(環(huán)境監(jiān)測)第二章(1).ppt

1、目的與要求1） 清楚水資源及其水質(zhì)污染監(jiān)測的對象、目的、監(jiān)測項目和主要的水質(zhì)監(jiān)測分析方法；2） 掌握水質(zhì)在物理性質(zhì)、金屬化合物和非金屬無機物、有機化合物監(jiān)測的項目及監(jiān)測方法；3） 掌握水質(zhì)監(jiān)測方案制訂、水樣采集保存和預處理以及底質(zhì)監(jiān)測。,Chapter2 水和廢水監(jiān)測,Chapter2 水和廢水監(jiān)測,2.1水資源及水質(zhì)污染 2.2水質(zhì)監(jiān)測方案的制定 2.3水樣的采集和保存 2.4水樣的預處理 2.5物理性質(zhì)的檢驗 2.6金屬化合物的測定,2.7非金屬無機物的測定 2.8有機化合物的測定 2.9底質(zhì)監(jiān)測 2.10活性污泥性質(zhì)的測定 2.11水質(zhì)污染生物監(jiān)測,本節(jié)內(nèi)容：1）概括介紹我國和世界水資源

2、現(xiàn)狀，2）水體和水體污染的基本概念，3）水質(zhì)監(jiān)測的對象和目的，4）水質(zhì)監(jiān)測項目及確定的依據(jù)，5）介紹水質(zhì)監(jiān)測分析方法。,2.1水質(zhì)污染與監(jiān)測,2.1水質(zhì)污染與監(jiān)測,2.1.1水資源及水質(zhì)污染 2.1.1.1、水資源,我國水資源：,2.1.1.2、水質(zhì)污染（water pollution ）,（1）污染源 自然：氟化鈣（螢石），會引起水體中氟含 量增加，飲用此水會出現(xiàn)氟中毒現(xiàn)象。 非自然：由于人類的活動產(chǎn)生的污染源。 例如：工業(yè)廢水、生活污水、其他廢棄物等。,（2）水質(zhì)污染類型,（3）水體自凈,水體自凈：有機污染物進入水體后，在物理、化學和水生物等因素的綜合作用下得到凈化，水質(zhì)恢復到原有水平。自

3、凈能力決定著水體的環(huán)境容量。,水環(huán)境質(zhì)量,嚴重污染海域主要分布在長江口（杭州灣）、珠江口、遼河口等海域和少數(shù)人口集中、工業(yè)發(fā)達的大中城市沿海近岸海域 ； 2002年，全海域海水中的主要污染物是無機氮、磷酸鹽和鉛； 油類的污染程度明顯減輕； 全海域海水中鉛的污染范圍顯著擴大，污染程度有所加重。,渤海 污染程度仍然較重，未達到清潔海域的面積約3.2萬km2 ，占渤?？偯娣e的比例由上年的24.6%增加到41.3%，主要是受鉛污染的海域面積明顯增加。主要污染物是無機氮、磷酸鹽、鉛和汞。,赤潮,*2002年我國海域共發(fā)現(xiàn)赤潮73次，赤潮發(fā)生面積累計超過1萬km2 ； *部分海域及養(yǎng)殖區(qū)多次檢測出亞歷山大

4、藻（Alexandrium）和裸甲藻（Gymnodrium）等有毒赤潮藻類，并在小范圍內(nèi)監(jiān)測到有毒赤潮，在某些貝類中檢測出赤潮毒素； *11月福建連江海域發(fā)生的裸甲藻赤潮對當?shù)氐乃a(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了近千萬元的經(jīng)濟損失,赤潮發(fā)生時的紅色波濤,2000年發(fā)生在渤海灣的大面積赤潮,船行過赤潮海域時的紅色浪花,海上溢油事故發(fā)生的海域,海洋生物污染監(jiān)測樣品魚內(nèi)臟的采集,淮河流域(2007年3月22日),2.1.2水質(zhì)監(jiān)測的對象和目的,2.1.2.1、水質(zhì)監(jiān)測的對象,2.1.2.2、水質(zhì)監(jiān)測的目的,1）地表水及地下水經(jīng)常性監(jiān)測以掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)律 2）排放的各類廢水監(jiān)視性監(jiān)測為污染源管理和排污收費提供依

5、據(jù) 3）污染事故應(yīng)急監(jiān)測為分析判斷事故原因、危害及采取對策提供依據(jù) 4）為環(huán)境管理提供數(shù)據(jù)和資料 5）為環(huán)境科學研究提供數(shù)據(jù)和資料,已建的42個水質(zhì)自動監(jiān)測站,2.1.3監(jiān)測項目（monitoring items）,2.1.3.1、確定監(jiān)測項目的依據(jù),2.1.3.2、地表水監(jiān)測項目(參見P32-33),2.1.3.3、工業(yè)廢水監(jiān)測項目(參見P33-34),2.1.3.4、生活飲用水監(jiān)測項目(P33) 肉眼可見物、色、臭、味、濁度、pH、總硬度、陰離子合成洗滌劑、硫酸鹽、氯化物、耗氧量、鋁、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚、氰化物等。 2.1.3.5、海水監(jiān)測項目（P33） 水溫、漂浮物、 色、臭、味、p

6、H、溶解氧、COD、BOD、汞、鎘、鉛、鉻（六價）、總鉻、銅、鋅等。,2.1.4水質(zhì)監(jiān)測分析方法,2.1.4.1、選擇分析方法的原則 1）靈敏度、準確度能滿足定量要求； 2）方法成熟、準確； 3）操作簡便，易于普及； 4）抗干擾能力好。,2.1.4.2、水質(zhì)監(jiān)測分析方法分類,（試用方法）,水質(zhì)監(jiān)測分析方法,1. 國家或行業(yè)的標準分析方法 其成熟性和準確度好，是評價其他監(jiān)測分析方法的基準方法，也是環(huán)境污染糾紛法定的仲裁方法；水和廢水標準分析方法（第四版） 2. 統(tǒng)一分析方法 是經(jīng)研究和多個單位的實驗驗證表明是成熟的方 法。 3. 試用方法 是在國內(nèi)少數(shù)單位研究和應(yīng)用過，或直接從發(fā)達國家引進，供監(jiān)

7、測科研人員試用的方法。 標準分析方法和統(tǒng)一分析方法均可在環(huán)境監(jiān)測與執(zhí)法中使用。,2.1.4.3、水質(zhì)監(jiān)測常用的方法： 化學法、電化學法、原子吸收分光光度法、離子色譜法、氣相色譜法、等離子體發(fā)射光譜(ICPAES)法、生物監(jiān)測法等。其中，化學法(重量法、容量滴定法和分光光度法)目前在國內(nèi)外水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測中還普遍被采用，占測定方法總數(shù)的50以上。各類監(jiān)測分析方法測定的項目列于表2-1。,各類分析方法在水質(zhì)監(jiān)測中所占比重,常用水質(zhì)監(jiān)測方法測定項目（參見P35-36表2-1）,水污染可連續(xù)自動監(jiān)測的項目及方法,2.1.5污染物的形態(tài)分析,1、污染物的形態(tài)： 化學狀態(tài)、價態(tài)、異構(gòu)狀態(tài) 2、形態(tài)分析方法:P

8、37 直接測定法； 分離測定法； 干法； 理論計算法,第二節(jié)水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂,本節(jié)內(nèi)容：1）首先介紹水質(zhì)監(jiān)測任務(wù)的總體構(gòu)思和設(shè)計原則2）然后學習按照不同水體分類的水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂原則3）要求熟練掌握地面水、地下水、水污染源等各種各類水體的監(jiān)測方案的制定原則和方法,監(jiān)測任務(wù)的總體構(gòu)思和設(shè)計（制訂流程）1、明確監(jiān)測目的2、進行調(diào)查研究3、確定監(jiān)測對象4、設(shè)計監(jiān)測網(wǎng)點5、安排采樣時間和頻率6、選定采樣和保存方法7、選定分析測定技術(shù)8、提出監(jiān)測報告要求9、制訂質(zhì)量保證程序、措施和方案的實施計劃,2.2.1 地面水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂,（一）基礎(chǔ)資料收集 （二）監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置 （三）采樣時間與采

9、樣頻率的確定 （四）采樣及監(jiān)測技術(shù)的選擇 （五）結(jié)果表達、質(zhì)量保證及實施進度計劃,2.2.1.1基礎(chǔ)資料收集,1、水體的水文、氣候、地質(zhì)和地貌資料。如水位、水量、流速及流向的變化；降雨量、蒸發(fā)量及歷史上的水情；河寬、河深、河床結(jié)構(gòu)及地質(zhì)狀況等。 2、水體沿岸城市分布、工業(yè)布局、污染源及其排污情況、城市給排水情況等。 3、水體沿岸水資源現(xiàn)狀及用途。如飲用水源分布和重點水源保護區(qū)，水體流域土地功能及近期使用計劃等。 4、歷年水質(zhì)監(jiān)測資料、水文實測資料、水環(huán)境研究成果等。,2.2.1.2監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置,1、監(jiān)測斷面的布設(shè)原則 2、監(jiān)測斷面設(shè)置 （1）河流監(jiān)測斷面設(shè)置 （2）湖泊（水庫）監(jiān)測斷

10、面設(shè)置 3、采樣位置的確定 （1）采樣垂線的設(shè)置 （2）采樣點的設(shè)置,（1）在對調(diào)查研究結(jié)果和有關(guān)資料進行綜合分析的基礎(chǔ)上，監(jiān)測斷面的布設(shè)應(yīng)有代表性，即能較真實、全面地反映水質(zhì)及污染物的空間分布和變化規(guī)律；根據(jù)監(jiān)測目的和監(jiān)測項目，并考慮人力、物力等因素確定監(jiān)測斷面和采樣點。 （2）有大量廢水排入河流的主要居民區(qū)、工業(yè)區(qū)的上游和下游。較大支流匯合口上游和匯合后與干流充分混合處，入海河流的河口處，受潮汐影響的河段和嚴重水土流失區(qū)。湖泊、水庫、河口的主要入口和出口。國際河流出入國境線的出入口處。,監(jiān)測斷面的布設(shè)原則,監(jiān)測斷面的布設(shè)原則,（3）飲用水源區(qū)、水資源集中的水域、主要風景游覽區(qū)、水上娛樂區(qū)及

11、重大水力設(shè)施所在地等功能區(qū)。 （4）斷面位置應(yīng)避開死水區(qū)及回水區(qū)，盡量選擇河段順直、河床穩(wěn)定、水流平穩(wěn)、無急流淺灘處。 （5）應(yīng)盡可能與水文測量斷面重合；并要求交通方便，有明顯岸邊標志。,2.2.1.3采樣時間與采樣頻率的確定,1）飲用水源地：全年采樣不少于12次，采樣時間根據(jù)具體情況選定。 2）河流：較大水系干流和中、小河流全年采樣不少于6次，采樣時間為豐水期、枯水期和平水期，每期采樣兩次。流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū)，污染較重的河流、游覽水域，全年采樣不少于12次。采樣時間為每月一次或視具體情況選定。 3）排污渠：全年采樣不少于3次。 4）底泥：每年在枯水期采樣一次。 5）背景斷面：每年采樣一次。在污

12、染可能較重的季節(jié)進行。,6）潮汐河流：全年按豐、枯、平三期，每期采樣2天，分別在大潮期和小潮期進行，每次應(yīng)當在當天漲潮、退潮時采樣，并分別加以測定。漲潮水樣應(yīng)當在各斷面漲平時采樣，退潮時也應(yīng)當在各斷面退平時采樣，若無條件，小潮期可不采樣。 7）湖泊、水庫：設(shè)有專門監(jiān)測站的湖、庫，每月采樣不少于1次，全年不少于12次，其他湖、庫每年采樣2次，枯、豐水期各一次。有廢水排入、污染較重的湖、庫，應(yīng)酌情增加采樣次數(shù)。,要根據(jù)監(jiān)測對象的性質(zhì)、含量范圍及測定要求等因素選擇適宜的采樣、監(jiān)測方法和技術(shù)。,2.2.1.4采樣及監(jiān)測技術(shù)的選擇,2.2.1.5結(jié)果表達、質(zhì)量保證及實施進度計劃,對監(jiān)測中獲得的眾多數(shù)據(jù)，

13、應(yīng)進行科學地計算和處理，并按照要求的形式在監(jiān)測報告中表達出來。質(zhì)量保證概括了保證水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)正確可靠的全部活動和措施。質(zhì)量保證貫穿監(jiān)測工作的全過程。實施進度計劃是實施監(jiān)測方案的具體安排，要切實可行，使各環(huán)節(jié)工作有序、協(xié)調(diào)地進行。 詳細內(nèi)容參閱第九章。,河流監(jiān)測斷面的設(shè)置,河流監(jiān)測斷面設(shè)置,背景斷面,（2）湖泊、水庫監(jiān)測斷面的設(shè)置 首先判斷湖、庫是單一水體還是復雜水體；考濾匯入湖、庫的河流數(shù)量，水體的徑流量、季節(jié)變化及動態(tài)變化，沿岸污染源分布及污染物擴散與自凈規(guī)律、生態(tài)環(huán)境特點等。 然后按照前面講的設(shè)置原則確定監(jiān)測斷面的位置： 1）進出湖、水庫的河流匯合處分別設(shè)置監(jiān)測斷面。 2）以各功能區(qū)(如城

14、市和工廠的排污口、飲用水源、風景游覽區(qū)、排灌站等)為中心，在其輔射線上設(shè)置弧形監(jiān)測斷面。 3）在湖庫中心，深、淺水區(qū)，滯流區(qū)，不同魚類的回游產(chǎn)卵區(qū)，水生生物經(jīng)濟區(qū)等設(shè)置監(jiān)測斷面。 4）無明顯功能區(qū)別，可用網(wǎng)格法等設(shè)置監(jiān)測垂線。,（1）采樣垂線的設(shè)置,（1）采樣垂線的設(shè)置,說明: 1)監(jiān)測斷面上采樣垂線的布設(shè)，應(yīng)避開岸邊污染帶。對有必要進行監(jiān)測的污染帶，可在污染帶內(nèi)酌情增加垂線。 2)對無排污河段或有充分數(shù)據(jù)證明斷面上水質(zhì)均勻時，可只設(shè)一條中泓垂線。 3)凡布設(shè)于河口，要計算污染物排放通量的斷面，必須按本規(guī)定設(shè)置采樣垂線。,（2）采樣點的設(shè)置,（2）采樣點的設(shè)置,說明： 1)水深不足1m時，在1

15、/2水深處； 2)河流封凍時，在冰下0.5m處； 3)若有充分數(shù)據(jù)證明垂線上水質(zhì)均勻，可酌情減少采樣點數(shù)； 4)凡布設(shè)于河口，要計算污染物排放通量的斷面，必須按本規(guī)定設(shè)置采樣點。,2.2.2地下水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂,（一）調(diào)查研究和收集資料 （二）采樣點的設(shè)置 （三）采樣時間和采樣頻率的確定,2.2.2.1調(diào)查研究和收集資料,(1)收集、匯總監(jiān)測區(qū)域的水文、地質(zhì)、氣象等方面的有關(guān)資料和以往的監(jiān)測資料。,(2)調(diào)查監(jiān)測區(qū)域內(nèi)城市發(fā)展、工業(yè)分布、資源開發(fā)和土地利用情況，尤其是地下工程規(guī)模應(yīng)用等；了解化肥和農(nóng)藥的施用面積和施用量；查清污水灌溉、排污、納污和地面水污染現(xiàn)狀。,(3)測量或查知水位、水深，

16、以確定采水器和泵的類型，所需費用和采樣程序。,(4)在完成以上調(diào)查的基礎(chǔ)上，確定主要污染源和污染物，并根據(jù)地區(qū)特點與地下水的主要類型把地下水分成若干個水文地質(zhì)單元。,2.2.2.2采樣點的設(shè)置,1、背景值監(jiān)測點的設(shè)置 設(shè)在污染區(qū)外圍不受或少受污染的地方。在垂直于地下水流方向的上方設(shè)置。 2、監(jiān)測井的布設(shè) 1）點狀污染區(qū)（滲坑、滲井和堆渣區(qū)的污染物在含水層滲透小的地區(qū)形成的），監(jiān)測井設(shè)在距污染源最近的地方。 2）塊狀污染區(qū)（污灌區(qū)、污養(yǎng)區(qū)及缺乏衛(wèi)生設(shè)施的居民區(qū)），監(jiān)測井設(shè)在地下水流向的平行和垂直方向上。 3）條（帶）狀污染區(qū)（滲坑、滲井和堆渣區(qū)的污染物在含水層滲透大地區(qū)及沿河、渠排放的工業(yè)廢水和

17、生活污水）,宜用網(wǎng)格布點法設(shè)置監(jiān)測井。一般監(jiān)測井在液面下0.30.5m處采樣。,2.2.2.3采樣時間和采樣頻率的確定,1、常規(guī)性監(jiān)測，每年在豐水期、枯水期分別采樣測定；有條件的地區(qū)，可四季采樣；已建立長期觀測點的地方按月采樣。 2、每一采樣期至少監(jiān)測1次，飲用水每一采樣期監(jiān)測2次，其間隔至少10天，即采一次分析檢驗一次，10天后再采、檢一次，可作為監(jiān)測數(shù)據(jù)報出。 3、對有異常情況的井點，應(yīng)適當增加采樣監(jiān)測次數(shù)。,2.2.3 水污染源監(jiān)測方案的制訂,2.2.3.1調(diào)查研究，收集資料2.2.3.2采樣點設(shè)置,（1）在車間或車間處理設(shè)備的廢水排放口設(shè)置采樣點，測一類污染物（汞、鎘、砷、鉛、六價鉻、

18、有機氯化合物、強致癌物質(zhì)等）。,（2）在工廠廢水總排放口布設(shè)采樣點，測二類污染物（懸浮物、硫化物、揮發(fā)酚、氰化物、有機磷化合物、石油類、銅、鋅、氟、硝基苯類、苯胺類等）。,1、工業(yè)廢水,（3）已有廢水處理設(shè)施的工廠，在處理設(shè)施的排放口布設(shè)采樣點。為了解廢水處理效果，可在進出口分別設(shè)置采樣點。,（4）在排污渠道上，采樣點應(yīng)設(shè)在渠道較直，水量穩(wěn)定，上游無污水匯入的地方?？稍谒嫦?/41/2處采樣，作為代表平均濃度水樣采集。,2、城市污水（生活污水(sanitary waste)和醫(yī)院污水(hospital sewage)、綜合排污口等） 1）城市污水管網(wǎng)：在一個城市的主要排污口或總排污口設(shè)點采樣

19、，城市污水干管的不同位置，污水進入水體的排放口，非居民生活排水支管接入城市污水干管的檢查井。 2）城市污水處理廠：在污水處理廠的污水進出口處設(shè)點采樣；,工業(yè)廢水：每年采樣監(jiān)測 24 次； 生活污水：每年采樣監(jiān)測 2次，春、夏季各1次； 醫(yī)院污水：每年采樣監(jiān)測 4次，每季度1次。,環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范對向國家直接報送數(shù)據(jù)的廢水排放源規(guī)定：,（三）采樣時間和頻率,2.3水樣的采集和保存,本節(jié)內(nèi)容： 1）水樣的類型； 2）掌握地面水、廢水、底質(zhì)等水樣的采集和采樣器使用及水流量測量； 3）掌握水樣的運輸和保存原理與方法； 4）其中要求熟練掌握的重點內(nèi)容是：地面水的采集方法和采樣器，水樣的類型：瞬時水樣、混

20、合水樣和綜合水樣，水樣的冷藏或冷凍法與加入化學試劑的保存方法。,2.3.1水樣的的類型,2.3.2.1采集前的準備（preparation before sampling）,2.3.2地表水樣的采集（Collecting of surface water sample）,2.3.2.2采樣方法和采樣器(Sampling process and water Sampler),2.3.3地下水樣的采集（Collecting of groundwater sample ）,水井(water well) 利用抽水機設(shè)備,涌水口處直接采樣,對于自來水，要先將水龍頭完全打開，放水數(shù)分鐘，排出管道中積存的死

21、水后再采樣。,2.3.4廢水樣品的采集,2.3.4.1采樣方法 一、淺水采樣 可用容器直接采集，或用聚乙烯塑料長把勺采集。 二、深層水采樣 可使用專制的深層采水器采集，也可將聚乙烯筒固定在重架上，沉入要求深度采集。 三、自動采樣 采用自動采樣器或連續(xù)自動定時采樣器采集。如自動分級采樣式采水器，可在一個生產(chǎn)周期內(nèi)，每隔一定時間將一定量的水樣分別采集在不同的容器中；自動混合采樣式采水器可定日連續(xù)地將定量水樣或按流量比采集的水樣匯集于一個容器內(nèi)。,2.3.4.2廢水樣類型,2.3.5采集水樣注意事項,1、測定懸浮物、pH、溶解氧、BOD、油類、硫化物、余氯、放射性、微生物等項目需單獨采樣；在測定溶解

22、氧、BOD和有機污染物等項目的水樣必須充滿容器；測定pH、溶解氧和電導率等項目宜在現(xiàn)場測定。采樣時要同步測量水文和氣象參數(shù)。 2、填寫登記表,2.3.6流量的測量（flow measurement）,（一）測量參數(shù)：在采集水樣的同時，還需要測量水體的水位(m)、流速(ms)、流量（m3s）等水文參數(shù)， （二）意義：因為在計算水體污染負荷是否超過環(huán)境容量、控制污染源排放量、估價污染控制效果等工作中，都必須知道相應(yīng)水體的流量。 （三）測量方法原則：對于較大的河流，水文部門一般設(shè)有水文監(jiān)測斷面，應(yīng)盡量利用其所測參數(shù)。,（四）測量方法： 1、流速儀法（流速面積法） 對于水深大于0.05m，流速大于0.

23、15ms的河、渠，可 用流速儀測定水流速度。 2、浮標法 浮標法是一種粗略測量流速的簡易方法。 3、堰板法（溢流沿法） 這種方法適用于不規(guī)則的污水溝、污水渠中水流量的測 量。 4、其他方法 用容積法測定污水流量也是一種簡便方法。 現(xiàn)已生產(chǎn)多種規(guī)格的污水流量計，測定流量簡便、準 確。此外，還可以用壓差法、根據(jù)工業(yè)用水平衡計算法或排水管徑大小測量法估算污水流量。,2.3.7水樣的保存和運輸（Preservation and transportation of water sample）,2.3.7.1水樣的運輸,注意以下兩點： 1）塞緊采樣器塞子，必要時用封口膠、石蠟封口；避免因震動、碰撞而損失或

24、玷污，因此最好將樣瓶裝箱，用泡沫塑料或紙條擠緊； 2）需冷藏的樣品，應(yīng)配備專門的隔熱容器，放入制冷劑，將樣瓶置于其中；冬季應(yīng)注意保溫，以防樣瓶凍裂。,2.3.7.2 水樣的保存,1、保存要求： 不發(fā)生物理、化學、生物變化；不損失組分； 不玷污（不增加待測組分和干擾組分） 2、容器的要求 選性能穩(wěn)定，不易吸附預測組分，雜質(zhì)含量低的材料制成的容器，如聚乙烯和硼硅玻璃材質(zhì)的容器是常規(guī)監(jiān)測中廣泛使用的，也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器，但價格昂貴。 3、保存時間要求： 即最長貯放時間，一般污水的存放時間越短越好。 清潔水樣72h；輕污染水樣48h；嚴重污染水樣12h；運輸時間24h以內(nèi)。,4、保存方法： 1）、冷藏或冷凍法 2）、加入化學試劑保存法見表2-2,（1）加入生物抑制劑 （2）調(diào)節(jié)pH值 （3）加入氧化劑或還原劑,2.4 水樣的預處理,2.4.1 水樣的消解 2.4.2 富集與分離(enriching and separation),2.4.1 水樣的消解,2.4.1.1目的：破壞有機物，溶解懸浮性固性， 將各種價態(tài)的欲測元素