農業環境監測

農業環境監測既是農業環境管理的重要技術手段，又是人類生存大環境監測的重要組成部分，其根本目的在於及時、準確、全面地反映農業環境質量狀況及其變化規律和發展趨勢，追蹤污染物在農、畜、水產品中的殘留和蓄積動態，保障農產品的安全和人體健康，為農業環境管理提供科學依據。

農業環境監測按其目的和性質可分為三類：①常規監測。又稱監視性監測或例行監測，是監測工作的主體。是指定期、定點對農業環境要素、農用化學物質及農產品中污染物的含量進行分析測試。需要選擇一批有代表性的區域，建立起固定的監測點位，按照統一的監測技術規範，對一些農業環境質量的代表值進行長期的監測，通過大量的監測數據，來判斷農業環境質量的動態變化，揭示農業環境存在的問題及其對農、牧、漁業生產的危害程度。因此，常規監測需要通過各級農業環境監測網的協調工作來完成，並應逐步向連續化、自動化發展。②特種目的監測。也稱應急監測，一般均為特定目的服務，如農業環境污染事故監測、仲裁監測(解決環境執法過程中發生的矛盾，向司法部門提供所需的仲裁結果數據)、諮詢監測(根據諮詢單位提出的具體要求，測定並提供有關數據、資料)。③研究性監測。指為探索來自各類污染源的不同污染物進入農業生態系統，被動、植物吸收後，污染物沿食物鏈遷移、轉化、濃縮、積累的規律。

農業環境監測的任務包括：①掌握農業環境質量狀況，確定污染物的時空分佈和污染途徑，預測農業環境發展變化趨勢，為制定農業環境保護計劃、規劃提供依據。②通過監測，判定各種污染物不同濃度範圍對農業環境質量和農產品的危害程度，結合我國國情，為制定各項農業環境質量標準和農產品安全衞生標準提供依據。③通過對農用化學物質和垃圾、污泥、粉煤灰等進入農業環境的廢棄物進行監測，為安全合理使用這些物質提供依據，以指導合理使用化學肥料，安全使用化學農藥，安全、合理利用城市、工業廢物，化害為利，有利於農業生產和農業環境。④進行污染事故監測、仲裁監測，為污染事故及時處理提供依據，為保護農業生產者的合法權益提供法律上的技術支持 ^[1]  。

為了使監測方案制訂得合理，必須進行實地污染調查。監測目的不同，調查的範圍及內容也不一樣。例如，為了制定區域性污染控制措施，就要對該區域的污染狀況進行全面的調查，若為了某一項工程設計取得原始資料，則應按設計規範或衞生標準的要求，調查該項工程及其範圍內的污染狀況。

環境監測樣品的採集和保存是保證環境監測數據準確、可靠的最關鍵的環節之一。由於環境體系的構成和組成非常複雜，樣品的代表性和有效性非常重要，為了使監測數據能夠確切地反映當時當地的環境狀況，在工作中應該遵循以下原則：

1、統一規範的原則

統一規範的原則就是由權威部門(如國家環境保護局)對於各類環境體系的採樣方案頒佈一系列規範性條例，並要求職能部門(如監測站)在制訂和執行採樣方案時按規範行事。

2、因地制宜的原則

因地制宜的原則就是採樣方案制訂者還要考慮到具體對象在當時、當地的特殊性，就規範中未涉及的方面作出具體分析，而後作出恰如實際的採樣部署。

樣品的預處理包括過濾、灰化處理、提取等環節。

環境中污染物特別是有機污染物(包括環境激素)的分析大都涉及10^-12～10^-9克水平的痕量檢測，又必須適應不同基體和大量共存物等複雜因素，是一項複雜系統的痕量分析課題。利用經典的樣品前處理方法遠遠不能達到要求，近些年來發展起來許多樣品前處理方法，如超臨界流體萃取、固相萃取、固相微萃取、頂空及微波萃取等技術。下面對幾種較新的環境樣品前處理方法作簡單的介紹。

1、超臨界流體萃取

超臨界流體萃取是利用超臨界流體(即温度和壓力略超過或靠近臨界温度Tc和壓力Pc，介於氣體和液體之間的流體)作為萃取劑，從固體或液體中萃取出某種高沸點或熱敏性成分，以達到分離和提純的目的。作為一個分離過程，超臨界流體萃取過程介於蒸餾和液-液萃取過程之間，即此過程同時利用了蒸餾和萃取的原理--蒸汽壓和相分離均起作用。

2、固相萃取

固相萃取是以液相色譜分離機理建立起來的分離和純化方法。固相萃取法預處理樣品有許多引人注目的優點：一是安全，可以避免使用毒性較強或易燃的溶劑；二是不會發生液-液萃取中經常出現的乳化問題，萃取回收率高，重現性好；三是固相萃取操作簡便、快速，可同時進行批量樣品的預處理；四是由於可選擇的固相萃取填料種類很多，因此其應用範圍很廣，可用於複雜的環境樣品預處理。

3、固相微萃取法

固相微萃取法是以固相萃取為基礎發展起來的新方法。它用一個類似於氣相色譜微量進樣器的萃取裝置在樣品中萃取出待測物後直接與氣相色譜(GC)或高效液相色譜(HPLC)聯用，在進樣口將萃取的組分解吸後進行色譜分離和分析檢測。

4、頂空法

頂空分析是取樣品基質(液體和固體)上方的氣相部分進行色譜分析。頂空技術分為靜態頂空技術和動態頂空技術(吹掃捕集)。用於分析聚合物材料中的殘留溶劑或單體、工業廢水中的揮發性有機物、食品的氣味等。

5、微波萃取法

微波技術用於樣品製備是近年發展起來的，它是指利用微波為能量，進行樣品處理的各種方法。它可以用於樣品溶解、乾燥、灰化及浸取等方面。以往微波製備樣品主要用於無機分析，現在已逐步擴展到有機分析。由於設備簡單、高效、快速，可以同時處理多種樣品，因而是一種極有發展前途的樣品製備與前處理技術。

1、化學分析

化學分析法是以特定的化學反應為基礎的分析方法，分為質量分析法和容量分析法。

質量分析是將待測物質以沉澱的形式析出，經過過濾、烘乾，用天平稱其質量，通過計算得出待測物質的含量。容量分析法通常也稱為滴定分析法，其基本原理是用一種已知準確濃度的溶液(標準溶液)，滴加到含有被測物質的溶液中，根據反應完全時消耗標準溶液的體積和濃度，計算出被測物質的含量。容量分析法的特點是操作簡便、迅速，結果準確，費用低，在環境監測中應用較多。例如測定水中的酸鹼度、化學需氧量、溶解氧、揮發性酚、總氮、硫化物和氰化物等。根據化學反應類型的不同，滴定分析法可分為酸鹼滴定法、絡合滴定法、沉澱滴定法和氧化還原滴定法等。

2、儀器分析

儀器分析是利用被測物質的物理性質或化學性質來進行分析的方法。根據分析原理和儀器的不同，環境監測中常用如下幾類：

a 色譜分析法。包括氣相色譜法(GC)、高效液相色譜法(HPLC)、薄層色譜法(TLC)、離子色譜法(IC)等。色譜分析法具有分離效率高、分析速度快、靈敏度高、樣品用量少、價格較為低廉、易於普及、可用於定量和定性分析等優點，已廣泛應用在環境、化工、醫藥衞生、農業、食品、空間研究等各個領域。在環境監測領域，色譜法佔有越來越重要的地位。

b 電化學分析法。包括電導分析法、電位分析法、庫侖分析法、極譜法和溶出伏安法等。電化學分析法是依據物質的電學及電化學性質測定其含量的分析方法，通常是使待分析的樣品試液構成化學電池，根據電池的某些物理量與化學量之間的內在聯繫進行定量分析。電化學分析具有快速、靈敏、簡便等優點，在環境監測中佔有重要地位。

3、光學分析法。光學分析法是根據物質發射、吸收輻射能或物質與輻射能相互作用建立的分析方法。種類很多，以分子光譜法和原子光譜法應用較多。

a分子光譜法。分子光譜法包括紅外吸收、紫外可見吸收、分子熒光等方法。

b 原子光譜法。原子光譜法包括原子發射、原子吸收和原子熒光光譜法。目前應用最多的是原子吸收光譜法 ^[2]  。