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環(huán)境監(jiān)測(cè)(基礎(chǔ)篇)高等職業(yè)教育化工類課程規(guī)劃教材第1章緒論第2章環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證第3章水和污水監(jiān)測(cè)第4章大氣和廢氣監(jiān)測(cè)第5章噪聲監(jiān)測(cè)第6章土壤污染監(jiān)測(cè)及固體廢物監(jiān)測(cè)第7章生物污染監(jiān)測(cè)第8章放射性污染監(jiān)測(cè)第9章現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)目錄
掌握環(huán)境監(jiān)測(cè)的概念和過程,了解環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的、內(nèi)容、類型、原則和要求,理解環(huán)境污染和監(jiān)測(cè)的特點(diǎn),了解環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要分析測(cè)試技術(shù),掌握環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的種類,熟悉常用環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。
1.1環(huán)境監(jiān)測(cè)的概念、目的和內(nèi)容
1.2環(huán)境監(jiān)測(cè)的原則、特點(diǎn)和要求
1.3環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)及其發(fā)展
1.4環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)第1章緒論1.1.1環(huán)境監(jiān)測(cè)的概念1.概念環(huán)境監(jiān)測(cè)就是通過對(duì)影響環(huán)境質(zhì)量因素的代表值的監(jiān)視、監(jiān)控和測(cè)定,從而確定環(huán)境質(zhì)量(或污染程度)及其變化趨勢(shì)的過程。2.環(huán)境監(jiān)測(cè)過程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并收集所需資料→在研究資料的基礎(chǔ)上制定監(jiān)測(cè)方案→樣品采集→樣品保存和運(yùn)輸→樣品預(yù)處理→分析測(cè)試→數(shù)據(jù)處理→綜合評(píng)價(jià)等。1.1環(huán)境監(jiān)測(cè)的概念、目的和內(nèi)容
監(jiān)測(cè)方案由以下幾方面組成:①采樣方案,包括確定監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、采樣點(diǎn)位、采樣時(shí)間和頻率、采樣方法、樣品的保存和運(yùn)輸方法、樣品預(yù)處理方法等內(nèi)容;②分析測(cè)定方案,包括項(xiàng)目監(jiān)測(cè)方法的選擇、監(jiān)測(cè)操作、制定質(zhì)量保證措施等;③數(shù)據(jù)處理方案,包括數(shù)據(jù)處理方法、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)報(bào)告、綜合評(píng)價(jià)等內(nèi)容。1.1.2環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)保工作的“耳目”,其目的是準(zhǔn)確、及時(shí)、全面、客觀地反映環(huán)境質(zhì)量和污染源的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì),為環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境評(píng)價(jià)、污染源控制、環(huán)境工程設(shè)計(jì)等工作提供科學(xué)依據(jù)。具體目的可概括為以下幾方面:
(1)與環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較,確定環(huán)境質(zhì)量狀況;對(duì)照污染物排放標(biāo)準(zhǔn),確定污染源排污程度及達(dá)標(biāo)情況。(2)根據(jù)掌握的污染物分布和濃度、污染速度、發(fā)展趨勢(shì)以及影響程度,追蹤污染路線,尋找污染源,為實(shí)現(xiàn)監(jiān)督管理和控制污染提供依據(jù)。(3)根據(jù)長期積累的環(huán)境監(jiān)測(cè)資料,為研究環(huán)境容量、實(shí)施總量控制、目標(biāo)管理、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)環(huán)境質(zhì)量提供依據(jù)。(4)為保護(hù)人類健康、合理使用自然資源、保護(hù)環(huán)境、制定和修訂環(huán)境法規(guī)、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等服務(wù)。(5)為環(huán)境科學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。1.1.3環(huán)境監(jiān)測(cè)的內(nèi)容1.水和污水監(jiān)測(cè)物理性監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有水溫、色度、濁度、殘?jiān)?、電?dǎo)率、臭、透明度、礦化度等;金屬化合物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有汞、鎘、鉛、銅、鋅、鉻等;非金屬無機(jī)物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有溶解氧、pH值、氟化物、氰化物、硫化物、含氮化合物等;有機(jī)化合物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有化學(xué)需氧量(CODcr)、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量(BOD5)、總有機(jī)碳和總需氧量、揮發(fā)酚、油類;生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)有細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群等2.大氣和廢氣監(jiān)測(cè)分子態(tài)污染物(SO2、NOx、CO、O3、氟化物、甲醛、總烴和非甲烷烴、硫酸鹽化速率等);粒子態(tài)污染物(總懸浮顆粒物TSP、可吸入顆粒物PM10、自然降塵、TSP中的主要成分);此外還有對(duì)大氣降水進(jìn)行的常規(guī)監(jiān)測(cè)以及大氣污染生物監(jiān)測(cè),影響污染物擴(kuò)散的氣象因素(風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、氣壓、雨量、濕度等)、太陽輻射和能見度等。3.噪聲污染監(jiān)測(cè)
主要是對(duì)城市區(qū)域環(huán)境噪聲、交通噪聲、企業(yè)廠界噪聲及擾民噪聲等的監(jiān)測(cè)。4.土壤污染監(jiān)測(cè)
主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括土壤水分含量、有機(jī)農(nóng)藥、重金屬元素等。5.固體廢物監(jiān)測(cè)
主要包括對(duì)有害物質(zhì)的監(jiān)測(cè)和有害特性的分析以及對(duì)生活垃圾的特性分析等。6.生物污染監(jiān)測(cè)
生物污染監(jiān)測(cè)是對(duì)生物體內(nèi)污染物質(zhì)進(jìn)行的監(jiān)測(cè)。7.放射性污染監(jiān)測(cè)放射性污染監(jiān)測(cè)主要是對(duì)環(huán)境中的各種放射線進(jìn)行監(jiān)測(cè)。1.1.4環(huán)境監(jiān)測(cè)的類型1.監(jiān)視性監(jiān)測(cè)
監(jiān)視性監(jiān)測(cè)又稱常規(guī)監(jiān)測(cè)或例行監(jiān)測(cè),是對(duì)各環(huán)境要素進(jìn)行的定期經(jīng)常性的監(jiān)測(cè),是監(jiān)測(cè)站第一位的主體工作。2.特定目的監(jiān)測(cè)(1)污染事故監(jiān)測(cè)(2)仲裁監(jiān)測(cè)(3)考核驗(yàn)證監(jiān)測(cè)(4)咨詢服務(wù)監(jiān)測(cè)3.研究性監(jiān)測(cè)
包括標(biāo)準(zhǔn)方法研究監(jiān)測(cè)、污染規(guī)律研究監(jiān)測(cè)、背景調(diào)查監(jiān)測(cè)等。1.2.1環(huán)境監(jiān)測(cè)的原則對(duì)優(yōu)先污染物進(jìn)行的監(jiān)測(cè)稱為“優(yōu)先監(jiān)測(cè)”。環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)遵循“優(yōu)先監(jiān)測(cè)”的原則?!爸袊h(huán)境優(yōu)先監(jiān)測(cè)研究”也已完成并提出了“中國環(huán)境優(yōu)先污染物黑名單”,包括14種化學(xué)類別,共68種有毒化學(xué)物質(zhì),其中有機(jī)物58種,無機(jī)物10種。見下表中國環(huán)境優(yōu)先污染物名單。1.2環(huán)境監(jiān)測(cè)的原則、特點(diǎn)和要求
序號(hào)化學(xué)類別
名稱1鹵代(烷、烯)烴類二氯乙烷、三氯乙烷、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷2苯系物苯、甲苯、乙苯、鄰-二甲苯、間-二甲苯、對(duì)-二甲苯3氯代苯類氯苯、鄰-二氯苯、對(duì)-二氯苯、六氯苯4多氯聯(lián)苯類多氯聯(lián)苯5酚類苯酚、間-甲酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚、對(duì)-硝基酚6硝基苯類硝基苯、對(duì)-硝基甲苯、2,4-二硝基甲苯、三硝基甲苯、對(duì)-硝基氯苯、2,4-二硝基氯苯7苯胺類苯胺、二硝基苯胺、對(duì)-硝基苯胺、2,6-二氯硝基苯胺8多環(huán)芳烴萘、熒蒽、苯并[b]熒蒽、苯并[k]熒蒽、苯并[a]芘、茚并[1,2,3-c,d]芘、苯并[g,h,i]芘9酞酸酯類酞酸二甲酯、酞酸二丁酯、酞酸二辛酯10農(nóng)藥六六六、滴滴涕、滴滴畏、樂果、對(duì)硫磷、甲基對(duì)硫磷除草醚、敵百蟲11丙烯腈丙烯腈12亞硝胺類N-亞硝基二丙胺、N-亞硝基二正丙胺13氰化物氰化物14重金屬及其化合物砷及其化合物、鈹及其化合物、鎘及其化合物、鉻及其化合物、銅及其化合物、鉛及其化合物、汞及其化合物、鎳及其化合物、鉈及其化合物1.2.2環(huán)境污染和環(huán)境監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)1.環(huán)境污染的特點(diǎn)
(1)時(shí)空分布性(2)綜合效應(yīng)
①單獨(dú)作用
②相加作用
③相乘作用
④拮抗作用2.環(huán)境監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)
(1)生產(chǎn)性(2)綜合性(3)追蹤性(4)持續(xù)性(5)執(zhí)法性1.2.3環(huán)境監(jiān)測(cè)的要求
1.代表性指所采集的樣品必須能夠反映樣品總體的真實(shí)情況。
2.完整性強(qiáng)調(diào)整個(gè)監(jiān)測(cè)過程按監(jiān)測(cè)方案切實(shí)完成(包括監(jiān)測(cè)過程中的每一細(xì)節(jié)),即保證按預(yù)期計(jì)劃取得有系統(tǒng)性和連續(xù)性的有效樣品,而且無缺漏地獲得這些樣品的監(jiān)測(cè)結(jié)果及有關(guān)信息。
3.可比性指用不同測(cè)定方法測(cè)量同一水樣的某種污染物時(shí),所得出結(jié)果的吻合程度。
4.準(zhǔn)確性指測(cè)定值與真實(shí)值的符合程度。
5.精密性表現(xiàn)為測(cè)定值有良好的重復(fù)性和再現(xiàn)性。1.3.1監(jiān)測(cè)技術(shù)概述1.化學(xué)分析法化學(xué)分析法是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法,分為重量分析法和滴定分析法兩種。2.儀器分析法儀器分析是利用被測(cè)物質(zhì)的物理或物理化學(xué)性質(zhì)來進(jìn)行分析的方法,這類分析方法一般需要較精密的儀器,因此稱為儀器分析。3.生物監(jiān)測(cè)技術(shù)這種技術(shù)是利用生物在被污染的環(huán)境中所產(chǎn)生的各種反映信息來判斷環(huán)境質(zhì)量的一種最直接的綜合監(jiān)測(cè)方法。1.3.2環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展1.3環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)及其發(fā)展
化學(xué)分析法重量分析法酸堿滴定法絡(luò)合滴定法滴定分析法沉淀滴定法氧化還原滴定法原子發(fā)射光譜法原子光譜法原子吸收光譜法光學(xué)分析法原子熒光光譜法紅外吸收光譜法分子光譜法紫外、可見光吸收光譜法分子熒光光譜法監(jiān)測(cè)方法電導(dǎo)分析法電化學(xué)分析法電位分析法(含離子選擇性電極法)庫侖分析法儀器分析法伏安與極譜分析法柱色譜氣相色譜分析法色譜分析法液相色譜分析法紙色譜、薄層色譜法離子色譜法質(zhì)譜分析法放射化學(xué)分析法專項(xiàng)監(jiān)測(cè)儀器分析法生物監(jiān)測(cè)技術(shù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及遙感、遙測(cè)技術(shù)1.4.1環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的概念及作用1.概念環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是控制污染、保護(hù)環(huán)境的各種標(biāo)準(zhǔn)的總稱,是國家為了保護(hù)人民健康和社會(huì)財(cái)產(chǎn)安全,防治環(huán)境污染,促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán),同時(shí)又合理利用資源,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,在綜合考慮自然環(huán)境特征、科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)條件的基礎(chǔ)上,對(duì)環(huán)境中污染物的允許含量及污染源排放數(shù)量、濃度、時(shí)間、速率和技術(shù)規(guī)范等所作的規(guī)定。1.4環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)
2.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的作用
(1)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣程度的尺度,是判斷企業(yè)污染治理是否符合國家或地方要求的尺度。(2)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是各級(jí)環(huán)保部門進(jìn)行環(huán)境管理、監(jiān)督執(zhí)法的基本依據(jù)。(3)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境治理、污染控制、環(huán)境評(píng)價(jià)、排污收費(fèi)、環(huán)境技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品生產(chǎn)等活動(dòng)的依據(jù)。(4)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)是提高環(huán)境質(zhì)量的重要手段。
1.4.2環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的分類和分級(jí)
我國目前的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系是根據(jù)我國國情,總結(jié)多年環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)工作經(jīng)驗(yàn)并參考國外的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體系制定的,確定為六類、兩級(jí)。六類標(biāo)準(zhǔn)為:環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境方法標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)保儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。兩級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)。
1.環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是以保護(hù)人體健康,促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán)為目標(biāo),對(duì)環(huán)境中各類有害物質(zhì)在一定時(shí)間和空間范圍內(nèi)的允許濃度所做的限制性規(guī)定。2.污染物排放標(biāo)準(zhǔn)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)環(huán)境質(zhì)量要求,結(jié)合環(huán)境特點(diǎn)和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)條件,對(duì)污染源排入環(huán)境的有害物質(zhì)和產(chǎn)生的有害因素的允許限值或排放量所做的規(guī)定。3.環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)是指在環(huán)境保護(hù)工作范圍內(nèi),對(duì)有指導(dǎo)意義的符號(hào)、代號(hào)、圖式、指南、導(dǎo)則和規(guī)范等所作的國家統(tǒng)一規(guī)定。4.環(huán)境方法標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境方法標(biāo)準(zhǔn)是國家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作中涉及的采樣、抽樣、分析、試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算、測(cè)定等方法制定的標(biāo)準(zhǔn)。5.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品是環(huán)境保護(hù)工作中用來標(biāo)定儀器、驗(yàn)證測(cè)量方法、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室管理效能和監(jiān)測(cè)人員技術(shù)水平、進(jìn)行量值傳遞或質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)材料或物質(zhì)。6.環(huán)保儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)為了保證污染治理設(shè)備的效率和環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性、可比性,對(duì)環(huán)境保護(hù)儀器、設(shè)備的技術(shù)要求所做的統(tǒng)一規(guī)定,均為環(huán)保儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。1.4.3我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介國家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)代碼如下:
GB——國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn);
GB/T——國家推薦標(biāo)準(zhǔn);
GB/Z——國家指導(dǎo)性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);
GHZB——國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);
GWPB——國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn);
GWKB——國家污染物控制標(biāo)準(zhǔn);
HJ——國家環(huán)??偩謽?biāo)準(zhǔn);
HJ/T——國家環(huán)??偩滞扑]標(biāo)準(zhǔn)。1.水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002);海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097—97);農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB5084—92);漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB11607—89);地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T14843—93);污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978—1996)等。
(1)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002)該標(biāo)準(zhǔn)自2002年6月1日起實(shí)施
Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū);
Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等;
Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖等漁業(yè)水域及游泳區(qū);
Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū);
Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。(2)海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB3097—1997)
第一類適用于海洋漁業(yè)水域、海上自然保護(hù)區(qū)和珍稀瀕危海洋生物保護(hù)區(qū)。
第二類適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、海水浴場(chǎng)、人體直接接觸海水的海上運(yùn)動(dòng)或娛樂區(qū)以及與人類食用直接有關(guān)的工業(yè)用水區(qū)。
第三類適用于一般工業(yè)用水區(qū)、濱海風(fēng)景旅游區(qū)。
第四類適用于海洋港口水域、海洋開發(fā)作業(yè)區(qū)。(3)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978—1996)2.大氣標(biāo)準(zhǔn)
(1)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3095—1996)一類區(qū)為自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)和其他需要特殊保護(hù)的地區(qū);二類區(qū)為城鎮(zhèn)規(guī)劃中確定的居住區(qū)、商業(yè)交通居民混合區(qū)、文化區(qū)、一般工業(yè)區(qū)和農(nóng)村地區(qū);三類區(qū)為特定工業(yè)區(qū)。(2)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16297—1996)位于一類區(qū)的污染源執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(一類區(qū)禁止新、擴(kuò)建污染源,一類區(qū)現(xiàn)有污染源改建時(shí)執(zhí)行現(xiàn)有污染源的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn));位于二類區(qū)的污染源執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn);位于三類區(qū)的污染源執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。3.噪聲標(biāo)準(zhǔn)
(1)城市環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB3096—1993)
Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)適用于以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域。鄉(xiāng)村居住環(huán)境可參照?qǐng)?zhí)行該類標(biāo)準(zhǔn)。
Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、商業(yè)和工業(yè)混雜區(qū)。
Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū)。
Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)適用于城市中的道路交通干線兩側(cè)區(qū)域、穿越城區(qū)的內(nèi)河航道兩側(cè)區(qū)域。(2)工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB12348—90)
I類標(biāo)準(zhǔn)適用于以居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域;
II類標(biāo)準(zhǔn)適用于居住、商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)及商業(yè)中心區(qū);
III類標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)區(qū);
IV類標(biāo)準(zhǔn)適用于交通干線道路兩側(cè)區(qū)域。(3)建筑施工場(chǎng)界噪聲標(biāo)準(zhǔn)(GB12523—90)
掌握質(zhì)量保證涉及的基本概念和常用方法,尤其是數(shù)據(jù)處理質(zhì)量保證和監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證中涉及到的概念和方法,并對(duì)監(jiān)測(cè)方法質(zhì)量保證和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)有一定的把握,實(shí)際工作中能較好地運(yùn)用質(zhì)量保證措施來保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。
2.1概述
2.2數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量保證
2.3監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量保證
2.4監(jiān)測(cè)方法的質(zhì)量保證
2.5環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)第2章環(huán)境監(jiān)測(cè)的質(zhì)量保證2.1.1質(zhì)量保證的意義和內(nèi)容環(huán)境監(jiān)測(cè)是環(huán)境保護(hù)工作的眼睛,其目的就是利用數(shù)據(jù)語言來準(zhǔn)確描述監(jiān)測(cè)對(duì)象的內(nèi)在和外在特征,監(jiān)測(cè)工作的成果是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),因此提高監(jiān)測(cè)分析質(zhì)量、保證監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠,是環(huán)境監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵問題。對(duì)于數(shù)據(jù)質(zhì)量常以“五性”來評(píng)價(jià),即代表性、完整性、可比性、精密性和準(zhǔn)確性。2.1概述
環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證是整個(gè)監(jiān)測(cè)過程的全面質(zhì)量管理,其內(nèi)容包括制定監(jiān)測(cè)方案、布點(diǎn)采樣、樣品保存和運(yùn)輸、樣品預(yù)處理、實(shí)驗(yàn)室供應(yīng),儀器設(shè)備和器皿的選擇及校準(zhǔn),試劑和基準(zhǔn)物質(zhì)的選用,統(tǒng)一監(jiān)測(cè)方法,質(zhì)量控制程序,數(shù)據(jù)的記錄和整理,各類人員的要求和技術(shù)培訓(xùn),實(shí)驗(yàn)室的清潔和安全,以及編寫有關(guān)的文件、指南和手冊(cè)等。環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量控制是環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的一部分,它包括實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制和外部質(zhì)量控制兩部分。
2.1.2質(zhì)量保證體系的構(gòu)成
質(zhì)量保證體系及控制要點(diǎn)質(zhì)量保證體系內(nèi)容控制要點(diǎn)布點(diǎn)系統(tǒng)
(1)監(jiān)測(cè)目標(biāo)系統(tǒng)的控制(2)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、點(diǎn)數(shù)的優(yōu)化控制控制空間代表性及可比性采樣系統(tǒng)(1)采樣次數(shù)和采樣頻率的優(yōu)化(2)采集工具方法的統(tǒng)一規(guī)范化控制時(shí)間代表性及可比性運(yùn)儲(chǔ)系統(tǒng)(1)樣品的運(yùn)輸過程控制(2)樣品固定保存控制控制可靠性及代表性分析測(cè)試系統(tǒng)(1)分析方法的準(zhǔn)確度、精密度、檢測(cè)范圍控制(2)分析人員素質(zhì)及實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量的控制控制準(zhǔn)確性、精密性、可靠性及可比性數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(1)數(shù)據(jù)整理、處理及精度檢驗(yàn)控制(2)數(shù)據(jù)分布、分類管理制度的控制控制可靠性、可比性、完整性及科學(xué)性綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)(1)信息量的控制(2)成果表達(dá)控制(3)結(jié)論完整性、透徹性及對(duì)策控制控制真實(shí)性、完整性、科學(xué)性及適用性2.1.3我國環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證工作的現(xiàn)狀
20世紀(jì)70年代末,隨著環(huán)境保護(hù)工作日益受到重視,各地紛紛建立了環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站,并迅速發(fā)展為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。制定了《環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證管理制度》、《環(huán)境監(jiān)測(cè)人員合格證制度》、《環(huán)境監(jiān)測(cè)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)室評(píng)比制度》等。2.2.1基本概念1.誤差測(cè)量值和真值之間的差異,即為誤差。2.2數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量保證(1)誤差分類誤差按其產(chǎn)生原因和性質(zhì),可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和過失誤差。①系統(tǒng)誤差又稱可測(cè)誤差、恒定誤差。產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因及校正方法見下表。產(chǎn)生原因校正方法方法誤差(如:分析方法不夠完善)做對(duì)照實(shí)驗(yàn),找出校正系數(shù)儀器誤差(儀器本身缺陷或未校準(zhǔn)引起)儀器定期校準(zhǔn)試劑誤差(試劑含有雜質(zhì))做空白實(shí)驗(yàn)或試劑提純恒定的個(gè)人誤差(個(gè)人固有的習(xí)慣等)嚴(yán)格按規(guī)范操作恒定的環(huán)境誤差(如:不同季節(jié)室溫變化等)盡可能保持室溫恒定,并嚴(yán)格按方法要求執(zhí)行②隨機(jī)誤差又稱偶然誤差或不可測(cè)誤差,是由測(cè)定過程中某些偶然因素造成的。③過失誤差又稱粗差,是分析人員由于粗心大意而發(fā)生的不應(yīng)有的錯(cuò)誤造成的,如所用器皿不干凈、加錯(cuò)試劑、記錄錯(cuò)誤、計(jì)算錯(cuò)誤等。(2)誤差的表示絕對(duì)誤差=測(cè)量值-真值相對(duì)誤差=×100%2.偏差偏差是指?jìng)€(gè)別測(cè)量值與多次測(cè)量均值之間的偏離,可用絕對(duì)偏差、相對(duì)偏差、平均偏差、相對(duì)平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示。(1)絕對(duì)偏差絕對(duì)偏差=某次測(cè)量值-多次測(cè)量均值(2)相對(duì)偏差相對(duì)偏差=×100%(3)平均偏差(4)相對(duì)平均偏差
相對(duì)平均偏差=×100%(5)標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差是由各次測(cè)量值的絕對(duì)偏差平方后求得的,所以它能比較正確地反映數(shù)據(jù)離散程度的大小,是一種最常用的統(tǒng)計(jì)量。
s=式中n——樣品測(cè)定次數(shù);
——多次測(cè)定均值;
xi——任一次測(cè)量值。(6)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差
Cv=×100%
在環(huán)境分析工作中,精密度常用相對(duì)偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)來表示。
3.極差
一組測(cè)量值內(nèi)最大值與最小值之差,稱為極差,用R表示。R=xmax-
xmin2.2.2有效數(shù)字及數(shù)據(jù)修約有效數(shù)據(jù)修約規(guī)則是:四舍六入五考慮,五后非零則進(jìn)一,五后皆零視奇偶,五前為偶應(yīng)舍去,五前為奇則進(jìn)一。2.2.3可疑數(shù)據(jù)處理1.檢驗(yàn)法(Dixon檢驗(yàn)法)(1)排隊(duì):將測(cè)定結(jié)果按從小到大的順序排列。
x1、x2、x3……xn-2
、x
n-1、xn(2)計(jì)算Q值:根據(jù)測(cè)定次數(shù)n及表2-3中的公式,計(jì)算Q值。(3)查表得Qx:在表2-3中查得臨界值Qx。(4)判斷分析:將計(jì)算值Q與臨界值Qx比較。
表2-3Q檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量計(jì)算公式與臨界值
統(tǒng)計(jì)量n顯著性水平α統(tǒng)計(jì)量n顯著性水平α
0.010.050.010.05Q=
(檢驗(yàn)x1)
Q=
(檢驗(yàn)xn)345670.9880.8890.7800.6980.6370.9410.7650.6420.5600.507Q=(檢驗(yàn)x1)
Q=(檢驗(yàn)xn)1415161718192021222324250.6410.6160.5950.5770.5610.5470.5350.5240.5140.5050.4970.4890.5460.5250.5070.4900.4750.4620.4500.4400.4300.4210.4130.406Q=(檢驗(yàn)x1)
Q=(檢驗(yàn)xn)89100.6830.6350.5970.5540.5120.477Q=(檢驗(yàn)x1)
Q=(檢驗(yàn)xn)1112130.6790.6420.6150.5760.5460.521【例題2-1】某一實(shí)驗(yàn)的5次測(cè)量值為2.63,2.50,2.65,2.63,2.65,試用Q檢驗(yàn)法檢驗(yàn)2.50是否為離群值。解:查表2-3可知,當(dāng)n=5時(shí),用下式計(jì)算。
Q
計(jì)
===0.867
查表2-3可知,當(dāng)n=5,α=0.01時(shí),Q(5,0.01)=0.780,Q計(jì)>Q(5,0.01),故2.50可予舍去。2.T檢驗(yàn)法(Grubbs檢驗(yàn)法)該法常用于檢驗(yàn)多組測(cè)定值的平均值的一致性,也可以用它來檢驗(yàn)同組測(cè)定中各測(cè)定值的一致性,以剔除離群值。(1)排隊(duì)將測(cè)定結(jié)果按從小到大的順序排列:x1、x2......xn-1、xn。求出算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差s。最大值計(jì)為xmax,最小值計(jì)為xmin,這兩個(gè)值是否可疑,需計(jì)算T值。(2)計(jì)算T值利用公式計(jì)算
T=或T=即T=(3)查表2-4得T的臨界值T(α,n)(環(huán)境監(jiān)測(cè)中,α常取0.05)。(4)比較判斷2.2.4監(jiān)測(cè)結(jié)果的表述對(duì)某一指標(biāo)的測(cè)定,由于真實(shí)值很難測(cè)定,所以常用有限次的監(jiān)測(cè)數(shù)值來反映真實(shí)值,其結(jié)果表達(dá)方式一般有以下三種。1.用算術(shù)均數(shù)表示算術(shù)均數(shù)反映了數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì),因此用它代表監(jiān)測(cè)結(jié)果具有相當(dāng)?shù)目煽砍潭取?.用算術(shù)均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差±s表示算術(shù)均數(shù)代表集中趨勢(shì),標(biāo)準(zhǔn)偏差代表離散程度。3.用(±s,Cv)表示結(jié)果
相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Cv表示標(biāo)準(zhǔn)偏差占平均值的百分?jǐn)?shù)。
2.2.5監(jiān)測(cè)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)1.t檢驗(yàn)法t檢驗(yàn)法檢驗(yàn)是否存在系統(tǒng)誤差。(1)平均值與標(biāo)準(zhǔn)值的比較①計(jì)算t
計(jì)值:
t
計(jì)=式中——標(biāo)樣測(cè)定的均值;
μ——標(biāo)樣的標(biāo)準(zhǔn)值;
s——標(biāo)樣測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差;
n——標(biāo)樣的測(cè)定次數(shù)。②查表2-5得t值,將t與t
計(jì)值進(jìn)行比較。若t
計(jì)>t,則存在顯著性差異,系統(tǒng)誤差存在;反之則不存在,差異是由偶然誤差引起的。環(huán)境監(jiān)測(cè)中,置信度一般取95%,即顯著性水平取α=0.05。(2)兩組平均值的比較①計(jì)算t計(jì)
t計(jì)
=其中s合
=式中——第一組數(shù)據(jù)平均;——第二組數(shù)據(jù)平均;n——測(cè)定次數(shù);s合——合并方差。②查表并作判斷當(dāng)P=95%,f=n
1+
n2-
2時(shí),查t值表。若t計(jì)
>t,則存在顯著性差異,否則不存在。2.F檢驗(yàn)法F檢驗(yàn)法的具體步驟:①首先求出兩組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)方差s2,分別為s大2
和s小2
;②計(jì)算F值:F計(jì)=s大2/s小2③根據(jù)兩組數(shù)據(jù)各自的自由度,查表2-6得出F表值,然后比較。若F計(jì)
>F表,則存在顯著性差異,否則不存在。
注:F分布表中的f
1為兩組數(shù)據(jù)中大方差的自由度,f2為小方差的自由度。【例題2-4】兩個(gè)分析人員用同一種分析方法分析某水樣中的鋅含量,經(jīng)計(jì)算得到二組測(cè)定結(jié)果為
n1=4=15.1
s1=0.41n2=3=14.9s2=0.31問兩個(gè)人測(cè)定結(jié)果有無顯著性差異。解:s
合
==0.37
t
計(jì)
==0.71
由α=0.05,f=3+4–2=5,查t值表得t=2.57,因t計(jì)<t,故兩人的測(cè)定結(jié)果無顯著性差異。【例題2-5】某一含銅樣品,兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室5次測(cè)定結(jié)果如下:實(shí)驗(yàn)室1:n=5=0.0988s=0.00084實(shí)驗(yàn)室2:n=5=0.0988s=0.00148問這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室所測(cè)數(shù)據(jù)的精密度是否存在顯著性差異?解:s
大=0.00148s
小=0.00084F
計(jì)=s大2/s小2=0.001482/0.000842=3.10f1=f2=5-1=4查表2-6得F=6.39。因?yàn)镕計(jì)<F,所以兩組測(cè)定結(jié)果的精密度不存在顯著性差異。
2.2.6回歸與相關(guān)分析1.回歸分析如果x、y之間呈直線趨勢(shì),則可用一條直線來描述:式中,截距a和斜率b均為常數(shù)。
2.相關(guān)分析(1)相關(guān)系數(shù)計(jì)算r值介于-1~1之間,即-1≤r≤1。其物理意義見圖2-2。
圖2-2相關(guān)系數(shù)物理意義圖
(2)r的物理意義①0<r≤1時(shí),x和y兩變量間為正相關(guān),同時(shí)增加或同時(shí)減小,r越趨近于1,x、y間相關(guān)性越好,反之越差;r=1時(shí),為完全正相關(guān),所有實(shí)驗(yàn)點(diǎn)均應(yīng)落在回歸直線上。②-1≤r<0時(shí),x和y兩變量間為負(fù)相關(guān),呈相反的變化趨勢(shì),y隨x的增大而減小,r越趨近于-1,相關(guān)性越好;r=-1時(shí),兩變量之間為完全負(fù)相關(guān)。③r=0時(shí),兩變量之間不相關(guān)。
2.2.7標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制(1)繪制要求①繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的分析步驟應(yīng)與樣品分析相同,而且不少于5個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)。②標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率常隨環(huán)境因素(如實(shí)驗(yàn)室溫度)及試劑批號(hào)、貯存時(shí)間等實(shí)驗(yàn)條件的改變而發(fā)生變化,因此樣品測(cè)定與標(biāo)準(zhǔn)曲線同時(shí)操作最為理想,否則應(yīng)在測(cè)定樣品的同時(shí),平行測(cè)定零濃度和中等濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液各兩份,取平均值并做空白校正后于原標(biāo)準(zhǔn)曲線上的相應(yīng)點(diǎn)核對(duì)。(2)繪制過程①將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列表并計(jì)算,求出xi2
、yi2
、xiyi及相應(yīng)的加和值;②計(jì)算相關(guān)系數(shù)r,并判斷x和y之間的相關(guān)性;③計(jì)算截距a和斜率b,得到直線方程;④在坐標(biāo)紙上繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)連線,準(zhǔn)確度較高)。
注:標(biāo)準(zhǔn)曲線是一段線段而不是直線,沒有經(jīng)過檢驗(yàn)或無充分的依據(jù),不能隨意延伸。
2.3監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量保證2.3.1名詞解釋
1.準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度的評(píng)價(jià)方法有兩種:一種是通過分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),由所得結(jié)果來確定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度(標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)比分析);另一種是加標(biāo)回收法,該法是目前實(shí)驗(yàn)室中最常用而方便的確定準(zhǔn)確度的方法,一般應(yīng)為樣品數(shù)量的10%~20%。(1)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)對(duì)比分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(或質(zhì)控樣)的結(jié)果是經(jīng)權(quán)威部門定值的有準(zhǔn)確測(cè)定值的樣品,它可以檢查分析測(cè)試的準(zhǔn)確性。使用時(shí),可以是明碼樣,也可以是密碼樣。
(2)加標(biāo)回收法在測(cè)定樣品時(shí),于同一樣品中加入一定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定,將測(cè)定結(jié)果扣除樣品的測(cè)定值,計(jì)算其回收率。計(jì)算公式為回收率=×100%
在做加標(biāo)回收試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意:①加標(biāo)物形態(tài)應(yīng)該和待測(cè)物形態(tài)相同;②加標(biāo)量要合適。應(yīng)盡量與樣品中待測(cè)物含量相等或接近,一般為試樣含量的0.5~2倍,且加標(biāo)后的測(cè)定值不應(yīng)超出方法測(cè)定上限的;③加標(biāo)液的體積應(yīng)很小。一般不超過所取試樣體積的1%,濃度宜較高。在一批試樣中,一般隨機(jī)抽取10~20%的試樣進(jìn)行加標(biāo)回收測(cè)定。
2.精密度精密度是指用一特定的分析方法在受控條件下重復(fù)分析均一樣品所得測(cè)定值的一致程度,它反映分析方法或測(cè)量系統(tǒng)存在的隨機(jī)誤差的大小。(1)平行性平行性是指在同一實(shí)驗(yàn)室中,當(dāng)分析人員、分析設(shè)備及分析時(shí)間都相同時(shí),用同一分析方法對(duì)同一樣品進(jìn)行雙份或多份平行測(cè)定結(jié)果之間的符合程度。(2)重復(fù)性重復(fù)性是指在同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi),當(dāng)分析人員、分析設(shè)備及分析時(shí)間中的任一項(xiàng)不相同時(shí),用同一分析方法對(duì)同一樣品進(jìn)行兩次或多次獨(dú)立測(cè)定所得結(jié)果之間的符合程度。(3)再現(xiàn)性再現(xiàn)性是指在不同實(shí)驗(yàn)室中,當(dāng)分析人員、分析設(shè)備及分析時(shí)間都不相同時(shí)用同一分析方法對(duì)同一樣品進(jìn)行測(cè)定,獲得的單個(gè)結(jié)果之間的一致程度。
3.靈敏度分析方法的靈敏度是指某方法對(duì)單位濃度或單位量的待測(cè)物質(zhì)的變化所引起的響應(yīng)量變化的程度,可以用儀器的響應(yīng)量或其他指示量與對(duì)應(yīng)的待測(cè)物質(zhì)的濃度或量之比來描述。如分光光度法常以校準(zhǔn)曲線的斜率來度量靈敏度。
A=kc+a
式中A——儀器的響應(yīng)量;
c——待測(cè)物質(zhì)的濃度;
a——校準(zhǔn)曲線的截距;
k——方法的靈敏度。k值越大,說明該方法的靈敏度越高。
4.空白試驗(yàn)空白試驗(yàn)又叫空白測(cè)定,是指用蒸餾水代替試樣的測(cè)定,其所加試劑和操作步驟與試樣測(cè)定完全相同。
5.校準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)曲線是用于描述待測(cè)物質(zhì)的濃度或量與相應(yīng)的測(cè)量儀器的響應(yīng)量或其他指示量之間定量關(guān)系的曲線。
6.檢出限檢出限為某一特定分析方法在給定的可靠程度內(nèi)可從樣品中檢出待測(cè)物質(zhì)的最小濃度或最小量。下面簡(jiǎn)要介紹幾種常用檢出限的規(guī)定:(1)在分光光度法中,一般以扣除空白值后與0.010吸光度相對(duì)應(yīng)的濃度值為檢出限。(2)氣相色譜中最小檢出量系指檢測(cè)器恰能產(chǎn)生與噪聲相區(qū)別的響應(yīng)信號(hào)時(shí)所需進(jìn)入色譜柱的物質(zhì)的最小量。一般認(rèn)為恰能辨別的響應(yīng)信號(hào)應(yīng)為儀器噪聲的兩倍。
7.測(cè)定限測(cè)定限為定量范圍的兩端,分為測(cè)定上限與測(cè)定下限。(1)測(cè)定上限在測(cè)定誤差能滿足預(yù)定要求的前提下,用該方法能準(zhǔn)確測(cè)定待測(cè)物質(zhì)的最大濃度或量,稱為該方法的測(cè)定上限。(2)測(cè)定下限
在測(cè)定誤差能滿足預(yù)定要求的前提下,用該方法能準(zhǔn)確測(cè)定待測(cè)物質(zhì)的最小濃度或量,稱為該方法的測(cè)定下限。最佳測(cè)定范圍也稱有效測(cè)定范圍,是指在測(cè)定誤差能滿足預(yù)定要求的前提下,該測(cè)定方法的測(cè)定下限至測(cè)定上限之間的濃度范圍。方法適用范圍是指某一特定方法檢測(cè)下限至檢測(cè)上限之間的濃度范圍。顯然,最佳測(cè)定范圍應(yīng)小于方法適用范圍。
2.3.2實(shí)驗(yàn)室內(nèi)質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室是獲得監(jiān)測(cè)結(jié)果的關(guān)鍵部門,要使監(jiān)測(cè)質(zhì)量達(dá)到規(guī)定水平,必須要有合格的實(shí)驗(yàn)室和合格的分析操作人員。具體包括①儀器設(shè)備的正確使用、維護(hù)及定期校準(zhǔn);②玻璃儀器的選擇、洗滌、校正及正確使用;③化學(xué)試劑和溶劑的選用,試劑規(guī)格及用途參見表2-7;④溶液的配制和標(biāo)定;⑤實(shí)驗(yàn)室的清潔和安全工作;⑥實(shí)驗(yàn)室用水質(zhì)量,參見表2-8;⑦分析人員的操作技術(shù)等。(詳見配套的實(shí)訓(xùn)教材)
級(jí)別名稱英文代號(hào)標(biāo)志顏色應(yīng)用范圍一級(jí)品優(yōu)級(jí)純、基準(zhǔn)試劑G.R.綠色用于微量分析、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、精密的分析和測(cè)定工作二級(jí)品分析純?cè)噭〢.R.
紅色
用于常規(guī)分析監(jiān)測(cè)中
三級(jí)品化學(xué)純?cè)噭?/p>
C.P.
藍(lán)色
用于教學(xué)及一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)
級(jí)別pH值范圍(25℃)電導(dǎo)率(25℃)(μS/cm)吸光度(254nm,1cm光程)二氧化硅(mg/L)制備用途一級(jí)水—≤0.1
≤0.001
≤0.02
二級(jí)水再蒸餾、混合離子交換柱處理、石英蒸餾器蒸餾
用于制備標(biāo)準(zhǔn)水樣或超痕量物質(zhì)分析二級(jí)水—≤1.0
≤0.01≤0.05
離子交換柱處理、電滲析、玻璃蒸餾器二次蒸餾
用于精確分析和研究工作三級(jí)水5.0~7.5≤5.0
——
蒸餾、電滲析、離子交換柱處理
適用于一般實(shí)驗(yàn)工作表2-7化學(xué)試劑的規(guī)格及用途表2-8監(jiān)測(cè)分析實(shí)驗(yàn)室用水
1.平行樣分析平行樣分析是指同一樣品的兩份或多份子樣在完全相同的條件下進(jìn)行同步分析。一般做平行雙樣,它反映測(cè)試的精密度(抽取樣品數(shù)的10%~20%)。
2.密碼樣分析密碼樣分析是指由專職質(zhì)控人員在所需分析的樣品中,隨機(jī)抽取10%~20%的樣品,編為密碼平行樣或加標(biāo)樣而進(jìn)行的分析。這些樣品對(duì)分析者本人均是未知樣品。
3.校準(zhǔn)曲線的線性檢驗(yàn)凡應(yīng)用校準(zhǔn)曲線的方法,都是在樣品測(cè)得信號(hào)后,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得其含量(或濃度)。因此繪制的校準(zhǔn)曲線直接影響到樣品分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,此外校準(zhǔn)曲線也確定了方法的測(cè)定范圍,為此需對(duì)校準(zhǔn)曲線的線性關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)。
4.標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(或質(zhì)控樣)對(duì)比分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(或質(zhì)控樣)可以是明碼樣,也可以是密碼樣,其結(jié)果是經(jīng)權(quán)威部門(或一定范圍的實(shí)驗(yàn)室)定值、有準(zhǔn)確測(cè)定值的樣品。測(cè)定樣品時(shí),同時(shí)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(或質(zhì)控樣),用以檢查分析測(cè)試的準(zhǔn)確性。
5.方法比較分析對(duì)同一樣品分別使用具有可比性的不同方法進(jìn)行測(cè)定,并將結(jié)果進(jìn)行比較。
6.質(zhì)量控制圖為了能直觀地描繪數(shù)據(jù)質(zhì)量的變化情況,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)分析誤差的異常變化或變化趨勢(shì)也可采取繪制質(zhì)量控制圖的方法。一般應(yīng)由專職質(zhì)控人員來執(zhí)行。
(1)質(zhì)量控制圖的組成及繪制
質(zhì)量控制圖一般采用直角坐標(biāo)系。橫坐標(biāo)代表抽樣順序或樣品序號(hào),縱坐標(biāo)代表質(zhì)量控制樣品的統(tǒng)計(jì)值。質(zhì)量控制圖的基本組成如圖2-3所示。
預(yù)期值——圖中的中心線;目標(biāo)值——圖中上、下警告限之間區(qū)域;
輔助線——上、下各線在中心線與警告限的中間;實(shí)測(cè)值的可接受范圍——圖中上、下控制限之間的區(qū)域。圖2-3質(zhì)量控制圖基本組成(2)質(zhì)量控制圖的分類①均數(shù)控制圖
以測(cè)定順序?yàn)闄M坐標(biāo),相應(yīng)的測(cè)定值為縱坐標(biāo)作圖,同時(shí)作有關(guān)控制線。中心線——以總均值估計(jì);上、下控制限——按±3s值繪制;上、下警告限——按±2s值繪制;上、下輔助線———按±s值繪制。
【例題2-6】某一鐵的控制水樣,其20個(gè)平行樣的數(shù)據(jù)如表2-9,試作控制圖。
表2-9平行樣數(shù)據(jù)
序號(hào)/(mg/L)序號(hào)/(mg/L)序號(hào)/(mg/L)序號(hào)/(mg/L)序號(hào)/(mg/L)10.25150.23590.262130.263170.22520.25060.240100.234140.300180.25030.25070.260110.229150.260190.25640.26380.290120.250160.270200.250解:總均值:
=0.256標(biāo)準(zhǔn)偏差:
=0.020+s=0.276-
s=0.236+2s=0.296-2s=0.216+3s=0.316-3s=0.196根據(jù)以上數(shù)據(jù)作圖,如圖2-4所示。圖2-4均數(shù)控制圖②均數(shù)-極差控制圖2.3.3實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制的目的是檢查各實(shí)驗(yàn)室是否存在系統(tǒng)誤差,并找出誤差來源,提高實(shí)驗(yàn)室的分析質(zhì)量,從而增強(qiáng)各實(shí)驗(yàn)室之間分析結(jié)果的可比性。2.4監(jiān)測(cè)方法的質(zhì)量保證2.4.1監(jiān)測(cè)分析方法的層次1.標(biāo)準(zhǔn)分析方法標(biāo)準(zhǔn)分析方法,標(biāo)志符號(hào)為A,是國家頒布的帶有權(quán)威性的分析方法,主要用于方法對(duì)比和仲裁分析,也用于常規(guī)分析。2.統(tǒng)一分析方法統(tǒng)一分析方法,標(biāo)志符號(hào)為B,是監(jiān)測(cè)部門或其他有關(guān)部門經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證建立的實(shí)用分析方法。統(tǒng)一分析方法經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn),通過標(biāo)準(zhǔn)化程序進(jìn)行篩選驗(yàn)證可上升為標(biāo)準(zhǔn)分析方法。3.等效分析方法等效分析方法,標(biāo)志符號(hào)為C,是根據(jù)地區(qū)和行業(yè)的環(huán)境特點(diǎn)而建立的與標(biāo)準(zhǔn)方法或統(tǒng)一方法可比的分析方法。
2.4.2標(biāo)準(zhǔn)分析方法(1)按照規(guī)定的程序編制。(2)按照規(guī)定的格式編寫。(3)方法的成熟性得到公認(rèn)。通過協(xié)作試驗(yàn),確定了方法的誤差范圍。(4)由權(quán)威機(jī)構(gòu)審批和發(fā)布。
2.4.3分析方法的標(biāo)準(zhǔn)化
國外標(biāo)準(zhǔn)化工作的一般程序是:(1)由一個(gè)專家委員會(huì)根據(jù)需要選擇方法,確定準(zhǔn)確度、精密度和檢測(cè)限指標(biāo)。
(2)專家委員會(huì)指定一個(gè)任務(wù)組(通常是有關(guān)的中央實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé))。任務(wù)組負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,編寫詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)程序,制備和分發(fā)實(shí)驗(yàn)樣品和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。(3)任務(wù)組負(fù)責(zé)抽選6~10個(gè)參加實(shí)驗(yàn)室。其任務(wù)是熟悉任務(wù)組提供的實(shí)驗(yàn)步驟和樣品,并按任務(wù)要求進(jìn)行測(cè)定,將測(cè)定結(jié)果寫出報(bào)告,交給任務(wù)組。(4)任務(wù)組整理各實(shí)驗(yàn)室報(bào)告,如果各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求,則上報(bào)權(quán)威機(jī)構(gòu)出版公布;如達(dá)不到預(yù)定指標(biāo),需修正實(shí)驗(yàn)方案,重做實(shí)驗(yàn),直到達(dá)到預(yù)定指標(biāo)為止。我國標(biāo)準(zhǔn)化工作的組織管理系統(tǒng),如圖2-6所示。
圖2-6我國標(biāo)準(zhǔn)化工作組織管理體系
2.4.4監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室間的協(xié)作實(shí)驗(yàn)
1.定義協(xié)作試驗(yàn)是指為了一個(gè)特定目的,按照預(yù)定的程序所進(jìn)行的合作研究活動(dòng)。
2.目的和意義分析方法標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)作試驗(yàn)的目的,是為了確定擬作為標(biāo)準(zhǔn)的分析方法在實(shí)際應(yīng)用的條件下可以達(dá)到的精密度和準(zhǔn)確度,制定實(shí)際應(yīng)用中分析誤差的允許界限,以作為方法選擇、質(zhì)量控制和分析結(jié)果仲裁的依據(jù)。
3.影響因素(1)實(shí)驗(yàn)室的選擇(2)分析方法的選擇
(3)分析人員的選擇
(4)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇
(5)樣品的類型和含量(6)分析時(shí)間和測(cè)定次數(shù)一次平行測(cè)定的平行樣數(shù)目不得少于兩個(gè)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)每種含量的樣品的總測(cè)定次數(shù)不應(yīng)少于六次。(7)協(xié)作試驗(yàn)中的質(zhì)量控制
4.數(shù)據(jù)處理
(1)整理原始數(shù)據(jù),匯總成便于計(jì)算的表格;(2)核查數(shù)據(jù)并進(jìn)行離群值檢驗(yàn);(3)計(jì)算精密度,并進(jìn)行精密度與含量之間相關(guān)性檢驗(yàn);(4)計(jì)算允許差;(5)計(jì)算準(zhǔn)確度。
2.5環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)2.5.1環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及作用1.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是指已確定其中一種或幾種特性,用于校準(zhǔn)測(cè)量器具、評(píng)價(jià)測(cè)量方法或確定材料特性量值的物質(zhì)。其具有高度的均勻性、良好的穩(wěn)定性和量值準(zhǔn)確性等特點(diǎn)。2.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的作用
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可以廣泛地應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè),主要作用:(1)評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)分析方法的準(zhǔn)確度和精密度,研究和驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)方法,發(fā)展新的監(jiān)測(cè)方法;(2)校正并標(biāo)定監(jiān)測(cè)分析儀器,發(fā)展新的監(jiān)測(cè)技術(shù);(3)在協(xié)作實(shí)驗(yàn)中用于評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室的管理效能和監(jiān)測(cè)人員的技術(shù)水平,從而加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室提供準(zhǔn)確、可靠數(shù)據(jù)的能力;(4)把標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)當(dāng)作工作標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)使用;(5)通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的準(zhǔn)確度傳遞系統(tǒng)和追溯系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)國際同行間、國內(nèi)同行間以及實(shí)驗(yàn)室間數(shù)據(jù)的可比性和時(shí)間上的一致性;(6)作為相對(duì)真值,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可以用作環(huán)境監(jiān)測(cè)的技術(shù)仲裁依據(jù);(7)以一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為真實(shí)值,控制二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和質(zhì)量控制樣品的制備和定值,也可以為新類型的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制與生產(chǎn)提供保證。2.5.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分類
1.環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分類
環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的分類不同于一般標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),目前主要是按照物質(zhì)的屬性來進(jìn)行分類的。大致有以下一些主要類別:水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、空氣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、汽車尾氣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、河流底泥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、糧食標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、食品標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、有機(jī)污染物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、放射性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等。2.中國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(1)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等級(jí)中國的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以BW為代號(hào),分為國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(部頒標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì))。(2)中國已有的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)名稱編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)濃度不確定度名稱編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)濃度不確定度氮中甲烷BW010110~1000mL/m31%氮中一氧化氮BW012250~2000mL/m31%氮中一氧化碳BW010610~1000mL/m31%氮中氧BW012321%0.1%氮中二氧化碳BW011110~1000mL/m31%空氣中一氧化碳BW01255~50mL/m31%氮中二氧化硫BW0116300~3000mL/m31.5%氮中丙烷
研制中空氣中甲烷BW01211~100mL/m31%表2-11我國氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
表2-12我國部分水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)號(hào)水質(zhì)——COD標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500001-87水質(zhì)——亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500006-87水質(zhì)——BOD標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500002-87水質(zhì)——硬度標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500007-87水質(zhì)——酚標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500003-87水質(zhì)——硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500008-87水質(zhì)——砷標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500004-87水質(zhì)——銅、鉛、鋅、鎘、鎳、鉻混合標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500009-87水質(zhì)——氨氮標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500005-87水質(zhì)——氯、氟、硫酸根混合標(biāo)準(zhǔn)樣品GSBZ500010-872.5.3標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備圖2-7固體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備流程示意圖
3.1概述
3.2水樣的采集
3.3水樣的運(yùn)輸、保存和預(yù)處理
3.4物理性指標(biāo)的測(cè)定
3.5金屬化合物指標(biāo)的測(cè)定
3.6非金屬無機(jī)物的測(cè)定
3.7有機(jī)化合物的測(cè)定
3.8底質(zhì)監(jiān)測(cè)
3.9水體污染生物監(jiān)測(cè)第3章水和污水監(jiān)測(cè)3.1.1水和水體污染1.水資源及其分布據(jù)估計(jì)地球上存在的總水量約有13.7×109億m3,其中海水約占97.3%,淡水僅占2.7%。2.水體污染(1)水體水體是指河流、湖泊、沼澤、地下水、冰川、海洋等“地表貯水體”的總稱。(2)水體污染及其類型進(jìn)入水體中的污染物含量超過了水體本身的自凈能力,使水質(zhì)受到損害直至惡化,影響了水體正常使用功能和有效利用的現(xiàn)象,稱為水體污染。3.1概述
根據(jù)污染來源,水體污染分為兩大類,一類是自然污染,另一類是人為污染。按污染物性質(zhì),水體污染分為以下三種類型:①物理型污染指有色物質(zhì)污染、懸浮固體污染、熱污染和放射性污染等物理因素造成的水體污染。②化學(xué)型污染指隨污水及其他廢物排入水體中的無機(jī)物(如酸、堿、鹽、重金屬等)和有機(jī)物(如碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸)等造成的水體污染。③生物型污染指含有各種病原體(如病毒、病菌、寄生蟲等)的生活污水、醫(yī)院污水以及屠宰、畜牧、制革、餐飲等行業(yè)排放的污水進(jìn)入水體而造成的污染。3.水體的自凈當(dāng)污染物進(jìn)入水體后,隨著被大量水稀釋,同時(shí)發(fā)生揮發(fā)、絮凝、水解、絡(luò)合、氧化還原及微生物降解等物理、化學(xué)變化和生物轉(zhuǎn)化作用,使污染物的濃度降低或至無害化的過程,稱為水體自凈作用。
4.水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)是指水和水中所含物質(zhì)共同表現(xiàn)出來的綜合特征,描述水質(zhì)質(zhì)量的參數(shù)稱為水質(zhì)指標(biāo),它是衡量水質(zhì)優(yōu)劣的依據(jù)。3.1.2水質(zhì)監(jiān)測(cè)的對(duì)象和目的
1.水質(zhì)監(jiān)測(cè)的對(duì)象水質(zhì)監(jiān)測(cè)主要分為兩類:一類是環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè),包括地表水(江、河、湖、庫、海水)和地下水的監(jiān)測(cè);另一類是水污染源的水質(zhì)監(jiān)測(cè),包括工業(yè)污水、生活污水和醫(yī)院污水等。
2.水質(zhì)監(jiān)測(cè)的目的(1)對(duì)進(jìn)入江河、湖庫、海洋等地表水體的污染物質(zhì)及滲透到地下水中的污染物質(zhì)進(jìn)行經(jīng)常性地監(jiān)測(cè),以掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。(2)對(duì)生產(chǎn)過程、生活設(shè)施及其他排放源排放的各類污水進(jìn)行監(jiān)視性監(jiān)測(cè),為污染源管理和排污收費(fèi)提供依據(jù)。(3)對(duì)環(huán)境污染事故進(jìn)行應(yīng)急監(jiān)測(cè),為分析判斷事故原因、危害及采取對(duì)策提供依據(jù)。(4)為國家政府部門制定和修訂環(huán)境保護(hù)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)劃及全面開展環(huán)境保護(hù)管理工作提供有關(guān)數(shù)據(jù)和資料。(5)為開展水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及進(jìn)行環(huán)境科學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.1.3監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括物理的、化學(xué)的和生物的三個(gè)方面。我國《環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目如下:1.生活污水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目必測(cè)項(xiàng)目包括pH、COD、BOD、懸浮物、氨氮、揮發(fā)酚、油類、總氮、總磷、重金屬;選測(cè)項(xiàng)目為氯化物。
2.醫(yī)院污水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目必測(cè)項(xiàng)目包括pH、COD、BOD、懸浮物、油類、揮發(fā)酚、總氮、總磷、汞、砷、類大腸菌群、細(xì)菌總數(shù);選測(cè)項(xiàng)目包括氟化物、氯化物、醛類、總有機(jī)碳。3.地表水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目(見表3-1)。4.工業(yè)污水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目(見表3-2)。5.海水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目必測(cè)項(xiàng)目35項(xiàng);選測(cè)項(xiàng)目根據(jù)排污情況確定。表3-1地表水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
注:①懸浮物在5mg/L以下時(shí),測(cè)定濁度。表3-2工業(yè)污水監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
(續(xù)表)
(續(xù)表)
(續(xù)表)
從水體中取出的能反映水體水質(zhì)狀況的水,就是水樣;將水樣從水體中分離出來的過程就是水樣的采集;采樣地點(diǎn)的選擇和監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的建立就是布點(diǎn)。3.2.1地表水的采集1.收集資料、調(diào)查研究2.監(jiān)測(cè)斷面的布設(shè)(1)布設(shè)原則(2)布設(shè)數(shù)量(3)監(jiān)測(cè)斷面的布設(shè)方法①河流監(jiān)測(cè)斷面的設(shè)置3.2水樣的采集
對(duì)于流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū)的河段,一般設(shè)置三類斷面,即對(duì)照斷面、控制斷面和消減斷面。河流監(jiān)測(cè)斷面典型設(shè)置示意見圖3-1所示。
●對(duì)照斷面為了解河流進(jìn)入監(jiān)測(cè)河段前的水質(zhì)狀況而設(shè)置的斷面,這類斷面應(yīng)設(shè)在河流進(jìn)入城市或工業(yè)區(qū)之前的河段,一般設(shè)在距離最近排污口上游50~1000m范圍內(nèi)。●控制斷面控制斷面又稱污染監(jiān)測(cè)斷面,是為了解河流受污染的程度及其變化情況而設(shè)置的斷面??刂茢嗝娴臄?shù)目及位置應(yīng)根據(jù)河段沿岸污染源分布及主要污染物的遷移、擴(kuò)散規(guī)律和水體徑流情況確定,一般設(shè)在排污口下游500~1000m處。●消減斷面指工業(yè)污水或生活污水在水體內(nèi)流經(jīng)一定距離而達(dá)到最大限度混合,污染物被稀釋、降解,其主要污染物濃度有明顯降低的斷面。一般一條河流只設(shè)置一個(gè)消減斷面,通常設(shè)在城市或工業(yè)區(qū)最后一個(gè)排污口下游1500m以外的河段上。②湖泊、水庫監(jiān)測(cè)斷面的設(shè)置
對(duì)不同類型的湖泊、水庫應(yīng)區(qū)別對(duì)待。見圖3-2所示。
(△—△為監(jiān)測(cè)斷面)圖3-2湖泊、水庫監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置示意●進(jìn)出湖、庫的河流匯合處分別設(shè)監(jiān)測(cè)斷面?!褚愿鞴δ軈^(qū)為中心(如城市和工廠的排污口、飲用水源、風(fēng)景游覽區(qū)、排灌站等),在其輻射線上設(shè)置弧形監(jiān)測(cè)斷面?!裨诤熘行?、深及淺水區(qū)、滯流區(qū)、不同魚類的回游產(chǎn)卵區(qū)、水生生物經(jīng)濟(jì)區(qū)等設(shè)置監(jiān)測(cè)斷面。3.采樣點(diǎn)的布設(shè)
以最少的監(jiān)測(cè)斷面、監(jiān)測(cè)垂線和采樣點(diǎn)獲取最具代表性的水樣,是監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)的總原則。設(shè)置監(jiān)測(cè)斷面后,應(yīng)根據(jù)斷面上河流寬度確定采樣垂線數(shù),在每條垂線上根據(jù)河流深度確定采樣點(diǎn)的數(shù)目和位置。具體見表3-3和3-4。表3-3采樣垂線的設(shè)置表3-4采樣點(diǎn)的設(shè)置4.采樣時(shí)間和頻率的確定(1)確定原則依據(jù)不同的水體功能、水文要素和污染源、污染物排放等實(shí)際情況,力求以最低的采樣頻率取得最有時(shí)間代表性的樣品,既能反映水質(zhì)狀況,又要切實(shí)可行。(2)確定方法①設(shè)有監(jiān)測(cè)斷面的河段,根據(jù)我國水質(zhì)監(jiān)測(cè)手段和力量,每年至少應(yīng)在豐、枯、平水期各采樣2次,北方有冰凍期和南方有洪水期的河流要分別增加相應(yīng)水期的采樣次數(shù),即全年采樣不少于6~8次;國控水系、河流、湖庫上的監(jiān)測(cè)斷面,逢單月采樣一次,全年6次。
②國控監(jiān)測(cè)斷面,每月采樣一次,在每月5日至10日內(nèi)進(jìn)行采樣。③流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū)污染較嚴(yán)重的河流及特殊功能的水域(如飲用水源地、游覽水域等),全年采樣不少于12次,每月至少采樣1次。④遇有特殊自然情況或發(fā)生污染事故時(shí),要隨時(shí)增加采樣頻次。為掌握短期內(nèi)水質(zhì)變化動(dòng)態(tài),可根據(jù)需要按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行1~3天的連續(xù)采樣監(jiān)測(cè)。有自動(dòng)采樣設(shè)備的可進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)采樣和監(jiān)測(cè)。⑤對(duì)于潮汐河流,全年采樣一般3次,豐、平、枯水期各一次,每次采樣兩天,分別在大潮期和小潮期進(jìn)行,每次應(yīng)采集當(dāng)天漲、退潮水樣并分別測(cè)定。⑥對(duì)于湖泊、水庫,一般全年采樣兩次,在枯、豐水期各1次。若設(shè)有專門監(jiān)測(cè)站,全年采樣不少于12次,每月采樣不少于1次。⑦水系的背景斷面一般每年采樣1次。5.采樣方法(1)船只采樣(2)橋梁采樣(3)涉水采樣(4)索道采樣6.采樣器及使用方法(1)水桶采樣(2)有機(jī)玻璃采水器(如圖3-3所示)
使用有機(jī)玻璃采水器采樣時(shí),應(yīng)注意如下事項(xiàng):
①有機(jī)玻璃采水器放入水體時(shí),應(yīng)保持與水面垂直。當(dāng)水深流急時(shí),應(yīng)增加鉛錘質(zhì)量。②采水器到達(dá)指定水層后,稍停片刻即可提升出水面。在樣品分裝前,松開放水膠管夾子,先放掉少量水樣再分裝。③有機(jī)玻璃采水器強(qiáng)度較差,在采樣過程中容易因碰撞或操作不當(dāng)而引起采水器損壞。如發(fā)現(xiàn)采水器活動(dòng)底板漏水或上蓋板脫落,應(yīng)立即停止使用。(3)單層采水器(如圖3-4所示)
(4)急流采水器(如圖3-5所示)
(5)雙層采水器(如圖3-6所示)
(6)其他采水器圖3-3有機(jī)玻璃采水器1—進(jìn)水閥門;2—壓重鉛閥;3—溫度計(jì);4—溢水門;5—橡皮管
圖3-4單層采水器1—采水瓶;2,3—采水瓶架;4,5—平衡控制掛鉤;6—固定采水器繩的掛鉤;7—瓶塞;8—采水瓶繩;9—開瓶塞的軟繩;10—鉛錘圖3-5急流采水器1—夾子;2—橡皮管;3—鋼管;4—玻璃管;5—橡皮塞;6—玻璃取樣瓶;7—鐵框
圖3-6雙層采水器1—夾子;2—繩子;3—橡皮管;4—塑管5—大瓶;6—小瓶;7—帶重錘的夾子
7.水樣類型(1)瞬時(shí)水樣瞬時(shí)水樣是指在某一時(shí)間和地點(diǎn)從水體中隨機(jī)采集的分散水樣。(2)混合水樣是指將同一采樣點(diǎn)于不同時(shí)間所采集的瞬時(shí)水樣混合后得到的水樣,有時(shí)也稱為“時(shí)間混合樣”,以區(qū)別于其他混合水樣。(3)綜合水樣把不同采樣點(diǎn)同時(shí)采集的各個(gè)瞬時(shí)水樣混合后所得到的水樣,稱綜合水樣。
8.采樣注意事項(xiàng)(1)水環(huán)境的采樣順序是先水質(zhì)后底質(zhì),采集多層次的深水水域樣品時(shí),按從淺到深的順序采集。
(2)采樣時(shí)應(yīng)避免劇烈攪動(dòng)水體,任何時(shí)候都要避免攪動(dòng)底質(zhì)。(3)采水器不能一次完成采樣時(shí),可以多次采集,將各次采得的水樣集中裝在洗滌干凈的大容器中(容積大于5L的玻璃瓶或聚乙烯桶),樣品分裝前應(yīng)充分搖勻。(4)在樣品分裝和添加保存劑時(shí),應(yīng)防止操作現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境可能對(duì)樣品的沾污,尤其測(cè)定微量物質(zhì)的樣品更應(yīng)格外小心。(5)測(cè)定DO、BOD
5、pH值等項(xiàng)目的水樣,采樣時(shí)必須充滿,避免殘留空氣對(duì)測(cè)定項(xiàng)目的干擾。(6)從采樣器向樣品瓶注入水樣時(shí),應(yīng)沿瓶內(nèi)壁注入,除特殊要求外,放水管不要插入液面下裝樣。(7)除現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定項(xiàng)目外,樣品采集后應(yīng)立即按保存方法采取措施,加保存劑的操作應(yīng)在采樣現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。
(8)河流、湖泊、水庫和河口、港灣水域可使用船舶進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè),最好用專用的監(jiān)測(cè)船或采樣船。(9)采樣結(jié)束前應(yīng)核對(duì)采樣計(jì)劃、記錄與水樣,如有錯(cuò)誤或遺漏,應(yīng)立即補(bǔ)采或重采。9.采樣中的質(zhì)量控制樣品(1)密碼質(zhì)控樣即在同一采樣點(diǎn)上采樣時(shí),同時(shí)采集雙份平行樣,按密碼方式交付實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。這是最簡(jiǎn)單的采樣質(zhì)控方法,相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)平行樣,用于判斷采樣和分析過程中的精密性,無法估計(jì)采樣誤差的大小及來源。采集時(shí)應(yīng)注意控制采樣操作條件一致。(2)現(xiàn)場(chǎng)空白樣也即現(xiàn)場(chǎng)-實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控樣,在采樣現(xiàn)場(chǎng),用純水按樣品采集步驟裝瓶,與水樣同樣處理,以掌握采樣過程中環(huán)境與操作條件對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的影響。
3.2.2地下水的采集1.收集資料、調(diào)查研究2.采樣點(diǎn)的設(shè)置(1)背景采樣點(diǎn)的設(shè)置地下水背景采樣是調(diào)查和監(jiān)測(cè)地下水的重要組成部分,其目的是在一定地區(qū)用不受或少受污染的地下水和其他地下水進(jìn)行水質(zhì)比較、對(duì)照。背景采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在污染區(qū)的外圍;對(duì)于新開發(fā)區(qū)域,應(yīng)在引入污染源之前設(shè)置背景監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
(2)監(jiān)測(cè)井(點(diǎn))的設(shè)置工業(yè)區(qū)和重點(diǎn)污染源所在地的監(jiān)測(cè)井的布設(shè)主要根據(jù)污染源形式及其在地下水中的擴(kuò)散形式確定,分為以下幾種情況:點(diǎn)狀污染、條狀污染、帶狀污染和塊狀污染。具體污染類型、污染原因及監(jiān)測(cè)井布點(diǎn)方法列于表3-5。表3-5地下水污染類型、成因及監(jiān)測(cè)井布點(diǎn)方法3.采樣時(shí)間和采樣頻率對(duì)飲用水源監(jiān)測(cè)點(diǎn),要求每一采樣期采樣監(jiān)測(cè)2次,期間至少相隔10天。對(duì)有異常情況的井點(diǎn),應(yīng)適當(dāng)增加采樣監(jiān)測(cè)次數(shù)。
4.采樣方法從監(jiān)測(cè)井中采集水樣常利用抽水機(jī)設(shè)備。3.2.3水污染源的采集1.采樣前的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和資料收集(1)工業(yè)污染源(2)生活和醫(yī)院污染源2.采樣點(diǎn)的布設(shè)(1)工業(yè)污水采樣點(diǎn)的確定
①第一類污染物的采樣點(diǎn)位置一律設(shè)在車間或車間處理設(shè)施排放口或?qū)iT處理此類污染物設(shè)施的排放口。第一類污染物包括汞、鎘、砷、鉛、六價(jià)鉻和苯并[a]芘(簡(jiǎn)稱B[a]P)等13類監(jiān)測(cè)指標(biāo),這些污染物毒性大且有些在環(huán)境中不易降解,具有生物累積性。②第二類污染物的采樣點(diǎn)位置一律設(shè)在排污單位的總排污口。這類污染物包括CODcr、BOD5、懸浮物、硫化物、揮發(fā)酚、氰化物、氨氮、石油類、銅、鋅等。
③有污染處理設(shè)施的企
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