12.1.1 概述
（1）环境监测的定义：环境监测是环境科学的一个重要分支学科，环境监测就是通过对影响环境质量因素的代表值得测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。
（2）环境监测的过程：现场调查、监测设计流量、优化布点、样品采集、运送保存、分析检测、数据处理、综合评价等。
（3）环境监测的目的：准确、及时全面的反应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。
（4）环境监测按环监介质对象分类：可分为水质监测、空气检测、土壤检测、固体废物监测、生物监测、噪声和振动监测、电磁辐射监测、放射性监测、热监测、光监测、卫生（病原体、病毒、寄生虫等）监测等。 12.1.2 监测方法的选择 1.水和废水监测与分析方法
1）选择分析方法应遵循的原则
这些原则包括：灵敏度能满足定量要求；方法成熟、准确；操作简便，易于普及；抗干扰能力好。根据上述原则，为使监测数据具有可比性，各国在大量实践的基础上，对各类水体中的不同污染物质都编制了相应的分析方法。这些方法有以下3个层次，他们相互补充，构成完整的监测分析方法体系。
（1）国家标准分析方法。我国已编制60多项包括采样在内的标准分析方法，这是一些比较经典、准确度较高的方法，是环境污染纠纷法的仲裁方法，也是用于评价其他分析方法的基准方法。
（2）统一分析方法。
4）大气中污染物浓度的表示方法与气体体积的换算 （1）污染物浓度表示方法
I．单位体积内所含污染物的质量数：单位常用mg/m3或μg/m3。这种表示方法对任何状态的污染物都适用。
II．污染物体积与气样总体积的比值：单位为ppm或ppb。ppb是ppm的1/1000。这种表示方法仅适用于气态或蒸气态物质。
两种单位可以相互换算，其换算公式如下： Cp=22.4·c/M
式中：Cp是以ppm表示的气体浓度；c是以mg/m3表示的气体浓度；M是污染物质的分子量，g；22.4是标准状态下（0℃,101.325kPa）气体的摩尔体积，L。
对于大气悬浮颗粒物中的组分，可用单位质量悬浮颗粒物中所含某组分的质量数表示，即μg/g或ng/g（相当于ppm和ppb）。
（2）气体体积换算。气体的体积受温度和大气压力的影响，为使计算出的浓度具有可比性，需要将现场状态下的体积换算成标准状态下的体积。
根据气体状态方程，换算式如下： V0=Vt·273·P/（273+t）·101.325
式中：V0为标准状态下的采样体积，L或m3；Vt为现场状态下的采样体积，L或m3；t为采样时的温度，℃；p为采样时的大气压力，kPa。
真值（xt）：在某一时刻和某一位臵或状态下，某量的效应体现出客观值或实际值称为真值。真值包括理论真值、约定真值、标准器（包括标准物质）的相对真值。
误差及其分类：
1. 系统误差：又称可测误差、恒定误差或偏倚，指测量值的总体均值与真值之间的差别，是由测量过程中某些恒定因素造成的，在一定条件下具有重现性，并不因增加测量次数而
减少系统误差，它的产生可以是方法、仪器、试剂、恒定的操作人员和恒定的环境所造成。 2. 随机误差：又称偶然误差或不可测误差，是由测定过程中各种随机因素的共同作用所造成，随机误差遵从正态分布规律。
3. 过失误差：又称粗差，是由测量过程中犯了不应有的错误所造成，它明显地歪曲测量结果，因而一经发现须及时改正。
准确度：指在特定条件下获得的分析结果与真值之间的符合程度。准确度由分析的随机误差和系统误差决定，它能反映分析结果的可靠性。要想提高分析结果的准确度，不仅需要改善分析的精密度，同时要消除系统误差。
精密度：精密度是指在一特定条件，重复分析同一样品所得测定值的一致程度，由分析的随机误差决定。精密度用标准偏差s或相对保准偏差cv（变异系数）表示。
绝对误差：指测量值（xi，单一测量值或多次测量的均值）与真值（xt）之差，有正负之分。
相对误差：指绝对误差与真值之比，常以百分数表示。 绝对偏差：测定值与均值之差。
相对偏差：绝对偏差与均值之比。
平均偏差：绝对偏差绝对值之和的平均值。
相对平均偏差：平均偏差与均值之比。
差方和，亦称离差平方或平方和：指绝对偏差的平方之和，以S表示。
样本方差：样本标准偏差：
样本相对标准偏差，又称变异系数：样本标准偏差在样本均值中所占的百分数。
极差：一组测量值中最大值与最小值之差，表示误差范围，以R表示。
有一氯化物的标准水样，浓度为110mg·L，测定5次，得到结果分别为112 mg·L-1、115 mg·L-1、114 mg·L-1、113 mg·L-1和115 mg·L-1，求：算数平均、几何平均、中位数、绝对误差、相对误差、绝对偏差、平均偏差、极差、样本的差方和、方差、标准偏差和相对标准偏差。
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金属化合物的测定：
测定水体中金属元素广泛采用的方法有分光光度法、原子吸收分光光度法、阳极溶出伏安法及容量法，尤以前两种方法用的最多。容量法用于常量金属的测定。 1. 汞的测定
1） 冷原子吸收法
该方法适用于各种水体中汞的测定，其最低检测浓度为0.1-0.5μg/L汞（因仪器灵敏度和采气体积不同而异）。
（1） 方法原理：汞原子蒸气对253.7nm的紫外光有选择性吸收。在一定浓度范围内，吸光度与汞浓度成正比。 （2） 测定要点。
水样预处理：在硫酸-硝酸介质中，加入高锰酸钾和过硫酸钾溶液消解水样，也可以用溴酸钾-溴化钾混合试剂在酸性介质中于20℃以上室温消解水样。过剩的氧化剂在临测定前用盐酸羟胺溶液还原。
绘制标准曲线：依照水样介质条件，配制系列汞标准溶液。分别吸取适量汞标准溶液于还原瓶内，加入氯化亚锡溶液，迅速通入载气，记录表头的最高指示值或记录仪上的峰
值。以经过空白校正的各测量值（吸光度）为纵坐标，相应标准溶液的汞浓度为横坐标，绘制出标准曲线。
水样的测定：取适量处理好的水样于还原瓶中，按照标准溶液测定方法测其吸光度，经空白校正后，从标准曲线上查得汞浓度，再乘以样品的稀释倍数，即得水样中共浓度。 2） 冷原子荧光法
（1） 方法原理：将水样中的汞离子还原为基态汞原子蒸气，吸收253.7nm的紫外光吸收后，被激发而产生特征共振荧光，在一定量的测定条件下和较低的浓度范围内，荧光强度与汞浓度成正比。
（2） 方法最低检出浓度为0.05μg/L，测定上限可达1μg/L，且干扰因素少。 （3） 适用于地面水、生活污水和工业废水的测定。 3） 双硫腙分光光度法
（1） 方法原理：水样于95℃，在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解，将无机汞和有机汞转变为二价汞；用盐酸羟胺还原过剩的氧化剂，加入双硫腙溶液，与汞离子生成橙色螯合物；用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再用碱溶液洗去过量的双硫腙，于485nm波长处测定吸光度，以标准曲线法定量。
（2） 汞的最低检出浓度为2μg/L，测定上限为40μg/L. （3） 方法适用于工业废水和受汞污染的地面水的监测。 2. 镉的测定
测定镉的方法有原子吸收分光光度法、双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法和示波极谱法等。
1） 原子吸收分光光度法
（1） 原理。将含镉的溶液通过原子化系统喷成细雾，随载气进入火焰，并在火焰中解离成基态原子。当空心阴极灯辐射出镉元素的特征波长光通过火焰时，因被火焰中镉的基态原子吸收而减弱。在一定实验条件下，特征波长光强度的变化与火焰中镉元素基态原子的浓度有定量关系，从而与试样中待测元素的浓度（c）有定量关系，即
A=k′c
式中：k′为常数；A为待测元素的吸光度。
（2） 直接吸入火焰原子吸收法测定镉。清洁水样可不经预处理直接测定；污染的地面水和废水需用硝酸-高氯酸消解，并进行过滤、定容。将试样溶液直接吸入喷雾于火焰中原子化，测量各元素对其特征光产生的吸收，用标准曲线法或标准加入定量。
（3） 萃取火焰原子吸收法测定微量镉。本法适用于含量较低，需进行富集后测定的水样。对一般仪器的适用浓度范围为：镉1-50μg/L.
清洁水样或经消解的水样中镉金属离子在酸性介质中与吡咯烷二硫代氨基甲酸铵（AP-DC）生成络合物，用甲基异丁基甲酮萃取后吸入火焰进行原子吸收分光光度测定。当水样中的铁含量较高时，采用碘化钾-甲基异丁基甲酮萃取体系的效果更好。其操作条件同直接吸入原子吸收法。
（4） 离子交换火焰原子吸收法测定微量镉。用强酸型阳离子交换树脂吸附富集水样中的镉，再用酸洗脱后吸入火焰进行原子吸收测定。该方法的最低检出浓度为：镉0.1μg/L. （5） 石墨炉原子吸收分光光度法测定痕量镉。将清洁水样和标准溶液直接注入石墨炉内进行测定。每次进样量10-20μL（视元素含量而定）。 2） 双硫腙分光光度法
（1） 原理：在强碱性介质中，镉离子与双硫腙生成红色螯合物，用三氯甲烷萃取后分离，于518nm处测其吸光度，与标准溶液比较定量。
（2） 本方法适用于受镉污染的天然水和废水中镉的测定，测定前应将水样进行消解处
