第二章 水和废水监测(第一节).ppt

1、第二章 水和废水监测water and wastewater monitoring,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,第一节 水质污染与监测,第一节 水质污染与监测,一、水资源与水质污染 二、水质监测的对象和目的 三、监测项目 四、水质监测分析方法 五、污染物形态分析 六、水质监测结果的表示方法 补充知识：环境标准,一、水资源与水质污染water resources an

2、d water pollution,地球上一切生命存在的基础 对人的重要性 人体的2/3是水； 人体失去10的水，将难以运动； 失去20的水将导致死亡 工业生产更离不开水 水是农业的命脉,1.水的重要性,？,？,整个地球水量：13.6亿km3，对人类生活、生产关系密切而又比较容易开发利用的淡水资源储量约为400km3，仅占地球总量的0.3%,我国拥有地表水年径流量总量为2.8万亿m3，居世界第六位，但由于我国人口众多，人均拥有水量为2200立方米，排到了世界第84位，我国人均水量仅占世界人均占有量的1/4。属轻度缺水国家,节水观念薄弱,2、水质污染（water pollution ）,三门峡大

3、坝出水口处的水质污染严重,环境容量：自然环境体系对其中的各种物质的变化所具有的一定程度的调节和缓冲能力 水环境的自净能力：水体所具有的在一定程度下自然降低污染的能力 水污染：由于污染物的大量侵入和积累，当超过水体自净能力时，将导致水体的化学、物理、生物或放射性等方面的特性发生变化，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化。,（1）水污染按原因分为： 自然污染：自然原因造成的污染。造成自然污染的有害物质含量一般称为自然本底值或背景值 人为污染：人类生活和生产过程中产生的废物对水的污染。,点源 Point Source 25% direct discharge from i

4、ndustry, sewage treatment plants, etc. easier to identify due to “end of pipe”,面源 Nonpoint Source 75% general runoff of water contaminated by poor land use, homes, streets, air, etc. difficult to identify,（2）水质污染的分类,水质监测,通过对影响水体质量因素的代表值的测定，鉴别水的质量，确定水污染程度及其变化趋势。,1. 水质监测的对象 2. 水质监测的目的,二、水质监测的对象和目的obje

5、cts and purposes of water quality monitoring,1. 水质监测的对象,2. 水质监测的目的,1）地表水及地下水经常性监测，以掌握水质现状及变化趋势。 2）生产和生活过程监视性监测，评价是否符合排放标准。 3）事故监测应急监测，分析事故原因及危害。 4）为环境管理提供数据和资料。 5）为环境科学研究提供数据和资料。 6）环境污染纠纷仲裁监测，判断纠纷原因。,三、水质监测的项目 items in water quality monitoring,1. 水质指标的定义 水质是指水和其中所含的杂质共同表现出来的综合特性 水质指标是水质的具体衡量标准，表示出水中

6、杂质的种类、成分和数量,另外也可按物理、化学和生物特性来区分,水质指标的演变,2. 确定监测项目的依据 水体被污染情况 水体功能 污染源调查结果（污染物浓度和种类） 人力、经费等客观条件,3. 监测项目的确定原则,选择国家和地方的地表水环境质量标准中要求控制的监测项目； 选择国家水污染物排放标准中要求控制的监测项目； 选择对人和生物危害大、对地表水环境影响范围广的污染物； 所选监测项目有“标准分析方法”、“全国统一监测分析方法”。,随着监测手段和分析方法的发展和进步，国外或国内标准的相继更新与补充，水质监测项目增速较快。目前我国受人力、物力和财力的限制，对水质监测和污水排放标准推行必测项目和选

7、测项目的“双轨制”，选测项目中大多数为有机物测试指标。 各地区可根据本地区污染源的特征和水环境保护功能的划分，酌情增加某些选测项目；根据本地区经济发展、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。,4. 具体监测项目,（1）地表水监测项目 （2）地下水监测项目 （3）生活饮用水监测项目 （4）废（污）水监测项目 （5）其他行业用水水质监测项目,（1）地表水监测项目 1. 江河、湖泊、渠道、水库监测,基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。水域功能类别高的标准值严于水域功能类别低的标准值。同一水域兼有多种功能的，以高功能分类。,地面水环境质量标准G

8、B3838-2002（P14） 水体分为五类：,必选项目： 基本项目（24项） 适用于全国江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域 集中式生活饮用水地表水源地补充项目（5项） 选测项目： 河流、湖泊选测项目 总有机碳、甲基汞、硝酸盐（湖、库）、亚硝酸盐（湖、库） 其他项目根据纳污情况由各级相关环保部门确定。 集中式生活饮用水地表水源地特定项目（80项） 特定项目由县级以上人民政府环境保护行政主管部门根据本地区地表水水质特点和环境管理的需要进行选择 生物学调查和监测 水生生物群落调查、生产力调查、细菌学检验、毒性及致突变试验等 对底质种污染物监测 污染物通量、水文参数和气象参数等,

9、2. 海水,海水水质标准GB3097-1997 按海域不同使用功能和保护目标，将水质分为四类：,监测项目（35项）： 水温、漂浮物、悬浮物、色、臭、味、pH、溶解氧、 化学需氧量、五日生化需氧量、汞、镉、铅、六价铬、总铬、氰化物、挥发性酚等；,（2）地下水监测项目,地下水质量标准GB/T 14848-93 将地下水质量分为五类：,监测项目（37项）： pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类、氰化物、砷、汞、铬(六价)、总硬度、铅、氟、镉、铁、锰、溶解性总固体、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、大肠菌群，以及反映本地区主要水质问题的其它项目；,生活饮用水： 由集中式供水单位直接供给居民作为饮水和生

10、活用水。 制定的原则 流行病学上安全可靠，不含各种病源细菌和寄生虫卵，防治传染病的传播 化学组成上对人体无害，所含的有毒有害物质的浓度对人体健康不产生毒害或不良影响 感官性状良好，对感官无不良刺激,（3）生活饮用水监测项目,中国的饮用水水质标准,生活饮用水卫生标准 GB574985(35项) 2001年“生活饮用水水质卫生规范”（96项） 生活饮用水卫生标准GB57492006 （106项）,生活饮用水水质卫生规范（2001年）（P18） 常规检验项目（34项）：色、臭和味、锰、挥发性酚、阴离子合成洗涤剂、砷、氟化物、总大肠菌群、总放射性等 感官性状和一般化学指标 毒理学指标 细菌性指标 放射

11、性指标 非常规检验项目（62项）：铍、铊、1,1-二氯乙烯、甲草胺、滴滴涕、乐果、林丹、五氯酚、氯化氰等,生活饮用水卫生标准GB 5749-85年和2006年差别,生活饮用水水质常规检测项目及限值,GB5749-2006,生活饮用水水质常规检测项目及限值,GB5749-2006,生活饮用水水质常规检测项目及限值,GB5749-2006,主要国家的饮用水水质标准,日本 生活饮用水水质标准（1992年颁布） 与人体健康有关的指标（29项） 水道水必须具备的性状指标（17项） 快适水质指标（13项） 监视项目（26项）,85,主要国家的饮用水水质标准,法国 饮用水标准（1989年3月） 感官指标（4

12、项） 理化指标（11项） 过量有害物质（16项） 有毒物质指标（11项） 微生物学指标（8项） 农药（17项） 软化水/矿化水（2项） 需要控制的参数（16项） 增加的修订项目（8项）,93,主要国家的饮用水水质标准,美国EPA 饮用水水质标准（1996年） 一级最大污染物浓度指标（72项，其中无机物15项，有机物54项，放射性物质3项） 二级最大污染物浓度指标（15项） 微生物学指标（7项）,94,主要国家的饮用水水质标准,欧共体理事会 感官性状指标（4项） 理化指标（15项） 过量有害物质指标（24项） 有毒有害物质指标（13项） 微生物学指标（6项） 饮用软化水的最低规定浓度（4项） 微

13、生物学指标（7项） 理化指标（26项） 指示性指标（20项）,119,主要国家的饮用水水质标准,加拿大 饮用水标准（1996年4月） 微生物学指标(1项) 理化指标(80项) 无指标值参数(29项) 放射性指标(29项),139,主要国家的饮用水水质标准,世界卫生组织 1992年颁布饮用水水质准则（第2版） 细菌学指标（5项） 与健康有关的化学指标（113项） 饮用水中常见的对健康影响不大的化学物质指标（3项） 放射性组分（2项） 饮用水中的能引起用户不满的物质指标（31项）,154,生活污水成分和性质 特征：浑浊、深色、恶臭的液体、pH在78之间；固体物含量仅为0.10.2 需监测的项目：p

14、H、悬浮固体、可沉固体、COD、BOD、氨氮、硝酸盐氮等 变化因素多，水质不稳定，需综合出污水水质的平均值,（4）废（污）水监测项目,工业废水成分和性质 污染强度大、污染物质多、治理难度大 无机工业废水：冶金、建筑等工业废水 有机工业废水：食品、农药、石油化工等废水 混合工业废水：焦化废水、皮革废水等,标准分类：三级标准 排入GB3838III类水域（划定的保护区和游泳区除外）和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准 排入GB 3838中、类水域和排入GB3097中三类海域的污水，执行二级标准 排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准 GB3838中、类水域和III类水

15、域中划定的保护区，GB3097中一类海域，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准,污水综合排放标准 GB8978-1996（P20）,本标准将排放的污染物按其性质及控制方式分两类 第一类污染物是指能在环境和动物、植物中蓄积，对人体健康产生长远不良影响的污染物质(13种） 不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求,第一类污染物,最高允许排放浓度,mg/L,标准值：两类污染物 第二类污染物是指其长远影响小于第一类的污染物质（pH、SS、BOD5、COD

16、） 在排污单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求,第二类污染物,最高允许排放浓度,mg/L,1997年12月31日前,第二类污染物,最高允许排放浓度,mg/L,1998年1月1日后,National Effluent Standards in Japan,Two categories: Those for protecting human health (24 substances) Those for protecting the living environments (16 items),First categories,Second categories,重要参数对比,工

17、业用水水质标准 生产技术用水原料用水、生产工艺用水和生产过程用水 冷却用水尽可能低的水温、无水垢或泥渣沉积、对金属腐蚀小、避免微生物或其它生物的繁殖 锅炉用水悬浮固体、硬度、溶解氧指标,（5）其他行业用水水质监测项目,农业用水水质标准 灌溉用水水质指标中，总含盐量是一个重要指标。 用总含盐量小于500mg/L的水灌溉农田不会引起盐碱化问题，我国规定灌溉用水的总含盐量不得超过1500mg/L 渔业用水水质标准 考虑鱼类的生存和繁殖以及毒物通过食物链在鱼体内的富集,应遵循： 灵敏度和准确度能满足测定要求； 方法成熟； 抗干扰能力好； 操作简便。,1、选择监测分析方法的原则,同一监测项目，可选择不同

18、方法，但正确选用监测方法，可确保结果准确性,四、水质监测分析方法 methods for water quality monitoring,我国环保部将现行方法分为三类：,A类为国家或行业的标准分析方法： 成熟性、准确度好，是评价其他监测分析方法的基准方法，也使环境污染纠纷法定的仲裁方法；,B类为统一分析方法： 经研究和多个单位的实验验证表明是成熟的方法；,C类为试用方法或等效方法： 在国内少数单位研究和应用过，或直接从发达国家引进，供监测科研人员使用的方法。,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,2、监测分析方法的分类：,按照监测方法所依据的原理可分为：,按分析对象可分：,化

19、学分析法：重量法、容量法 原子吸收法：冷原子吸收法、火焰原子吸收法和石墨炉原子 吸收法。 分光光度法：可见、紫外和红外分光光度法。 等离子体发射光谱(ICP-AES)法： 电化学法：库仑分析法、电位分析法和近代极谱分析法 离子色谱法： 其他方法：化学法、原子荧光法、气相分子吸收光谱法、等 离子发射光谱-质谱（ICP-MS),用于测定无机污染物的方法,气相色谱(GC)和高效液相色谱法(HPLC)：分离多种有机物。 气相色谱-质谱法(GC-MS) ：可对浮渣环境样品中的微量组 分进行定性和定量分析。 其他方法：常规监测中的有机物类别测定、好氧有机物测定 等，分光光度法、化学法等也有一定应用。, 用

20、于测定有机污染物的方法,还有生物测定法、放射性监测法和污染物形态分析等用于水和废水污染因子的测定。,部分监测分析方法测定项目,水和废水水质监测分析方法（第四版）(P39),思考题：为什么分光光度法在目前环境监测中还是较常用的方法？,五、污染物形态分析,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。 如：水俣病,铬在水体中可以 、 价态存在。游离的金属离子对水体中浮游生物和鱼类可能是最具有毒性的。,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

21、和治理方法,直接测定法：使用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； 分离测定法：将样品中不同形态的待测组分用物理法或物理化学法先进行分离，然后逐一测定； 干法：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：利用被研究体系有关热力学数据进行计算，确定期形态的方法。,对污染物形态分析常用的方法,六、水质监测结果的表示方法,1. 文字描述 多用于感官测定结果的报告。如：色度、嗅味 2. 用物理量表示 如：温度、电导率 3. 用单位体积水样所含被测物的重量表示（W/V) 如：mg/L，g/L，g/mL 4. 用单位重量的水样中

22、待测物的重量来表示 如:ppm，ppb，ppt 5. 极少情况下，采用毫摩尔/升来表示 如测定酸度、碱度、硬度等。,第一节 练习题,（1）名词理解：水质监测项目 （2）思考题： 分析一水体污染源种类、数量、污染程度，以理解环境水体污染及其监测必要性 （3）简答题： 阐述地表水环境质量标准（GBZH1-1999）和污水综合排放标准（GB8978-1996）的特点。 （4）课后练习题：P142-1,补充知识：环境标准体系,标准化和标准的实施是现代社会的重要标志。所谓标准化，按国际标准化组织（ISO，International Standards Organization ）的定义是：“为了所有有关

23、方面的利益，特别是为了促进最佳的全面经济效果，并适当考虑产品使用条件与安全要求，在所有有关方面的协作下，进行有秩序的特定活动，制定并实施各项规则的过程。”,标准化,标 准,而标准则是“经公认的权威机构批准的一项特定标准化工作成果，它通常以一项文件并规定一整套必须满足的条件或基本单位来表示”。,我国环境保护标准管理办法中规定： 环境标准就是为了保护人群健康,防治环境污染，合理利用资源，促进经济发展，依据环境保护法和有关政策,对环境中有害成分含量及其排放源规定的限量阈值和技术规范。,环境标准(environmental standards),现行环境保护标准,为了保护人类健康，维持生态良性平衡和保

24、障社会物质财富，并考虑技术条件，对环境中有害物质和因素所作的限制性规定。 它是制订环境政策的目标和环境管理工作的依据，也是制订污染物的控制标准的依据，是评价我国各地环境质量的标尺和准绳。,（1）国家环境质量标准,国家环境质量标准是一定时期内衡量环境优劣程度的标准，从某种意义上讲是环境质量的目标标准。 作用 环境质量标准反映了人群、动植物和生态系统对环境质量的综合要求。 环境污染是指某一地区环境中的污染物含量超过了适用的环境标准规定的数值。 环境质量标准是评价环境是否受到污染和制定污染物排放标准的依据。,特征 科学依据：环境基准。 目标性：是政府环境管理量化目标。 立法基础：一切环境保护立法皆服

25、务于保护和改善环境质量，实施环境质量标准。 可实施性：采取措施（如制定和实施排放标准，工业布局和能源结构调整），制定达标计划。,环境质量标准的制定,国家环境质量标准 国家环保部制定国家环境质量标准 国家环境质量标准在全国范围内实施 地方环境质量标准 对国家环境质量标准中未作规定的项目，可以制定地方环境质量标准 地方级环境质量标准是为了维护当地的环境质量，是对国家标准的补充和具体化 由省级政府颁布 地方环境质量标准只在本行政辖区内实行,环境质量标准一般按照环境要素分大气、水质、土壤、噪声等分别制定质量标准。,我国目前主要的环境质量标准,环境空气质量标准（GB3095-1996）（2000年修改单

26、） 地表水环境质量标准（GB3838-2002） 声环境质量标准（GB 3096-2008） 土壤环境质量标准（GB15618-1995） 保护农作物的大气污染物最高允许浓度（GB9137-88） 机场周围飞机噪声环境标准（GB9660-88） 城市区域环境振动标准（GB10070-88） 渔业水质标准（GB11607-89） 农田灌溉水质标准（GB5084-92） 海水水质标准（GB3097-1997） 室内空气质量标准（GB18883-2002）,根据国家环境质量标准及污染治理的技术经济条件，对排入环境的有害物质和产生危害的各种因素所作的限制性规定，是对污染源排放进行控制的标准。,问题：污

27、染物排放的浓度标准和总量控制意味着什么？如何实施总量控制？,（2）国家污染物排放标准,作用,控制污染物的排放量，达到环境质量的要求。 是国家环境管理的重要手段，为排放源规定了最高允许排污限额（浓度或者总量），是判断某排污行为是否合法的根据。 包括我国大气污染防治法在内，很多国家在法律上都规定超标排污为违法甚至犯罪行为，要承担相应的法律后果。,国家污染物排放标准类别,跨行业综合性排放标准 污水综合排放标准 大气污染物综合排放标准 锅炉大气污染物排放标准 行业性排放标准 火电厂大气污染物排放标准 合成氨工业水污染物排放标准 造纸工业水污染物排放标准等,国家污染物排放标准之间关系,综合性排放标准与行

28、业性排放标准不交叉执行 有行业性排放标准的执行行业排放标准 没有行业排放标准的执行综合排放标准,特征,制定依据：污染控制技术（生产工艺、污染预防、末端处理等），同时考虑环境风险； 表达方式：主要是数字限值，也可以是操作标准和技术管理规范。,我国目前主要的主要水污染物排放标准,污水综合排放标准（GB 8978-1996） 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002） 钢铁工业水污染物排放标准（GB13456-1992） 纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287-1992） 合成氨工业水污染物排放标准（GB13458-2001） 畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）

29、皂素工业水污染物排放标准（GB20425-2006） 医疗机构水污染物排放标准（GB18466-2005） 船舶工业污染物排放标准（GB 4286-1984）,大气污染物综合排放标准（GB16297-1996） 火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003） 锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001） 工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996） 水泥工业大气污染物排放标准（GB 4915-2004） 炼焦炉大气污染物排放标准（GB16171-1996） 恶臭污染物排放标准（GB14554-1993） 生活垃圾焚烧污染控制标准（GB 18485-2001） 危险废物焚烧污

30、染控制标准（ GB 18484-2001 ）,我国目前主要的大气污染物排放标准,轻型汽车污染物排放限值及测量方法（I）（GB 18352.1-2001） 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（II） （GB 18352.2-2001） 农用运输车自由加速烟度排放限值及测量方法（GB 18322-2002） 摩托车和轻便摩托车排气污染物排放限值及测量方法（怠速法）（GB 146212002） 摩托车排气污染物排放限值及测量方法（工况法）（GB14622-2002） 车用点燃式发动机及装用点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（ GB 14762-2002）,主要移动源排放标准,轻便摩托车排气污

31、染物排放限值及测量方法（工况法）（GB18176-2002） 装用点燃式发动机重型汽车曲轴箱污染物排放限值及测量方法（GB 11340-2005） 装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物排放限值及测量方法（收集法） （GB 14763-2005） 摩托车和轻便摩托车加速行驶噪声限值及测量方法（GB16169-2005） 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国、阶段）（ GB 18352.3-2005 ） 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方式（中国III、IV、V阶段） （ GB 17691-2005）,点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工

32、况法） （GB 18285-2005） 三轮汽车和低速货车用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国I、II阶段）（GB 19756-2005） 摩托车和轻便摩托车排气烟度排放限值及测量方法（GB 19758-2005） 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法（GB 3847-2005） 摩托车污染物排放限值及测量方法（工况法，中国第阶段）（GB 14622-2007） 轻便摩托车污染物排放限值及测量方法（工况法，中国第阶段）（GB 18176-2007）,重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求及试验方法（ GB20890-2007） 非道路移动机械用柴油机排气污染物排

33、放限值及测量方法（中国I、II阶段） （GB 20891-2007） 燃油控制标准1项：车用汽油有害物质控制标准（GWKB1-1999）,地下铁道车站站台噪声限值（GB 14227-1993） 机场周围飞机噪声环境标准（GB 9660-88 ） 铁路边界噪声限值及测量方法（GB 12525-90） 建筑施工场界噪声限值（GB 12523-1990） 工业企业厂界环境噪声排放标准 （GB 12348-2008） 社会生活环境噪声排放标准（GB22337-2008） 声学 机动车辆定置噪声测量方法（GB/T 14365-93） 汽车定置噪声限值（ GB 16170-1996） 汽车加速行驶车外噪声

34、限值及测量方法（GB 1495-2002）,主要噪声排放标准,摩托车和轻便摩托车定置噪声排放限值及测量方法（GB 4569-2005） 摩托车和轻便摩托车加速行驶噪声限值及测量方法（ GB 16169-2005） 三轮汽车和低速货车加速行驶车外噪声限值及测量方法（中国I、II阶段）（GB 19757-2005）,（3）国家环境监测方法标准,为监测环境质量和污染物排放，规范采样、分析测试、数据处理等所做的统一规定 是指分析方法、测定方法、采样方法、试验方法、检验方法、生产方法、操作方法等所做的统一规定 环境中最常见的是分析方法、测定方法、采样方法。,（4） 国家环境标准样品标准,为保证环境监测数据的准确、可靠，对用于量值传递或质量控制的材料、实物样品，而制定的标准物