第二章水和废水监测(第九十节)

1、第二章 水和废水监测提 纲第一节 水质污染与监测第二节 水质监测方案的制定第三节 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 底质监测测定第十节 活性污泥性质的测定水环境体系的组成Na2SO4H2ONaCl水中底质水中底质悬浮物悬浮物水中溶解物水中溶解物H2O水中生物水中生物第九节 底质监测底质：是矿物、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。指江、河、湖、库、海等水体底部表层沉积物质。一般不包括工厂废水沉积物及废水处理厂污泥意义： 1、记录污染历史

2、，反映难降解物的积累情况，污染的潜在危险。 2、底质对水质、水生生物有明显影响，是天然水污染的重要标志。 3、底质监测是水质监测重要组成部分。提纲采样点布设和样品采集样品预处理有机污染物的提取污染物的测定一、采样点布设和样品采集（1 1）断面设置）断面设置(cross section setting) (cross section setting) ：与水质监测断面相比： 设置原则相同相同 设置位置重合重合 原因便于比较 Na2SO4H2ONaCl监测断面监测断面2. 采样时间和频率远较水样低 每年枯水期枯水期1 1次次，必要时可在丰水期增采1次原因：底质比较稳定，受水文、气象条件影响较小 3

3、. 采集量底质样品采集量视监测项目、目的而定一般每点位为1-21-2kgkg，如样品不易采集或测定项目较少时，可予酌减。 (4)(4)采样工具采样工具： 采集表层底质样品一般采用采集表层底质样品一般采用挖挖式式( (抓式抓式) )采样器采样器或或锥式采样器锥式采样器。前者适用于采样量较大的情况，前者适用于采样量较大的情况，后者适用于采样量少的情况。后者适用于采样量少的情况。 管式泥芯采样器用管式泥芯采样器用于采集柱状样于采集柱状样品，以供监测底质中污染物质的品，以供监测底质中污染物质的垂直分布情况。垂直分布情况。 (5)(5)采样方法采样方法 (Sampling process)(Sampli

4、ng process)： 浅水底质采集方法：当水深小浅水底质采集方法：当水深小于于0.6m0.6m，用长柄塑料勺或金属勺，用长柄塑料勺或金属勺直接采集表层底质。直接采集表层底质。 中等水深底质采集方法：如水中等水深底质采集方法：如水域水深小于域水深小于3m3m，可将竹竿粗的一，可将竹竿粗的一端削成尖头斜面，插入底质采样。端削成尖头斜面，插入底质采样。 较深水体底质采样方法：将沉较深水体底质采样方法：将沉积物采样器至于积物采样器至于9m9m深的水下一年，深的水下一年，收集沉积物等。收集沉积物等。（6 6） 盛样容器盛样容器 塑料袋：新、无毒、无字、无商标、无颜色塑料袋：新、无毒、无字、无商标、无

5、颜色（7 7） 保存保存 冷藏或加入防腐剂，如氯化汞、苯甲酸钠、水杨酸等冷藏或加入防腐剂，如氯化汞、苯甲酸钠、水杨酸等（一）底质样品的处理（制备 ）目的：是去除非土部分，使测定结果能代表底泥本身的组成；有利于组分能长时间保存，防止发霉变质；通过研磨、混匀，时分析时称取的样品具有较高的代表性。底质装瓶备用缩分研磨过筛风干抽滤过100目筛二、样品的制备、分解和提取 1 1、脱水、脱水阴凉、通风处自然风干阴凉、通风处自然风干 适用待测组分稳定的样品。适用待测组分稳定的样品。离心分离离心分离 适用待测组分易挥发和易发生变化的样品。适用待测组分易挥发和易发生变化的样品。真空冷冻干燥真空冷冻干燥 适用各种

6、样品。适用各种样品。 无水硫酸钠脱水无水硫酸钠脱水 适用含油类等有机物的样品。适用含油类等有机物的样品。 脱水干燥后的样品置于硬质白纸板上，用玻璃棒压散，脱水干燥后的样品置于硬质白纸板上，用玻璃棒压散，剔除砾石及动植物残体，过剔除砾石及动植物残体，过0.84mm0.84mm（2020目）筛，四分法缩目）筛，四分法缩量至所需量，玛瑙研钵或碎样机研磨至全部样品过量至所需量，玛瑙研钵或碎样机研磨至全部样品过0.177mm-0.074mm0.177mm-0.074mm（80-20080-200目）筛，装入棕色广口瓶中，目）筛，装入棕色广口瓶中，贴上标签，冷冻保存备用。贴上标签，冷冻保存备用。注意注意：

7、测金属元素试样，用尼龙材质网筛；测有机物试样，：测金属元素试样，用尼龙材质网筛；测有机物试样，用铜材质网筛；测汞、砷等易挥发元素及低价铁、硫化物用铜材质网筛；测汞、砷等易挥发元素及低价铁、硫化物等时，不能用碎样机粉碎，且仅通过等时，不能用碎样机粉碎，且仅通过0.177mm0.177mm筛孔。筛孔。2、筛分、筛分底质样品分解方法随监测目的和监测项目不同而异，常用的方法见水样预处理（消解）、水浸取法、有机溶剂提取法等。（1 1）硝酸（或王水）氢氟酸高氯酸分解法硝酸（或王水）氢氟酸高氯酸分解法：也称：也称全量分解全量分解法法，适用于测定底质中元素含量水平及随时间变化和空间分布的，适用于测定底质中元素

8、含量水平及随时间变化和空间分布的样品分解。样品分解。（2 2）硝酸分解法：可溶解出由于水解和悬浮物吸附而沉淀的大）硝酸分解法：可溶解出由于水解和悬浮物吸附而沉淀的大部分重金属，适用于了解受污染的状况。部分重金属，适用于了解受污染的状况。（3 3）水浸取法：适用于了解底质中重金属向水体释放情况的样）水浸取法：适用于了解底质中重金属向水体释放情况的样品分解。品分解。（二）分解和浸取（1 1）索氏提取器提取法）索氏提取器提取法 该方法用有机溶剂提取底质、污泥、土壤等该方法用有机溶剂提取底质、污泥、土壤等固体样品中的非挥发性和半挥发性有机化合物，固体样品中的非挥发性和半挥发性有机化合物，其提取方法和仪

9、器参阅第六章第四节。其提取方法和仪器参阅第六章第四节。 （2 2）超声波提取法）超声波提取法 该方法以超声波为能源，在液体介质中产生该方法以超声波为能源，在液体介质中产生大量看不到的微泡，微泡迅速膨胀、破裂，促使大量看不到的微泡，微泡迅速膨胀、破裂，促使萃取剂与样品基体密切接触，并渗入内部，将欲萃取剂与样品基体密切接触，并渗入内部，将欲分离组分迅速提取出来。适用于从底质、污泥、分离组分迅速提取出来。适用于从底质、污泥、土壤等固体样品中提取非挥发性和半挥发性有机土壤等固体样品中提取非挥发性和半挥发性有机化合物。化合物。（三）有机污染物的提取（3 3）超临界流体提取法）超临界流体提取法 该方法与通

10、常的液该方法与通常的液- -液萃取或液液萃取或液- -固提取的原理相同，所不同的是以超临固提取的原理相同，所不同的是以超临界流体为萃取剂，从组分复杂的样品中把需要的物质分离出来。界流体为萃取剂，从组分复杂的样品中把需要的物质分离出来。 超临界流体是介于气液之间的一种既非气态又非液态的介质，是在物超临界流体是介于气液之间的一种既非气态又非液态的介质，是在物质的温度和压力超过其临界点时的状态，其特点是：密度与液体相近，故质的温度和压力超过其临界点时的状态，其特点是：密度与液体相近，故与溶质分子的作用力强，易溶解其他物质；粘度小，接近于气体，故传质与溶质分子的作用力强，易溶解其他物质；粘度小，接近于

11、气体，故传质速率高；表面张力小，容易渗透进入固体颗粒，能保持较大的流速，并可速率高；表面张力小，容易渗透进入固体颗粒，能保持较大的流速，并可通过调节其压力、温度、流速和加入溶剂来控制萃取能力。通过调节其压力、温度、流速和加入溶剂来控制萃取能力。 由于这些特点，能够使萃取过程高效、快速地完成，已用于底质、污由于这些特点，能够使萃取过程高效、快速地完成，已用于底质、污泥、土壤、空气颗粒物、生物组织等固体样品中农药、多环芳烃、多氯联泥、土壤、空气颗粒物、生物组织等固体样品中农药、多环芳烃、多氯联苯、石油烃、酚类、有机胺等有机污染物的提取。苯、石油烃、酚类、有机胺等有机污染物的提取。（4 4）微波辅助

12、提取法（）微波辅助提取法（MAEMAE） 该方法是利用微波能量，快速和有选择地提取环境、生物等该方法是利用微波能量，快速和有选择地提取环境、生物等固体或半固体中欲分离组分的方法。固体或半固体中欲分离组分的方法。 其原理基于：将粉碎的样品与合适的溶剂充分混合，放入微其原理基于：将粉碎的样品与合适的溶剂充分混合，放入微波炉的样品穴内进行微波照射，利用溶剂和样品中组分吸收微波波炉的样品穴内进行微波照射，利用溶剂和样品中组分吸收微波能量，加速组分的溶出和溶剂对他们进行选择性的提取。能量，加速组分的溶出和溶剂对他们进行选择性的提取。 提取溶剂的选择很重要，提取极性组分用甲醇、水等极性溶提取溶剂的选择很重

13、要，提取极性组分用甲醇、水等极性溶剂；提取非极性组分用正己烷等非极性溶剂；有时用混合溶剂比剂；提取非极性组分用正己烷等非极性溶剂；有时用混合溶剂比单一溶剂可获得更理想的效果。单一溶剂可获得更理想的效果。 方法具有快速、高效、同时可处理多个样品等优点。方法具有快速、高效、同时可处理多个样品等优点。底质中需测定的污染物质视水体污染源而定。 一般测定总汞、有机汞、铜、铅、锌、铬、镍、镉、砷化一般测定总汞、有机汞、铜、铅、锌、铬、镍、镉、砷化物、硫化物、有机氯农药、有机质等。物、硫化物、有机氯农药、有机质等。 测定方法与水体中的污染物测定方法相似。测定方法与水体中的污染物测定方法相似。（四）污染物质的

14、测定提 纲第一节 水质污染与监测第二节 水质监测方案的制定第三节 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 底质监测测定第十节 活性污泥性质的测定一、活性污泥中的微生物一、活性污泥中的微生物活性污泥活性污泥：是微生物群体及它们所吸附的有机物：是微生物群体及它们所吸附的有机物质和无机物质的总称质和无机物质的总称微生物群体主要包括：微生物群体主要包括：细菌、原生动物和藻类细菌、原生动物和藻类等。等。 第十节 活性污泥性质的测定（一）细菌（一）细菌细菌细菌是单细胞生物，在活性污泥中种类多、数量大、是单细胞

15、生物，在活性污泥中种类多、数量大、体积微小，具有强的吸附和分解有机物的能力，在体积微小，具有强的吸附和分解有机物的能力，在污水处理中起着关键作用。污水处理中起着关键作用。 1 1、菌胶团、菌胶团 菌胶团菌胶团是细菌及其分泌的胶质物质组成的细小颗粒，是细菌及其分泌的胶质物质组成的细小颗粒，是是活性污泥的主体活性污泥的主体，污泥的吸附性能、氧化分解能，污泥的吸附性能、氧化分解能力及凝聚沉降等性能均与菌胶团有关。力及凝聚沉降等性能均与菌胶团有关。2 2、球衣细菌、球衣细菌 这种细菌对碳素营养需求量较大，常因有大量碳水这种细菌对碳素营养需求量较大，常因有大量碳水化合物的存在，使它们过快地繁殖引起化合物

16、的存在，使它们过快地繁殖引起污泥膨胀污泥膨胀，故，故分解有机物的能力强。分解有机物的能力强。3 3、其它细菌：白硫细菌，分解含硫化合物、其它细菌：白硫细菌，分解含硫化合物球衣细菌球衣细菌白硫细菌和硫丝细菌白硫细菌和硫丝细菌（二）原生动物（二）原生动物 原生动物为单细胞动物，体积小，结构复杂。原生动物为单细胞动物，体积小，结构复杂。在污水处理中，一般将有机物摄入食胞器官加在污水处理中，一般将有机物摄入食胞器官加以分解。活性污泥中常见的原生动物有以分解。活性污泥中常见的原生动物有钟虫类、钟虫类、轮虫类，鞭毛虫类、游动纤毛虫类轮虫类，鞭毛虫类、游动纤毛虫类等，它们都等，它们都具有净化污水的能力。具有

17、净化污水的能力。 各种钟虫和轮虫各种钟虫和轮虫（三）藻类（三）藻类 藻类是一种单细胞和多细胞的微小植物，藻类是一种单细胞和多细胞的微小植物，细胞内的叶绿素能进行光合作用，利用光能将细胞内的叶绿素能进行光合作用，利用光能将从空气中吸收从空气中吸收COCO2 2合成细胞物质，并放出氧气，合成细胞物质，并放出氧气，增加了水中的溶解氧，对污水中有机物质的分增加了水中的溶解氧，对污水中有机物质的分解氧化有重要意义。解氧化有重要意义。二、活性污泥性质的测定二、活性污泥性质的测定（一）（一）污泥沉降比污泥沉降比 将混匀的曝气池活性污泥混合液迅速倒进将混匀的曝气池活性污泥混合液迅速倒进1000mL1000mL

18、量筒中至满刻度，静置量筒中至满刻度，静置3030分钟，则沉降污泥分钟，则沉降污泥与所取混合液之体积比为污泥沉降比与所取混合液之体积比为污泥沉降比( () )，又称污，又称污泥沉降体积泥沉降体积(SV(SV3030) )，以，以mLmLL L表示。表示。 1 1升曝气池污泥混合液所含干污泥的重量称为升曝气池污泥混合液所含干污泥的重量称为污泥浓度。用重量法测定，以污泥浓度。用重量法测定，以g/Lg/L或或mgmgL L表示。表示。该指标也称为悬浮物浓度该指标也称为悬浮物浓度( (MLSSMLSS) )。（二）（二）污泥浓度污泥浓度1 1、定义、定义污泥体积指数简称污泥指数（污泥体积指数简称污泥指数（SISI），系指曝气池），系指曝气池污泥混合液经污泥混合液经30min30min沉降后，沉降后，1g1g干污泥所占的体积干污泥所占的体积（以（以mLmL计）。计）。2 2、计算式：、计算式：SVI = SVI = 混合液经混合液经30min30min污泥沉降体积（污泥沉降体积（mLmL/L/L）/ /混混合液污泥浓度（合液污泥浓度（