环境监测仪器发展现状与趋势分析

【摘要】当今世界环境保护已经得到了大家共同认可，然而对环境的保护第一步就是对环境质量的监测，环境质量的监测仪器的先进与否直接关乎环境监测的水平，不仅影响着对环境质量水平的定位，还会影响到未来环境保护措施的制定。本文主要阐述环境监测仪器的发展现状以及趋势。

【关键词】环境监测，监测仪器，现状，发展趋势

中图分类号：X83文献标识码： A

一、前言

随着人们对居住以及生存环境的关注度的提升，环境的保护也日渐重要。对环境的监测就需要用到环境监测仪器，环境监测的仪器有多种，下面我们来探讨有关环境监测仪器的发展与未来趋势。

二、环境监测

１.定义

环境监测是指运用物理、化学、生物等现代科学技术方法，间断地或连续地对环境化学污染物及物理和生物污染等因素进行现场的监测和测定，作出正确的环境质量评价。

随着工业和科学的发展，环境监测的内容也由工业污染源的监测，逐步发展到对大环境的监测，即监测对象不仅是影响环境质量的污染因子，还包括对生物、生态变化的监测。对环境污染物的监测往往不只是测定其成分和含量，而且需要进行形态、结构和分布规律的监测。对物理污染因素（如噪声、振动、热、光、电磁辐射和放射性等）和生物污染因素，也应进行监测。只有这样，才能全面地、确切地说明环境污染对人群、生物的生存和生态平衡的影响程度，从而作出正确的环境质量评价。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。

环境监测目的

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。具体归纳为：根据环境质量标准评价环境质量；根据污染分布情况，追踪寻找污染源，为实现监督管理、控制污染提供依据；收集本底数据，积累长期监测资料，为研究环境容量、实施总量控制和目标管理、预测预报环境质量提供数据；为保护人类健康、保护环境，合理使用自然资源，制订环境法规、标准、规划等服务。

环境监测仪器现状与发展趋势

１、现状

目前，我国环境监测仪器的生产企业有140余家，年产值4.8亿元，约占全国环保产品产值的2.3%。环境监测仪器的主要产品是各种水污染和大气污染监测、噪声与振动监测、放射性和电磁波监测仪器。我国生产的烟尘采样器、烟气采样器、总悬浮微粒采样器、油份测定仪、污水流量计等环境监测仪器已接近或达到国际先进水平，在国内市场上占有很大比例。国产大型实验室用原子吸收、紫外可见分光光度仪、气相色谱仪等监测仪器自动控制技术采用程度较低，关键零部件尚依赖进口。

我国环境监测仪器多是中小型企业生产，产品基本集中在中低档的环境监测仪器，远不能适应我国环境监测工作发展的需要。主要表现为：技术档次低，低水平、重复生产严重，规模效益差；产品质量不高，性能不稳定，一致性较差，使用寿命短，故障率高；研究开发能力较低，在线监测仪器的系统配套生产能力较低，不能适应市场的需要。

目前，全国已形成了国家、省、市、县4级环境监测网络。共有专业、行业监测站4800多个，其中环保系统2200多个监测站，行业监测站2600多个。国控的空气质量监测网站103个、酸雨监测网站113个、水质监测网站135个。此外还建有噪声监测网、辐射监测网、区域监测网等。

分类

（一）实验室通用分析仪器

原子吸收光谱法

灵敏度高、干扰少、分析快速，已成为金属元素分析的最有力工具之一，建立了许多标准分析方法，在我国环境监测领域应用最多，国产仪器性能整体与国外差别不大，但石墨炉原子吸收仪性能还不够理想。二十世纪90年代以来，原子吸收仪器趋向小型化，很多新技术在原子吸收分光光度计上得到应用，如光源部分有了复合式多元素空心阴极灯和超高强度空心阴极灯，前者可以连续测定六种元素，后者的使用寿命和强度有很大提高。原子化系统部分，采用铂铱合金或铂铑合金取代不锈钢的雾化器，具有良好的防腐蚀性能，国内采用金属套玻璃雾化器，可以达到与铂铱、铂铑雾化器相同的效果，且灵敏度可以提高80—150％，优于国外同类产品。石墨炉原子化器以横向加热取代纵向加热，降低了测定元素的原子化温度，石墨炉可视技术为研究工作大大提供了方便。自动石墨炉探针技术，提高了石墨炉测定的准确性。国外采用阴极溅射原子化器的原子吸收光谱合金分析仪，分析速度快，一次可同时测定30多种元素，既可分析固体样品，又可以分析液体样本，还能进行金属元素薄层分析。

（２）红外吸收光谱法

可以分析气体、液体和固体样品，可以不经过任何相的转换，直接进行分析。市场上的红外光谱仪分为通用型和专用型两种，通用型主要以傅里叶变换红外光谱仪为主，色散型在国内市场上很少见。进口的傅里叶变换红外光谱仪以美国的公司为最多，其次是美国Porkin— Elner公司的。国产的主要是北京瑞利分析仪器公司引进的美国Analect公司技术生产的不同型号产品，国内还生产一些中、低档的色散型红外光谱仪。专用的红外光谱仪有：近红外光谱仪、红外气体分析仪，红外油仪、红外半导体分析仪，各种工业在线红外光谱分析仪等。

（３）ICP等离子体发射光谱仪

可用于测定除氩以外的所有元素，是最先进的光谱仪器，它精确、简捷、用，具有较高的分析速度，使用者无需在仪器的调整上耗费时间和精力，而且仪器具有多样化的适配能力，在一台仪器上可以实现垂直、水平、双向观测、全波段覆盖等多种配制形式。大多数元素都有良好的检出限，具有较多可供选择的波长。它分析精密度高，干扰少，适合于大批量样品的金属离子分析，可实现多元素同时或顺序测定，试样处理简便。但设备价格和使用成本较高，样品一般需预先转化为溶液；有的元素存在基体效应、光谱干扰问题，灵敏度较差，氩气的消耗量较大。目前，ICP等离子体发射光谱仪正在朝着功能更优化，结构更紧凑的方向发展，特别是在仪器控制和数据处理上向数字化、网络化的发展。

（二）实际监测

（１）大气监测仪器

大气环境监测分为大气质量监测和污染物监测。大气质量监测仪器中，国产大、中、小流量TSP、PM10采样器及各种气体采样器，性能可靠性已经完全满足国内环境监测工作的需要，大气自动监测系统的污染物自动连续监测仪器基本依靠进口。大气污染物的监测中，对烟道、烟尘气中的二氧化硫、氮氧化物的监测仪器基本能够满足国内要求，某些性能甚至达到国际领先水平。对气体污染源的连续在线监测，目前已有企业研制出样品，但其准确性、适用性、可靠性尚待进一步验证。

（２）物理污染监测仪器

物理污染主要指噪声、振动、电磁辐射、放射性污染等。噪声和振动监测仪器，国内产品已经可以满足市场需要。由于我国在例行监测项目中尚未包含电磁辐射的监测，故电磁辐射的监测仪器在市场上较为少见，现有的环境监测仪器，多为无线电方面的专用仪器。放射性监测仪器目前全国只有2个企业在少量生产。

（三）发展趋势

（１）空气和废气自动监测系统

环境空气质量自动监测系统一般采用干法和湿法两种监测方法。湿法以日本技术为主，原理是库仑法和电导法，需要大量试剂，在操作时必须对试剂进行调整，对废液进行处理，较为麻烦，故障率高，维护量大，处于淘汰的边缘。干法以欧美技术为主，它基于物理光学测量原理，样品始终处于气体状态，不存在试剂损耗，维护量小，将是空气自动监测的发展趋势。

近年来，国内部分城市引进了瑞典OPSIS公司，美国TE公司，法国ESA公司的基于差分光谱法原理的设备来代替二氧化硫、二氧化氮、臭氧等参数的测量，除一台设备能分时测量以上三个参数外，还能测量THC、CH 、n—MHC、BTX等有机污染参数。利用差分技术，可以消除大气湍流对信号的影响，消除不同污染物之间的干扰和湿度、气溶胶等的干扰，操作方便，能满足实时连续监测需要。我国已实现了PM SO 、NO2等项目的自动监测。除我国目前大气环境质量常规监测项目外，大气中二恶英类、光化学氧化剂(OX)、VOCs、PM2．5是发达国家监测的热点。日本列出了大气中包括多环芳烃、农药、除草剂、有机物、重金属等234种污染物名录都应进行常规监测，规定了22中优先监测的污染物，其中有挥发性有机化合物(VOCs)12种，重金属等无机污染物7种，又增加了苯、三氯乙烯、四氯乙烯三种新规定的项目。1997年美国已把PM2．5列为环境质量标准，美国使用的空气污染物自动监测系统主要有红外吸收法和紫外吸收法两种，红外线测定仪用途甚广，可测定乙烯等250种有机污染物。

噪声自动监测仪器

发达国家已生产出全天候的长年能在户外进行测量的噪声自动监测系统，可进行实时监测，监测结果可包括每小时、昼间、夜间或其它任意时段的等效声级、统计声级等，能存储噪声超标事件发生的录音，以便事后识别噪声源的性质。我国环境噪声自动连续监测系统的技术要求已纳入国家标准，国家环保总局和国家质量监督检验检疫总局在2004年颁布修改的《声环境质量标准及测量方法》，在测量仪器中增加环境噪声连续自动监测仪器，并要符合有关规定。北京、上海、广州等大城市目前已安装丹麦BK公司生产的环境噪声连续自动监测系统。国产的环境噪声连续自动监测系统已有产品。

未来发展方向

以目前人工采样和实验室分析为主，向自动化、智能化和网络化为主的监测方向发展；由劳动密集型向技术密集型方向发展；由较窄领域监测向全方位领域监测的方向发展；由单纯的地面环境监测向与遥感环境监测相结合的方向发展；环境监测仪器将向高质量、多功能、集成化、自动化、系统化和智能化的方面发展；环境监测仪器向物理、化学、生物、电子、光学等技术综合应用的高技术领域发展。

结束语

环境监测仪器的发展要结合一定实行措施才能够得到大力的发展，环境监测仪器要不断改进。同时，正如文中末尾所说，还要进行规范、制度方面的改善。环境监测仪器一定程度上直接影响了环境监测的水准，所以要在环境监测的路上投入大量精力对环境监测的仪器不断地进行创新。

参考文献：

[1]王天生 环境监测仪器发展现状与趋势分析 期刊论文 2009年15期

[2]胡柏顺;张强;魏均玲;;国产环境监测仪器发展现状及主要问题——访中国环境监测总站魏复盛院士[J];现代科学仪器;2010年06期

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[4]第三届中国国际环境监测仪器展览会即将在京举办[J];中国环境监测;2010年05期

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