水环境监测PPT课件

1、第一节第一节 水质污染与监测水质污染与监测第二节第二节 水质监测方案制订水质监测方案制订第三节第三节 水样的采集和保存水样的采集和保存第四节第四节 水样的预处理水样的预处理第五节第五节 物理指标检验物理指标检验第六节第六节 金属化合物的测定金属化合物的测定第七节第七节 非金属无机物的测定非金属无机物的测定第八节第八节 有机污染物的测定有机污染物的测定第九节第九节 底质监测底质监测第十节第十节 活性污泥性质的测定活性污泥性质的测定第1页/共65页本章要求本章要求一、掌握监测断面设置、采样点的确定，一、掌握监测断面设置、采样点的确定， 水样的采集、保存和预处理方法水样的采集、保存和预处理方法二、掌

2、握水质物理性质、金属化合物、非金属无机物以及有机化合物监测的二、掌握水质物理性质、金属化合物、非金属无机物以及有机化合物监测的项目及监测方法项目及监测方法第2页/共65页第一节第一节 水质污染与监测水质污染与监测第3页/共65页全球水资源全球水资源淡水资源淡水资源（14亿）km3（3800万）km3第4页/共65页中国的水资源状况 v 2. 地区分布不均地区分布不均 长江及其以南的流域：长江及其以南的流域： 面积面积36.5%，水资源，水资源81%； 淮河及其以北：淮河及其以北： 面积面积63.5%，水资源：，水资源：19% 西北内陆河地区：西北内陆河地区： 面积面积35.3%，水资源：，水资

3、源：4.6% v 1. 总量多，人均占有量少总量多，人均占有量少 总量居世界第总量居世界第6，人均占有量却只有，人均占有量却只有2700m3，约为世界人均的，约为世界人均的1/4，美国的，美国的1/6 按现行国际标准，人均水资源按现行国际标准，人均水资源2000m3就处于严重缺水边缘就处于严重缺水边缘 第5页/共65页n 水体是地表水圈的重要组成部分，指的是以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的塘堰、水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲与海洋。 n 把水体当做完整的生态系统或综合自然体来看待，其中包括水中的悬浮物质、溶解物质、底泥和水生生物等。 n 水体可

4、划分为“类型”的概念和“区域”的概念。1按“类型”可划分为：(1)海洋水体：包括海和洋。(2)陆地水体：包括地表水体河流、湖泊、沼泽；地下水体。2“区域”的概念：是指某一具体的被水覆盖的地段，如太湖、洞庭湖、鄱阳湖，按类型划分它们同属于陆地地表水体中的湖泊；按区域划分它们是三个区域内的水体。 第6页/共65页n 区分水质与水体的概念十分重要。水质主要指水相的质量。通过水体的物理(色度、悬浮物等)、化学(有机和无机物含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特征及组成状况，反映了水体环境自然演化过程和人类活动影响的程度。n 水体则包含有除水相以外的固相物质，内容广泛得多。例如重金属元素污

5、染物可从水相转移到固相底泥中，水相中重金属含量较低，而底泥受到重金属污染。从水体范畴已受到重金属的污染。 第7页/共65页n 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。n 当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体的自然净化能力，使水体的水质和水体底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象，被称作为水体污染。 第8页/共65页pHpH降低，鱼类降低，鱼类死死亡，作物受害，亡，作物受害，

6、硬度增加，硬度增加，锅炉耗能增加锅炉耗能增加有机无毒物（需氧有机物）：有机无毒物（需氧有机物）：碳水化合物、蛋白质、脂肪碳水化合物、蛋白质、脂肪COD, BOD,TOC有机有毒物：有机有毒物： 有机氯农药有机氯农药 ，苯系物，苯系物，多环芳烃化合物，多环芳烃化合物， 酚类化合物，石油类污染物酚类化合物，石油类污染物无机无毒物：无机无毒物：氮、磷（水体富营养化）氮、磷（水体富营养化）无机有毒物：无机有毒物：氰化物，砷氰化物，砷 ，重金属（铬、汞、铅、镉）重金属（铬、汞、铅、镉）病原体、病原体、其它微生物其它微生物1、按污染物的性质分类：、按污染物的性质分类：第9页/共65页2、按排放形式分类：、

7、按排放形式分类：点污染源：点污染源： 工矿企业废水、城镇生活污水等通过管道，沟工矿企业废水、城镇生活污水等通过管道，沟 道集中排入水体的污染源，如工厂、矿山、医道集中排入水体的污染源，如工厂、矿山、医 院、居民点、废渣堆、排污的船舶等院、居民点、废渣堆、排污的船舶等面污染源面污染源: : 指在较大范围内，溶解性或固体污染物在降雨径指在较大范围内，溶解性或固体污染物在降雨径 流等作用下，通过地表或地下径流进入受纳水体流等作用下，通过地表或地下径流进入受纳水体 造成的污染，如农田施用化肥、农药形成的农田造成的污染，如农田施用化肥、农药形成的农田 径流径流线污染源：线污染源： 输油管道、污水沟道、公

8、路、铁路、航线污染源输油管道、污水沟道、公路、铁路、航线污染源内污染源：内污染源： 湖泊、水库、河流、海湾的底部沉积物蓄积着大湖泊、水库、河流、海湾的底部沉积物蓄积着大 量污染物，这些污染物释放出来对水体造成的污染量污染物，这些污染物释放出来对水体造成的污染 第10页/共65页（二）水体污染来源水体污染源指的是向水体排放污染物的场所、设备和装置等。通常也包括污染物进入水体的途径。工业废水、农业退水（含灌溉、农药喷洒、养殖排泄等）、生活污水（含复杂的混合型城市污水）第11页/共65页日本水俣病日本水俣病事件事件 从1949年起，位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造

9、过程要使用含汞（Hg）的催化剂，大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾。 1954年，水俣湾开始出现一种病因不明的怪病，叫“水俣病”，患病的是猫和人，症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、身体弯弓高叫，直至死亡。经过近十年的分析，科学家才确认：工厂排放的废水中的汞是“水俣病”的起因。 汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞（CH3HCl），这种物质通过鱼虾进入人体和动物体内后，会侵害脑部和身体的其他部位，引起脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害，毒性极大。在日本，食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾人数达数十万。 第12页/共65页富营养化富营养化 “营养化”(Eutrophicat

10、ion)是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。n 水体富营养化类型:天然（湖泊）、人为 n 营养化的特征：共同特征为藻类和浮游生物大量繁殖，水体溶解氧量下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。因占优势的浮游生物的颜色不同水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中称为“水华”，在海洋则称为“赤潮”。n 水体富营养化状态判断标准：吉克斯塔特（Gekstatter）提出的划分水质营养状态的标准，并为美国环境保护局（EPA）在水质富营养化研究中得到采用 。 第13页/共65页全国水质状况全国水质状况全国全国年份年份水质良好水质良好（地表水（地表水、类类海水海

11、水、类）类）水质较差水质较差（地表水（地表水、类类海水海水类）类）水质污染严重水质污染严重（地表水劣（地表水劣类类海水海水IV、劣、劣IV类）类）七大水系七大水系200541%32%27%200643%31%26%200749.9%26.5%23.6%200855%22%21%重点湖库重点湖库200528%29%43%200629%23%48%200728.5%32.2%39.3%近岸海域近岸海域200567.2%8.9%23.9%200667.7%8.0%24.3%200762.8%11.8%25.4%第14页/共65页滇池:重度污染，重度富营养；滇池环境质量变化：19862008年，滇池氮

12、、磷一直为类劣类，富营养化程度严重；草海较外海更为严重。第15页/共65页太湖:重度污染，中度富营养； 太湖环境质量变化：19892008年，太湖高锰酸盐指数和总氮浓度波动上升，总磷浓度变化不大；2008年49月太湖交替出现零星性水华和局部性水华。第16页/共65页巢湖:中度污染，中度富营养；巢湖环境质量变化：19962008年，巢湖水质有好转趋势。总磷和总氮浓度略有下降；2005年以来水质由劣类提高到类。第17页/共65页洪泽湖:重度污染，轻度富营养；洪泽湖环境质量变化： 19862008年，洪泽湖总氮、总磷浓度均有所升高；高锰酸盐指数基本维持在达标水平。洞庭湖:中度污染，中营养；洞庭湖环境

13、质量变化：19972007年，洞庭湖总氮浓度有所升高。第18页/共65页鄱阳湖:轻度污染，中营养。鄱阳湖环境质量变化：2003年以来，鄱阳湖水质在劣类之间波动。泥沙淤积速度较快，湿地功能有下降趋势。第19页/共65页黄河边上的贫困小孩 断流的黄河 干旱带来的水荒 第20页/共65页图 例上海市杭州市宁波市清洁海域较清洁海域轻度污染海域中度污染海域严重污染海域长江口（杭州湾）海水环境质量状况图 (2002年中国海域环境质量状况)第21页/共65页水质监测的对象和目的 水质监测的分类水质监测的分类 环境水体监测 水污染源监测 水质监测的对象水质监测的对象 环境水体：地表水（江、河、湖、库、海水）

14、地下水 水污染源：工业废水 生活污水和医院污水等第22页/共65页水质监测的目的： (1) 对江、河、水库、湖泊、海洋等地表水和地下水中的污染因子进行经常性的监测，以掌握水质现状及其变化趋势。 (2) 对生产、生活等废（污）水排放源排放的废（污）水进行监视性监测，掌握废（污）水排放量及其污染物浓度和排放总量，评价是否符合排放标准，为污染源管理提供依据。 (3) 对水环境污染事故进行应急监测，为分析判断事故原因、危害及制订对策提供依据。 (4) 为国家政府部门制定水环境保护标准、法规和规划提供有关数据和资料。 (5) 为开展水环境质量评价和预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和技术手段。第23

15、页/共65页监测项目监测项目 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：n标准中要求控制、在环境中难以降解；标准中要求控制、在环境中难以降解；n危害大、毒性大、影响范围广；危害大、毒性大、影响范围广；n出现频率高，有可靠检测方法。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。第24页/共65页 （二）生活饮用水

16、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、总放射性、总放射性。第25页/共65页 （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、总放射性、总放射性。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、

17、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 。第26页/共65页水质监测分析方法水质监测分析方法1. 国家或行业的标准分析方法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. 等效方法等效方法 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。第27页/共65页（

18、一）选择监测分析方法的原则灵敏度高、准确性好，方法成熟、操作简便、易于普及，选择性好（二）监测分析方法的分类1. 用于测定无机污染物的方法用于测定无机污染物的方法 化学分析方法、化学分析方法、 原子吸收法、分光光度法原子吸收法、分光光度法 、等离子发射光、等离子发射光谱（谱（ICP-AES）法、电化学法）法、电化学法 、离子色谱法；其他方法：原、离子色谱法；其他方法：原子荧光法、等离子发射光谱子荧光法、等离子发射光谱-质谱（质谱（ICP-MS）法、气相分子）法、气相分子吸收光谱法等。吸收光谱法等。2. 用于有机污染物的监测分析方法用于有机污染物的监测分析方法 气相色谱法气相色谱法（GC）、）、

19、高效液相色谱法高效液相色谱法（HPLC）、）、气相色谱气相色谱-质谱法质谱法（GC-MS）；）；其他方法其他方法：有机污染物类别测定、耗氧有机物：有机污染物类别测定、耗氧有机物测定测定第28页/共65页 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

20、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。 污染物形态分析污染物形态分析 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 第29页/共65页排污总量测量排污总量测量 某一段时间污染物平均浓度乘以该时段废（污）水排放量即为该时段污染物的排放量排污总量控制排污总量控制第30页/共65页监测任务的总体构思和设计1、明确监测目的2、进行调查研究3、确定监测项目4

21、、设计监测网点5、安排采样时间和频率6、选定采样和保存方法7、选定分析测定技术8、提出监测报告要求9、制订质量保证程序、措施和方案的实施计划第二节第二节 水质监测方案制订水质监测方案制订第31页/共65页（一）基础资料的收集与实地调查 1、基础资料的收集、基础资料的收集 （1）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。 （2）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。 （3）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

22、体流域土地功能及近期使用计划等。 （4）历年水质监测资料。 2、实地调查、实地调查第32页/共65页 （二）监测断面和采样点的设置 1. 监测断面的设置原则 （1）尽可能以最少的断面获取足够的代表性环境信息。 （2）有大量废（污）水排入江、河的主要居民区、工业区的上游和下游，支流与干流汇合处，入海河流河口及受潮汐影响的河段，国际河流出入国境线的出入口，湖泊、水库出入口，应设置监测断面。 （3）饮用水源地和流经主要风景游览区、自然保护区、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）监测断面的位置要避开死水区、回水区、排污口处，尽量选择河床稳定、水

23、流平稳、水面宽阔、无浅滩的顺治河流。 （5）监测断面应尽可能与水文测量断面一致，以便利用其水文资料。第33页/共65页第34页/共65页第35页/共65页第36页/共65页第37页/共65页第38页/共65页对照断面对照断面控制断面控制断面削减断面削减断面500m1500m控制断面控制断面河流监测断面设置第39页/共65页AABBCCDDEEFFGG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自来水取水口第40页/共65页 3. 采样点位的设置 设置监测断面后，应根据水面的宽度确定断面上的采样垂线，再根据采样垂线处水深

24、确定采样点的数目和位置。第41页/共65页第42页/共65页1500m等间距设置采样点位确定采样点位确定第45页/共65页说明: （1）垂线布设应避开污染带，要测污染带应另加垂线 （2）确能证明该断面水质均匀时，可仅设中泓垂线 （3）凡在该断面要计算污染物通量时，必须按上述设垂线 第46页/共65页第47页/共65页采样点位确定采样点位确定5m水面下0.30.5m处510m河底以上0.5m处1050m水深处第48页/共65页说明: （1）上层指水面下0.5m处，水深不到0.5m时，在水深1/2处 （2）下层指河底以上0.5m处. 中层指水深1/2处 （3）封冻时在冰下0.5m处，水深不到0.5

25、m时，在水深1/2处 （4）在该断面要计算污染物通量时，必须按上述设采样点 第49页/共65页思考：当河道有支流汇入时思考：当河道有支流汇入时应如何设置断面呢？应如何设置断面呢？500m1500m对照断面对照断面控制断面控制断面削减断面削减断面断面断面点位点位第50页/共65页湖泊、水库监测断面的设置 (1)在进出湖泊、水库的河流汇合处分别设置监测断面。(2)以各功能区(如城市和工厂的排污口、饮用水源、风景游览区、排灌站等)为中心，在其辋射线上设置弧形监测断面。 (3)在湖库中心，深、浅水区，滞流区，不同鱼类的回游产卵区，水生生物经济区等设置监测断面。 (4)若无明显功能能区别，可用网格法均匀

26、设置第51页/共65页第52页/共65页湖泊、水库监测采样点的设置 湖泊(水库)采样垂线上采样点的布设要求与河流相同，但出现温度分层现象时，应分别在表温层、斜温层和亚温层布设采样点。第53页/共65页 （三）采样时间和采样频率的确定 v饮用水源地：12次/年v 背景断面：1次/年v 一般河流：6次/年 (丰枯平三期)，12次/年 (重污染) v 潮汐河流：丰枯平三期，每期采样2天 (大潮期和小 潮期)，涨、退潮时采样。v 湖泊水库：12次/年 (监测站)，2次/年 (枯、丰)v 排污渠：3次/年v 底泥：1次/年 (枯水期)第54页/共65页 （四）采样及监测技术的选择 要根据监测对象的性质、含量范围及测定要求等因素选择适宜的采样、监测方法和技术，其详细内容将在本章以下各节中分别介绍。第55页/共65页 （五）结果表达、质量保证及实施计划 1.1.结果表达结果表达 水质监测所测得的众多化学、物理以及生物学的监测数据，是描述和评价水环境质量，进行环境管理的基本依据，必须进行科学地计算和处理，并按照要求的形式在监测报告中表达出来。 2.2.质量保证质量保证 质量保证概括了保证水质监测数据正确可靠的全部活动和措施。质量保证贯穿监测工作的全过程。详细内容参阅第九章。 3.3.实施计划实施计划 实施计划是实施监测方案的具体安排，要切实可行，使各个环节工作有序、协调地进