1、第二节 水和废水监测,1、水体污染与监测2、制定监测方案3、水样的采样4、样品预处理5、分析测试等,Water Quality & Wastewater Monitoring,水和水体：,水体是地表水、地下水及其包含的底质、水中生物等的总称。,从自然地理角度看：水体是指地表水覆盖地段的自然综合体，其中，不仅有水，还包括水中的悬浮物、底泥、水生物。,在环境污染研究中 区分“水”和“水体”的概念非常重要,水体与水体污染,水污染定义：,水体自净：,污染物进入水体，先被稀释、挥发、水解、氧化还原、生物分解等发生物理化学反应，使污染物浓度不断降低，该过程称为水体自净。,当污染物排入量超过水体自净能力时，
2、就会造成水质恶化，即为水质污染。,水体与水体污染,环境科学大辞典的解释是：“水环境是地球上分布的各种水体以及与其密切相连的诸环境要素如河床、海岸、植被、土壤等。”,水环境,（二）水质监测的对象和目的 （Water Quality Monitor Object and Goal）,1、水质监测的对象 Water Monitoring Subjects,2、水质监测的目的 Water Monitoring Objectives,1）地表水及地下水经常性监测 2）生产和生活过程监视性监测 3）事故监测应急监测 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）对环境污染纠纷仲裁监测
3、,（三）、监测项目（monitoring items）,1、确定监测项目的依据 Monitoring Program Principles,4、生活饮用水监测项目COD、BOD、悬浮物、NH3-N、总N、总P、阴离子洗涤剂、细菌总数、大肠菌群等。5、医院污水监测项目：PH、色度、浊度、悬浮物、余氯、COD、BOD、致病菌、细菌总数、大肠菌群等。6、海水监测项目,(四)、水质监测分析方法 (Water Quality Monitoring Analysis Method),1、选择分析方法的原则1）灵敏度、准确度能满足定量要求；2）方法成熟；3）操作简便，易于普及；4）抗干扰能力好。,2、水质监
4、测分析方法分类(Classification),3、水质监测常用的方法： 化学法、电化学法、原子吸收分光光度法、离子色谱法、气相色谱法、等离子体发射光谱(ICPAES)法等。其中，化学法(重量法、容量滴定法和分光光度法)目前在国内外水质常规监测中还普遍被采用，占测定方法总数的50以上。各种方法测定的组分列于表2-1。水污染可连续自动监测的项目及方法见表2-5,二、水质监测方案的制订 (Implementation of Water Monitoring Project),监测任务的总体构思和设计（制订流程） 1、明确监测目的 2、进行调查研究 3、确定监测项目 4、设计监测网点 5、安排采样时
5、间和频率 6、选定采样和保存方法 7、选定分析测定技术 8、提出监测报告要求 9、制订质量保证程序、措施和方案的实施计划,（一）、 地面水质监测方案的制订 (Implementation of Surface Water Monitoring Project),1 基础资料收集 2 监测断面和采样点的设置 3 采样时间与采样频率的确定 4 采样及监测技术的选择 5 结果表达、质量保证及实施进度计划,1、基础资料收集 (Primary Information Collection),1）水体的水文、气候、地质和地貌资料。如水位、水量、流速及流向的变化；降雨量、蒸发量及历史上的水情；河宽、河深、河
6、床结构及地质状况等。 2）水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等。 3）水体沿岸水资源现状及用途。如饮用水源分布和重点水源保护区，水体流域土地功能及近期使用计划等。 4）历年水质监测资料、水文实测资料、水环境研究成果等。,2、监测断面和采样点的设置 (Set of Sample Point Cross Section),1）监测断面的布设原则 2）监测断面的设置 3）采样位置的确定 （1）采样垂线的设置 （2）采样点的设置,湖泊、水库监测断面的设置首先判断湖、库是单一水体还是复杂水体；考滤汇入湖、库的河流数量，水体的径流量、季节变化及动态变化，沿岸污染源分布及污染物扩
7、散与自净规律、生态环境特点等。 然后按照前面讲的设置原则确定监测断面的位置： （1）进出湖、水库的河流汇合处分别设置监测断面。 （2）以各功能区(如城市和工厂的排污口、饮用水源、风景游览区、排灌站等)为中心，在其辅射线上设置弧形监测断面。 （3）在湖库中心，深、浅水区，滞流区，不同鱼类的回游产卵区，水生生物经济区等设置监测断面。 （4）无明显功能区别，可用网格法等设置监测垂线。,海洋 根据污染物在较大面积海域分布不均匀性和局部的相对均匀性的时空特征，在调查研究的基础上，运用统计方法将监测海域划分成污染区、过渡区和对照区，在三类区域分别设置适量监测断面和采样垂线。,3）采样点位的确定(Set S
8、ampling Position) （1）采样垂线的设置,说明: 1）垂线布设应避开污染带，要测污染带应另加垂线。 2）确能证明该断面水质均匀时，可仅设中泓垂线。 3）凡在该断面要计算污染物通量时，必须按上述设垂线,大于100m,（2）采样点的设置,说明： 1)水深不足1m时，在1/2水深处； 2)河流封冻时，在冰下0.5m处； 3)若有充分数据证明垂线上水质均匀，可酌情减少采样点数； 4)凡布设于河口，要计算污染物排放通量的断面，必须按本规定设置采样点。,0.5m,才、,3、采样时间与采样频率的确定,1）饮用水源地：全年采样不少于12次，采样时间根据具体情况选定。 2）河流：较大水系干流和中
9、、小河流全年采样不少于6次，采样时间为丰水期、枯水期和平水期，每期采样两次。流经城市或工业区，污染较重的河流、游览水域，全年采样不少于12次。采样时间为每月一次或视具体情况选定。 3）排污渠：全年采样不少于3次。 4）底泥：每年在枯水期采样一次。 5）背景断面：每年采样一次。在污染可能较重的季节进行。,6）潮汐河流：全年按丰、枯、平三期，每期采样2天，分别在大潮期和小潮期进行，每次应当在当天涨潮、退潮时采样，并分别加以测定。涨潮水样应当在各断面涨平时采样，退潮时也应当在各断面退平时采样，若无条件，小潮期可不采样。 7）湖泊、水库：设有专门监测站的湖、库，每月采样不少于1次，全年不少于12次，其
10、他湖、库每年采样2次，枯、丰水期各一次。有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数。,要根据监测对象的性质、含量范围及测定要求等因素选择适宜的采样、监测方法和技术。,4、采样及监测技术的选择,对监测中获得的众多数据，应进行科学地计算和处理，并按照要求的形式在监测报告中表达出来。质量保证概括了保证水质监测数据正确可靠的全部活动和措施。质量保证贯穿监测工作的全过程。实施进度计划是实施监测方案的具体安排，要切实可行，使各环节工作有序、协调地进行。,5、结果表达、质量保证及实施进度计划,（二）地下水质监测方案的制订 (Implementation of groundwater monitorin
11、g project),1 调查研究和收集资料2 采样点的设置3 采样时间和采样频率的确定,1 调查研究和收集资料,(1)收集、汇总监测区域的水文、地质、气象等方面的有关资料和以往的监测资料。,(2)调查监测区域内城市发展、工业分布、资源开发和土地利用情况，尤其是地下工程规模应用等；了解化肥和农药的施用面积和施用量；查清污水灌溉、排污、纳污和地面水污染现状。,(3)测量或查知水位、水深，以确定采水器和泵的类型，所需费用和采样程序。,(4)在完成以上调查的基础上，确定主要污染源和污染物，并根据地区特点与地下水的主要类型把地下水分成若干个水文地质单元。,2 采样点的设置,1）背景值监测点的设置 设在
12、污染区外围不受或少受污染的地方。在垂直于地下水流方向的上方设置。 2）监测井的布设 点状污染区（渗坑、渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透小的地区形成的），监测井设在距污染源最近的地方。 块状污染区（污灌区、污养区及缺乏卫生设施的居民区），监测井设在地下水流向的平行和垂直方向上。 条（带）状污染区（渗坑、渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透大地区及沿河、渠排放的工业废水和生活污水）,宜用网格布点法设置监测井。一般监测井在液面下0.30.5m处采样。,3 采样时间和采样频率的确定,1）每年在丰水期、枯水期分别采样测定；四季采样；月采样。 2）每一采样期至少监测1次，饮用水每一采样期监测2次，其间隔至少1
13、0天，即采一次分析检验一次，10天后再采、检一次，可作为监测数据报出。 3）对有异常情况的井点，应适当增加采样监测次数。,（三） 水污染源监测方案的制订 (Implementation of water pollution source monitoring project),1 调查研究，收集资料,2 采样点设置,在车间或车间处理设备的废水排放口设置采样点，测一类污染物（汞、镉、砷、铅、六价铬、有机氯化合物、强致癌物质等）。,在工厂废水总排放口布设采样点，测二类污染物（悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷化合物、石油类、铜、锌、氟、硝基苯类、苯胺类等）。,1）工业废水,已有废水处理设施的工
14、厂，在处理设施的排放口布设采样点。为了解废水处理效果，可在进出口分别设置采样点。,在排污渠道上，采样点应设在渠道较直，水量稳定，上游无污水汇入的地方。可在水面下1/41/2处采样，作为代表平均浓度水样采集。,2）城市污水（生活污水(sanitary waste)和医院污水(hospital sewage)、综合排污口等）城市污水管网：在一个城市的主要排污口或总排污口设点采样，城市污水干管的不同位置，污水进入水体的排放口，非居民生活排水支管接入城市污水干管的检查井。 城市污水处理厂：在污水处理厂的污水进出口处设点采样；,工业废水：每年采样监测24 次； 生活污水：每年采样监测2次，春、夏季各1次
15、； 医院污水：每年采样监测4次，每季度1次。,环境监测技术规范对向国家直接报送数据的废水排放源规定：,3 采样时间和频率,一、水样的类型,（一）采集前的准备（preparation before sampling）,二、地表水样的采集 （Collecting of surface water sample）,四、废水样品的采集,(一)采样方法 一、浅水采样 可用容器直接采集，或用聚乙烯塑料长把勺采集。 二、深层水采样 可使用专制的深层采水器采集，也可将聚乙烯筒固定在重架上，沉入要求深度采集。 三、自动采样 采用自动采样器或连续自动定时采样器采集。如自动分级采样式采水器，可在一个生产周期内，每隔
16、一定时间将一定量的水样分别采集在不同的容器中；自动混合采样式采水器可定时连续地将定量水样或按流量比采集的水样汇集于一个容器内。,瞬时水样（instant sample）,指在某一时间或地点，从水体中随机采集的分散样品。用这种水样监测的结果只说明取样时的水质。对于生产工艺连续、稳定的工厂，所排放废水中的污染组分及浓度变化不大，瞬时水样具有较好的代表性,混合水样(sampling with mixing water),平均混合水样：指每隔相同时间，取等量废水混合而成。 平均比例混合水样：指采样次数与采样水的流速成正比例关系。,废水样品采集注意事项,采样时应除去水面杂物、垃圾等漂浮物，但是，随污水流
17、动的悬浮物或固体颗粒，应看成是污水的一个组成部分，不应在测定前滤除。 用水样容器直接采样时，须用水冲洗3次，但采油的容器不能冲洗 填写污水采样记录表,四、底质(沉积物)样品的采集 (Collecting of Sediment Sample),概述,水、底质(sediment)和水生生物组成了一个完整的水环境体系。 底质能记录给定水环境的污染历史，反映难降解物质的积累情况以及水体污染的潜在危险。,河流沉积物,断面设置 (Cross Section Setting),底质监测断面的设置原则与水质监测断面相同，其位置应尽可能与水质监测断面相重合，以便于将沉积物的组成及其物理化学性质与水质监测结果进
18、行比较。,采样次数 (Sampling Times),由于底质比较稳定，受水文、气象条件影响较小，故采样频率远较水样低，一般每年枯水期采样1次，必要时可在丰水期增采1次,采样方法 (Sampling Process),底质样品采集量视监测项目、目的而定，一般为12kg，如样品不易采集或测定项目较少时，可予酌减。,采集表层底质样品一般采用挖式(抓式)采样器或锥式采样器。前者适用于采样量较大的情况，后者适用于采样量少的情况。管式泥芯采样器用于采集柱状样品，以供监测底质中污染物质的垂直分布情况。,沉积物采样器,锥式采样器 将沉积物采样器置于9m深的水下一年，收集化学沉积物（方解石）、藻类、浮游动物、
19、动物粪便等。,中等水深底泥 如果水域水深小于3m，可将竹竿粗的一端削成尖头斜面，插入床底采样,浅水底泥 当水深小于0.6米时，可用长柄塑料勺直接采集表层底质,五、采集水样注意事项,1、测定悬浮物、pH、溶解氧、BOD、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需单独采样；在测定溶解氧、BOD和有机污染物等项目的水样必须充满容器；测定pH、溶解氧和电导率等项目宜在现场测定。测定不溶解性物质和油类时水箱不能充满容器。采样时要同步测量水文和气象参数。 2、填写登记表,六、流量的测量（flow measurement）,（一）测量参数：在采集水样的同时，还需要测量水体的水位(m)、流速(ms)、流量（m
20、3s）等水文参数， （二）意义：:因为在计算水体污染负荷是否超过环境容量、控制污染源排放量、估价污染控制效果等工作中，都必须知道相应水体的流量。 （三）测量方法原则：对于较大的河流，水文部门一般设有水文监测断面，应尽量利用其所测参数。,（四）测量方法： 1、流速仪法（流速面积法）对于水深大于0.05m，流速大于0.15ms的河、渠，可用流速仪测定水流速度。2、浮标法浮标法是一种粗略测量流速的简易方法。,3、堰板法（溢流沿法） 这种方法适用于不规则的污水沟、污水渠中水流量的测量。 4、其他方法用容积法测定污水流量也是一种简便方法。现已生产多种规格的污水流量计，测定流量简便、准 确。此外，还可以用
21、压差法、根据工业用水平衡计算法或排水管径大小测量法估算污水流量。,七、水样的保存和运输 （Preservation and transportation of water sample）,（一）、水样的运输,注意以下两点： 1）塞紧采样器塞子，必要时用封口胶、石蜡封口；避免因震动、碰撞而损失或玷污，因此最好将样瓶装箱，用泡沫塑料或纸条挤紧； 2）需冷藏的样品，应配备专门的隔热容器，放入制冷剂，将样瓶置于其中；冬季应注意保温，以防样瓶冻裂。,（二）、 水样的保存,1、保存要求：不发生物理、化学、生物变化；不损失组分；不玷污（不增加待测组分和干扰组分） 2、容器的要求选性能稳定，不易吸附预测组分，杂质含量低的材料制成的容器，如聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器是常规监测中广泛使用的，也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器，但价格昂贵。 3、保存时间要求：即最长贮放时间，一般污水的存放时间越短越好。清洁水样72h；轻污染水样48h；严重污染水样12h；运输时间24h以内。,4、保存方法： 1）、冷藏或冷冻法 2）、加入化学试剂保存法见表2-13,（1）加入生物抑制剂 （2）调节pH值 （3）加入氧化剂或还原剂,
