华北理工环境监测课件第2讲 水质-采样方案、采集和保存

1主要内容:水质监测方案的制订水样的采集和保存水样的预处理及主要项目测定方法。2一、水体和水质污染•1．水体•河流、湖泊、沼泽、冰川、海洋及地下水的总称。包括水和水中的悬浮物、底泥及水生生物。•2.水质污染•1)因某种物质的介入，而导致水体化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。32)分类按造成污染的原因:自然污染、人为污染按污染物种类:化学型污染物理型污染生物型污染n色度和浊度物质污染n悬浮物质污染n热污染n放射性污染Ø水质水和其中的杂质共同表现出来的综合特性。Ø水质指标表示水中杂质的种类、成分和数量的各类数据。二、监测对象和目的42.监测对象水质监测对象环境水体水污染源地下水地表水生活污水医院污水其它废水江河湖泊水库海洋563．水质监测目的u地表水——经常性监测；u生产和生活过程——监视性监测；u事故监测——应急监测；u为环境管理——提供数据和资料；u为环境科学研究——提供数据和资料。7•1．水质指标l一般：如pH、酸碱度、硬度、无机离子、有机物等；l有毒：如重金属、氰化物、各种农药等；l氧平衡指标：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量等。l细菌总数、大肠杆菌数、各种病原微生物、病毒等2）化学指标1）物理指标3）生物指标l感官指标：温度、色度、臭和味、浑浊度、透明度等l其它指标：固体含量、电导率等8•必测项目+选测项目（多为有机物指标）2．水质监测项目1）地表水监测项目：江河、湖泊、渠道、水库监测《地表水环境质量标准》（GB3838—2002）海水监测项目：《海水水质标准》（GB3097—1997）2）生活饮用水监测项目《生活饮用水卫生标准》（2006年）3）废（污）水监测项目《污水综合排放标准》。9四、水质监测分析方法1.方法等级依据：《中华人民共和国标准化法》《实施条例》分四级。u国家标准GBu行业标准（若干）u地方标准(DB)u企业标准(QB)国家标准、行业标准分为强制性标准和推荐性标准。10•2.方法类别（原理）（1）测定无机污染物化学分析、原子吸收、原子发射、分光光度、电化学、离子色谱、……。（2）测定有机污染物气相色谱、液相色谱、色-质联用、荧光光谱、红外吸收、化学分析……。（3）测定污染因子生物监测、放射性监测、污染物形态分析111.污染物的形态化学状态、价态、异构状态。2.形态分析方法（1）直接测定：离子选择性电极法；（2）分离测定：萃取、层析、离子交换等；（3）干法：电子探针、核磁共振、X射线衍射X射线衍射仪离子选择性电极五、污染物形态分析12第二节水质监测方案的制订完整的监测方案由五个部分组成：①基础资料②采样位置③采样时间和采样频率④采样方法和采样技术⑤结果表达、质量保证、实施计划。13一、地表水质监测方案的制订（一）基础资料的收集(1)水体的水文、气候、地质和地貌；(2)沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等；(3)水体沿岸的资源现状、水资源用途，饮用水源分布和重点水源保护区，水体流域土地功能……(4)历年的水质资料等。14（二）监测断面和采样点的设置采样断面采样垂线采样点参考《地表水和污水监测技术规范》HJ/T91-20021、监测断面的设置原则（6个方面）：•(1)有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游。(2)湖泊、水库、河口的主要入口和出口。15•(3)较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处。(4)国际河流出入国境线处。16　(5)水功能区：饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水利设施所在地等。水库以下河道及重点监测断面(闸门下方，重要水工构筑物处）(6)尽量与水文测量断面重合，且交通方便。水文站17•河流监测断面类型举例背景断面：未受人类生活和生产活动影响，能够提供水环境背景值的断面。对照断面：位于评价区域所有污染源的上游处。提供本区域水环境”本底值控制断面：位于排污口下游，与水流基本混匀处。了解污染源对水质的影响。削减断面：污染物受到稀释、扩散、自净，浓度有明显降低。代表监测区域的最终“贡献”1819监测断面垂线设置水面宽度小于50m中泓垂线中间一条50-100m左右近岸有明显水流处各设一条100-1000m左、中、右近岸有明显水流处各设一条大于1500m至少设至5条等距离采样垂线，较宽的河口应酌情增加２、采样垂线的确定说明：（1）应避开污染带，或在污染带另加垂线。（2）断面水质均匀时，可仅设中泓垂线。（3）计算该断面污染物通量，必须按上述设垂线河流沿水流方向各横断面表面最大流速点的连线称为中泓线。203.垂线上采样点的设置水深采样点位垂线上采样点的设置小于或等于5m水面下0.3-0.5m设一个点5-10m水面下0.3-0.5m处和河底以上约0.5m处设一个点10-50m水面下0.3-0.5m处和河底以上约0.5m处,1/2处设一个点超过50m酌情增加采样点21河流监测断面示例-来自网络22湖泊、水库监测垂线（断面）的布设•《地表水、污水环境监测技术规范》（HJ/T91-2002）•a.一般只设监测垂线。水体复杂时设监测断面。•b.在不同功能水域设置。•c.无明显功能区别，用网格法。•d.垂线上采样点的布设与河流采样规定相同。•e.受污染物影响较大的，在污染物主要输送路线上设置控制断面。2324（三）采样时间和采样频率《地表水、污水环境监测技术规范》（HJ/T91-2002）相关规定举例：（1）饮用水源地，全年12次；(2)对于较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次；丰水期、枯水期和平水期，每期两次。（3）工业区、污染较重的河流、游览水域，全年不少于12次；每月一次。（4）底泥，每年在枯水期一次。——反映水质在时间和空间上的变化规律25(5)潮汐河流，全年在丰、枯、平水期采样，每期采样两天。(6)排污渠，每年三次。(7)设有专门监测站的湖、库，每月采样1次，全年不少于12次。(8)背景断面，每年1次。26二、地下水质监测方案的制订（简介）特点：流动性和水质参数的变化比较缓慢地下水监测设施采样井27三、水污染源监测方案的制订水污染源：工业废水源、医院污水源和生活污水源等。制订监测方案前的调查28（一）采样点的设置水污染源一般经管道或渠、沟排放，截面积比较小，不需设置断面，直接确定采样点位。29（1）第一类污染物在车间或车间设备废水排放口。车间排放口（2）第二类污染物在工厂废水总排放口。总排放口30(3)工厂水处理设施在进、出口处采样。(4)排污渠道：在较直、水量稳定，上游无污水汇入处。31生活污水和医院污水：污水总排放口。污水处理厂：进水口、出水口。HJ/T91-2002对国控废水排放源规定：工业废水每年采样监测2～4次；生活污水每年采样监测2次，春、夏季各1次；医院污水每年采样监测4次，每季度1次。•（二）采样时间和采样频率322022-3-15第三节水样的采集和保存（地表水）332022-3-15一、水样的类型3种常用类型：1.瞬时水样在某一时间或地点，从水体中随机采集的分散样品。适用：连续、稳定排放的废水。监测结果只说明取样时的水质。342022-3-152.混合水样在同一采样点,不同时间所采集的瞬时水样的混合。又分为：平均混合水样：时间间隔相同，采样量相同。平均比例混合水样：采样次数与水的流量成正比。一般取一昼夜，然后均匀混合而成。3.综合水样不同采样点，同一时间采集的各瞬时水样混合。当几条排污河、渠道建立综合处理厂时，综合水样水质参数作为设计依据。352022-3-15二、地表水样的采集（一）采集前的准备362022-3-15（二）采样方法和采样器具•1.采样方法l船只采样l桥梁采样l涉水采样l索道（缆车）采样372022-3-152.采样器具1）采样器（或采水器）•浅表层地面水：瓶、桶、长柄勺等；沉至水面下0.3～0.5m处采集。•采集深层水:Ø双瓶采样器（溶解氧采样器）；Ø急流采水器用于采样处流量大、Ø深层水采样器。382022-3-15•吊绳上标有深度；•细口玻璃瓶，容积2~3升；•装在金属框内；•框底装有重锤；•瓶口有塞采样：将采样瓶降至预定深度，向上提细绳开启瓶塞。39402022-3-1541TN-S溶解氧采水器•采水器在水中下沉的过程中，水流经底部的活动底板流入，通过顶部的活动上盖流出，到达一定深度后，上提采水器，上盖和下入水口因重力作用自动关闭，可采集到指定水深的水样。采样时，若能使采水器在水中上下反复运动数次，令水流多次洗涤采水器内壁，效果更好。采水器提出水面后，将底部出水软管插入溶解氧瓶的底部……422022-3-15适用：流量大、水层深。结构：一根长钢管固定在铁框上，管内装一根橡皮管,上部用铁夹夹紧，橡皮管下部与瓶塞上的短玻管相连。瓶塞上另一长玻管直通瓶底。432022-3-15442022-3-152）盛水器硬质玻璃（又名高硼硅玻璃、95料玻璃：SiO280%左右，硼酸钠12%。例如烧瓶、烧杯等)•宜用于测定有机物质样品。•聚乙烯瓶：测定痕量金属或是玻璃的主要成分（钠、钾、硼、硅等）。盛水器材料的次要成分，在被测物浓度很小时，影响显著。452022-3-15•特殊测定项目：Ø有一定温度、压力的工业废水——特制不锈钢容器；Ø含生物体水样——不透明的非活性玻璃容器。Ø对光敏感的组分——棕色试剂瓶。盛水器洗涤方法：1、测定硫酸盐及铬，不能用铬酸钾-硫酸洗液。2、测定磷酸盐，不能用含磷的洗涤剂。3、测定油和脂类，不能用肥皂。4、细菌检验，清洗后做灭菌处理。**参考中国环境监测总站编《环境水质监测质量保证手册》，化学工业出版社出版。46472022-3-15三、地下水样的采集(自学内容)水井(waterwell)水质较稳定，一般采集瞬时水样。从监测井中采集水样常用抽水机设备。对于无抽水设备的水井，可选择适合的专用采样器采集水样。482022-3-15自喷泉水(SpringWater)可在涌水口处直接采样。自来水(TapWater)水龙头放水数分钟，排出管道中积存的死水后再采样。492022-3-15四、底质(沉积物)样品的采集（补充）底质(sediment)：矿物、岩石、土壤的自然侵蚀产物，废（污）水排出物沉积及生物活动物质之间物理、化学反应等过程的产物。是水环境体系的一部分。能记录给定水环境的污染历史，反映难降解物质的积累情况以及水体污染的潜在危险。河流沉积物•一般不包括工厂废水沉积物及污水处理厂污泥502022-3-15采样方法表层底质样品：挖式(抓式)采样器或锥式采样器。管式泥芯采样器：采集柱状样品，代表底质中污染物质的垂直分布。沉积物采样器采集量：1～2kg。512022-3-15•箱式采泥器•适于：河流、湖泊、水库及浅海区等水域，表层泥样。底泥样品较完整，无扰动。竖直重力型采泥器适用：海洋、湖泊及水库等深水区，柱状样品。带尾翼四片。522022-3-15•底泥定深采样钻采集沉积物（底泥）内部不同深度的样品。钻头采用旋转闭合式设计，可不经上层泥样干扰，直接采集指定深度的样品。•柱状透明采泥管用于浅水域的沉积物（底泥）泥样采集。底泥样品。圆柱状，层次清晰可见，最大采样厚度1m。采样管内含活塞连杆，可轻松将样品推出。挖泥斗用于浅水水域的沉积物（底泥）表层泥样采集。配备粗尼龙绳。535354简易底泥采样管552022-3-151.浮标法(FloatMethod)五、流量测量(选讲)对小河流、明渠和废水、污水流量的测量，方法如下：Q＝V•S562022-3-152.流速仪法水流量(m3/s)=水流断面平均流速(m/s)×水流断面面积(m2)。适用范围：水深大于0.05m，流速大于0.015m/s的河、渠等。572022-3-15Q=Kh5/2K=1.354+0.004/h+(0.14+0.2/D1/2)(h/B0.09)2Q—水流量(m3/s)，h—过堰水头高度(m)，K—流量系数，D—从水流底至堰缘的高度(m)，B—堰上游水流宽度(m)。范围：不规则的污水沟、污水渠。方法说明：该法是用三角形或矩形、梯形堰板挡住