房三、监测项目与监测方法监测项目五项常规指标都要测五项综合指标：反映有机物污染状况的指标，根据水体污染情况，选择其中一项测定，地表水一般测高锰酸盐指数单项污染指标：根据监测断面所在水域水质状况确定其他：水文参数：水位、流速、降水量气象参数：气温、风向、风速、日照量等什么是水质污染自动监测系统(WPMS)?水污染的监测项目中，作为综合指标的有哪些?WPMS就是在一个水系或一个地区设置若干个有连续自动监测仪的监测站，由一个中心站控制若干个子自动监测站，随时对该区的水质污染状况进行连续自动监测，形成一个连续自动监测系统。综合指标有COD、TOC、TOD、UV紫外吸收等。第四节遥感监测定义：遥感监测是应用探测仪器对远处目标物或现象进行观测，把目标物或现象的电磁波特性记录下来，通过识别、分析，揭示某些特性及其变化，是一种不直接接触目标物或现象的高度自动化监测手段。遥感技术在水体污染监测中的应用遥感数据采集系统遥感监测可以进行区域性的跟踪测量，快速进行污染源定位、污染范围核定、污染物质实时监测，生态环境调查等。被动遥感：收集目标物或现象自身发射的或对自然辐射源反射的电磁波；主动遥感：主动向目标物发射一定能量的电磁波，收集返回的电磁波信号第四节遥感监测技术摄影遥感红外扫描遥感相关光谱遥感激光雷达遥感微波辐射遥感3S技术一、摄影遥感摄影机安装在飞机、卫星上，对目标物进行拍照摄影，可以对土地利用、植被、大气污染状况等进行监测。原理：上述目标物或现象对电磁波的反射特性有差异，用感光胶片感光记录就会得到不同颜色的照片。电磁波受表层土壤（灰棕色）、植物（绿色）和水层反射的情况水的反射能力最弱。当地表水携带大量黏土颗粒进入河道后，由于天然水与颗粒物反射电磁波能力的差异，在摄影底片上未污染区与污染区之间呈现很强的黑白反差。当水中藻类繁生，叶绿素浓度增大时，会导致蓝光反射减弱和绿光反射增强，据此可大致判定大面积水体中叶绿素浓度发生的变化。未污染海水与被石油污染的海水对电磁波反射能力差异大；水面油膜厚度不同，反射电磁波能力也有差异，在照相底片上会呈现不同的色调或明暗程度，据此可判定被石油污染的水域范围和对海面油膜进行半定量分析。二、红外扫描遥感红外扫描技术利用红外扫描仪接受监测对象的热辐射能，转换成电信号或其他形式的能量后，加以测量，获得他们的波长和强度，借以判断不同物质及其污染类型和污染程度。例如，水体热污染、石油污染情况、森林火灾和病虫害、环境生态等。水质污染遥感监测技术应用热红外扫描仪等进行航空遥感监测水质污染状况，由于未污染的水与被污染的水两者的比辐射率不同，因而即使它们在相同的温度下辐射温度也不相同，从其辐射温度的差值显示污染分布情况。海水油污染遥感监测技术未污染的海水与覆盖在水面上的油膜，由于两者的辐射发射率(即比辐射率)不同，从而显示出海面油污染分布的情况。在夜晚拍摄的热红外图像上，船舶翻起的浪花呈现出较暖的色调显示，像片上呈现出白色条带，而排油的地方则呈现出黑色条带。根据油膜的厚薄在像片上表现为灰阶的不同，可以计算出石油覆盖的面积和数量三、相关光谱遥感相关光谱遥测技术是基于物质分子对光吸收的原理并辅以相关技术的遥测方法。在吸收光谱技术基础上配合相关技术是为了排除测定中非受检组分的干扰。采用紫外光和可见光为吸收光源，可利用自然光作为光源。相关光谱技术的实用对象目前只限于一氧化氮、二氧化氮、二氧化硫。四、激光雷达遥测技术利用激光与监测对象作用后发生散射、发射、吸收等现象实现对污染物质的测定。1.激光射入低层空气后，将会与空气中的颗粒物作用，因颗粒物粒径大于或等于激光，故光波在这些质点上发生米氏散射。据此原理，将激光雷达装置的望远镜瞄准油烟囱口冒出的烟气，对发射后经米氏散射折返并聚焦到光电倍增管窗口的激光做强度监测，就可对烟气中的烟尘量作出实时性遥测。2.当射向空气的激光束与气态分子相遇时，可能发生另外两种分子散射作用而产生折返信号，一种是散射光频率与入射光频率相同的雷利散射，这种散射占绝大部分；另一种是约占1%以下的散射光频率与入射光频率相差很小的拉曼散射。应用拉曼散射原理制作的激光雷达可用于遥测空气中的SO2,NO,CO,CO2,H2S,CH4等污染组分。因为不同组分有各自的特定拉曼散射光谱，借此可进行定性分析；拉曼散射光的强度又与相应组分的浓度成正比，借此可作定量分析。因为拉曼散射信号较弱，所以这种装置只适用于近距离（数百米范围内）或高浓度污染物的监测。3.激光荧光技术是利用某些污染物分子受到激光照射时被激发而产生共振荧光，测量荧光的波长，可作为定性分析的依据。测量荧光的强度可作为定量分析的依据。如，一种红外激光-荧光遥测仪可监测空气中的NO,NO2,CO,CO2,SO2,O3等污染组分；还有一种紫外荧光-激光遥测仪可监测空气中的HO•自由基浓度，也可以监测水体中有机物污染和藻类大量繁殖情况等。六、“三S”技术“三S”技术是指遥感RS(RemoteSensing)、GPS(GlobalpositionSystem)和地理信息系统GIS(GeographiclnformationSystem)。前两个S是通过遥感接收、传送的；后一个S是地面的计算机图像图形和属性数据的处理。整体“3S”系统要经过地面和卫星遥感通讯联成计算机网络。卫星遥感技术可应用于空气污染扩散规律研究、水体污染监测、海洋污染监测、城市环境生态与污染监测、环境灾害监测，还可提供沙漠化进程、土地盐渍化和水土流失的情况、生态环境恶化状况以及工业废水和生活污水对水体的污染、石油对海洋的污染等基本状况和发展程度的数据和资料，还可获取生态环境变化的基本数据和图像资料。全球定位系统六、3S技术卫星遥感技术可以连续、大范围对不同空间的环境变化及生态问题进行动态观测，如海洋等大面积水体污染、大气中臭氧含量变化、环境灾害情况、城市生态及污染等。全球定位系统可提供高精度的地面定位方法，用于野外采样点定位，特别是海洋等大面积水体及沙漠地区的野外定点。地理信息系统是一种功能强大的对各种空间信息在计算机平台上进行装载运送、处理及综合分析的工具。三种技术相结合，形成了对地球环境进行空间观测、空间定位、及空间