環(huán)境監(jiān)測：第2章 水和廢水監(jiān)測 第2講

1、第二節(jié) 水樣的采集、保存和預(yù)處理一、水樣的采集二、水樣的保存三、水樣的預(yù)處理四、水質(zhì)分析結(jié)果的表示方法水樣采集和保存是水質(zhì)分析的重要環(huán)節(jié)之一，原則：水樣必須具有足夠的代表性水樣必須不受任何意外的污染 具體措施：合理的采樣位置和采樣時(shí)間科學(xué)的采樣技術(shù)一、水樣的采集1、采水設(shè)備 （1）采水器：常用采水器急流采水器溶解氣體采水器 （2） 貯水器：聚乙烯塑料容器硬質(zhì)玻璃容器2、取樣量 以監(jiān)測項(xiàng)目的多少計(jì)算水樣的需要量，按照需要量的1.1-1.3倍采集水樣 單個(gè)采樣體積在50-500mL之間，供一般理化分析用水樣有2L即可 須對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全分析或某些特殊測定時(shí)，則要采集5-10L或更多的水樣水樣采集量監(jiān)測

2、項(xiàng)目水樣采集量mL監(jiān)測項(xiàng)目水樣采集量mL監(jiān)測項(xiàng)目 水樣采集量mL懸浮物100氯化物50溴化物100色度50金屬1000碘化物100嗅200鉻100氰化物500濁度100硬度100硫酸鹽50pH值50酸度、堿度100硫化物250電導(dǎo)率100溶解氧300COD100凱氏氮500氨氮400苯胺類200硝酸鹽氮100BOD51000硝基苯100亞硝酸鹽氮50油1000砷100磷酸鹽50有機(jī)氯農(nóng)藥2000顯影劑類100氟化物300酚10003、采樣方法（1）地表水 船只采樣 橋梁采樣 索道采樣 涉水采樣（2）廢水污水 淺水采樣 深層水采樣：利用自動(dòng)采樣器或連續(xù)自動(dòng)定時(shí)采樣器采集二、水樣的保存1、影響水質(zhì)

3、變化的因素 物理作用：揮發(fā)、器壁吸附、溶解等 化學(xué)作用：氧化還原、水解沉淀、絡(luò)合等 生物作用：硝化反硝化、養(yǎng)分、氧化降解等2、水樣保存的作用和目的 減緩水樣的生物化學(xué)作用 減緩化合物或絡(luò)合物的氧化-還原作用 減少被測組分的揮發(fā)損失 避免沉淀、吸附或結(jié)晶物析出所引起的組分變化水樣的允許存放時(shí)間水樣種類允許存放時(shí)間清潔水樣72小時(shí)（3d）輕度污染的水樣48小時(shí)（2d）受污染的水樣12小時(shí)（0.5d）污水存放時(shí)間越短越好3、保存方法（1）冷藏法 2-5oC低溫暗室保存。抑制生物活性，減緩反應(yīng)速率（2）加入保存劑 硝酸保存: 防止金屬沉淀和器壁吸附 硫酸保存: 抑制細(xì)菌分解（有機(jī)物、氨、胺類） NaO

4、H保存: CN-, 防止物質(zhì)揮發(fā)和細(xì)菌分解 生物保存: 酚，防止微生物生長 沉淀保存: S2-，Zn(Ac)2 保存 （3）其他措施 - 現(xiàn)場完成部分分析步驟（DO測定） - 現(xiàn)場富集（巰基棉富集重金屬）常用的保存劑的作用和應(yīng)用范圍保存劑作用適用的監(jiān)測項(xiàng)目HgCl2 細(xì)菌抑制劑各種形式的氮或磷 HNO3金屬溶劑，防止沉淀多種金屬H2SO4細(xì)菌抑制劑，與有機(jī)物形成鹽類 有機(jī)水樣（COD、TOC、油和油脂） NaOH與揮發(fā)性化合物形成鹽類 氰化物、有機(jī)酸類、酚類等 冷藏或冷凍細(xì)菌抑制劑，減緩化學(xué)反應(yīng)速率酸度、堿度、有機(jī)物、BOD、色度、生物機(jī)體等 三、水樣的預(yù)處理 環(huán)境樣品中污染物種類多，成份復(fù)雜

5、，存在大量干擾物質(zhì)；而且多數(shù)待測組分濃度低，存在形態(tài)各異。一般在分析測定前需作樣品預(yù)處理。 預(yù)處理方法： 消解與灰化-重金屬分析 揮發(fā)與蒸餾-非金屬無機(jī)物分析 溶劑萃取-有機(jī)物分析 其它方法：離子交換法、共沉淀法、吸附法等1、消解與灰化 （1）目的 消除干擾，轉(zhuǎn)化形態(tài)，濃縮水樣 （2）方法 - 混酸消解法：HNO3，HNO3-H2SO4 ， HNO3-HClO4，HNO3-HF，KMnO4-H2SO4 - 干灰化法 - 微波消解法微波高壓密閉消解樣品微波高壓密閉消解樣品2、揮發(fā)與蒸餾 （1）揮發(fā)：待測物質(zhì)揮發(fā)度較大，惰性氣體吹出 （2）蒸餾： 組分沸點(diǎn)差異，加熱蒸餾。有消解、富集和分離作用（氰

6、化物、揮發(fā)酚、氟 化物、氨氮等測定）3、溶劑萃取直接萃取有機(jī)物質(zhì)（相似相溶原理）螯合萃取無機(jī)金屬離子固相微萃取 4、吸附法 活性炭吸附 巰基棉吸附四、分析結(jié)果的表示方法水質(zhì)分析中，監(jiān)測項(xiàng)目不同或采用的分析方法不同，分析結(jié)果的表示方法也不同1、物理性監(jiān)測指標(biāo) 水溫（）, 嗅與味（描述性文字），濁度（度-目視比濁法，NTU-散射濁度計(jì)法），色度（度），電導(dǎo)率（S/m, mS/m）2、化學(xué)性監(jiān)測指標(biāo) mg/L（最廣泛采用單位），g/L，meq/L, mmol/L, 硬度(法國度，德國度，英國度)3、微生物監(jiān)測指標(biāo) CFU/ml第三節(jié) 物理性質(zhì)測定一、水的感官物理性狀1、顏色純凈的水是無色透明的，天然

7、水、海水、生活污水、工業(yè)廢水呈現(xiàn)出一定的顏色（1）分類：- 真色：完全除去水中懸浮物后呈現(xiàn)的顏色（溶解和膠體物質(zhì)所致）- 表色：沒有除去水中懸浮物時(shí)呈現(xiàn)的顏色。水質(zhì)分析中所表示的顏色，常指水的真色 清潔水濁度很低，真色即為表色； 有色工業(yè)廢水的真色與表色相差較大（2）測定方法去除懸浮物方法：靜止，離心分離法- 鉑鈷比色法標(biāo)準(zhǔn)：K2PtCl6-CoCl2（1.0 : 0.5mg/L）混合標(biāo)液色度：1mg/L以PtCl62-離子存在的Pt產(chǎn)生的顏色，定義為1度作法：目視比色法適用范圍：較清潔的地表水及地下水的測量（黃綠色調(diào)）注意事項(xiàng)：特殊顏色水樣（文字描述）； pH高顏色深； 用K2Cr2O7-C

8、oSO4代替K2PtCl6-CoCl2（價(jià)廉）- 稀釋倍數(shù)法工業(yè)廢水的顏色通常采用文字描述，同時(shí)輔以稀釋倍數(shù)法方法：在50mL比色管中，將水樣稀釋到肉眼觀察與無色水相同的最低稀釋倍數(shù)，作為該水樣的色度優(yōu)缺點(diǎn)：量的概念，且有國家標(biāo)準(zhǔn)；主觀因素（3）測定意義飲用水：感官質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，衛(wèi)生學(xué)意義不大。源水75度，經(jīng)過自來水廠混凝、沉淀和過濾等常規(guī)處理，出水即可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)（15度）環(huán)境水體：減弱光線的穿透，降低浮游植物光合作用；水有異色應(yīng)引起重視（污染）工業(yè)用水：影響產(chǎn)品質(zhì)量。 造紙（15-30度）； 紡織（10-12度）； 漂染（5-10度）2、濁度（1）濁度：水中不溶性物質(zhì)對(duì)光線透過時(shí)的

9、阻礙程度。l 濁度與色度：均是水的光學(xué)性質(zhì)。溶解物質(zhì)-色度，不溶物質(zhì)-濁度l 濁度與不溶物重量濃度：無定量關(guān)系，光學(xué)效應(yīng)（與不溶物濃度、顆粒大小、形狀、折射指數(shù)等性質(zhì)有關(guān)）（2）濁度單位：規(guī)定1mgSiO2/L為1個(gè)濁度單位（3）來源：懸浮物質(zhì) - 泥沙、無機(jī)膠體物 - 有機(jī)物 - 浮游生物、微生物等（4）測定方法l比濁法：標(biāo)準(zhǔn)系列配制、目視比較（100mL比色管，黑色底板）l分光光度法：標(biāo)準(zhǔn)曲線法： 硫酸肼-六次甲基四胺混合標(biāo)液， 680nm下測定吸光度 吸光度100度時(shí)，需稀釋后測定l散射法：散射濁度計(jì)（5）測定意義通常僅用于天然水和用水，重要水質(zhì)指標(biāo)(水體可能受污染的標(biāo)志)，吸附病毒、菌

10、、其他有害物質(zhì)；影響消毒效果。 生活污水和工業(yè)廢水含有大量懸浮物，一般只做懸浮固體測定l 飲用水：感官指標(biāo)（3-5度）l 自然水體：妨礙光線向水體中的透射，影響水生生物生存和水體的娛樂用途l 工業(yè)用水：造紙（2-5度），紡織漂染（5度），半導(dǎo)體集成電路（0度），冷卻水（50-100度）l 水廠設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)：處理設(shè)備選型和設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，運(yùn)轉(zhuǎn)和投藥量的重要控制指標(biāo)l 污水和工業(yè)廢水化學(xué)處理，采用濁度控制化學(xué)藥劑的投加量 二、水中的固體水中除溶解的氣體外，其他一切雜質(zhì)都應(yīng)劃分為在水中固體物質(zhì)之中（包括有機(jī)、無機(jī)化合物和各種生物體）1、分類與測定方法 總固體（TS）：103-1050C烘干稱重 溶解固

11、體（DS）與懸浮固體（SS）過濾（0.45um濾膜），烘干，稱重 揮發(fā)性固體（VS）與固定性固體（FS）烘干，6000C灼燒，稱重。灼燒減重，粗略代表有機(jī)物含量21612184422322222310510330HCOOHCOOHCOCOHCOC溶解固體（DS）揮 發(fā) 性 固 體（VS）揮發(fā)性溶解固體（VDS）固定性溶解固體（FDS）固定性懸浮固體（FSS）揮發(fā)性懸浮固體（VSS）懸浮固體（SS）固定性固體（FS）各種固體的關(guān)系- 可沉固體1L水樣在特制的錐形筒內(nèi)靜置1h后，所沉下的懸浮物質(zhì)的量（mg/L）2、測定意義（1）飲用水水源清潔天然水采用TS代替DS(SS很少)，飲用水源一般要求TS

12、500mg/L，常規(guī)給水處理方法不易降低含鹽量（2）廢水處理廠設(shè)計(jì)SS和VSS可用來表示廢水的強(qiáng)度，是廢水處理廠設(shè)計(jì)的重要參數(shù)，亦可用于評(píng)價(jià)廢水處理設(shè)備處理效果可沉固體結(jié)果可用來確定該廢水是否需要沉淀處理，估算所需沉淀設(shè)備及沉渣部分的容量，估計(jì)此廢水進(jìn)入天然水體后的沉降性能3、總含鹽量、溶解固體與電導(dǎo)率（1）總含鹽量（總礦化度）（2）總含鹽量與溶解固體(DS) 總含鹽量(mg/L) = DS (mg/L) +1/2HCO3- (mg/L) ）陰離子（）陽離子（）總含鹽量（L/mgmg/LL/mg（3）溶解固體(DS)與電導(dǎo)率 DS(mg/L) (0.550.70)S （uS/cm） 一般估算系數(shù)可取0.67。 若水中含有較多的游離酸或苛性堿度，此系數(shù)可能0.55； 若水中含有大量鹽分，則有可能超過0.70（4）電導(dǎo)率應(yīng)用 檢驗(yàn)蒸餾水、去離子水或超純水的純度 估計(jì)水中DS的含量 用于鍋爐用水和純水制備中的自動(dòng)控制 用于河流、水庫水等受污染情況的監(jiān)測 不同水質(zhì)的含鹽量、電導(dǎo)率（25）水的種類含鹽量（mg/L）電導(dǎo)率（微姆歐/厘米）海水1000040000咸水100010000自來水10010001001000普通蒸餾水32010純水（去離子水）0.131高純水 0.10.1理論純水極限值（25）00.05理