环境监测的重要性及发展趋势

“环境监测”最初是由监测核设施产生的放射性物质对人及周围环境的影响而产生的。随着环境污染问题的日益突出，监测的内涵也逐步扩大，即由工业污染源监测逐步走向大环境的监测。也就是说，仅对单个污染物短时间的取样分析即污染源监测无法判断环境好坏，因此需要进行环境监测，即得到各种污染因素在一定范围内的时空分布数据，才能对环境质量做出确切的评价。这项任务单靠某一种手段（如化学分析）是难以完成的，必须和先进的物理或物理化学等各种测试手段相结合才能完成。所以，环境监测就是用包括计量和测试等科学的方法和手段监视和检测代表环境质量及发展变化趋势的各种数据的全过程。环境监测的上述含义主要是从技术角度来讲的；结合法规的角度，环境监测的定义应表述为由环境监测机构按照规定的程序和有关法规的要求，对代表环境质量及发展趋势的各种环境要素进行技术性监视、测试和解释，对环境行为符合法规情况进行执法性监督、 控制和评价的全过程操作。目前， “监测”一词的含义可理解为监视、测定、监控，因此环境监测就是通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。它是环境管理工作的一个重要组成部分，是通过技术手段测定环境质量因素的代表值以把握环境质量的状况。随着科学技术的发展，环境监测也由小尺度的监测（如工业方面的污染源监测）逐步发展到大尺度多方位的环境监测（如对各省市空气质量的定时监测），监测对象不仅是影响环境质量的污染因子，还延伸到生物、生态变化等方面。

环境监测的基本环节是布点、采样、分析测试、数据处理、综合评价和对策建议。环境监测必须有在各环境要素进行布点和采样的总体方案设计，以取得有合理置信度的空间、时间代表性的样品。在分析测试、数据处理后，要将有关因素联系起来进行综合评价，提出控制对策。同时，还要进行预测预报，以便采取调控措施。

（一）环境监测的分类及其基本要素

1.环境监测的分类

环境监测依据不同标准，可以划分成多种类型，按其目的和性质可分为三类。

（1）监视性监测（常规监测或例行监测）。监视性监测是监测工作的主体，是监测站第一位的工作。这类监测包括如下两个方面。

①污染源监测：其任务是监测污染物浓度、负荷总量、时空变化等，掌握污染状况及其发展趋势，为强化环境管理，贯彻落实有关标准、法规、制度等做好技术监督和提供技术支持。这是企业监测站的工作重点，其工作质量是环境监测水平的标志。

②环境质量监测：指对大气、水质、土壤、噪声等各项环境质量因素状况进行定时、定点的监测分析，以了解和掌握环境质量的状况和变化趋势，为环境管理和决策提供依据。

（2）特定目的的监测。为某一目的而进行的特定指标的监测，主要包括以下四个方面。

①污染事故监测主要是确定紧急情况下发生的污染事故的污染程度、范围和影响等。

②仲裁监测主要是为解决环保执法过程中发生的矛盾和纠纷，为有关部门处理污染问题提供公正的监测数据。

③考核验证监测主要是指设施验收、环境评价、机构认可和应急性监督监测能力考核等监测工作。

④咨询服务监测主要是指为科研、生产等部门提供有关监测数据，为社会承担一些科研咨询工作等。

（3）研究性监测（科研监测）。研究性监测属于较复杂的高水平监测，需经周密计划、多学科协作共同完成。例如，开展污染物本底值调查、统一监测方法、研制标准物质等。

此外，按监测方法的原理，环境监测可分为化学监测、物理监测和生物监测；按污染物受体可分为大气监测、水体监测、土壤监测和生物监测；按污染性质可分为化学污染监测、物理污染（噪声、热、振动、放射性等）监测和生物污染（细菌、病毒等）监测。

2.环境监测的基本要素

在环境监测活动中，监测者（监测机构）—监测对象—监测数据是相互关联的基本要素。除此之外，监测方法和监测结果也是基本要素。因为没有正确的监测方法，就得不到正确的数据；而没有结论的监测活动，是无目的的监测活动，这种活动是没有意义的。

（1）监测机构。由于环境监测的效益是社会公益性的，而且直接应用于环境管理，与管理有密切关系，因而监测机构的设置既要能掌握环境质量的现状、规律及发展趋势，又要能满足管理部门的要求。建立的监测网络既具有收集、传输环境质量信息的功能，又具有组织管理的功能。

我国监测网络的设置结合国情，采用分级管理、条块结合的方式。国家、省、市、县及大型企业依据掌握本地区环境质量状况的需要，规定各自的控制点位和数量。同时，建立横向监测网络，如各水系、海洋、农业等部门环境监测协作网、污染源监测网等。

（2）监测对象。实际工作中，由于受各种条件的限制，要对监测项目进行必要的筛选，选出对解决现有问题最关键和最迫切的项目。在选择监测对象时，应从以下三个方面考虑。

①对污染物的性质如化学活性、毒性、扩散性、持久性、生物分解性和积累性等做全面分析，从中选择影响面广、持续时间长、不易分解而使动植物发生病变的物质作为例行监测项目；对于特殊目的和情况，则根据需要选择所要监测的项目。

②对所要监测的项目必须有可靠的检测手段，并保证能获得有意义的监测结果。

③对监测所获得的数据，要有可比较的标准或能做出科学的解释，如果监测结果无标准可比，又不了解其对人体和动植物的影响，将使监测结果陷入盲目性。

（3）监测方法。环境监测的对象极为复杂，要得到满意的监测结果，实现既定监测目的，监测方法的选择极为重要。近年来，环境监测方法发展的明显趋势包括以下四点。

①布点优化。以最少的测点和测次获取最有代表性的数据。监测布点的优化研究是监测方法不断发展的重要标志。

②质量保证系统化。质量保证工作由限于实验室内部的质量控制向监测全过程发展，形成贯穿监测全过程的质量保证体系。

③分析方法标准化，分析技术连续自动化。目前有不少自动分析仪器已被正式定为标准的分析方法，如比色分析、离子选择电极、原子吸收光谱、气相色谱、液相色谱等自动分析方法及相应的仪器。

④多种方法和仪器联合使用日益增多，极大地提高了环境监测效率，如色谱—质谱—计算机联用，能快速测定挥发性有机污染物，用于废水监测分析，可检测200种以上的污染物。计算机的应用也日益深入环境监测的各个环节。

（4）监测数据。监测数据是环境监测工作的产品，并通过它来展示环境监测的重要作用。环境监测必须具备的基本特性是准确、 精确、 完善、可比、具有代表性。同时，数据传输要快，要有流畅的数据、资料流通渠道，完善的监测网络，完整的数据报告制度，使用计算机管理是及时传输数据资料的基本保证。

监测数据的加工利用取决于加工方法的正确性和综合分析的科学性，加工方法主要涉及数理统计的内容。

（5）监测结果。一切监测活动的目的，都是取得监测结果。监测结果一般有两种形式：一是实测结果，主要是各种监测结果表格，如环境监测年鉴属于实测结果的汇编，年鉴中对监测数据只做分类、筛选、整理，并不做评价；二是评价结果，如各种环境质量报告，如月报、季报、环境质量报告书等。

（二）环境监测的目的和任务

1.环境监测的主要目的

环境监测的目的是准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。主要包括以下几个方面。

（1）评价环境质量，预测环境质量发展趋势。具体如下所述。

①提供代表环境质量现状的数据，并判断环境质量是否符合国家环境质量标准。

②对污染物及其浓度（强度）做时间和空间方面的追踪，掌握污染物的来源、扩散、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做出预测、预报和预防，判断污染源造成的影响，判断污染浓度最高和潜在问题最严重的区域，评价防治对策和治理措施的实际效果。

（2）为制定环境法规、标准、环境规划、环境污染综合防治对策提供科学依据，并全面监视环境管理的效果。具体如下所述。

①积累大量的不同地区的污染数据，结合当前和今后一段时间我国技术经济水平，制定切实可行的环保法规和环境质量标准。

②通过大量监测数据验证和建立污染模式，科学地预报污染发展趋势，为决策提供以实测数据为依据的可靠资料。

③为开展环境影响评价提供数据，提供预测模式，提供可类比地区的环境质量状况，使环境影响评价的结果尽可能符合实际。

④随时监测环境质量的变化，为不断修正环境法规、标准、环境规划、综合防治对策提供数据，使之不断完善，使全面环境管理切实可行。

（3）收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制、目标管理、预测预报环境质量提供数据。

（4）揭示新的污染问题，探明污染原因，确定新的污染物质，研究新的监测分析方法，为环境科研提供方向。

（5）为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源，制定环境法规、标准、规划等服务。

2.环境监测的任务

（1）对环境中各项要素进行经常性监测，及时、准确、系统地掌握和评价环境质量状况及发展趋势。

（2）对污染源排放状况实施现场监督监测和检查，及时、准确地掌握污染源排放状况及变化趋势。

（3）判断环境质量是否合乎国家制定和修订的环境质量标准，定期提出环境质量报告。

（4）开展环境监测科学技术研究，预测环境变化趋势并提出污染防治对策与建议。

（5）开展环境监测技术服务，为经济建设、城乡建设和环境建设提供科学依据。

（6）为政府部门执行各项环境法规、标准，全面开展环境管理工作提供准确、可靠的监测数据和资料。

（三）环境监测及监测对象的特点(www.xing528.com)

1.环境监测的特点

（1）环境监测的综合性。环境监测的综合性指监测手段的综合与监测对象的综合。环境监测手段包括化学、物理、生物、物理化学、生物化学及生物物理等一切可以表征环境质量的方法，其监测对象包括空气、水体（江、河、湖、海及地下水）、土壤、固体废物、生物等客体，只有对这些客体进行综合分析，才能确切地说明环境质量状况。同时，对监测数据进行统计处理、综合分析时，需涉及该地区的自然和社会各个方面的情况，因此必须综合考虑才能正确阐明数据的内涵。

（2）环境监测的连续性。由于环境监测对象大多成分复杂、干扰因素多、变化大，环境污染具有时空性等特点，参与环境监测工作的技术人员多、仪器设备多、试剂药品多，因此环境监测必须长期、不间断地进行，收集的数据必须具有连续性，这样才有可能消除各种可能出现的误差，获得比较准确的信息，也才可能揭示出环境污染的发展趋势。鉴于此，监测网络、监测点位的选择一定要有科学性，而且一旦监测点位的代表性得到确认，就必须长期坚持监测。要达到以上要求，必须尽可能采取自动化、标准化和检测网络化等先进手段。

（3）环境监测的追踪性。环境监测包括监测目的的确定、监测计划的制订、采样、样品运送和保存、实验室测定到数据整理等过程，是一个复杂而又有联系的系统，任何差错都将影响最终数据的质量。特别是区域性的大型监测，由于参加人员众多、实验室和仪器的不同，必然使得技术和管理水平不同。为使监测结果具有一定的准确性，并使数据具有可比性、代表性和完整性，还需有一个量值追踪体系予以监督。同时，环境监测部门向各方面提供的数据具有权威性和法律性，所以必须保证监测数据的准确性、精密性、代表性和可比性。因而，也要求从采样到整理的各个环节建立环境监测的质量保证体系，起到时刻追踪的作用。

（4）环境监测的系统性。要完成环境监测工作，获得可靠的数据、 资料，就必须系统地把握住其一系列关键的基本环节，如布点和采样、分析测试、数据整理和处理、监测质量保证等。环境监测类似于生产过程，必须解决工艺定型化、分析方法标准化、监测技术规范化等各个环节的问题。

此外，环境样品的组成极为复杂，随机变化明显，其浓度范围宽，性质各异，而且物质因素之间处于动态平衡状态。在不同的水文地球化学环境中其平衡状态各异，所以待测物的浓度表现出时间分布上的变化。因此，监测的数据应具有符合监测计划要求的时间和空间的代表性和完整性。

2.监测对象的特性

环境监测的对象涉及自然与社会的各个方面，既包括污染源与相关环境要素的因子、参数与变量，也包括追踪初级污染造成的环境影响。其具有以下特征。

（1）多样性企业的污染源及其污染物在各个部门、各个阶段、各个时序的分布是十分多样化的，而对环境的直接影响和潜在影响也非常广泛。

环境监测的对象不仅有基本化学污染物质，还应考虑能量污染因素及污染物不同的价态、状态等问题。同一种污染物还有可能广泛存在于不同的介质中，并且具有不同的形态。同时，造成环境污染的危害往往是多种污染物联合作用及污染物间综合效应的结果。各污染物对人或生物体的毒性有的具有相加、相乘作用，有的则为单独或相抵消作用。上述这些都是环境监测中不可忽视的因素。

（2）变动性。污染物的不稳定性和环境条件的时空变化是产生监测对象变动性的根源。废水中蒸汽组分的冷凝，就会导致其他组分含量的变化；如果样品中的两种（或多种）污染物在储存时发生了反应，产生了新的化合物，就会从根本上改变测定结果。

环境污染物质多数具有变异性大的特点。首先，同排放的污染物性质、状态、浓度及排放情况有关；其次，在不同气象条件下，污染物的浓度是随时间、空间而变化的；最后，污染物在环境中可能发生的物理、化学作用及生物分解也是引起待测物变异的重要原因。

由于上述特点，环境监测中选择合适的采样周期和具有代表性的采样地点，发展连续监视系统是非常重要的。

（3）代表性。鉴于监测对象的多样与多变，必须根据环境保护管理工作的重点、难点和环境问题的热点、焦点，也就是根据确定了的监测目的和重点，慎重地选择有代表性的、有针对性的监测对象，并且在整个监测过程中保持这种代表性。突出重点、兼顾一般，准确地把握针对性，必然保证了代表性。

（4）待测物含量低。环境污染物，特别是自然本底值的含量极微，属于痕量和超痕量分析范围。同时，监测区域变化大，从对数十千米的大区域内污染分布进行监测，到对只有1微米大小气溶胶颗粒化学性质的分析，显然，区域变化是极大的，给监测带来了很大的困难。

（5）待测物的毒性大。污染物的毒性是指它侵入机体后与其体液或组织发生化学和物理作用，在达到一定程度时产生的病理改变。具有剧毒的污染物，即使痕量存在，也会危及人或生物的生命。

（四）环境监测的程序与方法

1.环境监测的基本程序

环境监测就是环境信息的捕获—传递—解析—综合—控制的过程，在对监测信息进行解析综合的基础上，揭示监测数据的内涵，进而提出控制对策建议，并依法实施监督，从而达到直接有效地为环境管理和环境监督服务的目的。

（1）受领任务。环境监测的任务主要来自环境保护主管部门的指令，单位、组织或个人的委托、申请，监督机构的安排三个方面。环境监测必须要有确切的任务来源依据。

（2）明确目的。无论监测的对象是什么，必然有其目的。目的不同，其监测要求有很大差异。监测者要根据任务下达者的要求和需求，确定针对性较强的监测工作。

（3）现场调查。根据监测目的要求，进行现场调查研究。调查的内容包括主要污染物的来源、性质及排放规律，污染受体（如居民地、学校、农田、水体、森林及其他）的性质和受体与污染源的相对位置（方位和距离），水文、地理、气象等环境条件，必要时还需要调查有关历史情况等。

（4）方案设计。根据目的要求、现场调查资料和有关技术规范要求，认真做好监测方案设计，并据此进行现场布点作业，做好标识和准备工作。方案设计应确定测定的范围和项目，如采样点的数目和具体位置，采样的时间和频率，调配采样人员和运输车辆，实验室分析人员的分工安排，现场工作和实验室的联系，对监测报告的要求等。总之，计划中要体现出测什么、怎么测、用什么测、由哪些人来测及对测定结果如何评价等。

（5）采集样品。按照设计方案和规定的操作程序，实施样品采集，对某些需现场处置的样品，应按规定进行处置包装，并如实记录采样实况和现场实况。

（6）运送保存。按照规范方法需求，将采集的样品和记录及时安全地送往实验室，办好交接手续。

（7）分析测试。按照规定程序和规定的分析方法，对样品进行分析，如实记录检测信息，并根据分析记录计算污染物浓度，然后整理入表。

（8）数据处理。对测试数据进行处理和统计检验，整理入库（数据库）。

（9）综合评价。依据有关规定和标准进行综合分析，并结合现场调查资料对监测结果做出合理解释，写出研究（预测结论和对策建议）报告，并按规定程序报出。

（10）监督控制。根据主管部门指令或用户需求，对监测对象实施监督控制，保证法规政令落到实处。

（11）反馈处理。对监测结果的意见申诉和对策执行情况进行反馈处理，不断修正工作，提高服务质量。

2.环境监测工作的组织实施

环境监测工作根据它的工作程序依次展开，而环境监测工作的组织管理就是按照程序规定的每一个环节来实施。当一项环境监测任务的目的和对象确定后，环境监测工作就要根据一套科学的程序来组织，包括监测规划的拟定，技术方案的选择，监测网络的设计，质量保证和质量控制手段的建立，完整适用的采样和分析技术的选择，数据处理、分析、表达和评价方法的确立，信息的建立、输送及其利用等。

日常的环境监测计划是根据以下程序进行编制的。

（1）确定环境监测任务。分为日常的常规监测（对外环境的排放口、装置内排放口等）、规划性监测、应急性监测、评价性监测、考核性监测等类型。

（2）组成监测队伍、筹措监测条件。包括监测人员的上岗考核及监测队伍总体技术水平的评估、仪器设备的定时检验与校准、标准参考样品的准备等。

（3）选择科学、合理的技术方案。①制订严格有序的监测计划（进行预调查，特别注意和生产运行工况的衔接及监测工作本身各个环节的连接）；②确定监测分析的项目（根据监测任务的性质和要求、各种环境质量和污染物排放控制的标准和规范的规定，以及公众反映的迫切性和可操作性等进行选择）；③确定采样方法（采样时段、采样技术与措施、采样部位、采样频率、样品的保存与运输等）；④确定分析监测方法（方法的标准等级、适用范围以及方法的安全性、及时性、经济性、可操作性等）；⑤确定质量保证/质量控制的程序和方法。

（4）撰写环境监测成果报告。①数据的筛选、处理与统计；②调查时段相应生产装置运行情况的了解与汇总；③调查时段相关环境要素的质量水平、波动情况及其分析；④调查结论与建议。

（5）调查信息的保存、反馈及其利用。①数据库的建立；②数据的网络化管理；③统计结果的反馈（月报、年报及年鉴）；④局域网的信息发布。

3.环境监测方法

从技术角度来看，环境监测的方法多种多样，有物理的、化学的、生物的；从先进程度来看，有人工的，有自动化的。近年来，由于遥感技术、信息技术和数字技术的迅猛发展，环境监测的方法在日新月异地发展着、更新着，但不管什么方法，都取决于监测的目的和实际可能的条件。

用于环境监测的分析方法可分为两大类：一类是化学分析法，另一类是仪器分析法（也叫物理化学分析法）。

化学分析包括滴定法（酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定和络合滴定）和重量法。这种方法的主要特点是：①准确度高，其相对误差一般为0.2%；②所需仪器设备简单；③灵敏度低，适用于高含量组分的测定，对微量组分则难以使用。

仪器分析法的种类很多，以测定光辐射的吸收或发射为基础的有分光光度法、紫外分光光度法、红外分光光度法、原子吸收分光光度法、荧光光度法、红外线吸收法、发射光谱法及火焰光度法等；以溶液的电化学效应为基础的有极谱法、恒电流库仑法、电导法、离子电极法、电位溶出法等；以色谱分离为基础，与适当的检定器配合后所得分离分析方法的有气相色谱法、高效液相色谱和离子色谱法等；此外，还有质谱法及中子活化法等。仪器分析法的共同特点是：①灵敏度高，适用于微量或痕量组分的分析；②选择性强，对试样预处理要求简单；③响应速度快，容易实现连续自动测定；④有些仪器分析法还可组合使用（如色谱法与质谱法的组合），使二者的优点得到更好的利用。与化学分析法相比，仪器分析法的相对误差较大，一般都是百分之几。此外，这类方法所用仪器的价格比较高，有的十分昂贵，在一定程度上影响了其他仪器分析法的广泛采用。

因此，在选择分析方法时，应根据测定目的，尽可能应用可靠性高的分析方法，同时也要考虑到采样效率、测定的界限、共存成分的影响、操作的难易及价格消耗等因素。不一定非要选用昂贵的精密分析仪器和高技术的测定方法，只要经过鉴定是完全科学的测定方法，即使有一定允许范围的误差，也可以应用于环境污染物的分析。为了便于测定数据的比较，应使用国内规定的标准分析方法或统一分析方法。

4.主要监测工作程序示例

（1）污染源例行监测工作程序。排污单位向环保部门申报污染源情况；环保主管部门确定批准监测项目、频率和方法；排污单位的监测机构按批准的监测项目、频率和方法实施例行监测；排污单位按期向环保部门和上级监测机构报告监测结果；排污单位主管部门据此采取措施，确保污染源达标排放；环保主管部门监测机构按规定向排污单位进行监督监测。

（2）污染源监督性监测工作程序。排污单位报告污染源例行监测情况；环保主管部门审批下达监督性监测计划；环保主管部门监测机构实施污染源现场监督监测；监测机构在规定时限内向排污单位出具监测监督报告，同时向环保主管部门反馈监测结果和处理建议；环保主管部门据此做出有关决定；监测机构对决定落实情况进行现场督察。

非正常情况下，污染源监督性监测也可根据环境保护工作需要和确定的重点，或针对排污单位临时状况，在排污单位未申报的情况下进行，但必须有合法依据或充足的执法理由。

（3）理性监测工作程序。环境监测机构涉及环境管理性的监测工作，主要有评价监测、质量监测和验收监测。

其一般工作程序是：建设单位（组织委托单位）向所属环境监测单位提出监测申请；监测机构（或环保主管部门）编制监测计划或方案，并通知申请单位；监测机构按计划（方案）进行现场监测作业，其主要内容包括对设施建设、运行及管理情况检查，设施运行效率测试，污染物（排放浓度、排放速率和排放总量等）达标排放测试，排放污染物对环境影响的检测等；监测机构依据有关标准、规范要求，对监测结果进行分析、综合、判断，形成结论和报告；在规定时限内向被监测单位出具监测报告；根据需要检查报告、建议、措施和指令落实情况。

（4）环境执法性监测监督工作程序。监测机构依据主管部门的委托和授权，履行部分执法监督职能，其范围主要包括仲裁监测、收费监测、排污总量检查监测和污染事故处理监测。其一般工作程序是：环保主管部门下达指令性监测监督任务计划（或争议方提出监测监督申请）；监测机构制订监测监督工作实施计划；监测机构按计划实施现场监测，履行执法监督职权；在规定时限内形成督察结论建议，上报主管部门（或申请、委托单位）并获得其认可；向被督察单位下达整改或处罚指令；被监督单位执行落实情况的检查监督。