魏少松
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環境污染問題是影響國家可持續發展的首要因素,大氣環境是人類賴以生存的可貴資源,大氣環境資源的破壞是一種不可逆的過程。大氣污染監測是環境監測中不可或缺的重要部分。本文簡單論述了大氣監測方法分類,總結了大氣污染的常用監測方法,并在文章最后簡要分析監測人員進行環境監測時的注意事項。
長期以來,已開發了各種測定氣體濃度的方法。目前我國空氣的監測分析方法大約有80個項目150多個方法,主要包括了化學計量法、光學分析法、電學測量法。
以化學反應為基礎,分為重量法和容量法兩類。重量法操作麻煩,對于污染物濃度低的會產生較大誤差,它主要用于大氣中總懸浮微粒、降塵量、煙塵、生產性粉塵等的測定。容量法具有操作簡便、快速、準確度高,可用于廢氣中污染物如鉛的測定,但靈敏度不夠高,對于測定濃度太低的污染物不能得到滿意的結果。
以光的吸收、輻射、散射等性質為基礎的分析方法,主要有分光光度法,原子吸收分光光度法,發射光譜分析法,熒光分析法,化學發光法,紅外吸收法等。
利用物質的電化學性質測定其含量,分為電位分析法、電導分析法、庫侖分析法等,此外還有以測量電解過程的電流-電壓曲線為基礎的伏安法及利用陽極溶出反應測定重金屬離子的陽極溶出法。電位分析法最初用于測定PH值,后來由于離子選擇電極的迅速發展,電位分析已廣泛應用于環境監測;電導分析法可用于測定大氣中SO2;庫侖分析法可用于測定大氣中SO2、NOx。
其中,對于普通大氣環境檢測來說,光學、電學或者光電結合的檢測方法相對更為普遍,容易制備傳感器或便攜檢測儀器。
植物能有效地作為大氣污染的生物監測器是因為在生物體系中植物更易遭受大氣污染的傷害,其葉片會產生特征性傷害癥狀,通過葉片的受傷程度、光合作用能力、長勢、生物量大小、酶和新陳代謝的改變以及元素的富集等來顯示該地區的大氣污染狀況。
1.植物監測大氣污染物的方法
利用植物進行生物監測最常見的方法是觀察葉子受傷程度和定量測定特定植物體內的元素累積情況,尤其是測定低濃度污染(包括單一污染物質和混合污染物質)環境下長期暴露后的元素富集情況。這是任何儀器分析方法無法比擬的,因此可作為環境質量的指示植物。指示植物是一種化學檢測器,它能識別和定性由人類引起的環境因素。而監測植物不但能反應污染物的存在,而且能反映污染物的量。敏感的生物監測者能綜合反映污染物的變化,其形態、物理化學指標、生物指標都會發生變化。一些高等植物如唐菖蒲、紫花苜蓿、煙草分別對氟化物、二氧化硫和臭氧特別敏感,在低濃度下植物便出現可見癥狀,可作為污染的指示植物。植物體內污染物的積累可作為污染程度的指標,還可作為對污染物歷史情況的見證者。因此,除用儀器或化學分析方法來監測大氣質量外,植物也可用來監測大氣。
2.對大氣污染采用植物監測的過程
大氣環境污染的日常監測主要是對一些企業的污染源實行定期、定點或不定期、不定點的監測,通過監測數據對企業的污染源進行治理。雖然大氣監測的先進設備具有很大優點,但是由于有些經營者只追求經濟效益,不講環境效益和社會效益,這就給環保中的日常監測帶來了許多困難。
突發性的大氣污染事故使污染物在較短的時間大量非正常排放或泄漏到大氣中對環境造成嚴重污染并影響民眾的生命和國家財產安全,且發生突然、難以控制,對環境的破壞性極大。所以,必須通過應急監測迅速確定污染的相關要素,為事故處置和控制污染范圍、減少事故損失提供有力支持。
1.大氣污染事故應急監測的方法
隨著科學技術的發展,大氣監測分析技術不斷地得到了豐富和完善。逐步建立起了能在短時間內及時準確地檢測各種有害氣體的分析方法,并得到了廣泛的應用。目前大氣污染事故的監測分析方法主要有檢測管法、指示紙法、儀器法、化學分析法等幾種。
2.提升突發性大氣污染事故應急監測質量的措施
(1)監測項目的選擇
由于突發性大氣污染事故發生的突發性,應盡快確定應監測的大氣污染物。首先,根據事故的性質,現場調查情況初步確定應急監測的污染物。其次,可利用檢測試紙、快速監測管、便攜式檢測儀等分析手段,確定應急監測的污染物。最后,可快速采集樣品,送至實驗室分析確定應急監測的污染物。
(2)監測點的布設
由于大氣污染事故發生時,污染程度和范圍不確定,所以采樣點位的選擇對能否準確判斷污染物濃度分布、污染范圍與程度等極為重要。通常點位的確定應考慮以下因素:事故的類型、嚴重程度與影響范圍;事故發生的地點與人口分布情況;事故發生時的天氣情況,尤其是風向、風速及其變化情況。
(3)優先監測方法
突發性大氣污染事故的監測方法的選擇。首先,迅速查明突發性大氣污染物的種類、污染程度和范圍以及污染發展趨勢。在已有的調查資料基礎上,充分利用現場快速監測方法和實驗室現有的分析方法進行鑒別、確認。在具體實施現場監測時,應選擇最合適的分析方法。優先考慮采用氣體檢測管法、便攜式氣體檢測儀、便攜式氣相色譜法、便攜式紅外光譜法和便攜式氣相色譜-質譜聯用儀器法等。同時,還可以從現有的環境空氣自動監測站和污染源排氣在線連續自動監測系統獲得相關監測信息。
當前世界上普遍重視的酸雨、溫室效應、臭氧層空洞等三大公害,都直接與大氣污染有關。因此,探究大氣污染的成因與特點,并以此為基礎加強相關監測工作,以期不斷加強和改善大氣狀況。