导图社区 水和废水监测
水和废水监测知识总结,包括水体与水体污染、水质监测方案制定、水样的采集和保存、水样的预处理四部分内容。
编辑于2022-03-30 21:12:29水和废水监测
水体与水体污染
水体污染一般可分为化学型污染、物理型污染和生物型污染
化学型污染系指随废水及其他废物排入水体的无机和有机污染物质造成的水体污染
物理型污染指排入水体的有色物质、悬浮物、放射性物质及高于常温的物质造成的污染
生物型污染系指随生活污水、医院污水等排入水体的病原微生物造成的污染
水质监测方案制定
河流监测断面的布设
背景断面:设在基本上未受人类影响的河段,用于评价一个娲女水系污染程度
对某一河段布设不需要背景断面
对照断面:为了解流入监测河段前的水体水质状况而设置。这种断面应设在河流进入城市或工业区以前的地方,避开各种废(污)水流入处和回流处。一个河段一般只设一个对照断面。有主要支流时可酌情增加。
有主要支流时需加设对照断面
控制断面:为评价监测河段两岸污染源对水体水质影响而设置。控制断面的数目应根据城市的工业布局和排污口分布情况而定,设在排污区(口)下游,废(污)水与江、河水基本混匀处。在流经特殊要求地区(如饮用水源地及与其有关的地方病发病区、风景游览区、严重水土流失区及地球化学异常区等)的河段上也应设置控制断面。
削减断面;是指河流受纳废(污)水后,经稀释扩散和自净作用,使污染物浓度显著降低的断面,通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上。
另外,有时为特定的环境管理需要,如定量化考核、监视饮用水源和流域污染源限期达标排放等,还要设置管理断面。
.湖泊、水库监测垂线(或断面)的布设
湖泊、水库通常只设监测垂线,当水体复杂时,可参照河流的有关规定设置监测断面
在湖(库)的不同水域,如进水区、出水区、深水区、浅水区、湖心区、岸边区,按照水体类别和功能设置监测垂线
湖(库)区若无明显功能区别,可用网格法均匀设置监测垂线,其垂线数根据湖(库)面积、湖内形成环流的水团数及入湖(库)河流数等因素酌情确定
受污染物影响较大的重要湖泊、水库,在污染物主要输送路线上设置控制断面
采样点的确定
设置监测断面后,应根据水面的宽度确定断面上的监测垂线,再根据监测垂线处水深确定采样点的数目和位置。 对于江、河水系,当水面宽≤50m时,只设一条中泓垂线;水面宽50~100m时,在近左、右岸有明显水流处各设一条垂线;水面宽>100m时,设左、中、右三条垂线(中泓及近左、右岸有明显水流处),如证明断面水质均匀时,可仅设中泓垂线。 在一条垂线上,当水深不足0. 5m时,在1/2水深处设采样点;水深0. 5~5m时,只在水面下0. 5m处设一个采样点;水深5~10m时,在水面下0. 5m处和河底以上0. 5m处各设一个采样点;水深>10m时,设三个采样点,即水面下0. 5m处、河底以上0. 5m处及1/2水深处各设一个采样点。 湖泊、水库监测垂线上采样点的布设与河流相同,但如果存在温度分层现象,应先测定不同水深处的水温、溶解氧等参数,确定分层情况后,再决定监测垂线上采样点的位置和数目,一般除在水面下0. 5m处和水底以上0. 5m处设采样点外,还要在每个斜温层1/2处设采样点。 海域的采样点也根据水深分层设置,如水深50~100m,在表层、10m层、50m层和底层设采样点。 监测断面和采样点确定后,其所在位置岸边应有固定的天然标志物;如果没有天然标志物,则应设置人工标志物,或采样时用全球定位系统(GPS)定位,使每次采集的样品都取自同一位置,保证其代表性和可比性。
采样时间和采样频率的设定
为使采集的水样能够反映水体水质在时间和空间上的变化规律,必须合理地安排采样时间和采样频率,力求以最低的采样频率取得最有时间代表性的样品。
(1)饮用水源地、省(自治区、直辖市、特别行政区)交界断面中需要重点控制的监测断面,每月至少采样监测1次,采样时间根据具体情况选定
(2)较大的水系、河流、湖、库的监测断面,每逢单月采样监测一次,全年6次。采样时间为丰水期、枯水期和平水期,每期采样两次。水体污染比较严重时,酌情增加采样监测次数。底质每年在枯水期采样监测一次
(3)受潮汐影响的监测断面分别在大潮期、小潮期进行采样监测。每次采集涨潮、退潮水样分别监测。涨潮水样应在断面处水面涨平时采集,退潮水样应在水面退平时采集
(4)属于国家监控的断面(或垂线),每月采样监测一次,在每月5-10日进行。
(5)如某必测项目连续三年均未检出,且在断面附近确无新增污染源,而现有污染源排污量未增加,在此情况下,可每年采样监测一次。一旦检出,或在断面附近有新增污染源,或现有污染源新增排污量时,即恢复正常采样。
(6)水系背景断面每年采样监测一次,在污染可能较重的季节进行。
(7)海水水质常规监测,每年按丰水期、平水期、枯水期或季度采样监测2~4次。
水样的采集和保存
水样类型
瞬时水样
混合水样
综合水样
地表水样的采集
采样前的准备
采样器:聚乙烯塑料桶、单层采水瓶、直立式采水器、自动采样器
地下水样的采集
井水、泉水、自来水:水井利用抽水机设备,先将水龙头完全打开, 放水数分钟,排出管道中积存的死水后再采样,涌水口处直接采样
废(污)水样的采集
浅层废(污)水
从浅埋排水管、沟道中采样,用采样器 直接采集,也可用长把塑料勺采集
深层废(污)水
可用深层采水器 或固定在负重架内的采样容器,沉入监测井采样
自动采样
自动采集瞬时水样和混合水样
采集水样注意事项
1、采样时不可搅动水底的沉积物。2、采样时应保证采样点的位置准确。必要时使用定位仪(GPS)定位。3、测定油类的水样,应在水面至300mm采集柱状水样,并单独采样,全部用于测定。采样瓶(容器)不能用采集的水样冲洗。4、测溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目时,水样必须注满容器,上部不留空间,并有水封口。5、测定湖库水的COD、高锰酸盐指数、叶绿素a、总氮、总磷时,水样静置30min后,用吸管一次或几次移取水样,吸管进水尖嘴应插至水样表层50mm以下位置,再加保存剂保存。6、测定油类、BOD5、DO、硫化物、余氯、粪大肠菌群、悬浮物、放射性等项目要单独采样。7、认真填写“水质采样记录表”,用签字笔或硬质铅笔在现场记录,字迹应端正、清晰,项目完整。
流量的测定
地表水流量的测定
水文参数比较稳定、流量有代表性的断面
水文参数比较稳定、流量有代表性的断面
浮标法
废水流量测定
流量计法、容积法、溢流堰法
水样的运输与保存
物理作用:光照、温度、静置或震动,敞露或密封等保存条件及容器材质都会影响水样的性质。如温度升高或强震动会使氧、氰化物及汞等挥发,长期静置会使Al(OH)3、CaCO3、Mg3(PO4)2等沉淀。某些容器的内壁能不可逆地吸附或吸收一些有机物或金属化合物等。化学作用:水样及水样各组分可能发生化学反应,从而改变某些组分的含量与性质。生物作用:细菌、藻类,以及其他生物体的新陈代谢会消耗水样中的某些组分,产生一些新组分,改变一些组分的性质,生物作用会对样品中待测的一些项目如溶解氧、二氧化碳、含氮化合物、磷及硅等的含量及浓度产生影响。
水样的保存
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)
容器的选择:防止容器及瓶塞对样品的污染。玻璃在贮存水样时可溶出钠、钙、 镁、硅、硼等元素,在测定这些项目时应避免使用玻璃容器,以防止新的污染。一些有色瓶塞含有大量的重金属。容器壁应易于清洗、处理,以减少如重金属或放射性核类的微量 元素对容器的表面污染。容器或容器塞的化学和生物性质应该是惰性的,以防止容器与样品组分发生反应。如测氟时,水样不能贮于玻璃瓶中,因为玻璃与氟化物发生反应。 防止容器吸收或吸附待测组分,引起待测组分浓度的变化。深色玻璃能降低光敏作用。
容器的准备:新容器应先用洗涤剂清洗,再用纯水彻底清洗如果测定硅、硼和表面活性剂,则不能使用洗涤剂测磷酸盐不能使用含磷洗涤剂;测硫酸盐或铬则不能用铬酸—硫 酸洗液。测重金属的玻璃容器及聚乙烯容器通常用盐酸或硝酸洗净并浸泡1~2天后用蒸馏水或去离子水冲洗
保存时间要求:清洁水样72h;轻污染水样48h;严重污染水样12h
保存方法:短期保存(从采集样品后到运输到实验室期间):1~5℃冷藏并暗处保存。 延长贮存期:(1)−20℃的冷冻。分析挥发性物质(不适用冷冻) 。样品包含细胞,细菌或微藻类(不适用冷冻) 。 选用塑料容器(氯乙烯或聚乙烯等塑料容器)。 (2)添加保存剂 1)调节pH。测定金属离子的水样常用硝酸酸化至 pH 1~2,既可以防止重金属的水解沉淀,又可以防止金属在器壁表面上的吸附,同时在 pH 1~2 的酸性介质中还能抑制生物的活动测定氰化物的水样需加氢氧化钠调至 pH 12。测定六价铬的水样应加氢氧化钠调至pH 8,因在酸性介质中,六价铬的氧化电位高,易被还原。保存总铬的水样,则应加硝酸或硫酸至 pH 1~2 2)加入生物抑制剂。测氨氮、硝酸盐氮和COD的水样中,加氯化汞或加入三氯甲烷、甲苯作防护剂以抑制生物对亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐的氧化还原作用在测酚水样中用磷酸调溶液的pH值至2,加入硫酸铜以控制苯酚分解菌的活动 3)加入氧化剂或还原剂。水样中痕量汞易被还原,引起汞的挥发性损失,加入硝酸—重铬酸钾溶液可使汞维持在高氧化态,汞的稳定性大为改善。测定硫化物的水样,加入抗坏血酸对保存有利含余氯水样,能氧化氰离子,可使酚类、烃类、苯系物氯化,生成相应的衍生物,为此在采样时加入适当的硫代硫酸钠予以还原,除去余氯干扰
水样的过滤或离心
除去其中的悬浮物、沉淀、藻类及其他微生物,过滤样品的目的就是区分被分析物的可溶性和不可溶性的比例,滤器的选择要注意与分析方法相匹配、用前清洗及避免吸附、吸收损失
水样的运输
• 将容器的外(内)盖盖紧; • 装箱时用泡沫塑料等分隔,避免震动、碰撞而损失; • 需冷藏的样品,应配备专门的隔热容器,放入制冷剂; • 冬季应注意保温,以防样瓶冻裂 • 最大允许时间:24h
水样的预处理
水样的消解
测定含有有机物的水样中的无机元素时采用 1. 目的:破坏有机物,溶解悬浮性固体,将各种价态的待测 元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机物 2. 要求:清澈、透明、无沉淀 3. 方法:湿式消解法、干式分解法(干灰化法)、微波消解
酸式消解法:硝酸消解法、硝酸-高氯酸消解法、硝酸-硫酸消解法、硝酸-磷酸消解法、硝酸-高锰酸钾消解法、多元消解法
干灰化法(高温分解法) 处理过程:取适量水样于白瓷或石英蒸发皿中,水浴蒸干,移入马弗炉,450~550℃灼烧到残渣呈灰白色,有机物完全分解除去。取出蒸发皿,冷却,用适量2%HNO3(或HCl)溶解样品灰分,过滤,滤液定容后测定。 不适用:处理测定易挥发组分(如砷、汞、镉、硒、锡等)的水样。
水样的富集与分离
气提、顶空和蒸馏法:适于易挥发的组分。 气提法:惰性气体通入调制好的水样中,将欲测易挥发组分吹出,直接送入仪器测定,或导入吸收液富集后再测定。 顶空法:适用:常用于测定水样中的挥发性有机物(VOCs)或挥发性无机物(VICs)水样的预处理——常与气相色谱法连用。操作:先将水样装入顶空瓶中,并密封,上部留有一定空间,将密封后的顶空瓶至于恒温装置中,经一定时间,容器内的气液两相达到平衡,取瓶内气体测定。 蒸馏法:原理:水样中各污染物组分具有不同的沸点而使各组分彼此分离的方法
溶剂萃取法:物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同,而进行组分的富集与分离。(通常是用有机溶剂从水样中萃取待测组分) 固相萃取法(SPE): 萃取剂是固体 工作原理:水样中欲测组分与共存干扰组分在固相萃取剂上作用力强弱不同,使它们彼此分离。
吸附法
离子交换法
共沉淀法