水质量监测中原则和要求

水质监测讲义水是人类的重要环境因素之一，也是人体的重要组成部分。人体内含水量约占体重的65%。每人每日生活需水量约为2—3升。若水源水质受到污染就会影响人体健康和饮水安全。根据世界卫生组织调查显示80%的人类疾病与水源有关。我们知道人们在生产和生活活动中所使用过的水，最后直接或间接地都将成为废水.如不经过适当处理，而重新进入地面水或地下水内，则有可能造成水体污染而影响身体健康。一、水质的物理，化学和微生物学性状水质污染一般可分为化学污染型污染、物理型污染和生物型污染。1、 化学型污染指排入水体的碱、酸、无机和有机污染物造成的水体污染。2、 物理型污染指引起水体的色度、浊度、悬浮性固体、水温和放射性等监测指标明显变化的物理因素造成的污染。例如：热污染源于高于常温的废水排入水体；水土流失等因素造成水体的悬浮性固体指标的增加；如植物的叶、根及其腐殖质进入水体会造成水体的色度和浊度急剧增大。3、 生物型污染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。一般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”衰退和丧失，就会造成水质急剧恶化。水体的“自净功能”是水体中物理、化学和生物作用等的综合贡献，包括挥发、絮凝、水解、络和、氧化还原以及微生物降解等作用。4、 物理性状水质的物理性包括:水的温度，色度，浑浊度,嗅和味等项.水体受到污染后，水的物理性状往往发生恶化.因此水质的物理性状可作为水是否被污染的有价值参数资料.5、 水温:地面水的温度随日照与气温的变化而改变.地下水的温度则和地温有密切的关系.一般说地下水的温度是比度.水呈任何颜色都不适宜.清洁的地下水无色，在含有大量低铁盐的地下水源地，因低铁氧化成高铁而呈黄褐色.而含有黑色矿物质的水呈灰色.当水体受到有色的工业废水污染时，可使水呈现该工业废水所特有的颜色。所以当发现水体出现颜色可以作为判断它来源的参数。浑浊度：水的浑浊度是表示水中所含有悬浮物多少的一项指标，水的浊度不仅有损水的外观，也是人产生厌恶。嗅:是指水质对鼻嗅觉的不良刺激.水的臭气通过嗅觉来判断，可以分为泥土气味、沼泽气味、芳香气味、鱼腥气味、霉烂气味、硫化氢气味、药物气味等。根据臭气常常也可以辨别污染来源。6、 化学性状①PH值：水中PH决定它所含有氢离子及氢氧离子多少.当水质出现过碱过酸反应时,则表示水有受到污染的可能。地面水被有机物严重污染时，有机物被氧化而产生大量的游离的二氧化碳，可使水中PH值大大降低.如水中PH值过高时，将会引起水中溶解盐类，而使水的感官性状恶化.并且还会降低氯水消毒结果.若水中PH值过低则能加强水对金属的铁、锰、铅的溶解而且有较大的腐蚀作用.②氮化物：当地面水被动植有机物（人畜粪便）污染,含会氮有机物在水体中微生物的分解作用逐渐变成简单的化学物质。即由蛋白物质逐渐分解成氨基酸、蛋白质等最后生成氨。在有氧的情况下，有机氮逐渐转变成氨氮f亚氮f硝氮。A氨氮：

在水中含有氮有机物很不稳定，容易分解成氨，固水中氨氮含量增高时，即有可能存在人畜粪便污染，且提示污染时间还不太久。B亚氮：这是水体中含氮有机物进一步氧化，在变化成硝酸盐过程中的中间产物。C硝氮：是含氮有机物氧化分解的最终产物。如水体中仅有硝酸盐含量增高，而氨氮，亚氮含量均低于甚至没有等。说明污染时间已久，现趋向自净阶段。当然在实际工作中，当水体中三氮含量增加，需要根据水中“三氮”的变化规律进行综合分析，如三者增高表明该水体不仅过去曾受污染，而且还有新近污染。如水体中硝氮甚微，而氨氮、亚氮均显著增加表明该水体新近被大量有机物所污染。a.耗氧量：它可以作为水中有机物含量的一种间接指标，同时这种方法只能测定含碳有机物，并非所有的有机性污染物全部都能氧化在测。因此耗氧量只能表示水中氧化的物质含量。溶解氧：在自然空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素。水温越低，溶解氧含量越高。溶解氧含量可以作为判断水体是否受到有机性污染的间接指标。b.生化需氧量：水中有机物被需氧性的细菌作用下进行生物化学解时所消耗氧量，也就是说明水中有机越多。水的生化氧量就越高。它的反应过程与水温有在一定范围内，温度越高检测到时间就越短。7、有毒物质：天然水含有一般无机、有机成份外有时还含有一些有毒物质，天然水中除某些有毒物质如Fe、Hg、As等与水流经地下的地层性质有关外，大多数有毒物质如铭、镉酚类氤化物农药等都未经处理的工业废水排入造成的。那么在工作项目拟定后对水体水质监测的关键是需保证样品的代表性和完整性。这也是水质监测数据具有准确性和可比性的前提。水质监测是环境监测的重要做成部分。水质监测是通过对影响水体质量因素的代表值的测定，确定水污染程度及其变化趋势；水质分析则是对水样品进行监测方案制定样品米集监测点优化布设水质分析监测方案制定样品米集监测点优化布设水质分析以确定其组成和含量的化学分析。一般的水质监测程序为如图7-1所示。综合评价，数据处理图7-1一般的水质监测程序二监测项目的选择在选择水质分析项目的时候，一般应该考虑到以下几点。1、 优选选择国家或地方的水环境质量标准和水污染物排放标准中要求控制的监测项目2、 选择对人和生物危害大、对环境质量影响范围广的污染物。3、 所选监测项目有“标准分析方法”、“全国统一监测分析方法”。具备必要的分析测定的条件，如实验室的设备、药剂以及具备一定操作技能的分析人员等。4、 可根据水体或水质污染源的特征和水环境保护功能的划分，酌情增加选测项目。5、 根据所在地区经济发展、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。6、 对于突发性事故或特殊污染，应重点监测进入水体的污染物，并实行连续的跟踪监测，掌握污染的程度及其变化趋势。遵循上述原则，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，如浑浊度、PH值、悬浮固体、化学需氧量和生化需氧量等；其次再根据具体情况选择有针对性的水质项目。例如，在进行饮用水水源分析时，因直接关系到人们的身体健康，水质的分析应该比较全面，往往需要包括温度、色度、浑浊度、嗅味、总固体、溶解固体、氯化物、耗氧量、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、PH值、碱度、硬度、铁、锰等物理检验和化学分析，必要时还要加做水中主要离子成分（如钾、钠、钙、镁、中碳酸根、硫酸根等），甚至全部矿物质的分析以及放射性物质的测定。此外，还要进行水源水体中细菌检验和显微镜观察。根据水源水质情况和净水工艺方法，各自来水厂的水质分析项目可以略有不同，但所有的自来水水厂的出水都必须达到国家卫生部制定的《生活饮用水卫生规范》的要求。三、地面水采样必须控制的步骤:1、 采样前现场调查。2、 编写一个监测实施方案3、 采样断面和采样点设置。4、 采样频率的确定。5、 水样容器的准备和洗涤。6、 采样设备和采样方法。7、 水样的保存方法。8、 水样的运输和管理。四、水样的分类1、 瞬时水样对于组成较稳定的水体在相当长的时间和相当大的空间范围变化不大，采瞬时样具有很大的样品的代表性。但是废水的化学组成和浓度强烈的依赖于工艺流程和生产管理的情况。2、 混合水样（平均水样）在大多数情况下，所有混合水样指同一采样点上不同时间所采集的瞬时的混合样。在废水中工厂生产周期性影响着排污规律性。不同的工厂车间生产周期长短很不相同，排污周期性差别也很大。一般地说，在一个或几个生产或排放周期内，按一定的时间间隔分别采样对于性质稳定的污染物可分别采集样品进行混合后一次测定。但PH、S、酚.类、COD等有机测定是不能混合的。3、 综合水样把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合起来，所得到的样品称为“综合水样”，综合水样车各点的采样时间虽然不能同步进行，但越接近就越好，以得到可比资料。什么情况下才综合水样：视水体的具体情况和采样目的而定。如几条排河渠，管道进水质综合处理厂，从各个河道取单样分析就不如综合样更为合理。因为各般污水的相互反应可能对设施的处理性能及效率性能产生显著影响。所以采样前的润度研究是十分重要，采样时间、频率、采样点然后制定采样方法。五、容器的准备1、 容器材料的选择2、 容器材质对于水样在储存期间稳定影响很大，一般材质与水样相互作用有三个方面：a容器材料可溶于水样中。如从、塑料材质溶解下来的有机材质和从玻璃容器溶解下纳、硅、硼。b容器材质可吸附水样中某些成分，如玻璃吸附金属、塑料吸附有机物。C水样与容器直接发生化学反应。如在水中的氟化物与玻璃容器间的反应。所以高压低密度聚乙烯塑料和硬度玻璃（又称硼玻璃）可满足上述要求。高压低密度P用于测定金属和其他无机物监测作水样容器。玻璃容器G均指硬质玻璃容器用于测有机物和生物等监测项目。3、容器清洗容器的洗涤方法应按样品的成分和监测项目确定：容器洗涤是处理容器内垢，减少其对样品污染以及对样品中痕分的吸附或其他相互作用a一般通用洗涤方法，通常玻璃瓶和塑料瓶，首先用无磷洗涤剂清洗以除去灰尘油垢，用自来水冲洗干净，然后用10%的硝酸（或盐酸）浸泡8小时，取出沥干自来水（漂洗干净，最后用蒸馏水充分荡洗三次。b储存用于监测有机污染水样的玻璃瓶也可以用重铭酸钾洗液浸洗，然后用自来水、蒸馏水冲洗干净，晾干备用。C储存监测痕量金属水样的容器用10%HNO浸泡24小时，使用前从浸泡液中取出容器。用真流水冲洗至中性。d用盛装背景值调查样品的容器用10%盐酸8小时以后，在需用1：1硝酸浸泡3-4天。再用自来水漂洗干净，用蒸馏水冲荡洗3次。e测铭的样品溶液：只能用10%硝酸泡洗，不能用铭酸或盐酸泡洗。f测总汞的样品容器：用1：3硝酸荡洗后放数小时，再用自来水、蒸馏水漂干。g测油类的样品容器，用广口玻璃瓶做容器，按一般洗涤方法，洗涤后还要用萃取剂（如石油醚）彻底荡洗2-3次。h细菌监测用的样品容器，除按一般清洗方法之外，还应将玻璃容器和塞子在高压锅中加热至120C并保持15分钟或于160C干燥灭菌2小时，予以灭菌。在紧急情况下也可将容器放在沸水中煮沸15分钟。1、ODDO、硫化物、余氯、大肠等项目要单独采样。采样时使样品充满容器，并用盖拧紧，使样品上方没有空隙，这样减少了运输过程中水样的晃动。减少Fe被氧化，氤、氨及挥化性有机物的挥发减少。有时对某些特殊项目以单独定容采样更为可取。如悬浮物等的定容采样保存，然后全部用于分析，即可防止样品的分层或吸附在瓶壁上而影响测定结果。六、水样的采集（一） 水质物理化学特性的现场测定与描述采样者到达采样地点后，对有条件进行现场监测的项目进行现场测定（测定PH水文，DO湿度并水样感官指标进行定性描述并记录在案）2、 采样时不可搅动水底部的沉积物。3、 采样时应保证采样点的位置准确，记录采样水深等水文参数。4、 认真填写“水质采样记录表”用签字笔做好现场记录，字迹端正、清晰、项目完整。5、 如采样现场水体很不均匀，无法采到有代表性样品，则应详细记录不均匀情况和实际情况。供使用及分析人员参考并向主持项目负责人反映汇报。6、 测定油类的水样：应在水面到300MM采集柱状水样，并单独采样。全部用于测定的容器不能用采集中的水样冲洗。7、 测定DO:生化需氧量和有机污染物等项的水样，必须注满容器，不留空间并用水封口。（二） 细菌监测样品的采集1、 直接采集表层水：除去无菌瓶盖，用手紧紧抓住瓶底，躲开水面漂浮物，先将瓶口迅速浸入水中，再把瓶朝向水流逆流采样。同时尽力避开河岸和船只。在静止的水体中采样可在水中将瓶水平向前移动制造人工水流；采样完包好覆盖纸填写采样记录，标识和样品登记。在自来水管道和水泵出口处采集时应先以中等流速放3-5分钟，除去龙头和管线滞存的水，用酒精棉烧一遍再采集。2、 用采集器采集，按照规范要求，尽量避免各种可能的污染。（三） 、油类监测用水样的采集1、 只测定水中溶解的呈乳化状的油含量时，前300mm处避开漂在水面上的浮油。2、 测定水中包括油膜的油含量时，要一并采集睡眠上油膜样品。同时测量油膜厚度和覆盖面积。将三角漏斗固定在球形液漏斗上。采集时，打开分液漏斗的支管活塞，手持分液漏斗和三角漏斗将其迅速插入水中，水样和油膜便通过三角漏斗进入分液漏斗。充满时，瓶关闭，快速倒置，取出水面。3、 测定水面上薄层油膜油份含量，可用于一个已知石槽的不锈钢网格架上固定容易吸收油类的介质。（如厚滤纸，合成纤维等，将其放水面上吸收漂浮油分，取出钢网，用正乙烷溶解油分，按定性法分析）（四）、溶解氧监测采集时要注意避开激流，采样的水样不能曝气，溶解氧瓶内不能残留小气泡。采样好的水样不能在现场测定时，应对水样进行固定。河流自净作用是靠河床的粗糙度（即曝氧过程）湖泊的自净是风力的扩散。七、水样的储存各种水质的水样冲采集到分析这段时间，会物理的、化学和生化发生各种变化，为了使这些变化降到最低程度，必须在采样中采取措施。根据不同监测项目的要求采取不同保存方法。1、 冷藏水样在4C冷藏或将水样迅速冰冻、储暗，其作用是阻止生物活动，减少了物理挥发作用和化学反应速度。2、 加入化学保存剂为了抑制生物作用，可在样品加入抑制剂（冻菌剂）如在氟氮硝氮加入HgCl做保护剂以抑制生物对亚氮硝氮等氧化还原作用。在测定酚样水样中加HPO调制PH=4加入CaSO溶液以控制苯酚分解菌的活动。3、 调节PH值：测定金属离子的水样常用HN酸化PH1-2即可防止重金属水解沉淀。又可以防止金属在器壁表面上的吸附，同时在酸性介质中还能以致生物的活动。4、 加氧化剂水样中痕量汞易被还原，引起汞的挥发损失。加入硝酸一重铭酸钾溶液可使汞维持在高氧化态。汞的稳定性就大为改善。5、 加还原剂硫化物的水样，加入还原剂抗坏血酸保存有利。含余氯的水样：余氯可使CN氧化，可使酚，类苯系物氧化相应衍生物，为此在采集水样时应加入适当硫化硫酸钠予以还原出去余氯干扰。八、 水样的有效保存期限长短依赖以下各个因素：1、 待测物的物理化学性质：稳定性好的成分如F、CL、SO、Na、K等保持时间