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第二章水和废水监测第一节水质污染与监测第二节水质监测方案制订第三节水样的采集和保存第四节水样的预处理第五节物理指标检验第六节金属化合物的测定第七节非金属无机物的测定第八节有机污染物的测定第九节底质监测第十节活性污泥性质的测定第一节水质污染与监测一、水资源和水质污染二、水质监测的对象和目的三、水质监测的项目四、水质监测分析方法一、水资源及其水质污染水是人类社会的宝贵资源海水,97.30%淡水,2.70%全球水资源可利用1%不可利用99%淡水资源可利用的淡水资源只有江河、淡水湖和地下水的一部分按人均拥有水量计，我国仅有2200m3/人，约占世界平均水平的1/4。据上海2000年的统计，上海淡水资源：全球平均我国不可利用地表水需水量可利用地表水地下水总量：595.6亿m3地表水593.5亿m3可利用118.8亿m3地下水2.1亿m3（一）水质污染分类化学型污染——由酸碱、有机和无机污染造成的污染；物理型污染——色度、浊度、悬浮固体、热污染、放射性；生物型污染——生活污水、医院污水。（二）水体自净和水体环境容量污染物进入水体后首先被稀释，随后经过复杂的物理、化学和生物转化，使污染物浓度降低、性质发生变化，水体自然地恢复原样的过程称为自净。自净能力决定着水体的环境容量（洁净水体所能承载的最大污染物量。水解酶生活污水（淀粉、蛋白质、脂肪等）好氧菌氨基酸、脂肪酸、甘油、低分子糖CO2、H2O、无机盐（三）污染状况1.水环境质量2.赤潮3.溢油4.海洋生物质量1.水环境质量2009年，我国海域未达到清洁海域的面积约17.4万km2，与2001年基本持平。其中，较清洁海域和中度污染海域面积较上年分别增加近1.2万km2和0.2万km2；轻度污染海域和严重污染海域面积较上年分别减少近0.6万km2和0.7万km2。2.赤潮2009年我国海域共发现赤潮73次，赤潮发生面积累计超过1万km2；部分海域及养殖区多次检测出亚历山大藻（Alexandrium）和裸甲藻（Gymnodrium）等有毒赤潮藻类，并在小范围内监测到有毒赤潮，在某些贝类中检测出赤潮毒素；福建连江海域发生的裸甲藻赤潮对当地的水产养殖业造成了近千万元的经济损失。赤潮发生时的红色波涛船行过赤潮海域时的红色浪花3.溢油•1976—1997年，我国海域共发生2300起溢油事故；溢油量超过25000吨；年平均溢油事故110起，年重大溢油事故5到7起；每次重大事故直接经济损失：几百万至上千万元海上溢油事故发生的海域4.海洋生物质量监测结果表明，近年全国近岸部分海域海洋贝类体内的铅、砷、镉等重金属含量较上年有所升高，石油烃含量总体水平无显著变化，粪大肠菌群含量偏高，个别地点贝类体内检测出赤潮毒素。图海洋生物污染监测样品——鱼内脏的采集二、水质监测的对象和目的水质监测的分类：环境水体监测水污染源监测水质监测的对象：环境水体：地表水（江、河、湖、库、海水）地下水水污染源：工业废水生活污水和医院污水等●水质监测的目的1、地表水——经常性监测2、生产和生活过程——监视性监测3、事故监测——应急监测4、为环境管理——提供数据和资料5、为环境科学研究——提供数据和资料三、监测项目监测项目受人力、物力、财力的限制，不可能将所有的监测项目都加以测定，只能是对那些优先监测污染物加以监测。优先监测污染物：标准中要求控制、在环境中难以降解；危害大、毒性大、影响范围广；出现频率高，有可靠检测方法。（一）地表水监测项目水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮（湖、库）、总磷、铜、锌、硒、砷、汞、镉、铅、铬（六价）、氟化物、氰化物、硫化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、粪大肠菌群。（二）生活饮用水监测项目常规检验项目：肉眼可见物、色、嗅和味、浑浊度、pH、总硬度、铝、铁、锰、铜、锌、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体、耗氧量、砷、镉、铬（六价）、氰化物、氟化物、铅、汞、硒、硝酸盐、氯仿、四氯化碳、细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群、游离余氯、总α放射性、总β放射性。（三）废（污）水监测项目第一类：是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物，包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并（a）芘、总铍、总银、总α放射性、总β放射性。第二类：是在排污单位排放口采样测定的污染物，包括pH、色度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、石油类、动植物油、挥发性酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸盐、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、总铜、总锌、总锰。四、水质监测分析方法1.国家或行业的标准分析方法其成熟性和准确度好，是评价其他监测分析方法的基准方法，也是环境污染纠纷法定的仲裁方法；《水和废水标准分析方法》（第四版）2.统一分析方法是经研究和多个单位的实验验证表明是成熟的方法。3.试用方法是在国内少数单位研究和应用过，或直接从发达国家引进，供监测科研人员试用的方法。标准分析方法和统一分析方法均可在环境监测与执法中使用。（一）选择监测分析方法的原则（二）监测分析方法的分类1.用于测定无机污染物的方法原子吸收法分光光度法等离子发射光谱（ICP-AES）法电化学法离子色谱法其他方法：化学法、原子荧光法、等离子发射光谱-质谱（ICP-MS）法、气相分子吸收光谱法等。2.用于有机污染物的监测分析方法气相色谱法（GC）高效液相色谱法（HPLC）气相色谱-质谱法（GC-MS）其他方法：有机污染物类别测定、耗氧有机物测定五、污染物形态分析1.污染物形态污染物形态是指污染物在环境中呈现的化学状态、价态和异构状态。一定形态的污染物在环境中有其发生和演变过程，并且在不同的条件下可转变为其他形态，具有不同强度的毒性。2.了解污染物形态的意义深入认识其环境行为正确评价对环境的影响设计污染物分析监测方案和治理方法3.对污染物形态进行分析常用的方法直接测定法：专一性的化学方法或物理化学方法，测定样品中污染物的各种形态，如用离子选择电极法测定离子态元素。分离测定法：是将样品中不同形态的待测组分用物理法（离心、超滤、渗析等）或物理化学法（萃取、层析、离子交换等）先进行分离，然后逐一测定。干法：是用电子探针、X射线衍射仪、核磁共振波谱仪等对颗粒状样品或生物样品进行非破坏性的形态分析。理论计算法：是利用被研究体系有关热力学数据进行计算，确定其形态的方法。第二节水质监测方案的制定一、地面水质监测方案的制订二、地下水质监测方案的制订三、水污染源监测方案的制订水质监测方案的总体设计和工作程序明确监测目的调查研究确定监测对象设计监测网点合理安排采样时间和频率选定采样和保存方法选定分析测定技术提出监测报告的基本要求制订质量保证程序、措施和方案的实施计划提出水质监测综合评价报告一、地面水水质监测方案的制订1、基础资料的收集明确监测项目水体的水文、气候、地质和地貌资料。如水位、水量、流速及流向的变化，降雨量、蒸发量及历史上的水情，河流的宽度、深度、河床结构及地质状况，湖泊沉积物的特性、间温层分布、等深线等。水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等。水体沿岸的资源现状和水资源的用途，饮用水源分布和重点水源保护区，水体流域土地功能及近期使用计划等。历年的水质资料等。2、监测断面和采样点的设置监测断面在总体和宏观上应该能反映河流水系或所在流域的水环境质量状况。各断面的布设位置必须能反映所在区域环境的污染特征，尽可能以最少的断面获取足够的、有代表性的环境信息，同时还要考虑实际采样时的可行性和方便性。2、监测断面和采样点的设置a、监测断面的设置原则有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游。湖泊、水库、河口的主要入口和出口。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力设施所在地等功能区。较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处，入海河流的河口处，受潮汐影响的河段和严重水土流失区。国际河流出入国境线的出入口处。应尽可能与水文测量断面重合；并要求交通方便，有明显岸边标志。b、江、河监测断面的设置在评价一个完整水系的水质时，布设的断面类型有：背景断面、对照断面、控制断面和消减断面等。对于江、河水系或某一河段，要观测某一污染源排放所造成的影响，应分别布设对照断面、控制断面和消减断面。对照断面•为了解流入监测河段前的水体水质状况需设置对照断面。这种断面应设在河流进入城市或工业区以前，避开各种废水、污水流入或回流处。一个河段一般设置一个对照断面，有主要支流可酌情增加。•设置目的：了解流入监测段前的水质状况，提供这一水系区域本底值•设置方法：位于该区域所有污染源上游处，排污口上游100-500m处（设在河流进入城市或工业布局区前的地方；避开各种废水、污水流入或回流处）。•设置数目：一个河段区域一个对照断面（有主要支流可酌情增加）为评价、监测河段两岸污染源对水体水质影响需要设置控制断面。设置目的：监测污染源对水质影响设置方法：主要排污源下游、充分混合的断面下游。根据主要污染物的迁移、转化规律、河水流量和河道水力学特征确定，在排污口下游500-1000m处。对特殊要求的地区也可设置控制断面。设置数目：设置多个断面。根据城市的工业布局和排污口分布情况确定。控制断面消减断面•指河流受纳废水和污水后，经稀释扩散和自净作用，使污染物浓度显著下降，其左、中、右三点浓度差异较小的断面，通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上的断面。•设置目的：了解经稀释扩散和自净后，河流水质情况。•设置方法：最后一个排污口下游1500m处。（左中右浓度差较小的断面，小河流视具体情况确定）•设置数目：一个断面。背景断面•设置目的：为了评价一个完整水系的污染程度，提供水环境的背景值。•设置方法：基本上未受人类活动的影响，应设在清洁的河段上。•设置数目：根据需要而定对照断面控制断面削减断面500m1500m控制断面河流监测断面设置AA’BB’C’CDD’EE’FF’GG’河流监测断面设置示意图A-A’对照断面G-G’削减断面B-B’、C-C’、D-D’、F-F’控制断面污染源排污口水流方向自来水取水口C、湖泊、水库监测断面的设置首先判断湖、库是单一水体还是复杂水体；考滤汇入湖、库的河流数量，水体的径流量、季节变化及动态变化，沿岸污染源分布及污染物扩散与自净规律、生态环境特点。通常只设监测垂线.d、海洋一般分为污染区、过度区和对照区三类区域3、采样点位的确定江、河水系的水面宽度是不尽相同的。当布设了监测断面后，还应根据各水面的宽度来合理布设监测断面上的采样垂线，依此可进一步水深确定采样点位置和数量。水面宽小于50m设一条中泓垂线水面宽50-100m，左右近岸有明显水流处，各设一条中泓垂线（两条）水面宽100-1000m，中泓、左、右近岸有明显水流处各设一条垂线（三条）水面宽大于1500m至少设至5条等距离采样垂线，较宽的河口应酌情增加a、监测断面上监测垂线的设置(江河水系)50m50～100m中泓线有明显水流处采样点位确定100～1000m有明显水流处中泓线有明显水流处采样点位确定1500m等间距设置采样点位确定b．垂线上采样点的布设：•水深小于或等于5m水面下0.3-0.5m设一个点•水深5-10m，水面下0.3-0.5m处和河底以上约0.5m处设一个点（两个）•水深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（三个）•水深超过50m酌情增加采样点采样点位确定5m水面下0.3～0.5m处5～10m河底以上0.5m处10～50m½水深处思考：当河道有支流汇入时应如何设置断面呢？500m1500m对照断面控制断面削减断面依据不同的水体功能、水文要素和污染源、污染物排放等实际情况，要求采集的水样能够反映水质在时间和空间上的变化规律，力求以最少的采样频次，取得最有时间代表性的样品。4、采样时间和采样频率的确定我国对水质监测规范的要求：较大水系干流和中、小河流：全年采样不少于6次，采样时间为丰水期