a8水质采样方案设计技术规定

1水质采样方案设计技术规定GB12997-91批准日期0000-00-00实施日期1991-08-09水质采样方案设计技术规定GB12997-91Waterquality—Technicalregulationonthedesignofsamplingprogrammes本标准是水质采样标准第一部分。本标准等同采用ISO5667／1《水质——采样——第1部分：采样方案设计指导》。1主题内容与适用范围本标准规定了水(包括底部沉积物和污泥)的质量控制、质量表征、污染物鉴别采样方案的原则。第一篇采样目标的确定2引言本篇强调在进行水、底部沉积物和污泥采样方案设计时必须考虑的比较重要的因素。采样和检验的主要目的是测定其有关的物理、化学、生物和放射性参数。在表征水体、底部沉积物和污泥的质量时，不可能检验其整体，必须采集样品，并且要采取一切措施，预防样品在采集和分析的间隔内发生变化。当采集合悬浮固体或者含难混溶的有机液体的多相样品时，还会遇到特殊的问题。确定采样地点、采样时机、采样额率、采样持续时间、样品处理和分析的要求时主要取决于采样目标。所以在设计采样方案之前，要首先确定采样目标。在设计采样方案时还要对详尽程度、适宜的精密度、以及表达形式和提供结果的方式也要给予考虑，比如浓度或负荷、最大值和最小值、算术平均值、中位数等。此外，还要编制有彦义参数的目录和确定相应的分析方法。它们将对采样和输送样品时的保护进行指导。在保证获得所需资料的前提下，要注重效率。采样目标可区分为以下三种(详见第14章)：a.质量控制检测需要进行短期过程的校正时由管理部门决定。2b.质量特性检测用于表明质量，多数情况作为研究项目的组成部分，以达到长期质量控制目的或指出发展趋势。c.污染源的鉴别采样方案的目标可由质量特性检测变为质量控制检测，比如，当硝酸盐浓度接近限值时需要提高采样频率，这样就可由较长时期的质量表征变为短期的质量控制方案。3要求要求可分为以下两类：3.1一般要求在选定的测点(例如水体的表面或里层)确定特定参数的浓度水平的数量级(或负荷)或直观表达底部沉积物的特性。3.2特定要求详细地确定整个或部分水体中所研究的物理或化学参数的浓度水平或者负荷分布及有意义的生物种类。通常把这些参数变化的研究与时间、流量、工厂工艺、气候条件因素等结合考虑。还可以细分为以下更具体的采样情况：a.测定水对某种用途的使用性。如检验井水能否用作冷却、锅炉给水、工艺用水或者饮用水。b.研究排放污染物（包括偶然泄露）对所承受水体的影响。排放污染物除了增加污染负荷外，还导致其他反应，如化学沉淀或产生气体等。c.评价水、污水、工业废水处理厂的性能和管理。比如，评价进入废水处理厂负荷的波动和长期的变化；测定处理过程各阶段的处理效率，提供净化后水的质量数据，控制使用净水剂的浓度；控制那些可能损害企业构筑物或设备的物质等。d.研究河口淡水径流和海水对河口环境的影响，提供混合类型及因潮汐和淡水流动的变化引起咸淡分层情况的资料。3e.测定工业生产过程中产品的损失。这些资料对评定全厂物料衡算、测量废水排放量都是需要的。f.测定锅炉水、蒸汽冷凝水和其他回水的质量。对这些水是否能用于预定目的可行性做出评价。g.调节工业冷却水系统的运行操作，使水得到最佳利用，与此同时，尽量减少锅垢，把腐蚀降低到最低限度。h.研究大气污染物对雨水质量的影响。它为研究室气质量提供有价值的资料。它还可以指出有些问题是否会发生。如暴露的电触点是否会出问题。i.评价地面物质输入对水质的影响。这些影响或来自天然的存在中的物质，或来自化肥、农药，或农业化学品的污染，或两者兼而有之。j.评价底部沉积物的积集和释放对水体中或底部沉积物中水生生物的影响。k.研究导流、河流调节，不同河流间河水的相互转移对天然水道的影响。比如，在河水调节期间各种不同质量水体的比例在不断发生变化，导致河水质量被动。l.评价水质在配水系统中发生的变化。引起这些变化的因素很多，比如：污染、从新水源引水、生物的生长、水垢的沉积或金属的溶解。在某些情况下环境状况是相当稳定的。可从简单的采样方案中获得需要的数据，然而大多数监测点的质量特性在不断地发生变化。因此，要想得到理想的评价需要进行连续采样。虽然，连续采样不仅代价太高，而且在许多情况下也不现实。一些特殊情况的采样方案详见第4章。4与可变性有关的特殊考虑4.1当待测水质项目的浓度出现大幅度、急剧的变化时所要求的采样方案是复杂的。这些变化可由温度的极端变化、流态、污水厂运行状况所引起。除非有特殊需要，应避免在系统的边界或靠近边界部位采样。4.2评价一个大的集水面积是很复杂的，即使浓度变化缓慢，而且变化不大显著时，也是这样。4.3消除或减少由采样过程本身造成待测水质项目浓度的变化，要求在采样至分析期间把变化降低到最低限度。4.4如果待测水质项目在采样和检验期间稳定，能很好地反映整个周期内平均组成的最好指标。但是混合样对确定瞬时峰值的情况价值不大。4第二篇采样点的选择5引言本篇论述采样实践中所遇到的各种情况和它们对选择采样点所产生的影响，鉴于安全防护的重要性和普遍性，在各种情况下都要重视安全。本篇予以专门论述。6一般的安全预防措施6.1在水体和底部沉积物中进行采样时，会遇到各种危害人体安全和健康的情况。为了保护人体不受伤害，要采取措施避免吸入有毒气体，防止通过口腔和皮肤吸收有毒物质。负责设计采样方案和负责实施采样操作的人员，必须考虑相应的安全要求。在采样过程中采样人员要了解应采取的必要的防护措施。6.2为了保证工作人员、仪器的安全，必须考虑气象条件。在大面积水体上采样时，要使用救生圈和救生绳。在冰层覆盖的水体采样之前，要仔细检查薄冰层的位置和范围。当采用水下整装呼吸装置或其他潜水器具时，则应经常检查和维护这些器具的可靠性。6.3采样船要坚固，在各种水域中采样时都要防止商船和捕捞船支靠近。例如：要正确使用信号旗，以表明正在进行的工作性质。6.4尽可能避免从不安全的河岸等危险地点采样，如果不能避免，要采取相应的安全措施，并注意不要单人行动。6.5要选择任何气候条件下都能方便地进行频繁采样的地点，在某些情况下必须考虑到可能的自然危害，如有毒的枝叶、兽类和爬行动物。6.6安装在河岸上的仪器和其他设备，为了防止洪水淹没或破坏行为，需要采取适当的防护措施。6.7为了防止一些偶然情况的出现，如：一些工业废水可能具有腐蚀性，或者含有有毒或易燃物质，污水中也可能含有危害的气体、微生物、病害或动物，如变形虫或蠕虫。在采样期间，必须采取一些特殊的防护措施。6.8当采样人员进入有毒气体环境中时，要使用气体防毒面具、呼吸、苏醒器具和其他安全设备。此外，在进入封闭空间之前，要测量氧气的浓度和可能存在的有毒蒸汽和毒气。56.9在采集蒸汽和热排放物时，需特别谨慎。应使用认可的技术。6.10处理放射性样品要特别小心，必须采用专门的技术。6.11在水中或者靠近水使用电动采样设备时有触电的危险。因此，在安排工业步骤、采样点的选定、设备的维护保养时，防止这种危险的发生。7采样的专门注意事项7.1采样方案的设计根据不同的采样目的，采样网络可以是单点也可扩展到整个流域。一个干流网络应包括潮区界以内的各采样点，较大支流的汇入口和主要污水或者工业废水的排放口。在设计高质量的采样网络时，通常要做好主要水文站的流量测量（见第四篇）。7.2采样点的定位只有固定采样点位才能对不同时间所采集的样品进行对比。大多数河流的采样点可参照河岸地貌特点标定。确定非封闭海湾以及海岸边的采样点时寻找容易识别的固定目标作参照。在船上采样，使用仪器为采样点定位。可以使用地图或其他一些标准图表定位。7.3水流的特征从充分混合的湍流中取样最为理想。只要有可能就要把层流诱发成湍流。但是诱发的湍流会引起某些检测项目浓度的变化，采集测定溶解气体，易挥发物质的样品时，不能把层流诱发成湍流。7.4水流的特征随时间变化水流可从展流变成湍流，反之亦然。可能出现从本水系的其他部分流来的逆流水能给采样点带来污染。7.5流体的组分随时间变化流体的组分是变化的，随时可能出现不连续的“团状”物，如可溶性污染物、固体物、挥发性物质，或者漂浮的油层膜。67.6从管道中采样用适当大小的管子（如：抽取多相液体时，管的最小公称内径为25mm）从管道中抽取样品。液体在管中的线速度要大，足够保证液体呈湍流的特征，避免液体在管内水平方向流动。7.7液体的性质液体可能具有腐蚀性和磨蚀性，因此要考虑使用耐腐蚀和耐磨材料。对于长期采样，可寻找一种容易替换，对样品无显著污染的配件，以代替昂贵的耐化学腐蚀的仪器设备。7.8采样系统内出现的温度变化采样系统内长期或者短期内的温度变化可能引起样品性质的变化，这种变化可能影响到采样设备的使用。7.9测定悬浮固体物的采样悬浮物可以分散在遍及液体深度的任一部位。如果可能，可借湍流条件使固—液混合均匀；从理论上讲，线速度应足以引起湍流。采样应该在等动力下进行。如果做不到，可在流体的整个断面上取一系列样品。应注意到，在采样期间，悬浮固体物的位置分布在整个采样过程中可能发生变化。7.10测定挥发性物质的采样采样泵的吸入高度要小，管网系统要严密。把最先抽出的样品放掉一部分，以保证所采集的样品具有代表性。7.11不同密度的混合水在层流中，水困密度不同而产生分层，比如：在冷水层上面产生一个温水层，盐水上面有淡水层。7.12有害液体必须注意有毒液体、有毒烟雾的出现，以及可能发生爆炸气体的积集。7.13气象环境的影响有时气象环境的变化给水质带来明显的差异。要注意这些变化，并在整理检测结果时予以修正。78天然水的各种采样情况8.1降水为化学分析而收集降水作品时，所选采样点应位于避免外界物质污染的地方。比如，应避开烟尘、化肥、农药等污染。采样仪器最好放在草坪上。如果样品被冻或者含有雪或雹之类，最好用电加热器为采样漏斗加热保温。如果现场无法进行加热保温，则可将全套设备移到高于0℃的低温环境解冻。8.2河口、沿海岸水体、海洋8.2.1范围和深度要明确被测水面的边界范围和考虑与邻近水面的相互关系。选择采样点采样部位时应考虑到潮汐的流向以及风、海水密度、海底粗糙度、离海岸线的距离对潮汐流向的影响。要考虑航行对水体流向和水质产生的影响。此外，还要研究局部排放对采样所产生的影响。8.2.2船只的使用在适宜的气候条件下，在整个检测期间，应保证采样船能到达所要求的采样位置。8.2.3冰覆盖层。在冻层下面和4℃水体顶部形成0～3℃的冷水层(约5mm)。由于温度梯度明显，生物群体也可能分层。8.3河流和溪流8.3.1混合如果在采样点存在着明显的束流或者分层，为了确定束流或者分层的性质和范围，需要进行横向和纵向系列采样。8.3.2选点要选择能提供有代表性样品的点。采样点应选在水质发生明显变化或者河流有重要用途的地点，例如，采样点设在汇流口、主要排放或吸水处。在溢流堰或只产生局部影响的小排出口通常不布点。测点最好选在可得到流量数据的地点。水质监测设备可安装在河流水文站。8在汇合点从支流中采样时要特别小心，要避免混入来自主河道的水。当监测排出液对水体产生影响时，就要在排放点的上、下游同时采样。要认真研究排放水和承纳水的混合情况及混合对下游所带来的影响，在下游采样要延伸适当距离，以便评价排放对水体的影响。8.3.3潮汐河段涨潮和落潮时采样点的布设不同。8.4运河通常，对河流的研究大体上适用于运河，但要特别注意下述因素。8.4.1流量水流的方向是可变的。流速可能发生明显的变化。流量的变化取决于航运的频繁情况(船闸起闭次数)和气象条件的变化等，前者的影响大于后者。8.4.2分层和束流静止状态时，运河中的分层和束流比河流明显。而当船只驶过的短时间内，水质，特别是悬浮固体的浓度发生明显的变化。8.5水库和湖泊除了人口外，还要在所有有用的泄水点和泄水深度采样。水体有热分层，其不同深度可能存在明显的质量差异。生态研究需要更详细的采样方案，而且还需要流量和气象资料。8.6地下水体8.6.1被抽出的地下水尽管从个别采样点所采样品不能代表整个含水层的质量，但在评