M4环境监测与统计.docx
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M4环境监测与统计
中石化集团公司储、运、销企业环保处(科)长
岗位资格专业培训教材
M4
环境监测与统计
本模块教材包含下列专项能力:
B3 设置环保管理与监测机构
C8 审核和分析环保统计结果
C10调查污染源、评价环境质量
G1 制定环保监测项目和分析方法
G2 统计监测数据
G3根据统计监测结果制定对策
模块概述
本模块为环境监测与统计,其中简要介绍了石油、石化销售业环境监测工作和环保统计工作的目的、任务、管理程序和技术方法。
强调了环境管理必须依靠环境监测、环境监测必须为环境管理服务的基本原则,明确企业环保监测工作应该由环保主管部门直接领导。
本模块比较详细地介绍了环保监测任务的编制及实施程序、评价环境质量和工业污染源的方法,特别指出在确定采样方法和分析方法时应注意的环节。
通过本模块的学习,你可以组织和实施企业的环境监测工作和环保统计工作、科学地处理、分析得到的监测数据、并对企业的环境保护工作有一个深层次的认识,从而了解企业目前环保工作的态势,进一步作好企业环保工作的发展规划。
基本知识
主要概念:
1.环境监测工作必须为环境管理工作服务,环境管理工作必须依靠环境监测工作
2.环境监测工作的组织和管理
3.环境样品的采集和监测分析技术
4.评价工业污染源和区域环境质量
5.环境监测数据的管理与使用
6.环境统计的内涵、范围及特点
7.环境统计指标体系及统计分析
基本术语:
环境监测 环境统计 监测计划
环境质量 污染源 综合指数法 质量保证与质量控制
监测分析方法 质量控制图
环境统计的内涵及特点 环境统计指标体系 统计分析
概念一环境监测工作必须为环境管理工作服务,环境管理工作必须依靠环境监测工作
一、环境监测工作的重要性
环境监测是环境保护的“耳目”,它既是环境管理工作的重要手段,又是定量化反映环境管理水平的“尺子”,因此,环境管理必须依靠环境监测,环境监测也必须为环境管理服务。
从环境监测的目的和功能来看,我国环境监测工作可分为两种:
其一是政府环保主管部门(或受其委托的其他部门)实施的监督性监测;另一种则是企业环保管理部门实施的自主性监测。
环境监测是运用化学、物理、生物等科学技术方法间断地或连续地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;是弄清有害物质的来源、分布、数量、动向、转化规律的主要手段。
它也是标准化研究方面的一项重要基础工作。
它为监督检查环境标准的实施情况、正确评价环境质量;为监督检查各种污染控制措施的效果和净化技术与装置的性能;为监督检查企业污染物排放标准的执行情况提供了执法的依据。
同时,为企业制定HSE计划、实施清洁生产审核及其他内部控制指标,并进一步确定环保对策提供了量化了的信息。
二、企业环保监测工作的内容
每一项环境监测活动的目的都是根据环境管理需要而确定的,因此企业环境监测必须为本企业有效实施HSE与清洁生产、全过程污染控制管理、污染物达标排放及总量控制计划服务。
概括地说,企业环境监测的目的是:
及时、准确、全面的反映企业各种污染源的排放状况、污染物处理或处置设施的运行状况、以及必要的环境质量现状和发展趋势,为企业的环境管理、环境规划、环境污染防治提供依据。
其具体任务是:
(1)对油库、加油站、码头、装卸油平台等作业场所排放的废气、废水、废渣排出点定期定点采集样品进行常规监测,分析其中有害物质的浓度,检查是否符合国家的排放标准和企业实施HSE与清洁生产等内部管理的各种控制指标。
(2)对企业内部各种“三废”治理设施要进行监视性监测,了解运行的效果,充分发挥它在环境保护工作中的效能。
对可能出现的高危害的排放点、容易造成污染事故的设施,要进行特定目的的警戒性监测,以便尽快作出报警,尽可能缩小危害的影响范围,减轻危害的后果。
(3)在发生严重污染事故时,进行应急监测,为采取有效措施提供依据并对应急预案的实施效果进行评估。
(4)协助进行环境影响评价报告书的编制工作,为新建、扩建、改建过程的各个阶段、提供污染源的排放状况及相应的环境本底值、环境容量数据等。
(5)参加系统的和地区的监测网络,开展石油、石化销售业特殊污染物的测试技术的研究工作,并协助进行环境质量报告书及各类环保报表的编写工作。
概念二环境监测工作的组织和管理
设立企业环保监测站的目的就是为了及时、准确、全过程的掌握企业污染物产生、治理、排放的现实情况并实施有效的监督,同时,也为企业完善生产流程,强化内部管理,实施清洁生产(或HSE)计划,实现污染物达标排放和总量控制提供可靠的监测结果。
因此,为了有效地组织和管理环境监测工作,直接、及时地下达监测计划和应急监测任务,协调和解决监测工作上的困难,创造有利于企业环保监测工作的良好条件,企业环境监测机构应由企业的环保主管部门直接领导。
一、环保监测对象的特性
环境监测的对象涉及自然与社会的各个方面,它既包括污染源与相关环境要素的因子、参数与变量,还包括追踪初级污染造成的环境影响。
其特征是:
(1)多样性,或称广泛性。
销售企业的污染源及其污染物在各个部门、各个地区、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。
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,如某种大气污染物可以是气态,可以是气溶胶态,也可能是尘粒上的吸附态;也会呈不同的价态和状态,如分子态、离子态、氧化态、还原态等等。
(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。
废气中蒸汽组分的冷凝,就会导致其他组分含量的变化;如果样品中的两种(或多种)污染物在贮存时发生了反应,产生了新的化合物,就会从根本上改变了测定结果。
(3)代表性,或称针对性。
监测对象是这样的多样与多变,但环境监测工作毕竟是有限的,尤其销售业的覆盖面十分广阔,因此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,准确地把握住针对性,也必然保证了代表性。
二、环保监测工作的管理
环保监测工作根据它的工作程序依次展开,而环保监测工作的管理就是按照程序规定的每一个环节来实施。
图1环保监测工作管理程序
三、环保监测工作的组织
当一项环境监测任务的目的和对象确定后,环保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、输送及其利用等等。
日常的环保监测计划就是根据这套程序来进行编制。
(1)确定环保监测任务
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。
(2)组成监测队伍、筹措监测条件
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
制定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);
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来进行选择);
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、样品的保存与输送等);
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);
确定质量保证/质量控制的程序和方法。
(4)撰写环保监测成果报告
数据的筛选、处理与统计;
调查时段相应生产装置运行情况的了解与汇总;
调查时段相关环境要素的质量水平、波动情况及其分析;
调查结论与建议。
(5)调查信息的保存、反馈及其利用
数据库的建立;
数据的网络化管理;
统计结果的反馈(月报、年报及年鉴);
局域网的信息发布。
概念三环境样品的采集和监测分析技术
环境监测技术是一门综合性的新兴学科,目前,它仍在不断的融合各种高新技术的最新成就而快速发展着。
环境监测工作又是一项系统工程,它涉及多种要素、需要多方面的有序合作。
本节着重就样品的采集和样品的监测分析作一概要性的介绍,针对销售行业的特征污染物,特别讨论了对各种方法的选择问题。
一、环境样品的采集
样品的采集和保存是环境监测工作的重要环节,是整个分析测试工作的基础,如果采集到的样品缺乏代表性,或者在保存过程中丧失了这种代表性,从而不能满足环境管理的需要,那么不管后续的步骤是如何的精雕细刻,都将会产生容易引起误导的监测结果。
(1)采样位置和采样点
废气(排气筒、无组织排放源);
废水(第一类水污染源、第二类水污染源);
固体废物;
其他环境样品;
(2)采样时间和频次
(3)采样方法
废气:
尘粒、油(烟)雾等颗粒物-等速采样法、
气态污染物;
废水:
样品的均匀性、挥发性、
不均匀性样品;
固体废物:
样品采集、
分析试料的准备;
其他环境样品;
(4)排放量的测定
废气-预测流速法(采用皮托管来测定);
废水-封闭管道流量计
敞开流道(明渠)流量计;
(5)样品的保存
废气-样品中污染物的预分离、
样品中污染物的富集、
废水-水样的固定、
样品中污染物的富集、
固体废物-
二、环境样品的监测分析
在选择污染物的测定方法时,必须优先选用国家标准方法或国家环保局颁布的行业标准方法,而后再选用本行业(石油、石化销售行业)标准方法或已经得到规范化了的方法,在上述两类方法都尚未建立时可以使用企业自行建立的方法,但必须加以说明并附加验证性的技术文件。
在使用标准文本时,还必须注重文本中关于名词、定义、适用范围等方面的叙述,以确保所选择方法的准确性和可靠性。
另外,还要特别注意环境样品和污染源样品在方法适用性方面的巨大差异;注意本行业的样品中存在着的特征性污染物和特异性干扰物;注意综合性指标的正确内涵、污染物组成的影响和它的局限性等。
对于销售业的特征污染物的测试方法作重点介绍:
废气-油气(轻烃)含量、非甲烷总烃等;
废水-石油类含量、COD(包括消除氯离子干扰)、悬浮物等;
废渣-石油类含量、重金属含量等。
概念四评价工业污染源和区域环境质量
一、工业污染源的调查和评价
在工业企业的建设和生产过程中,凡以不适当的浓度、数量、形态进入环境系统而产生污染或降低环境质量的物质和能量,称为污染物。
工业污染源是指工业企业对环境产生污染影响的污染物的来源。
(1)污染源的分类(按对环境要素的影响、按污染源的几何特性、按污染物的运动特性、按污染源的管理责任等);
(2)污染物的分类(按环境要素、按工业门类和特征、按其本身的物理、化学及生物特性等;污染物分类的相互转化)。
(3)污染源的调查
对于工业企业来说,相对于地方环保主管部门,本身就是一个污染源;而为了企业的内部管理,又可以按照自身的需要,将生产单元、装置、设备划分成各种污染源。
前者是为了了解一定区域内的主要污染物和主要污染源;后者是为了掌握本企业污染源的分布和污染物的排放特征。
企业内部管理的污染源调查内容为:
生产工艺、流程和装置构成;
清洁生产和环保措施;
能源、水源和原辅材料的消耗和平衡;
污染物的排放和对环境的影响事件。
(4)污染源的评价
根据污染源调查的结果对污染源进行评价,其内容包括:
按生产工艺流程绘制污染流程图;
按评价目的、污染源排放规律和污染物特性进行分类;
统计各类排放点(包括无组织排放源)的污染物排放量;
统计非正常工况下的特异性污染物的排放量;
统计各类污染源的污染物排放量;
用指数法对污染源、污染物进行评价
(5)指数评价法
最基本的评价指数为等标排放量Pi(或称等标污染负荷,下标i为第i个污染物),它的定义式如下:
其中,Qi—某种污染物(i为污染物的序号)的单位时间排放量,m3/h;
Ci—该污染物的浓度统计值mg/m3;
Coi—该污染物的标准值mg/m3。
由于评价目的的不同,Ci和Coi有不同的取值方法,从而评价指数也有不同的形态。
对于污染源的评价,可将多种污染物的Pi值叠加起来;对于污染物的评价,可将多个污染源的Pi值累计起来。
二、区域环境质量的调查和评价
环境质量调查的目的是为了掌握本区域环境质量的现状或本底,从而为加强环保管理、控制环境影响提供基础数据。
通常涉及区域环境质量评价的环境要素是大气和地面水。
(1)环境质量调查
地面水环境质量调查的时段,每年为平水期、枯水期及丰水期,在北方和南方有时可分别增加冰封期或洪水期;大气环境质量调查的时段,则一般可分为取暖期和非取暖期;
地面水环境质量调查的区域,要考虑水的流向,要注意水体的潮流问题,另外在流过城市时,要考虑城市排污口的影响;大气环境质量调查的区域,要考虑风的年、季主导方向,要包含准备设置的参照点,要考虑周边区域高架排气筒对本区域的影响;
环境质量调查的参数根据环境特点和调查目的而进行选择,需要强调的是,由于土壤在污染物环境运行中的特殊地位,有时大气和地面水的调查不得不涉及到土壤和地下水。
在进行环境质量调查时,应该收集区域的气象、水文、地质资料,了解相应的功能区划分、以前进行过的环境质量调查与污染源调查的历史资料。
在调查时,还要关注公众的反映,收集到用物理化学方法难以了解到的环境信息,并从而开展更为深入的调查。
在调查前,应分别列出大气监测点和地面水监测断面的地理位置,监测项目、监测天数、监测次数以及采样和分析方法等。
(2)环境质量评价
在进行环境质量评价之前,必须正确处理和分析所得到的监测数据,按照数理统计和规范的要求,去掉趋势项、修正异常值等。
环境质量评价以前也普遍采用综合指数法,如大气污染综合指数(Iq),其表达式为:
其中Iqi=Cqi/Cqoi
式中,Iqi:
第i项大气污染物的分指数;
Cqi:
第i项大气污染物的浓度统计值,mg/m3;
Cqoi:
第i项大气污染物的环境质量标准值,mg/m3;
n:
参加评价的大气污染物的项数;
但现在为了说明污染的实质,常常采用直接对比法,即将监测值的平均值直接与标准值对比,以超标率、超标倍数(或最大超标倍数)来进行评估,如果有一项指标超标,这种空气或水体就不能满足相应标准的要求了。
平均值的取值方法大体有:
数学平均值及几何平均值;
内梅罗平均值(c):
cmax:
大气污染物的最大监测值,mg/m3;
:
大气污染物监测值的平均值,mg/m3。
概念五环境监测数据的管理与使用
一、环境监测的质量保证/质量控制
环境监测的质量保证/质量控制是环境监测管理工作的核心,它贯穿在环境监测工作的全过程,渗透在每一个参加人员的工作中。
环境监测质量保证的目的,是获得高质量的监测数据,该数据应该具有代表性、完整性、准确性、精密性和可比性。
代表性指在有代表性的时间、地点、并根据确定目的,获得的典型环境数据的特性;完整性是指按预期的计划取得的、反映监测对象变化规律的系统的周期性或连续性;准确性是指测试结果与客观实在的接近程度;精密性是指测量结果具有良好的平行性、重复性和再现性;数据可比性是指除采样、监测等全过程都可比外,还应包括标准物质和标准方法的准确性,传递系统和追溯系统,来实现不同时间,不同地点,数据的可比性和一致性。
质量控制是一种控制的方法,是质量保证的一个环节,包括以下几个方面:
1.现场工作的质量控制
任何项目的分析结果只对样品负责,如果采集并送到实验室的样品本身已不能反映采样点的真实情况,即使分析测试工作进行得再准确,分析结果也将失去它的代表性,从而产生误导的后果。
现场质量控制工作有以下几项主要内容:
(1)科学设定采样点,要能真实反映排放口的真实情况,有代表性。
(2)做好采样前的准备工作,包括采样仪器设备、采样器等,是否达到标准的要求。
(3)按照分析项目规定的采样(样品保存)方法认真操作,包括采样中产生的质控样(如:
平行双样,现场空白,装备空白、旅行空白等)。
(4)现场采样之后将样品按规定运送,包括接收、保存和登记等。
做好记录,出现的任何情况都要真实记录下来。
2.实验室内的质量控制
实验室内质量控制的目的在于控制分析人员的实验误差,使之达到容许限的范围,以保证测试结果的精密度和准确度能在给定的置信水平下,有把握达到规定的质量要求。
除了通用的空白实验值测定、检出限的估算、标准曲线的绘制及检验、平行样分析、加标回收率分析和盲码样分析外,目前常用测定值质量控制图-x图来检验。
将测定值的统计结果为纵坐标、测定序列为横坐标,先划出质量控制图的基本图,然后按测定顺序将相对应的各统计量在图上植点,用直线连接各点,即成所需的质量控制图。
质量控制的判据是:
±3σ为控制域限,限内表示测定结果的可接受域,±2σ表示测定结果超出此范围即应引起注意的警告域限。
3.实验室间的质量控制
实验室间质量控制的目的,在于使协同工作的实验室之间能在保证基础数据质量的前提下,提供准确可靠并一致可比的测试结果,即在控制分析测试随机误差达到最小的情况下,进一步控制系统误差。
实验室间质量控制必须在实行实验室内质量控制的基础上进行。
实验室间质量控制分为实验室性能评价和实验室间质量控制考核两种。
二、环境监测数据的作用
环境监测数据从‘数量’上提供了反映各种环境要素和污染源排放情况的情报,是环境信息的重要组成部分,是环境统计工作的基础。
它的作用有:
(1)企业进行内部的环保量化管理;
(2)为企业各种运营行为提供环境信息;
(3)向社会发布环境信息公报;
(4)向政府环保主管部门提供各类报表;
(5)研究污染物的局地环境变化规律;
(6)进行污染源控制的规划;
三、环境监测数据的管理
将大量分散的、孤立的环境监测数据,经过筛选、分类、整理,形成环境监测成果,是环境监测数据管理的最终目的。
环境监测成果有两种表达形式:
一种是环境监测报表,一般来说它具有比较严格的格式,以便于数据的输送和汇总。
在相关软件的支持下,它运行方便、快速、及时,是最常用的一种表达形式;另一种是环境报告书,如:
环境质量现状报告书、环境质量预测报告书、环境影响评价报告书、工程竣工验收报告书等等。
在报告书中除了数据的汇总,还要结合评估目的,进行必要的分析,因此具有更加广泛和深入的信息量。
数据管理的一般程序如下:
(1)原始记录的整理;
(2)监测数据分布类型的检验;
(3)样本数理统计参数的确定;
(4)样本统计值的计算和检验(包括离群值和离群实验室的剔除);
(5)监测数据的模型化;
(6)形成环境监测成果;
(7)进入数据库管理;进入网络化管理。
概念六环境统计的概念及其发展
环境统计是指用数字反映并计量人类生产、生活等各种活动引起的环境变化,以及由于这种变化对人类产生的影响。
由于统计范围的不同,环境统计有许多类型,如:
自然资源统计、区域环境质量统计、区域环境污染与防治统计等。
工业企业环保统计是一种特殊的类型,它和自然环境、区域环境的统计结果有着密切的联系,但是它毕竟是一种企业行为,统计工作的目的是和企业的生产经营活动相联系,而且为之服务的。
一、环境统计概念
“统计”一词,英语为statistics,用作复数名词时,意思是统计资料,作单数名词时,指的是统计学。
一般来说,统计这个词包括三个含义:
统计工作、统计资料和统计学。
原始的统计工作即人们收集数据的原始形态已经有几千年的历史,而它做为一门科学,还是从17世纪开始的。
但统计学并不是直接产生于统计工作的经验总结。
每一门科学都有其建立、发展和客观条件。
统计科学则是统计工作经验、社会经济理论、计量经济方法融合、提炼、发展而来的一种边缘性学科。
环境统计是社会经济统计的一个分支,是对环境状况以及环境与人类关系相互变化、相互影响的一种指标化、定量化的表征和描述。
它包含环境统计工作、环境统计资料和环境统计学三个含义。
环境统计工作是指为了取得和提供统计资料而进行的各项工作。
它的全部内容和过程包括:
环境统计设计、环境统计调查、环境统计资料整理和环境统计分析等几个方面。
环境统计资料是环境统计工作的成果,包括两个方面的内容:
一是统计数字资料,它反映社会经济现象的规模、水平、发展速度和比例关系;二是统计分析报告,它反映社会经济现象发展变化的原因和规律。
环境统计学是研究和阐述环境统计工作规律和方法论的科学,是环境统计实践经验的理论概括,又是环境统计工作发展到一定阶段的必然产物。
环境统计学一旦形成,就可以指导环境统计工作,推动统计工作的发展。
因此,环境统计学与环境统计工作的关系是理论与实践的关系,它们具有相同的研究对象,即大量环境现象的数量方面。
具体地说,就是环境现象的数量表现,现象变化的数量关系和数量界限。
环境统计虽然不直接研究社会经济现象本身,但环境问题的实质仍是经济问题,它和社会经济现象密切相关。
因此,它仍属社会经济统计范畴,并与其它社会经济统计紧密联系。
石油、石化销售业环保统计的功能可分为两个层面:
其一是使集团公司各级主管部门随时了解企业环保工作的现状和存在问题,为及时作出决策、调整环保工作方针和计划安排,提供了“量化”的信息,同时也为企业进行清洁生产审计、环境影响评估、综合利用申报及关联交易等内部管理工作,提供了“量化”的依据。
其二是为了接受国家和地方环境保护主管部门的监督检查,履行企业依法经营的义务,上市公司更要公布自己的环保业绩,接受社会广大公众的监督,塑造良好的环境形象。
二、环境统计的发展
环境统计是伴随着环境保护工作的需要而产生的。
随着现代工业的发展,大量有毒有害物质对自然界的危害超越了环境本身的自净能力,破坏了生态系统的平衡,造成了环境的污染,影响了人类及其他生物的正常生存和发展。
公元一八四八年,英国伦敦发生了严重的水污染事件,许多居民患霍乱症,据当时专门机构统计调查,死亡人数达一万四千六百人。
这说明在一百多年前,已经产生了环境污染危害统计。
如何认识和评价环境变化,防止环境污染,人们在保护环境的实际中逐步认识到,环境问题不能只用自然科学的方法解决污染,还要通过环境管理,协调经济与环境的同步发展,才能从根本上解决。
由于环境管理的出现,人们迫切地需要运用定量的数字语言来表示和评价环境污染状况。
而环境统计正是按照这一需要发展起来的新兴学科。
环境统计做为研究课题是六十年代初开始的。
但是,直到一九七二年斯德哥尔摩人类环境国际会议以后,各国政府才认识到需要运用统计数字对环境状况做出评价。
一九七三年联合国统计委员会和欧洲经济委员会在日内瓦举行了第一次关于研究环境统计资料的国际会议。
会议决定根据现有资料编制《环境统计手册》。
这次会议对环境统计工作的发展,起了重大推动作用。
同年十月,在华沙举行了环境统计学术会议。
各国政府逐步重视全面的综合统计数字对评价环境状况的重要作用,并逐步建立起环境统计制度。
我国的环境统计工作是在适应环境保护事业的发展和环境管理的需要中逐步建立起来的。
一九七九年,原国务院环境保护领导小组办公室对全国三千多个大中型企业的环境保护基本情况进行了一次性调查,取得了一些数据和经验,为
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