水質(zhì)監(jiān)測
水質(zhì)檢測的對象和目的
1、水質(zhì)監(jiān)測的對象
水質(zhì)監(jiān)測可分為水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測和水污染源監(jiān)測對它們的監(jiān)測可概括為以下幾個方面:
A、對進入江、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)進行經(jīng)常性監(jiān)測,掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
B、對生產(chǎn)過程、生活設(shè)施及其他排放源排放的各類廢水進行監(jiān)視性監(jiān)測,為污染源管理和排污收費提供依據(jù)。
2、監(jiān)測的目的:
A、環(huán)境保護:判斷水體質(zhì)量是否符合國家制訂的水體質(zhì)量標準,并且提供環(huán)保依據(jù)。
B、規(guī)劃計劃:對天然水進行監(jiān)測,確定建廠、建區(qū)的工程方案。
C、評價水處理設(shè)施的處理效果。
D、科學(xué)研究:在水處理技術(shù)、水質(zhì)監(jiān)測方法等研究中,對新工藝、新方法作出評價。E、積累資料:為水質(zhì)標準的制訂和修改提供資料。
3、按照水質(zhì)污染物的性質(zhì)可將水體污染分為化學(xué)性污染、物理性污染和生物污染三大方面。
A、化學(xué)性污染:各種礦農(nóng)企業(yè)排出的廢水。污染物有無機酸、堿、鹽、無機有毒物質(zhì)Hg、Pb、Cd、Cr、氟化物、氰化物、砷化物。有機有毒物質(zhì):有機農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、酚類等,耗氧物質(zhì)(蛋白、脂肪、木質(zhì)素等),氮磷營養(yǎng)物質(zhì)、油類等。B、物理性污染:懸浮物(影響水質(zhì)外觀、妨礙植物光合作用等)、熱污染(提高水溫、降低溶解氧)、放射性物質(zhì)。
C、生物性污染:由生活污水,特別是醫(yī)院污水、工業(yè)廢水帶入的一些病原微生物,如傷寒、霍亂、細菌性痢疾、各種病毒、寄生蟲。
4、正確選擇監(jiān)測分析方法是獲得準確結(jié)果的關(guān)鍵因素之一。選擇方法時遵循的原則是:靈敏度高、方法成熟、操作簡便、易于普及、抗干擾強。具體有以下三種方法:
A、國家標準分析方法:是一些比較經(jīng)典、準確度高的方法是環(huán)境污染糾紛仲裁方法,也是用于評價其他分析方法的基準方法。B、統(tǒng)一分析方法:有些項目的監(jiān)測方法尚不夠成熟,但又急需測定,因此經(jīng)過研究作為統(tǒng)一方法推廣,在使用中積累經(jīng)驗不斷完善,為上升為國家標準創(chuàng)造條件。
C、等效方法:與1、2類方法的靈敏度、準確度具有可比性的分析方法。
二、水質(zhì)檢測方案的制訂
1、收集資料A、水體的水文、氣候、地質(zhì)和地貌資料。
B、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。
C、水體沿岸的飲用水源分布和重點水源保護區(qū)等。
D、歷年水質(zhì)監(jiān)測資料。
2、監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置
(1)監(jiān)測斷面的設(shè)置原則
應(yīng)在水質(zhì)、水量發(fā)生變化及水體不同用途的功能區(qū)處設(shè)置監(jiān)測斷面:
A、大量廢水排入河流的居民區(qū)、工業(yè)區(qū)上下游;
B、湖泊、水庫的主要出入口;
C、飲用水源區(qū);
D、入海河流的河口處、較大支流匯合口上游和匯合后與干流混合處;
(2)采樣時間和采樣頻率的確定
A、飲用水源地全年采樣監(jiān)測12次,采樣時間根據(jù)具體情況選定。B、對于較大水系干流和中、小河流,全年采樣監(jiān)測次數(shù)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。
C、流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū),污染較重的河流,游覽水域,全年采樣監(jiān)測不少于12次。采樣時間為每月一次或視具體情況選定。
(3)湖泊、水庫采樣點布設(shè)
對不同類型的湖泊、水庫應(yīng)區(qū)別對待。為此,首先判斷湖、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:A、在進出湖泊、水庫的河流匯合處分別設(shè)置監(jiān)測斷面。
B、以各功能區(qū)(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)為中心,在其輻射線上弧形設(shè)置監(jiān)測斷面。
C、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。
二、水樣的采集、保存和預(yù)處理
1、水樣的采集采樣前的準備
(1)容器準備 容器的選擇原則:水樣不溶于容器、容器材質(zhì)不吸附水樣中某些組分、水樣與容器不發(fā)生直接化學(xué)反應(yīng)、避開物質(zhì)的“相似相溶”原理。
(2)采樣器的準備:選擇合適的采樣器、沖洗干凈(三洗)
2、采樣方法和采樣器
A、采樣方法:船只采樣、橋梁采樣、涉水采樣、索道采樣B、采樣器:水桶、單層采樣器、急流采水器、雙層溶解氣體采樣器
C、水樣的類型:瞬時水樣、混合水樣、綜合水樣
工業(yè)廢水的采集
廢水污染源一般經(jīng)管道或渠、溝排放,截面積比較小,不需設(shè)置斷面,而直接確定采樣點位。
(1)在車間或車間設(shè)備廢水排放口設(shè)置采樣點監(jiān)測第一類污染物。這類污染物主要有汞、鎘、砷、鉛,六價鉻有機氯化合物和強致癌物質(zhì)等。
(2)在工廠廢水總排放口布設(shè)采樣點監(jiān)測二類污染物。這類污染物主要有懸浮物、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。
(3)已有廢水處理設(shè)施的工廠,在處理設(shè)施的進出口布設(shè)采樣點。
地下水的采集
地下水監(jiān)測以淺層地下水(又稱潛水)為主,應(yīng)盡可能利用各水文地質(zhì)單元中原有的水井(包括機井)。還可對深層地下水(也稱承壓水)的各層水質(zhì)進行監(jiān)測。A、背景值監(jiān)測點的設(shè)置:背景值采樣點應(yīng)設(shè)在污染區(qū)的外圍不受或少受污染的地方。對于新開發(fā)區(qū),應(yīng)在
引入污染源之前設(shè)立背景值監(jiān)測點。
B、監(jiān)測井的布設(shè):對于工業(yè)區(qū)和重點污染源所在地的監(jiān)測井(點)布設(shè),主要根據(jù)污染物在地下水中的擴散形式
確定。例如,滲坑、滲井和堆渣區(qū)的污染物在含水層滲透性較大的地區(qū)易造成條帶狀污染;污灌區(qū)、污養(yǎng)區(qū)及缺乏衛(wèi)生設(shè)施的居民的污水滲透到地下易造成塊狀污染,此時監(jiān)測井(點)應(yīng)設(shè)在地下水流向的平行和垂直方向上,以監(jiān)測污染物在兩個方向上的擴散程度。一般監(jiān)測井在液面下0.3~0.5m處采樣。若有多含水層分布,可按具體情況分層采樣。
3、流量的測定
A、流速儀法:對于水深大于0.05m,流速大于0.015m/s的河、渠,可用流速儀測定水流速度,然后按 Q=V·SB、浮標法:選一平直河段,測量該河段2m間距內(nèi)水流橫斷面的面積,求出平均橫斷面積。在上游投入浮標,測量浮標流經(jīng)河段(L)所需時間,重復(fù)測定幾次,求出所需時間的平均值(t),計算出流速,再按Q=60V·S計算出流量。
C、堰板法:用三角形或柜形、梯形堰板攔住水流,形成溢流堰,測量堰板前后水頭和水位,計算流量。
4、水樣的運輸和保存
A、水樣在運輸過程中不應(yīng)有損失和丟失,要包裝好,貼上標簽、密封好。B、儲存水樣的容器可能吸附、玷污水樣,因此,要選擇性能穩(wěn)定、雜質(zhì)含量低的材料作容器,常用的有硼硅玻璃、石英、聚乙烯、聚四氟乙烯,最常用的是硼硅玻璃、聚乙烯瓶。
C、運輸過程要求盡快,常用監(jiān)測車、汽車、船,甚至飛機。
(1)、水樣的運輸
水樣采集后,原則上要盡快分析。因為水樣離開水源后,原來的平衡可能遭到破壞,在各種物理、化學(xué)和微生物作用下使樣品的成分發(fā)生變化。樣品分析越快越好。有些項目如pH、電導(dǎo)率、水溫等還要求現(xiàn)場測定。但由于各種條件的限制(如儀器、場地等),往往只有少數(shù)項目可以在現(xiàn)場進行,大多數(shù)項目仍需送往實驗室內(nèi)分析測定,有時因人力、時間不足,還需將水樣在實驗室放置一段時間后才能測定。所以水樣有運輸和保存的問題。
(2)、水樣的保存
水樣保存期的長短取決于水樣的性質(zhì)、測定要求和保存條件,未經(jīng)任何處理的水樣最長保存時間大致為:清潔水: 72小時(3天)
輕度污染: 48小時(2天)
嚴重污染水: 12小時(半天)冷藏冷凍法:溫度小于5度,有的需要深度冷藏。
加化學(xué)試劑:可以在采樣后立即加入化學(xué)試劑,也可以事先加到容器中。
控制pH:最常用的是加酸,它能大大抑制和防止微生物的徐寧和沉淀,減少容器表面地的吸附。多使pH<2。
三、物理性質(zhì)的檢驗
1、水溫2、濁度:所謂濁度是指水的混濁程度。
某些工業(yè)用水也不能太混濁,如冷卻水濁度太高易堵塞冷凝器和管道。地面水濁度太高,有些是由于泥沙造成的,如黃河水濁度可達幾十克/升,通常稱之為高濁度水。但有的也可能是由工業(yè)污染造成的。因此,在選擇給水水源時必須測濁度。
3、色度,水的色度往往是由于水中融入的各種腐殖質(zhì)、各種有機物及無機雜質(zhì)所引起的,另外,工業(yè)廢水也可引起水的色度。水色分為真色和表色。簡單說表色是可以去除的,是由于水中懸浮物質(zhì)引起的,真色則是溶解性物質(zhì)引起的,水樣的色度是指真色,即去除了懸浮物質(zhì)后水顯的顏色。無論是飲用水還是工業(yè)用水都不希望有顏色,因此,色度是衡量水質(zhì)好外的重要指標。
4、臭味:臭味是檢驗水和處理水中水質(zhì)必測項目之一,可追蹤污染源和判斷水處理效果。臭味來源于生活污水和工業(yè)廢水中的污染物、天然物質(zhì)的分解或微生物的活動。無臭無味的水雖然不能保證不含污染物,但有利于使用者對水質(zhì)的信任,也是人類對水的美學(xué)評價的感官指標。其主要測定方法有定性描述法和閾值法。
5、殘渣
6、電導(dǎo)率 :電導(dǎo)率是常用于推測水中各種離子總濃度或含鹽量的一個指標。常用微西門子/厘米(S/cm)作單位。水的純度不同,其電導(dǎo)率值也不相同。電導(dǎo)率是監(jiān)測水體被無機鹽污染情況的水質(zhì)指標之一。
7、濁度:濁度(turbidity)是由于水中含有泥沙、粘土、有機物、無機物、生物、微生物的懸浮體造成的。
四、無機物的監(jiān)測
(一)、金屬化合物的測定
水體中的金屬元素有些是人體健康必須的常量元素和微量元素,有些是有害于人體健康的,如汞、鎘、鉻、鉛、砷、銅、鋅、鎳、鋇、釩等。受“三廢”污染的地面水和工業(yè)廢水中有害金屬化合物的含量往往明顯增加。有害物質(zhì)侵入人體的肌體后,將會使某些酶失去活性而使人體出現(xiàn)不同程度的中毒癥狀。測定水體中金屬元素廣泛采用的方法有分光光度法、原子吸收分光光度法、容量法。(二)、非金屬無機物的測定
1、pH是常用的水質(zhì)指標之一,反映水的酸堿性的強弱。
2、溶解氧
3、含氮化物
4、硫化物
五、有機化合物的測定
(一)、化學(xué)需氧量(二)、高錳酸鹽指數(shù)
(三)、生化需氧量
(四)、總有機碳
(五)、揮發(fā)酚
六、水質(zhì)污染生物監(jiān)測
(一)、生物監(jiān)測的意義生物和環(huán)境之間存在著相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約的關(guān)系。從某種意義上來說,生物監(jiān)測能夠更直接地綜合反映環(huán)境質(zhì)量對生態(tài)系統(tǒng)的影響,比理化方法得到的數(shù)據(jù)更具有說服力。生物監(jiān)測也是保護生物生存條件、維護生態(tài)平衡的手段,是環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分。
1、在污染最嚴重的河段,生物幾乎絕跡,甚至微生物都受到影響。
2、隨著污染的降低和污染物性質(zhì)變化,最耐污染生物出現(xiàn)。
3、當水體自凈到一定程度,耐污染種群消失,取而代之種類繁多的各類生物。
4、當各種清水性生物出現(xiàn)后,水質(zhì)恢復(fù)到正常狀態(tài)。
(二)、生物群落法
利用水生生物監(jiān)測水體污染——水污染的生物監(jiān)測,其常用方法:1、污水生物系統(tǒng)法
細菌總數(shù):大腸桿菌數(shù):發(fā)酵法、濾膜法
2、生物指數(shù)法:利用生物在各種污染狀態(tài)下的表現(xiàn)作為衡量污染物毒性的一種方法。
(三)、細菌學(xué)檢驗法
1、水樣的采集:采樣水樣必須嚴格按無操作要求進行,從采樣到檢驗不宜超過2h。2、采集江、河、湖、庫等水樣時,可將采樣瓶沉入水面下10~15cm處,瓶口朝水流上游方向。
3、細菌總數(shù)的測定:細菌總數(shù)指一mL水樣在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中,于37 ℃經(jīng)24h小時培養(yǎng)后,所生長的細菌菌落的總數(shù)。
七、底質(zhì)監(jiān)測
底質(zhì)是礦物、巖石、土壤的自然侵蝕產(chǎn)物,生物活動及降解有機質(zhì)等過程的產(chǎn)物,污水排出物和河(湖)床母質(zhì)等隨水流遷移而沉積的水體底部的堆積物質(zhì)的統(tǒng)稱。(一)、制備
1、脫水:不能直接曝曬和高溫烘干,一般陰涼處風(fēng)干、離心分離、冷凍干燥或用無水硫酸鈉脫水。
2、篩分:四分法縮分、過篩
(二)、樣品的分解
隨監(jiān)測目的和監(jiān)測項目的不同而異。常用方法有:全量分解法、硝酸分解法、水浸取法、有機溶劑提取法。
(三)、污染物質(zhì)的測定
底質(zhì)中需測定的污染物質(zhì)視水體污染源而定。
一般測定總汞、有機汞、銅、鉛、鋅、鉻、鎳、鎘、砷化物、硫化物、有機氯農(nóng)藥、有機質(zhì)等。
測定方法與水體中的污染物測定方法相似。
( 4)、活性污泥性質(zhì)的測定
對處理效果良好的污泥的要求:
顆粒松散:易于吸附和氧化有機物,混凝效果好
沉降性能好:經(jīng)曝氣后澄清時,泥水能迅速分離
群體及它們所吸附的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的總稱。
1、活性污泥中的微生物 活性污泥是微生物群體及它們所吸附的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的總稱。
2、活性污泥性質(zhì)的測定
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