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第三章
水和污水检测
1水资源和水体污染
主要内容
1
2
3
4
水资源和水体污染
水质监测方案
水样的采集和保存
水体的理化指标
水资源和水体污染
水资源
总量大，淡水资源少，可利用淡水资源更少
水资源和水体污染
水资源类型
海洋水
陆地水
地表水
地下水
降水
思考：岐江河和长江水库的水属于什么水资源类型？
水资源和水体污染
污染物在水体中的迁移转化
污染物在河流中受到河水流速、流量、水深等影响，污染物在河流中不断扩散、分解和转化。
湖泊由于水流缓慢，易形成局部污染。
水资源和水体污染
污染物在水体中的迁移转化
海洋有巨大的自净能力，但在排放口容易形成污水层
地下水
水资源和水体污染
污染物在水体中的迁移转化
多了解一点（扩展知识）
感潮河段？
污水倒灌现象
水资源和水体污染
污染物在水体中的迁移转化
多了解一点（扩展知识）
根据污染物在水体中迁移转化规律是否有公式方法推导河流某个截面的污染物浓度？
河流中污染物扩散的稳态解
水体污染源及主要污染物
水体污染
由于人类的生产和生活活动，将大量的工废水、生活污水、农业回流水及其他废物未经处理排入水体，使排入水体的污染物的含量超过了一定程度，使水体受到损害直至恶化，水体的物理、化学性质和生物群落生态平衡发生变化，破坏水体功能，降低水体的使用价值
思考：如何判断“污染物的含量超过了一定程度”
水体污染源及主要污染物
水体污染类型
化学型污染
物理型污染
生物型污染
水体污染源及主要污染物
水体污染源类型
天然水体污染源
咸潮
生活污水污染源
水体污染源及主要污染物
水体污染源类型
工业废水污染源
排放量大，污染范围广，排放方式复杂
污染物种类繁多，浓度波动幅度大
污染物毒性强，危害大
污染物排放后迁移变化规律差异大
恢复比较困难
水体污染源及主要污染物
水体的自净
在物理、化学和生物的作用下，受污染的水体逐渐自然净化，水质复原的过程。
思考：水体自净能力？
水体污染源及主要污染物
水体的自净
生活污水（淀粉、蛋白质、脂肪等）
氨基酸、脂肪酸、甘油、低分子糖
水解酶
好氧菌
CO2、H2O、无机盐
水体污染源及主要污染物
自净的类型
物理净化
稀释、扩散、混合、沉淀等
化学净化
氧化还原、酸碱反应、分解化合、吸附凝聚等
生物净化
联想：污染物的迁移和转化
水体污染源及主要污染物
水样及水样类型
水样：为检验水中各种规定特征，不连续或连续地从特定的水样中取出的有代表性的一部分。
如何“有代表性”？
水体污染源及主要污染物
水样及水样类型
瞬时水样
在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。
综合水样
把不同采样点同时（采样时间如不能同时进行，也应尽可能接近）采集的各个瞬时水样混合起来所得的样品。
水体污染源及主要污染物
水样及水样类型
混合水样
在同一采样点上于不同时间所采集的瞬时样的混合样。
水体污染源及主要污染物
水样及水样类型
混合水样
在同一采样点上于不同时间所采集的瞬时样的混合样。
水质监测方案
地表水监测方案
地下水监测方案
污染源监测方案
水质监测方案
地表水监测方案
地表水包括哪些？
依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类： 　　
Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区； 　　
Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等； 　
Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； 　
Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； 　　
Ⅴ类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
水质监测方案
地表水监测方案
收集有关法律、法规、标准和规范；
水体的水文、气候、地质和地貌资料；
水体沿岸城市分布、人口分布、工业分布、污染源及其排污情况等；
水体沿岸的资源情况和水资源的用途、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；
水质监测方案
地表水监测方案
历年水资源资料；
地面径流污水、雨污水分流情况及农田灌溉排水、农药和化肥等的使用情况等。
水质监测方案
监测断面
采样断面：指在河流采样时，实施水样采集的整个剖面。
水质监测方案
监测断面的设置原则
应在水质、水量发生变化及水体不同用途的功能区处设置监测断面。具体为：
主要居民区和工业区的河流上下游；
湖泊、水库的主要出入口；
河流主流、河口、湖泊和水库的代表性位置；
主要用水地区，如饮用水区、商业性捕鱼水域；
重要支流汇入主流、河口或沿海水域的汇合口。
水质监测方案
监测断面
背景断面：指为评价某一完整水系的污染程度，未受人类生活和生产活动影响，能够提供水环境背景值的断面
对照断面：指具体判断某一区域水环境污染程度时，位于该区域所有污染源上游处，能够提供这一区域水环境本底值的断面。
水质监测方案
监测断面
控制断面：指为了解水环境受污染程度及其变化情况的断面。
削减断面：指工业废水或生活污水在水体内流经一定距离而达到最大限度混合，污染物受到稀释、降解，其主要污染物浓度有明显降低的断面。
管理断面：为特定的环境管理需要而设置的断面。
水质监测方案
监测断面
注意！
背景断面远离污染源；
避开污水回流处；
控制断面一般为排污口下游500m或特殊用水区；
削减断面一般在最后一个排污口1500m以外处。
对照断面
控制断面
削减断面
500m
1500m
控制断面
河流监测断面设置
A
A’
B
B’
C’
C
D
D’
E
E’
F
F’
G
G’
河流监测断面设置示意图
A-A’对照断面
G-G’削减断面
B-B’、C-C’、D-D’、E-E’、F-F’控制断面
污染源
排污口
水流方向
自来水取水口
水质监测方案
湖泊、水库监测断面
在进出湖泊、水库的河流汇合处分别设置监测断面；
在各功能区为中心，在其辐射线上设置弧形监测断面；
在湖泊、水库中心，深、浅水区，滞留区，不同鱼类的洄游产卵区，水生生物经济区等设置监测断面。
湖泊（水库）监测断面设置
水质监测方案
采样点位的确定
根据水面的宽度确定断面上的采样垂线；
根据采样垂线处水深确定采样点的数目和位置。
<50m
50～100m
中泓线
有明显水流处
采样点位确定
100～1000m
有明显水流处
中泓线
有明显水流处
采样点位确定
>1500m
等间距设置
采样点位确定
采样点位确定
<5m
水面下0.5m处
5～10m
河底以上0.5m处
10～50m
水深处
垂线上采样点的设置
水质监测方案
采样点位的确定
对湖泊（水库）采样垂线上采样点的布设要求与河流相同，但出现温度分层现象时，应分别在不同温层布设采样点。（见P50 表3.4）
水质监测方案
采样点位的确定
监测断面和采样点位置确定后，应立即设立标志物。每次采样时应以标志物为准，在同一位置上采取，以保证样品的代表性和可比性。
水质监测方案
湖泊、水库监测断面or监测垂线
《水质 采样方案设计技术指导（HJ 495-2009） 》
对于湖泊、水库通常只设监测垂线，如有特殊情况可参照河流的有关规定设置监测断面。
水质监测方案
湖泊、水库监测垂线
（ 1）湖（库）区的不同水域，如进水区、出水区、深水区、浅水区、湖心区、岸边区，按水体类别设置监测垂线。
（ 2）湖（库）区若无明显功能区别，可用网格法均匀设置监测垂线。
水质监测方案
湖泊、水库监测垂线
（ 3）监测垂线上采样点的布设一般与河流的规定相同，但对有可能出现温度分层现象时，应作水温、溶解氧的探索性试验后再定。
（ 4）受污染物影响较大的重要湖泊、水库，应在污染物主要输送路线上设置控制断面。
思考：当河道有支流汇入时应如何设置断面呢？
500m
1500m
对照断面
控制断面
净化断面
断面
点位
水质监测方案
采样频次的确定
饮用水源地每月采样一次，全年12次；
国控水系的监测断面，逢单月采样一次，全年六次；
水系的背景断面每年采样一次；
潮汐河流每期采样分别在大潮期和小潮期进行，采集当天涨、退潮水样分别测定；
如某项连续三年未检出，在无新增排放源和排污量的情况下每年可采样一次。
水质监测方案
地下水监测方案
自学。P51-52
中山的温泉水？
水质监测方案
水污染源监测
引入两个概念
第一类污染物：能在环境中或动物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响的污染物质；
第二类污染物 ：长远影响小于第一类污染物质的污染物 。
水质监测方案
第一类污染物（《污水综合排放标准》 ）
水质监测方案
思考：第一类污染物和一次污染物是同一个概念吗？
第一类污染物是由污染物的毒害性决定的；
一次污染物是由污染物的产生途径决定的。
水质监测方案
水污染源监测
在车间或车间设备废水排放口设置采样点监测第一类污染物；
在工厂废水总排放口布设采样点监测第二类污染物。
思考：是否需要对工厂企业的进水口进行监测？
特殊要求
水样的采集和保存
地表水水样采集
确定采样断面、垂线和采样点之后
采样时间
采样路线
人员安排
采样器材
样品容器
样品运输
样品保存
安全！
详细周密的方案和实施
水样的采集和保存
采样时间
地表水的采样频次？
涨退潮的影响
操作的可行性
水样的采集和保存
采样路线
路程尽可能短
路况尽可能好
多个采样点位要合理安排路线
水样的采集和保存
人员安排
持证上岗
两个或两个以上的监测人员
要考虑送样人员
水样的采集和保存
采样器材
采样器材的要求
1.化学性质稳定；
2.不吸附欲测组分；
3.易清洗并可反复使用；
4.大小和形状适宜。
水样的采集和保存
采样器材
表层水
桶
水样的采集和保存
采样器材
深层水
采水器
水样的采集和保存
水样的采集和保存
水样的采集和保存
水样的采集和保存
样品容器
容器选择原则 P52-53
最大限度地防止容器及瓶塞对样品的污染；
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；
水样的采集和保存
样品容器
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；
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。
水样的采集和保存
样品容器的清洗
根据用途（待测组分）决定清洗步骤
水样的采集和保存
样品容器的清洗
其他清洗方法？
参考《水质 样品的保存和管理技术规定》
（HJ 493-2009）
用于测定农药、除草剂等样品的容器
用于微生物分析的容器
水样的采集和保存
样品容器
一般有三种
聚乙烯瓶
硬质玻璃瓶
硼硅酸盐玻璃瓶
水样的采集和保存
聚乙烯瓶
水样的采集和保存
聚乙烯瓶
水样的采集和保存
硬质玻璃瓶
水样的采集和保存
硼硅酸盐玻璃瓶
水样的采集和保存
特殊用途
测量溶解氧
碘量瓶
水样充满瓶内，没有空气。瓶盖处有水样，形成液封
错误，瓶内有气泡，瓶盖没有形成液封
水样的采集和保存
微生物采样容器
灭菌瓶
灭菌操作耗时
现场采样复杂
水样的采集和保存
微生物采样容器
灭菌袋
一次性使用
操作简便
水样的采集和保存
水样的采集和保存
部分有机项目
样品瓶
水样的采集和保存
其他样品瓶？
聚四氟乙烯瓶
空白瓶测试
水样的采集和保存
样品运输
车、船、直升机等
封口；
减少震动；
冷藏
避免冻裂
水样的采集和保存
样品保存
冷藏或冷冻法；
加入化学试剂保存法。
水样的采集和保存
冷藏或冷冻法
冷藏：1-5℃（短期）
冷冻：-20℃、-60℃（长期）
水样的采集和保存
加入化学试剂保存法
加入生物抑制剂：如在测定氨氮、化学需氧量的水样中加入HgCl2，可抑制生物的氧化还原作用；
调节pH 值：测定金属离子的水样常用HNO3 酸化至pH 为1-2，既可防止重金属离子水解沉淀，又可避免金属被器壁吸附；测定氰化物的水样加入NaOH 调至pH 为12 时，使之生成稳定的盐等。
水样的采集和保存
加入化学试剂保存法
加入氧化剂或还原剂：如测定汞的水样需加入HNO3（至pH＜1）和重铬酸钾（0.05％），使汞保持高价态；
测定硫化物的水样，加入抗坏血酸，可以防止被氧化；
测定溶解氧的水样则需加入少量硫酸锰和碘化钾固定溶解氧（还原）等。
注意！
水样的采集和保存
不冷藏不加固定剂？
pH、电导率、溶解氧等项目宜在现场测定
水样的采集和保存
注意事项
测定悬浮物、pH、溶解氧、生化需氧量、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需要单独采样；其中，测定溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目水样必须充满容器；
采样时必须认真填写采样登记表；贴标签；
采样量。
水样的采集和保存
安全
做好防护措施，避免接触有毒有害物质；
充分考虑水深，使用救生绳和救生圈；
采样船要坚固，在各种水域中采样时都要防止商船和捕捞船只靠近；
……
水体理化指标监测技术
水温
色度
残渣
浊度
透明度
电导率
臭
矿化度
pH
溶解氧
水体理化指标监测技术
水温
水的物理化学性质与水温有密切关系。水中溶解性气体（如氧、二氧 化碳等）的溶解度、水生生物和微生物活动、化学和生物化学反应速度及盐度、pH值等都受水温变化的影响。
水温测量应在现场进行。常用的测量仪器有水温计、深水温度计、颠倒温度计和热敏电阻温度计。
水体理化指标监测技术
水温
水温计法：测量时将其插入一定深度的水中，放置5分钟后，迅速 提出水面并读数。测量范围：-6-41℃。用于表层水温度的测量。
水体理化指标监测技术
颠倒温度计法：用于测量深层水温度，一般装在颠倒采水器上使用。它由主温表和辅温表构成，主温表为双端式水银温度计，用于观测水温，辅温表为普通水银温度计，用于观测气温，以校正主温表读 数因环境温度改变而引起的变化。
测量时，将其沉入预定深度水层，感温10分钟，提出水面后立即读数， 并根据主、辅温表读数，用海洋常数表进行校正。
水体理化指标监测技术
色度
纯水为无色透明，天然水中存在腐殖质、泥土、浮游生物和无机矿物质，使其呈现一定的颜色。工业废水含有染料、生物色素、有色悬浮 物等，是环境水体着色的主要来源。 有颜色的水可减弱水体的透光性，影响水生生物生长。
水体理化指标监测技术
色度
水的颜色可分为真色和表色两种，水的色度一般是针对真色而言。
真色是指去除悬浮物后水的颜色；
表色是没有去除悬浮物的水所具有的颜色。
测定水的色度的方法主要有两种，一种是铂钴比色法，一种是稀释倍数法， 两种方法应独立使用，一般没有可比性。
水体理化指标监测技术
稀释倍数法
该方法适用于受工业废水污染的地面水和工业废水颜色的测定。 测定时，先用文字描述水样颜色的种类和深浅程度，然后取一定量水样，用蒸馏水稀释到刚好看不到颜色，用稀释倍数表示该水样的色度。 所取水样应无树叶、枯枝等杂物，取样后应尽快测定。
水体理化指标监测技术
铂钴标准比色法
本方法是用氯铂酸钾与氯化钴 (或重铬酸钾与硫酸钴）配成标准色列，并定义1L水中含1mg铂和0.5mg钴所具有的颜色定为1度。 将待测水样与标准色列进行目视比色确定水样的色度。
铂钴标准比色法标准色列
水体理化指标监测技术
残渣
表征水中溶解性物质和不溶性物质含量的指标。
总残渣：是水和废水在一定的温度下蒸发、烘干后剩余的物质， 包括总可滤残渣和总不可滤残渣。
测定方法：取适量（50ml）振荡均匀的水样于称至恒重的蒸发皿中，在蒸汽浴或水浴上蒸干，移入103-105度烘箱中烘至恒重，增加的重量即为总残渣。
水体理化指标监测技术
残渣
总可滤残渣：是指将过滤后的水样放在称至恒重的蒸发皿内蒸干， 再在一定温度下烘至恒重所增加的重量。
总不可滤残渣（悬浮物,SS）：水样经过 过滤后留在过滤器上的固体物质，于103-105度烘至恒重得到的物质量。
水体理化指标监测技术
浊度
表示水中悬浮物对光线透过时所产生的阻碍程度。浊度的大小不仅与水中存在的颗粒物含量有关，而且和粒径大小、形状、颗粒表面对光散射特性有密切关系。
测定浊度的方法主要有分光光度法(GB 13200-91)、目视比浊法(GB 13200-91)和浊度计法。
水体理化指标监测技术
思考：色度和浊度的区别？
浊度和色度虽然都是水的光学性质，但它们是有区别的。色度是由于水中的溶解物质所引起，而浊度则是因水中不溶解物质引起的。所以，有的水样色度很高，但并不浑浊，反之亦然。
水体理化指标监测技术
电导率
溶液传导电流能力的大小。
参考《水和废水监测分析方法（第四版）（增补版）》3.1.9.1
水体理化指标监测技术
溶解氧
溶解于水中的分子态的氧称为溶解氧。
测定方法有碘量法及其修正法和氧电极法，清洁水用碘量法，污染水体和工业废水用修正的碘量法和氧电极法。
水质 溶解氧的测定 电化学探头法（HJ 506—2009 ）
水质 溶解氧的测定 碘量法 GB 7489-87

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