郑州大学眉湖水质监测实验方案

1、郑州大学眉湖水质监测实验方案 组员：张正哲、李鹏飞、余涛 班级：09级环境工程2班 学院：水利与环境学院 日期：二零一一年五月郑州大学眉湖水质监测实验方案一、眉湖及周围环境概况眉湖是2001年郑州大学新校区内构筑的景观湖，宽度从窄处的30米到宽处的100米左右，长度为800米左右，半包围核心教学楼的西半部，西临厚德大道，东临湖滨路，呈长弧形，因其整体外形像眉，故取名为“眉湖”。眉湖又名“博雅湖”，此核心景观湖设计了一系列富有中原特色的人文景观，旨在展现中原文化的博大精深与高雅文明，寄予学子博采众长、雅趣共享。通过走访和调查，我们了解到：眉湖采用的是循环水系统，包括局部的喷泉和上扬式曝气管的循环

2、和整体的南北循环。供水的水源有地下水和雨水两部分，其中地下水补给占主要部分，雨水来自处理过的贮存的雨水，贮存池在校园侧边杨树林。供水水源头有两个：南端一个，北端一个（已在图上标明了大致位置）；湖面较大，春夏秋蒸发量较大，在雨水较少的季节里，为保持湖面维持在一定的水位，后勤管理部门每三天会根据具体情况进行补水；由于湖中放有大量的观赏鱼，为保证湖水中有足够的溶解氧维持鱼类的生存，整个湖共设计了11个潜入式曝气机，3个上扬式曝气机，采用交叉方位安置，不仅有充氧的功能，还能促进水的流动，防止湖水腐败。湖分北、中、南三段，中段较长且水流和水质相对稳定，北端地势高（高左右）相对比较封闭，南端因为设计有高低

3、阶，因此南段和中段流通性好于北端和中段的流通。近来我们发现眉湖湖水发绿、能见度低，有时还伴有异味。为此我们环境监测自主小组决定对眉湖进行采样并检测其水质状况，了解眉湖水质现状并分析其污染的原因，希望可以根据实验结果对学校相关部门提出建议，从而更好的共同保护我们大家共同的眉湖。通过分析，我们发现眉湖的污染源主要来自以下几处：1) 湖边绿化草皮和树的施肥、喷灌浇水过程，造成水体磷、氨氮含量超标，引起水体富营养化；2) 眉湖作为一个人工湖，水体更新速度较慢，水体流通不畅，易造成水质腐败，水中微生物增多，进而导致溶解氧降低；3) 个别同学及外来人员从岸边或桥上向湖中随意丢弃垃圾；4) 发现有外来人员在

4、湖中捕鱼，破坏了湖中生态系统的平衡，进而造成水体污染；5) 北段眉湖岸边有一咖啡馆，时不时的见到他们在眉湖里洗拖把，可能造成了眉湖水质的污染；6) 重金属污染，不过这种可能性很小；二、实验目的：1) 了解并掌握环境监测实验的整个过程，包括样品的采集，预处理，水样保存，监测分析，数据处理，综合评价，质量保证和控制。2) 进一步熟悉实验操作，掌握规范的实验操作，培养科学认真的实验态度。3) 检测各个项目，得出眉湖水质的检测结果，并给出综合评价。4) 从中认识到环境检测质量保证的重要性。5) 根据实验结果分析得出水体污染的原因，并给学校相关管理部门提出水质改革建议。三、监测断面和采样点的布设 根据上

5、述资料和分析，我们设置了4处采样点，如下图所示：其中我们第四小组负责C、D两处采样点四、实验监测项目和主要仪器项目仪器保存方法保存期1，PH，电导率的测定数字酸度计，电导仪4当场测定2，COD微波壁式消解仪加硫酸至PH<2，冷藏448h3，总铬722型分光光度计、24h4，DO培养瓶，移液管加硫酸锰，碱性碘化钾固定，冷藏4，避光(充满容器)24h5，BOD5恒温培养箱，特质玻璃搅拌棒冷藏4，避光（充满容器）6h6，铜含量原子吸收分光光度计7，氨氮含量722型分光光度计加硫酸至PH<2，冷藏424h8，磷含量分光度计加硫酸至PH<2，冷藏424h备注：、各个实验方法（磷的测定除

6、外）均按照实验指导书上进行。、总磷的测定方案见后。五.采样时间及注意事项 本次水体采样采取瞬时采样，连续采样三天，每小组成员到眉湖的两个水样采取点按照规范的操作采取水样。采样器的一般要求：与水样接触部分材质应采用聚乙烯，有机玻璃或硬质玻璃。使用上应灵活，可靠，方便。 采样器的准备：应用洗涤剂去油污，自来水冲净，再用10的硝酸或盐酸洗刷，硬质玻璃后备用。 容器的准备：采用聚乙烯塑料或硬质玻璃容器。装测金属类水样的容器，先用洗涤剂清洗，自来水冲净,再用10的硝酸或盐酸浸泡8小时，用自来水冲净，然后用蒸馏水清洗干净。贴好标签备用。3、 采样（1）采水器：聚乙烯塑料桶；直立式采水器（该采水器由采水桶，

7、采水器壳和溶解氧采水瓶组成）；有机玻璃采水器（该采水器由桶体，带輖的两个半圆上盖和活动底板等组成）。（2）采样方法 水样一般采瞬时样：水桶适合于采表层水，在水流较急时，水桶应固定在铁杆上。水下采样一般可用直立式采水器，有机玻璃采水器，当水深较急时，则应配备相应的物件。采时间混合样，可用连续自动采水器。 水样数量：按照水样体积及保存方法进行采样（并按此数量增加25作为实际采集量）。 采样注意事项： a采样时不搅动底部沉底物。 b采样时应保证采样点位置准确。 c洁净的容器在装入水样前，应先用该采样点水冲洗3次，然后装入水样。并按要求加相应的固定剂，添写标签。 d待测溶解氧的水样应严格不接触空气，其

8、他水样尽量少接触空气。 e认真填写水样采集记录，现场记录清晰，项目完整。 f应保证采样按时，准确，安全。 g采样结束前，应仔细检查采样记录和水样，若不符规定，亦应重采。 水样现场测定与描述：水温，PH值，溶解氧，透明度，电导率，水样感观指标的描述（水样的颜色与气味）。水文参数，气象参数。水样的保存及运输为尽量避免水样发生变化，在尽可能短时间内运输，并采用先相应的保存方法水样运输前将样品容器内外盖盖紧。装箱时应用泡沫或纸板间隔，以防途中破损。水样交化验室时，双方应在送样单上签名。6、 实验操作及注意事项：1、 各个实验方法（磷的测定除外）均按照实验指导书上进行。2、 总磷的测定方案见附表3、CO

9、D的测定：按照公式计算加标回收率。在选定某水样后，测定其COD值（如COD210mg/L）后，取10.0mL该水样，再加入10.0mL邻苯二甲酸氢钾标样（该标样的COD值应该在210mg/L左右，可以选COD值为200mg/L的），然后按规定COD的方法进行测定，如测出的COD为202mg/L的话，其回收率就是：（202-210/2）/（200/2）×100 97.0平行取三份等体积同一样品水样，编号1、2、3。将1、2做平行实验用重铬酸钾法测定COD值。根据测量结果计算在3号样品中加入等同COD的邻苯二甲酸氢钾标样再以相同方法测定水样COD。4、 总铬的测定：平行取三份等体积同一样

10、品水样，编号1、2、3。将1、2做平行实验用分光光度计测定其中铬的浓度。在3号样品中加入与溶液中铬大致等量的标准重铬酸钾固体，溶解充分后用相同方法测定水样中总铬的含量。按照公式计算加标回收率。5、 DO的测定：多次测量求平均值以减小误差。6、 BOD的测定：稀释接种法，用直接稀释法向溶解氧瓶中加稀释水样，在操作过程中严格用虹吸法移取接种稀释水至溶解氧瓶中，并在虹吸管放入玻璃缸的一头绑上瓶塞，使管子不易从水中脱落。最后选用实心瓶塞在水样充满瓶后小心盖严，保证瓶中不留下一点气泡。培养过程中注意瓶口的密封，切忌空气进入瓶中。7、 铜含量的测定：加标法为向水样中加入与水样中铜含量接近的标准无水硫酸铜固

11、体搅拌溶解。再用原子吸收分光光度法测定其中的铜含量。最后计算加标回收率。若不符合要求则重做。8、总氮的测定：方法大致同上，进行平行实验提高实验结果的准确度。加标方法为根据测量结果计算总氮的含量，然后在样品中加入与总氮量大致相等的硫酸铵溶液，再用相同方法测定总氮量计算加标回收率。9、总磷的测定：方法同上，加标法为根据测量结果在水样中加入等量的标准磷酸钠固体。七、质量保证1、保证实验室的硬件设施完好，保证通风和必要的温度和湿度2、检查实验室的各种标准试剂的准确度。3、对于有的实验，需要采取空白实验，平行实验，加标注，多次测量求平均值的方法，在实验中要注意这些问题。本实验采取明码加标：分析人员在分取

12、测定样品的同时，另取一份，加入已知量的标准物质（或标准溶液），由测定结果计算加标回收率。样品与加标样按同一操作步骤和方法同时测定，保证实验条件一致。为提高准确度，样品和加标样分别进行平行测试，以平均值带入计算具体加标回收步骤：相同的样品去两份，其中一份加入定量的待测组分标准物质，两份同时按相同的分析步骤分析，加标的一份所得的结果减去未加标一份所得的结果，其差值同加入标准的理论值之比即为样品加标回收率。加标回收率公式：式中，P百分回收率X加标后分析结果（浓度）B加标前（背景）样品浓度V样品体积V加标体积T加标的已知浓度 不同分析方法和浓度水平的加标回收率可按方法规定的水品进行判断，或在质控图中检

13、验。参见水质监测实验室质控指标平行双样测定值的精密度与准确度允许值。 二者都无依据时，可按95%105%的范围做判断。若超出次范围，在按测定结果的标准差、自由度、给定的置信限和加标量计算出以给定的置信区间（一般为95%105%）为目标的平均加标百分回收率95%置信区间，即可接受限P，作为正常允许范围，计算公式为：式中t0.05(n1) 显著性水平为0.05，自由度为n1的单侧t值s加标回收率的标准差；n加标样测定次数；D加标量或预期回收量。 当加标回收率的合格率95%时，除对不合格者重新进行加标回收率测定外，在增加10%20%的加标回收率测定，如此累进，直至合格率95%为止。 加标回收率的测定

14、可以反映测试结果的准确度。当按照平行加标进行回收率测定时，所得结果即可以反映测试结果的准确度，也可以判断其精密度。加标回收的注意事项： 加标物质的形态应该和待测物的形态相同。加标样中原始样品的所取体积、稀释倍数及测试体积，尽可能与样品测试时一致。加标样品和样品所含的待测物浓度应控制在精密度相等的范围内，一般情况下规定：加标量应尽量与样品中待测无含量相等或相近；注意对样品容积的影响，加入标准物质（或标准溶液）的浓度宜较高，体积应很小，一般不超过原样品体积的1%，用以简化计算方法；当样品中待测物含量接近方法检出限时，加标量应控制在校准曲线的低浓度范围；加标量不宜过大，一般为样品中待测物含量的2倍，

15、任何情况下加标量均不得大于待测物含量的3倍，且加标后的总含量不得超过该分析方法的监测上限；加标后的测定值不应超出方法的测定测定上线的90%；当样品中待测物浓度高于校准曲线的中间浓度时，加标量应控制在待测物浓度的半量。八、实验结果处理及分析项目标准值测量值平均值水质ABCD1，PH6-92，电导率3，COD404，总铬0.15，DO26，BOD5107，铜含量18，氨氮含量29，磷含量0.4九、水质评价方案 鉴于可行性，本次方案欲采用指数评价法： 指数评价法可分为单因子污染指数法和水质综合污染指数法，单因子污染指数表示单项污染物对水质污染影响的程度，水质综合污染指数表示多项污染物对水质综合污染的

16、影响程度。1、单因子污染指数法单因子污染指数法是将某种污染物实测浓度与该种污染物的评价标准进行比较以确定水质类别的方法。即将每个水质监测参数与国家地面水环境质量标准(GB38382002)进行比较，确定水质类别，最后选择其中最差级别作为该区域的水质状况类别。（1）国家地表水环境质量标准 本标准适用于中华人民共和国领域内江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域本标准自2000年1 月1 日起实施。依据地表水水域使用目的和保护目标将其划分为五类：I 类：主要适用于源头水、国家自然保护区；II 类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等；III 类：主

17、要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区；IV 类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；V 类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 同一水域兼有多类功能类别的，依最高类别功能划分。本次实验监测对象为一般景观水，但又养有鱼，可按照国家地表水IV 类水质的要求进行评价。有关本次监测的主要指标有总磷，氨氮等。地表水环境质量标准基本项目标准限值单位：mg/L（2）环境质量生物监测的有关标准： 1mL 水中，如果细菌总数为10100 个为极清洁水；1001000 个为清洁水；100010000 个为不太清洁水；10000100000 个为不清洁水；多于10

18、0000 个为极不清洁水。（3）各类水体的总体基本要求：所有水体不应有非自然原因导致的下述物质：A，能形成令人感观不快的沉淀物的物质；B，令人感官不快的漂浮物，诸如碎片、浮渣、油类等；C，产生令人不快有色、臭味或浑浊度的物质；D，对人类，动植物有毒、有害或带来不良生理反应的物质；E，易滋生令人不快的水生生物的物质。 2、水质综合污染指数法水质综合污染指数法是指在求出各个单一因子污染指数的基础上，再经过数学运算得到一个水质综合污染指数，据此评价水质，并对水质进行分类的方法。单因子污染指数只能代表一种污染物对水质污染的程度，不能反映水质整体污染程度；综合污染指数法是对整体水质做出的定量描述，这样的

19、评价结果只能定性地说明污染程度是轻、严重还是非常严重，不能确定其功能类别为几类。但是，只要项目、标准、监测结果可靠，综合评价在总体上是可以基本反映水体污染性质与程度的，而且便于同一水体在时间上、空间上的基本污染状况和变化的比较，所以现在进行水质污染评价时常采用这种方法。（1）在计算水质污染指数时，按照水体功能对应的标准进行计算。考虑到眉湖水特点，在计算水质综合污染指数时选择了具有代表性的污染物，包括PH，COD，总铬，DO，BOD5，铜含量，氨氮量，磷含量，其余监测项目在暂不纳入综合污染指数计算范围内。单项污染指数的计算方法： Pi=Ci/SiCi污染物实测浓度；Si相应类别的标准值。综合污染

20、指数的计算方法： P i=11/n Pin：参与评价的项目个数，此处是8。3、水质污染程度的判别根据水质综合污染指数来判别污染程度是相对的，即对应于水体功能要求评判其污染程度。如II类水体的水质要求明显高于III类、IV类、V类水体，假如不同类别水体的水质相同，则要求越高的水体，其对应的污染程度越严重。根据水质综合污染指数判别水质污染程度必须基于下述条件。（1）污染程度是对应于相应类别的水质要求的。（2）污染程度的分级是为了定性反映水质的现状，水体污染说明该水域原定的功能不能安全、全面地发挥效应，其功能得不到保证。不同功能水体即使达到相同的污染程度，其危害和影响也是各不相同的。（3） 根据水质

21、综合指数的大小可将水体分为合格、基本合格、污染和重污染四类。不同类型水体相对应的综合指数和水质现状阐述如下：合格：P0.8，各项水质指标基本上能达到相应的功能标准，即使有个别指标超标，但超标倍数较小（1倍以内），水体功能可以得到充分发挥，没有明显的制约因素。基本合格：0.8<P1.0，有少数指标超过相应类别的标准，但这些指标不直接影响到水体功能效应，水体功能没有受到明显损害，但在一定程度上受到某些因素（水质指标）的制约。 污染：1.0<P2.0，由于综合指数已明显超过1.0的标准限值，多项指标值已超过相应的标准值，其水体功能明显受到制约，要充分发挥水体的原有功能需采取一定的工程性或

22、非工程性措施，水质对应于其功能已受到污染。重污染：P>2.0，各项水体指标的总体均值已超过标准1倍以上，部分指标可能超过标准数倍，水体功能已受到严重危害，如不采取必要的措施，直接利用其水体功能可能是危险的。对这类水体必须采取必要的措施，或改变其功能，或付诸行动开展污染整治。附：总磷的测定1.实验原理: 在中性条件下用过硫酸钾，使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐，在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵反应，在锑盐存在生成磷钼杂多酸后，立即被抗坏血酸还原，生成蓝色络合物。2. 仪器设备A722分光光度计（附比色皿、擦镜纸）B微波炉C. 消解罐D50ml比色管9个(2)试剂A.过硫酸钾溶液：称取4g过硫酸钾（K2S2O8）溶于水中，加水到100ml.B抗坏血酸溶液:称取抗坏血酸7.2g溶于100ml水中。C钼酸盐溶液：溶液13g(NH4)6MO70244H20于100ml水中。溶解035g酒石酸锑钾KSbC4H40712H20于100ml水中，在不断搅拌下把钼酸铵溶液徐徐加入300ml硫酸(1+1)中，加酒石酸锑钾溶液并混合均匀。将所得的溶液，装入聚乙烯瓶内保存D磷标准贮备溶液：称取02197±O001g于110C干燥2h在干燥