污水监测的基础知识

1、l1.1 水体污染的来源 根据污染物产生的主要来源，水体污染可分为自然污染和人为污染。自然污染主要是自然原因所造成的。如特殊地质条件使某些地区的某种化学元素大量富集，降雨淋洗大地和地面后夹带各种物质流入水体，海水倒灌使河水的矿化度增加等等。人为污染主要是人类生活和生产活动中产生的废水对水的污染，它包括生活污水，工业废水，医院污水及餐饮服务业用水等。人为污染是水体污染的主要污染源。l1.1 工业废水和生活污水的定义 工业废水是指在工业生产中派出的废水，是对水体产生污染的最主要的污染源。其主要来源是各种生产车间和矿场。工业废水的成分差别很大。l1.1 工业废水和生活污水的定义 生活污水是指人们日常

2、生活中用过的水，包括从厕所，浴室，洗衣房等排出的水。它来自住宅，公共厕所，机关，学校，医院，商场以及工厂的生活间。其成分复杂，杂志种类繁多。悬浮杂志有泥沙，矿物废料和各种有机物；胶体和高分子物质有淀粉，糖类，纤维素，脂肪，蛋白质，油类，洗涤剂等。溶解物质有含氮化合物，硫酸盐，磷酸盐，氯化物，有机物的分解物等；另外还有病原微生物，如寄生虫卵和肠道传染病菌等。 l1.1 工业废水和生活污水的定义 生活污水水质比较稳定，一般不含有毒物质，但含有机物较多，卫生情况较差；工业废水往往含有多种有害成分。无论是工业废水还是生活污水，都对人类健康，工农业生产很自然环境造成危害。危害的成都取决于污染物的性质和浓

3、度。l1.3 水体污染的分类 水体污染一般可分为物理性污染，化学性污染和生物性污染。（1）物理性污染 是指引起水体的色度，浊度，悬浮性固体，水温和放射性等指标明显变化的物理因素造成的污染。l1.3 水体污染的分类1）悬浮固体 悬浮固体是指水中含有的不溶性物质，它们是由生活污水，垃圾和一些工农业生产活动如采矿，采石，建筑，食品，造纸等产生的废物排入水中或农田的水土流失所引起的。悬浮物质影响水质外观，使水体浑浊，妨碍水中植物的光合作用，减少氧气的溶入，对水生生物不利，而且会在水底形成污泥层，危害生物的繁殖，影响渔业生产。如果悬浮颗粒上吸附一些有毒，有害的物质，则危害更大。l1.3 水体污染的分类2

4、）热污染 热污染来自热电厂，原子能发电站及各种工业生产中的冷却水，若不采取措施，直接排入水体，水温的升高不仅可能直接杀死某些生物，还会使溶解氧含量降低，水中存在的某些有毒物质的毒性增加，危害鱼类及水生生物的生长。所以水温也是水质检测的常规项目之一。l1.3 水体污染的分类 3）放射性物质 放射性污染来自于原子能工业，放射性矿藏的开采，核爆炸的试验，核电站的建立以及同位素在医药，工业，研究等领域中的应用，其中对人体健康以及同位素在医药，工业，研究等领域中的应用。 4）色度、浊度 植物的根、叶及其腐殖质进入水体会造成水体的色度和浊度急剧增大。 l1.3 水体污染的分类（2）化学性污染 化学性污染是

5、指排入水体的酸、碱、无机和有机化合物造成的水体污染。l1.3 水体污染的分类l1）无机酸、碱及盐类l 酸污染主要来自矿山排水和工业废水。矿山排水中的酸主要是含硫矿物经空气氧化及水作用形成。含酸多的工业废水酸洗，粘胶纤维生产及酸法造纸等。碱污染l 主要来自碱法造纸、化学纤维生产、制碱，制革，炼油等工业废水。酸碱污染使水体的ph发生变化，抑制或杀灭细菌和其他微生物的生长，妨碍水体自净，还会腐蚀排水管道及污水处理构筑物。有些工业废水中常含有不少无机盐类。无机盐类含量过高会造成管道及构筑物的腐蚀，使污水下渗，污染地下水。 l1.3 水体污染的分类l2）无机有毒物质l 污水中的无机有毒物质主要是重金属及

6、其化合物等有潜在长期影响的有毒物质，这类物质不易被生物降解，而某些金属离子及其化合物还能被生物吸收并通过食物链富集，进而影响人体健康，其中汞、镉、铅等危害性较大。其他还有氰化物、砷（三价），铬（六价）等。 l 水中的汞来源于汞极电解食盐厂、汞制剂农药厂、用汞仪表厂等的废水。有机汞的毒性高于无机汞，中毒后会引起神经损害、瘫痪、精神错乱等症状。l 水中的镉来源于金属矿山、冶炼厂、电镀厂、某些电池厂、特种有机玻璃制造厂和化工厂的废水。镉有很高的潜在毒性，在人体内积累积会引起贫血、神经疾病，骨质酥松。l 铅主要来源于冶炼厂、电池厂、油漆厂等的废水。铅能毒害神经系统和造血系统，引起精神迟钝、贫血等。l3

7、）有机有毒物质l 有机有毒物质种类很多，主要是各种有机农药，多环芳烃，酚类等。这些物质来自农田排水和有关的工业废水，如塑料、油漆、炼焦等行业。它们之中有些是化学性质很稳定的，如有机氯农药和多氯联苯等都是人工合成的物质，极难被生物分解。l 4）需氧污染物质l 生活污水，牲畜污水和某些工业废水（食品，造纸等行业）所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物质可在微生物的生物化学作用下进行分解，在其分解过程中需要消耗氧气，故称之为需氧污染物质。如果这类污染物质排入水体过多，会大量消耗水中的溶解氧，造成溶解氧缺乏，从而影响水中鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧降到4mg/l以下时，鱼类就难以生存。水中的溶

8、解氧耗尽后，有机物将进行厌氧分解而产生大量硫化氢、氨、硫醇等难闻气体，使水质进一步恶化。需氧污染物质是水中最常见的污染物质。监测项目有溶解氧、生化需氧量、化学需氧量等。l5）植物营养物质l 生活污水及某些工业废水中经常含有一定量的磷，氮等植物营养物质。施用磷肥和氮肥的农田排水中也有残留的磷和氮。水体中汗氮磷过高时，会使藻类等浮游生物及水生植物大量繁殖，这种情况成为“富营养化”，严重者更有可能形成“赤潮”。所谓“赤潮”，是指水中浮游生物爆发性增殖而形成的一种变色现象，水体颜色可因浮游生物（藻类）种类不同而呈红、黄、绿、褐或黑色。大量藻类的增殖使鱼类生活的空间减少，之中的有些藻类不适合做鱼类的食料

9、，有些还有毒性。藻类死亡腐败后又分解出大量营养物质，使藻类进一步发展。如此的恶性循环使水体通气良，溶解氧下降，水质恶化，鱼虾贝类及养殖生物大量死亡。l 6）油类污染物质l随着石油事业的发展，油类物质对水体的污染已日益增多。水中的矿物油类主要来源于工业废水，而生活污水中含有大量的动植物油。l 7) 生物性污染l 未经处理的生活污水，医院污水等排入水体，引入某些病原菌造成污染。l 一定量的污染物进入水体后，经大量水的稀释作用和一系列复杂的物理、化学和生物作用，使污染物的浓度大幅度的降低，并在水体的“自净作用”中水质得到改善。但当污染物累积排入，浓度超过水体的受纳容量，水体的自净功能衰退或失，就会造

10、成水质急剧恶化。l2.1 污水监测的目的 污水监测的目的是及时、准确、全面的反映水质现状及发展趋势，为水质管理、规划、污染防治提供科学依据，具体归纳为：1) 检查各污染源水质是否符合排放标准。2) 对生产过程、生活设施及其他排放源排放的各类废水进行监测，为实现监督管理，控制污染提供依据。3）对水污染事故进行应急检测，为分析判断事故原因、危害及采取对策提供依据。4）为城市排水设施包括管线位置及管径、污水泵站及污水处理厂的建设、规划和设计提供科学数据。5）为国家政府部门制定法规、标准，开展水质管理工作提供有关数据和资料。l2.2 污染源的监测与调查的类型l2.2.1排污口监测与调查入河排污口排出的

11、污、废水可分为以下类型： （A） 工业废水 （B） 生活污水 （C） 医院污水 （D） 工业废水和生活污水合流的混合污水。 （E） 城市污水处理厂出水。l2.2.2 污染源监测与调查 引起水体污染的污染源包括工业污染源、城镇生活污染源和农业污染源l2.2.3 水污染事故调查1）一般水污染事故，应调查发生的时间、水域、污染物数量、人员受害和经济损失情况等。2）重大水污染事故，应调查事故发生的原因、过程、采取的应急措施、处理结果、事故直接和潜在或间接地危害、社会影响、遗留问题和防范措施等。l2.2.4 水污染动态监测 动态监测是在常规水质监测的基础上，根据各河道污染的主要水质指标，分河段按不同水清

12、和污染状况，采取不同的监测频次，对河道水污染进行跟踪性或监视性监测，以确定午饭的影响范围与程度。l2.3 污水监测项目的确定原则 首先应该选择能从较广方面反映水质的和综合性较强的水质项目，其次对于不同类型的污水再根据具体情况有针对性地选择相应的监测项目 污水处理厂的分析项目有：pH、水温、悬浮物、溶解性固体、总固体、氯化物、硫酸盐、生化需氧量、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、大肠菌等等。l2.4 监测分析方法的选择l2.4.1 水质监测分析方法 水质监测常用的分析方法有化学分析法、电化学法、原子吸收分光光度法、离子色谱法、气相色谱法、等离子发射光谱法 l（A） 化学分析法l 化学分析法包括重量分

13、析法、容量滴定分析法和分光光度法。l a. 重量分析法l 常用的重量分析法有两种：一种是挥发法（污泥的含水率）；另一种是沉淀分析法（水中总固体、溶解固体、悬浮物、硫酸盐）。l b.容量分析法（滴定分析法）l 容量分析法是用一种已知准确浓度的溶液（标准溶液），滴加到被测水中，根据反应完全时消耗标准溶液的体积和浓度，计算出被测物质的含量。（COD、BOD、溶解氧、氯化物）l c. 分光光度计法l 分光光度计法是利用棱镜或光栅等单色器获得单色光来测定物质对光吸收能力的方法。它的依据是物质对不同波长的光有选择吸收作用。（总氮、总磷、氨氮、亚硝氮，硝氮）l（B） 仪器分析法l原子光谱法：包括原子吸收、原

14、子发射和原子荧光光谱法l红外线吸收法：是以物质对红外区域辐射的吸收为基础的方法。常用：红外侧油仪l电化学分析法：利用物质的电化学性质测定其含量的方法。常用：电导分析法、电位分析法、库伦分析法和溶出伏安法l色谱分析法：包括气相色谱法、液相色谱法和离子色谱法l（C）在线分析法 在水质监测现场安装在线仪器，对污水水质项目实施在线监测。2.4.2 监测分析方法的选择选择水质分析方法的基本原则如下：1）为了使分析结果具有可比性，首先选用国家标准分析方法，统一分析方法或行业标准方法；2）在某些项目的监测中，尚无“标准”和“统一”分析方法时，可采用ISO、美国EPA和日本JJS方法体系等其他等效分析方法，但

15、应经过验证，其检出限、准确度和精密度应能达到质控要求；3）方法的灵敏度能满足准确定量地要求；4）方法的抗干扰能力要强；5）要尽可能选择方法稳定、操作简便、易于普及、试剂无毒或毒性较少的方法。l3.1 污水排放标准 排水监测中常用的水质标准有：污水综合排放标准（GB 8978-1996）、污水排入下水道水质标准（CJ 3082-1999）和城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 18918-2002）。三个侧重点各不相同。这里主要介绍两种排放标准l城镇污水处理厂污染物排放标准 基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） l部分一类污染物最高允许排放浓度 部分一类污染物最高允许排放浓度（日均值）单位：mg

16、/L l3.2 常规水质指标的测定意义1）水温 水温是污水处理中的中要指标，曝气池的水温过高活性污泥易老化，过低生物无法生存和繁殖，一般曝气处理，水温适宜范围为2030。2）pH值 表示污水的酸碱状况。它是水中氢离子浓度的负对数，其范围为014。污水中pH值大小对管道、水泵、闸阀和污水处理构筑物有一定的影响。污水处理中pH值的控制要求是69,过低的pH值可能产生危险。3）悬浮物 该项指标是污水厂最基本的数据之一。测定进水和出水的悬浮固体，可用来反映污水通过初沉池、二沉池处理后，悬浮固体减少的情况，它是反映构筑物沉淀效率的主要依据。4）化学需要量（COD） 化学需氧量是指用化学方法氧化污水中有机

17、物所需要的氧化剂的量，以氧的mg/L表示。COD可间接反映水质中有机物污染的程度，对污水处理厂的运行有指导意义，城市污水厂进水的值一般约为mg/L5)生化需氧量（BOD5） 是指在有氧条件下，水中的微生物分解有机物时所学要的氧量，以氧的mg/L表示。 BOD5反映污水被有机物污染的程度。 对于污水处理厂来说，该指标的用途为：a.反映污水受有机物污染程度。城市污水处理厂进水的BOD5一般可达100350mg/L。b. 用以表示污水处理厂的处理效果。进出水BOD5的差处以进水BOD5即为BOD5去除率，是重要的衡量指标。c.用来计算处理构筑物的运转参数，反映污水处理厂运转的技术经济数据，如去除每千

18、克BOD5耗电量，去除每千克BOD5需要的空气量。d.衡量污水的可生化程度 6）溶解氧（DO）指溶解于水中的氧量。测定DO的意义：a.可以帮助了解该水体自净作用进行的速度b.与水生动物的生存有密切关系。在水中DO4mg/L时，许多鱼类就不能生存，可能发生窒息而死亡。c.在生化处理过程中观察和控制工艺运转充氧能力，监督运转情况。根据溶解氧值的大小来调节空气供应量，了解曝气池内的耗氧情况以及判断在各种水温条件下，曝气池耗氧速率。7）含氮化合物 含氮化合物指标包括总氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。总氮包含有机氮和各种无机氮化物。含氮有机物在好氧分解过程中，最终会转化为氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、水和

19、二氧化碳等无机物。因此测定上述几个指标可反映污水分解过程以及经处理后无机化程度。当出水 中只有少量亚硝酸盐氮出现而无硝酸盐氮时，说明该处理出水尚不稳定，当氧量不足是，它还会还原成氨氮。只有当处理厂出水中含有硝酸盐氮时，说明污水中的有机氮大多数转化为无机物，出水排入自然水体后是较为稳定的。8）氯化物 指污水中氯离子含量。水用于灌溉或养鱼时，氯化物含量过高造成农作物坏死或鱼类死亡。用于工业冷却水也是不利的。9）含磷化合物 磷的化合物是微生物生长的营养物质，水中磷含量过高会造成水体富营养化。天然水中磷和含量较微，但近年来由于大量使用含磷的合成洗涤剂，是生活污水中含磷量显著增加。10）重金属 城市污水

20、尤其是工业废水中常含有各种金属有毒物质，如铜、锌、铅、铬、镉、汞等，通常称之为重金属。这些重金属对人体危害很大，经过污水处理后，重金属可能沉积于污泥中，污泥施用于农田，则会对农作物的生长有危害，重金属还会通过食物链进入人体，给人体健康带来很大危害。因此监测这些重金属的含量是必要的。11）无机有毒物质 主要有氰化物、砷、硫化物等。氰化物、含砷化合物都是剧毒物质，对水生生物及人体都有非常大的危害。12）有机有毒物质 包括挥发酚、苯系物、苯胺、有机磷农药、卤代烃、多环芳烃等。这些有机有毒物质很难被生物分解，有些有机物质如稠环芳烃和芳香烃等还被认为是致癌物质。l1.1 分子分子的性质：1）分子总是在不

21、断地运动；2）分子相互之间有一定的空隙；3）分子是保持物质化学性质的最小微粒。l1.2 原子及相对原子质量l原子 分子是由更小的微粒原子构成的。原子在化学反应中不能再分为更小的颗粒。l相对原子质量 国际上以C-12原子质量的1/12作为标准，用其他原子的质量跟它比较所得的数值，就是这种原子的相对原子质量。 l1.3 元素及元素符号l元素是具有相同的核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称。l常见元素及元素符号l2.1 分子式l分子式是用元素符号来表示物质分子组成的式子。l水质分析化验常见物质分子式l2.2 相对分子质量l分子式中各原子的相对原子质量的总和，叫做相对分子质量。l2.3 化合价 一种

22、元素一定数目的原子和其他元素一定数目的原子化合的性质，叫做元素的化合价。化合价有正价和负价。l1.1 一般试剂 根据GB 153461994化学试剂的包装及标志规定，一般试剂分为三个等级，即纯优级、分析纯和化学纯。通常也将实验试剂列入一般试剂。l1.2 基础试剂 可用作基准物质的试剂叫做基准试剂，也可称为标准试剂。基础准试剂可用来直接配制标准溶液，用来校正或标定其他化学试剂。 如在配置标准溶液时用于标定标准溶液用的基准物l1.3 高纯试剂 高纯试剂不是指试剂的主体含量，而是指试剂的某些杂质的含量而言。高纯试剂等级表达方式有数种，其中之一是以内处“9”表示，如用于9.99%，99.999%等表示

23、。“9”的数目越多表示纯度越高，这种纯度的是由100%减去杂质的质量百分数计算出来的。试剂等级一级二级三级试剂规格优级纯分析纯化学纯标签颜色绿色红色蓝色国际通用等级符号GRARCP杂质含量很低低略高于分析纯适用范围精 确 的 分 析和科研一 般 分 析 和科研工业分析和教学实验 试剂的质量以及使用是否得当，将直接影响到分析结果的准确性，因此作为检验人员应该全面了解试剂的性质、规格和适用范围，才能根据实际需要选用试剂，以达到既能保证分析结果的准确性又能节约经费的目的。l1.4 化学试剂的储存 我们用到的各种化学试剂，除供日常使用外，还需要储存一定量的化学试剂。大部分化学试剂都具有一定的毒性，有的

24、是易燃、易爆危险品，因此必须了解一般化学药品的性质及保管方法。l1.4 化学试剂的储存 较大量的化学药品应放在样品储藏室中，由专人保管。危险品应按照国家安全部门的管理规定储存。主要是指氰化物和三氧化二砷的保管，应该有专人（两人）和专门设备保存。l1.4 化学试剂的储存l化学试剂大多数都具有毒性及危害性，要加强管理。l隔离存放:易燃类、剧毒类、强腐蚀性类、低温贮存的等分类放置；要求化验人员有一定的相关知识。 l1.4 化学试剂的储存l存放于通风、阴凉、温度低于30的药品柜中。l有些药品遇光容易分解，避光保存。l固体、液体；酸、碱分别放置。l检验所用的仪器应处于正常状态，要符合精度要求；同时高级的

25、精密仪器要由经过专业培训的人员或专业技术人员操作，不可在未弄清使用方法前动用仪器。l仪器因经常使用，检测性能会逐渐降低，如天平砝码质量的改变，分光光度计光电池疲劳失效，酸度计中电极的老化等，所以测试仪器要定期检定和校准。l一般的玻璃器皿采用一次计量。可以是送到法定的计量单位进行计量，也可以送一套到法定的计量单位进行计量，然后用这套计量好的容器对本企业生产中使用的容器进行自校准。玻璃仪器的计量一定要结合本企业的实际情况合理进行，并不是所有的仪器都要送检，但作为判定数据使用的器皿一定要计量。化验室一切准确的数据，都是来自质量可靠的天平和体积准确的量器。天平，重要性不讲了。量器，只是包括 滴定管 比色管 吸管(刻度和大肚的) 容量瓶 四种。这四种量器在我们的计算公式中会出现。有时也用到量筒，这只是取样量很大时的临时措施。天平的重要性已经讲过，要保存好维护好，及时进行鉴定，确保称量数据准确。无论是水质数据还是气体浓度数据，准确的结果都来自天平l 按照GB/T6682-1992分析实验室用水规格和实验方法要求，分析实验室用水分为三个级别：一级水用于有严格要求的分析检验（如高