第二章水和废水监测--194

1）清楚水资源及其水质污染监测的对象、目的、监测项目和主要的水质监测分析方法；2）掌握水质在物理性质、金属化合物和非金属无机物、有机化合物监测的项目及监测方法；3）掌握水质监测方案制订、水样采集保存和预处理以及底质监测。第二章水和废水监测2.1水资源及水质污染2.2水质监测方案的制定2.3水样的采集和保存2.4水样的预处理2.5物理性质的检验2.6金属化合物的测定2.7非金属无机物的测定2.8有机化合物的测定2.9底质监测2.10活性污泥性质的测定2.11水质污染生物监测主要内容第一节水质污染与监测一、水资源及水质污染1、水资源海洋97.41%2.59%冰帽和冰河1.984%地下水0.592%生物体0.0001%冰流0.0001%大气中的水蒸气0.001%土壤含水0.005%全球总贮水量估计为13.9亿立方千米；其中淡水总量仅为0.36亿立方干米；除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%。2、水质污染（waterpollution）三门峡大坝出水口处的水质污染严重2、水质污染类型3、水体自净当污染物进入水体后，首先被大量水稀释，随后经一系列物理、化学和生物变化，其结果使污染物浓度降低，并发生质的变化。1、水质监测的对象二、水质监测的对象和目的2、水质监测的目的1）地表水及地下水-经常性监测，以掌握水质现状及变化趋势。2）生产和生活过程——监视性监测，评价是否符合排放标准。3）事故监测——应急监测，分析事故原因及危害。4）环境管理——提供数据和资料。5）环境科学研究——提供数据和资料。三、监测项目（monitoringitems）1、确定监测项目的依据2.监测项目的确定原则选择国家和地方的地表水环境质量标准中要求控制的监测项目；选择对人和生物危害大、对地表水环境影响范围广的污染物；选择国家水污染物排放标准中要求控制的监测项目；所选监测项目有“标准分析方法”、“全国统一监测分析方法”。各地区可根据本地区污染源的特征和水环境保护功能的划分，酌情增加某些选测项目；根据本地区经济发展、监测条件的改善及技术水平的提高，可酌情增加某些污染源和地表水监测项目。地表水环境质量标准（GB3838-2002）基本项目：水温、pH值、溶解氧、化学需氧量、BOD5、氨氮等；其中：感官性状指标：浊度、水温等；细菌学指标：大肠菌群；保证水质自净的指标：pH值、生化需氧量和化学需氧量等；防止封闭水域富营养化的指标：磷和氮；化学、毒理指标：重金属、氧化物、多环芳烃等其他①江河、湖泊、渠道、水库监测1、地表水监测项目2、海水监测项目海水水质标准GB3097-1997，将水质分成四类。监测项目包括：水温、漂浮物质、悬浮物质、色、臭、味、溶解氧、化学需氧量、汞、镉、氰化物、挥发性酚等；《生活饮用水水质卫生规范》（2001年）分为常规和非常规检验项目。常规检验项目：色、臭和味、锰、挥发性酚、阴离子合成洗涤剂、砷、氟化物、总大肠菌群、总α放射性等34项非常规检验项目及限值：铍、铊、1,1-二氯乙烯、甲草胺、滴滴涕、乐果、林丹、五氯酚、氯化氰等62项。2、生活饮用水监测项目污水综合排放标准GB8978-1996第一类，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、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，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、挥发酚、总氰化物、硫化物等；测量废（污）水排放量；（三）废（污）水监测项目四、水质监测分析方法应遵循：灵敏度和准确度能满足测定要求；方法成熟；抗干扰能力好；操作简便。我国环保部将现行方法分为三类：A类为国家或行业的标准方法，是评价其它监测方法的基准方法，也是环境纠纷法定的仲裁方法；B类为统一方法，被实验验证是成熟的方法；C类为试用方法，少数人研究和应用，或直接从国外引进，供监测科研人员试用。1、选择监测分析方法的原则2、监测分析方法的分类：原子吸收法：冷原子吸收法、火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法。分光光度法：可见、紫外和红外分光光度法。等离子体发射光谱(ICP-AES)法：电化学法：库仑分析法、电位分析法和近代极谱分析法离子色谱法：其他方法：化学法、原子荧光法、气相分子吸收光谱法、等离子发射光谱-质谱（ICP-MS)①用于测定无机污染物的方法气相色谱(GC)和高效液相色谱法(HPLC)：分离多种有机物。气相色谱-质谱法(GC-MS)：可对浮渣环境样品中的微量组分进行定性和定量分析。其他方法：常规监测中的有机物类别测定、好氧有机物测定等，分光光度法、化学法等也有一定应用。①用于测定有机污染物的方法还有生物测定法、放射性监测法和污染物形态分析等用于水和废水污染因子的测定。部分监测分析方法测定项目五、污染物的形态分析1、污染物的形态：指污染物在环境中呈现的化学状态、价态、异构状态。如：水俣病)(3OHHgCH2Hg蛋白质SHgCH3水体中生物组织中铬在水体中可以、价态存在。游离的金属离子对水体中浮游生物和鱼类是最具有毒性的。3Cr6Cr直接测定法：使用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；分离测定法：将样品中不同形态的待测组分用物理法或物理化学法先进行分离，然后逐一测定；干法：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：利用被研究体系有关热力学数据进行计算，确定期形态的方法。2、对污染物形态分析常用的方法第二节水质监测方案的制订监测方案是检测程序和技术方法的总体设计。首先明确监测目的，然后在调查研究基础上确定监测项目；其次，布设监测断面和采样点，安排采样时间与采样频率；再者，选定采样方法和分析测定技术；最后，提出要求，制定质量控制和保证措施及实施进度计划。一、地面水质监测方案的制订1、基础资料收集⑴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；河宽、河深、河床结构及地质状况等。⑵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。⑶水体沿岸水资源现状及用途。如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。⑷历年水质监测资料、水文实测资料、水环境研究成果等。⑴布置原则2、监测断面和采样点的设置①在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上，根据水体尺度范围，考虑代表性、可控性及经济性等因素、确定断面类型和采样点数量，并不断优化。②有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游，支流与干流汇合处，入海河流河口处及受潮汐影响河段，国际河流出入国境线出入口，湖泊、水库出入口，应设监测断面。（3）饮用水水源地和流经主要风景游览区、自然保护区，以及与水质有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化学异常区的水域或河段，应设置监测断面。（4）监测断面的位置应避开死水区、回水区、排污口处，尽量选择水流平稳、水面宽阔、无浅滩的顺直河流。（5）监测断面应尽可能与水文测量断面重合；要求有明显岸边标志。⑵河流监测断面需设置背景断面、对照断面、控制断面和消减断面为特定的环境管理还可设管理断面。a、背景断面：指为评价某一完整水系的污染程度，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。背景断面须能反映水系未受污染时的背景值。要求：基本上不受人类活动的影响，远离城市居民区、工业区、农药化肥施放区及主要交通路线。原则上应设在水系源头处或未处污染的上游河段，如选定断面处于地不离化学异常区，则要在异常区的上、下游分别设置。如有较严重的水土流失情况，则设在水土流失区的上游。b、对照断面：指具体判断某一区域水环境污染程度时，位于该区域所有污染源上游处，能够提供这一区域水环境本底值的断面。反映进入本监测河段前的水体水质状况，布设在进入城市或工业区以前的地方，避开各种废水、污水流入或回流处。环境本底值环境要素在未受污染影响的情况下，其化学元素的正常含量，以及环境中能量分布的正常值，又称环境本底值。化学元素含量超过了环境背景值和能量分布异常，表明环境可能受到了污染。但在人类的长期活动，特别是现代工农业生产活动的影响下，自然环境的化学成分和含量水平发生了明显的变化，要找到一个区域的环境要素的背景值是很困难的。因此，环境背景值实际上是相对不受直接污染情况下环境要素的基本化学组成。c、控制断面：指为了解水环境受污染程度及期其变化情况的断面。控制断面用来反映某排污区（口）排放的污水对水质的影响。应设置在排污区（口）的下游，污水与河水基本混匀处。控制断面的数量、控制断面与排污区（口）的距离可根据以下因素决定：主要污染区的数量及其间的距离；各污染源的实际情况；主要污染物的迁移转化规律和其它水文特征等；d、削减断面：指工业废水或生活污水在水体内流经一定距离而达到最大程度混合，污染物受到稀释、降解，其主要污染物浓度有明显降低的断面。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。⑶湖泊、水库监测垂线（或断面）的布设湖泊、水库通常只设监测垂线，当水体复杂时，可参考河流的有关规定。①在湖（库）的不同水域，如进水区、深水区、湖心区、岸边区，按照水体类别和功能设置监测垂线。②湖（库）若无明显功能区别，可用网格法均匀设置监测垂线，其垂线数根据湖（库）面积、湖内形成环流的水团及入湖（库）河流数等因素酌情确定。⑷海洋根据污染物在较大面积海域分布不均匀性和局部海域的相对均匀性的时空特征，用统计方法将监测海域分为污染区、过渡区和对照区，在三类区域分别设置适量监测断面和采样垂线。⑸采样点位的确定根据水面宽度确定断面上的采样垂线，在根据采样垂线水深确定采样点的数目和位置。对于江、河水系：说明:1)监测断面上采样垂线的布设，应避开岸边污染带。对有必要进行监测的污染带，可在污染带内酌情增加垂线。2)对无排污河段或有充分数据证明断面上水质均匀时，可只设一条中泓垂线。3)凡布设于河口，要计算污染物排放通量的断面，必须按本规定设置采样垂线。说明：1)水深不足1m时，在1/2水深处；2)河流封冻时，在冰下0.5m处；3)若有充分数据证明垂线上水质均匀，可酌情减少采样点数；4)凡布设于河口，要计算污染物排放通量的断面，必须按本规定设置采样点。⑸采样点位的确定湖泊、水库监测垂线上采样点的布设与河流相同，但如果存在分层现象，应先测定不同水深处的水温、溶解氧等参数，确定分层情况后，在决定垂线上的采样点位和数目，一般在水面下0.5m处和水底以上0.5m处，还要在每一斜温分层1/2处设点。海域也根据分层设置，如水深500-100m，在表层、10m层、50m层和底层设采样点。监测断面和采样点确定后，应有固定的天然标识物；如果没有应设人工标识物，或用定位仪（GPS)定位。使每次采集的样品取自同一位置，保证其代表性和可比性。3、采样时间与采样频率的确定1）饮用水源地：全年采样不少于12次，采样时间根据具体情况选定。2）河流：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、枯水期和平水期，每期采样两次。流经城市或工业区，污染较重的河流、游览水域，全年采样不少于12次。采样时间为每月一次或视具体情况选定。3）潮汐河流：全年按丰、枯、平三期，每期采样2天，分别在大潮期和小潮期进行，每次应当采集当天涨、退潮时水样分别测定。4）设有专门监测站的湖、库，每月采样不少于1次，全年不少于12次，其他湖、库每年采样2次，枯、丰水期各一次。有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数。5）背景断面：每年采样一次。在污染可能较重的季节进行。6）排污渠：全年采样不少于3次。7）海水水质常规监测，每年按丰、平、枯水期或季度采样监测2-4次。4、采样及监测技术的选择5、结果表达、质量保证及实施计划二、地下水质监测方案的制订1、调查研究和收集资料(1)收集、汇总监测区域的水文、地质、气象等方面的有关资料和以往的监测资料。(2)调查监测区域内城市发展、工业分布、资源开发和土地利用情况，尤其是地下工程规模应用等