DB21∕T 1820-2010 森林生态系统水质观测方法.doc

DB21 辽宁省地方标准 DB21/T 18202010 森林生态系统水质观测方法 Observation techniques for water quality of forest ecosystems (NEQ) N 2010-07-21 发布 2010-08-21 实施 辽宁省质量技术监督局 发 布 ICS 65.020.01 B 60 DB21/T 18202010 I 目 次 前言 .III 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 森林生态系统水质观测野外取样范围3 5 森林生态系统水质观测指标3 6 森林生态系统水质观测野外取样方法3 7 水样保存技术4 8 水样登记与管理4 9 森林生态系统水质指标的测定5 附录 A（规范性附录） 森林生态系统水质观测指标 .6 附录 B（规范性附录） 森林生态系统水样保存技术 .7 附录 C（规范性附录） 森林生态系统水样标签 .8 附录 D（规范性附录） 森林生态系统水样登记表 .9 附录 E（规范性附录） 森林生态系统水质指标分析方法 10 DB21/T 18202010 III 前 言 本标准的编制规则依据 GB/T 1.12009。 本标准由辽宁省林业厅提出并归口。 本标准起草单位：辽宁省林业科学研究院 本标准主要起草人：尤文忠，邢兆凯，张慧东，赵刚，郭锦山，颜廷武，魏文俊。 本标准为首次发布。 DB21/T 18202010 1 森林生态系统水质观测方法 1 范围 本标准规定了森林生态系统水文观测中森林水质观测野外取样范围、观测指标、野外取样方法、 水样的保存技术、样品登记与管理以及森林生态系统水质指标的测定。 本标准适用于辽宁省范围内森林生态系统长期定位观测研究。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本 文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 HJ 493-2009 水质采样 样品的保存和管理技术规定 HJ 494-2009 水质 采样技术指导 GB/T 7477-1987 水质 钙和镁总量的测定 EDTA滴定法 GB/T 11904-1989 水质 钾和钠的测定 火焰原子吸收分光光度法 GB/T 11905-1989 水质 钙和镁的测定 原子吸收分光光度法 GB/T 8538-2008 饮用天然矿泉水检验方法 GB/T 11896-1989 水质 氯化物的测定 硝酸银滴定法 GB/T 13580.9-1992 大气降水中氯化物的测定 硫氰酸汞高铁光度法 GB/T 11899-1989 水质 硫酸盐的测定 重量法 GB/T 13196-1991 水质 硫酸盐的测定 火焰原子吸收分光光度法 GB/T 7478-1987 水质 铵的测定 蒸馏和滴定法 GB/T 7481-1987 水质 铵的测定 水杨酸分光光度法 GB/T 7480-1987 水质 硝酸盐氮的测定 酚二磺酸分光光度法 GB/T 11893-1989 水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法 GB/T 11894-1989 水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法 GB/T 11901-1989 水质 悬浮物的测定 重量法 GB/T 7489-1987 水质 溶解氧的测定 碘量法 GB/T 11913-1989 水质 溶解氧的测定 电化学探头法 GB/T 11914-1989 水质 化学需氧量的测定 重铬酸盐法 GB/T 7488-1987 水质 五日生化需氧量(BOD5)的测定 稀释与接种法 HJ/T 86-2002 生化需氧量（BOD）的测定 微生物传感器快速测定法 GB/T 11903-1989 水质 色度的测定 GB/T 13200-1991 水质 浊度的测定 GB/T 6920-1986 水质 pH值的测定 玻璃电极法 3 术语和定义 DB21/T 18202010 2 以下术语和定义适用于本标准。 3.1 森林生态系统 以乔木树种为主体的生物群落(包括动物、植物、微生物等),具有随时间和空间不断进行能量交换、 物质循环和能量传递的有生命及再生能力的功能单位。 3.2 水质 水中物理、化学和生物方面诸因素所决定的水的特性。 3.3 大气降水 从天空的云中降落到下垫面的液态水或固态水，如雨、雪、雹等。 3.4 树干径流 降落到森林中的雨滴，其中一部分从叶转移到枝，从枝转移到树干而流到林地地面的水。 3.5 穿透水 森林中的降水，穿过森林冠层直接降落到林地地面的水。 3.6 地表径流 降落于地面的雨水或融雪水，经填洼、下渗、蒸发等损失后，在坡面上和河槽中流动的水。 3.7 地下径流 由地下水的补给区向排泄区流动的地下水流。 3.8 地下水 狭义指埋藏于地面以下岩土孔隙、裂隙、溶隙饱和层中的重力水，广义指地面以下各种形式的水。 3.9 土壤渗透水 DB21/T 18202010 3 在重力作用下，沿土壤透水层向下渗透的水。 3.10 测流堰 通过一定的水工建筑形式来测定水流流量的量水建筑。 3.11 水样 为检验各种水质指标，连续地或不连续地从特定的水体中取出有代表性的一部分水。 3.12 采样 为检验各种规定的水质特性，从水体中采集具有代表性水样的过程。 3.13 混合水样 将同一类型、不同采样点上的，以时间或流量为基础按照已知的比例混合在一起的水样。 4 森林生态系统水质观测野外取样范围 森林生态系统水质样品应从大气降水、穿透水、树干径流、土壤渗透水、地表径流和地下水中获 取。在森林生态系统定位研究观测区域内，如果有比较明显的静止地表水，如水库、湖泊等，应该对 该处的水质进行长期监测，作为水质监测的补充和对照。 5 森林生态系统水质观测指标 森林生态系统水质观测指标见附录A。 6 森林生态系统水质观测野外取样方法 6.1 野外取样地点的设置 a)林外降水（大气降水）水样，由安装在集水区的高于林冠层的观测铁塔上采集；或者在面积 较小的标准地，把水样采集装置设于林外空旷地上，水样采集装置距地面70cm，距林缘1.5 倍2.0倍树高； b)穿透水水样，兼顾林分郁闭度、坡位、林相等因素，在林分分布均匀，林冠枝叶结构能代表 林冠平均水平的位置设置穿透水承接容器，对林冠的疏密、间隙分布变化较大的区域，可采 用块状或槽式水样收集器以增大穿透水收集面积，提高取样精度； c)树干径流水样，在林分内按不同径级选择2棵3棵树形和树冠中等标准树作为采样点； d)土壤渗透水取样点设置于水量平衡场出水口； e)地表径流水取样点设于集水区测流堰； DB21/T 18202010 4 f)地下径流水取样点为集水区最低处设置的地下水测流堰；人工井采集地下水样时，采样点为 人工井； g)对观测区域内的河流、湖泊、水库的水样采集及采样地点标准执行HJ 493-2009和HJ 494- 2009。 6.2 采样容器与样品瓶的要求 6.2.1 采样容器的要求 森林生态系统水质采样容器一般选用带盖的、化学性质稳定、不吸附欲测组分、易清洗并可反复 使用的、大小和形状适宜的塑料容器（聚四氟乙烯、聚乙烯）或玻璃容器（石英、硼硅）。 采样容器一般用洗涤剂除去污垢灰尘，然后用水洗净，再用硝酸溶液浸泡24h以上，用去离子水冲 洗数次，晾干盖严备用。但要注意，测磷的容器不能用含磷的洗涤剂，测氮的容器不能用硝酸溶液浸 泡，改用盐酸溶液浸泡。对部分保存条件要求严格的待测项目，可在水质样品采集过程中采取水样分 组装瓶的特殊方法进行采样。 6.2.2 样品瓶的要求 森林生态系统水质观测应根据研究内容与测定指标选择适合的样品瓶保存待测水样，常用样品瓶 有无色具塞硬质玻璃瓶（G）和具塞聚乙烯瓶（P）。不同水质测定指标选择的样品瓶见附录B。 6.3 野外取样方法 6.3.1 现场测定与描述 在采样时，对需要进行现场测定或描述的水质指标进行现场测定和描述。现场测定的项目主要包 括pH值、色度、浊度等。 6.3.2 采样方法 在森林水质采样点设置样品收集容器。森林水质样品的采样应在单次降水后用洗涤干净的样品瓶 立即进行采样。 将采样容器中的水样摇匀，使水样充分混合，用摇匀的水样清洗采样瓶和塞子；然后再正式采集 水样，采集水样时将水缓缓注入瓶中；采集的水样应为混合水样；采样瓶中水近溢出时，盖上采样瓶 内盖和外盖，并使采样瓶中不留气泡。在采用人工井观测地下水时，水质样品采集用采水器于液面下 0.3m0.5m处采样，放入和提出采水器时要尽量做到轻、慢，以免混入井底和井壁的杂质，污染水样。 在采样瓶的外壁对水样进行编号、记录，现场测定或带回实验室。将水样收集容器清理干净后归 位。 6.3.3 采样时间和频率 森林生态系统水质样品采样时间为每年4月11月，采样频率为每月1次2次。微量元素、重金属 原属有本底值以后，取样时间调整为五年一次，特殊情况增加观测频度。 7 水样保存技术 具备现场测定条件的，可对水质进行现场测定，不能现场测定的需要对水样采取保存技术措施。 水样保存技术一般包括选择适当材料的容器、溶液pH值控制、加入保护剂及采用冷藏和冷冻等。 DB21/T 18202010 5 森林生态系统水文水质样品的保存技术见附录B。 8 水样登记与管理 8.1 水样的标签设计 水样采集后，应根据测定指标要求分装成份，每份样品都对应一张水样标签。水样标签格式见附 录C。 防止在取样过程中及运输管理中出现样品丢失、混淆等状况，在采样过程中要对每个样点的调查 与采样情况进行记录，填写水样采集记录表，并对现场测定指标的测定结果进行记录。水样采集记录 表见附录D。 8.2 水样的运送 装有水样的容器必须加以妥善保护和密封，并装在包装箱内固定，对保存材料和运输水样的条件 都应严格要求。要防止污染物进入容器。 水样在转运过程中，每个水样都要附管理程序登记卡，见附录D。在转交水样时，转交人和接收人 都必须清点和检查水样并在登记卡上签字。 9 森林生态系统水质指标的测定 森林生态系统水质的具体分析项目指标的测定，可根据森林生态系统定位研究实验室条件自行选 择，对部分不能测定的项目可送交有关专业部门进行专门测定。测定方法见附录E。 随着检测技术的发展，对于一些能实现现场监测或连续自动监测的水质指标项目，可使用现场测 定或连续自动监测法，但使用前须进行适用性检验。 DB21/T 18202010 6 A A 附 录 A （规范性附录） 森林生态系统水质观测指标 表 A.1 森林生态系统水质观测指标 观测指标单位 Ca2，Mg2mg/dm3 或 g/dm3 K+，Na+，CO32-，HCO3-，Cl-，SO42-，NH4+，NO3-， 总 P，总 N mg/dm3 或 g/dm3 悬浮固体浓度 mg/dm3 碱度 mg/dm3 溶解氧 mg/dm3 化学需氧量 mg/dm3 生化需氧量 mg/dm3 色度度 浊度度 pH 值 微量元素（B, Mn, Mo, Zn, Fe, Cu）mg/dm3 或 g/dm3 重金属元素（Cd, Pb, Ni, Cr, Se, As, Ti）mg/dm3 或 g/dm3 DB21/T 18202010 7 B B 附 录 B （规范性附录） 森林生态系统水样保存技术 表 B.1 森林生态系统水样保存技术 观测指标采样容器保存剂及用量保存期 采样量* ml 容器洗涤 方法 Ca2+，Mg2+G，P加 HNO3，pH230d250I K+ ，Na+P加 HNO3，1L 水样中加浓 HNO310ml14d250II CO32-*G，P最好现场测定8h200I HCO3-*G，P24h500I Cl-，SO42-*G，P30d250I NH4+*G，P加 H2SO4，pH224h250I NO3-*G，P加 H2SO4，pH224h250I 总 P*G，P加 H2SO4，pH214d250I 总 NG，P加 H2SO4，pH224h250I 悬浮固体浓 度 G，P12h200I 碱度*G，P暗处冷藏24h200I 溶解氧*溶解氧瓶 加入 MnSO4、碱性 KI 溶液，现场固 定 8h250I 化学需氧量*G加 H2SO4，pH27d500I 生化需氧量*G暗处冷藏或-20冷冻30d500I 色度G，P最好现场测定12h250I 浊度G，P最好现场测定12h250I pH 值*G，P低于水体温度，最好现场测定12h200I B G，P 30d250III Mn ,FeP加 HNO3，1L 水样中加浓 HNO310ml14d250III Zn ,GuP 加 HNO3，1L 水样中加浓 HNO310ml 或 1L 水样中加 19ml 浓 HClO4 14d250III 微 量 元 素 MoP加 HNO3，pH214d250III Cd G，P 加 HNO3，1L 水样中加浓 HNO3 10ml 或 1L 水样中加 19ml 浓 HClO4 14d250III Pb G，P 加 HNO3，1L 水样中加浓 HNO3 10ml 或 1L 水样中加 19ml 浓 HClO4 14d250III Ni, Ti G，P 加 HNO3，1L 水样中加浓 HNO3 10ml 14d250III Cr G，P加 NaOH，pH=8-9 24h250III Se G，P加 HCl，1L 水样中加浓 HCl 10ml 14d250III 重 金 属 元 素 AsG，P加 H2SO4，pH214d250I 注 1：“*”表示低温(04)避光保存。 注 2：“*”采样量为单项样品的最少。 注 3：洗涤剂洗 1 次，自来水洗 3 次，蒸馏水洗 1 次； ：洗涤剂洗 1 次，自来水洗 2 次，1+3HNO3荡洗 1 次，自来水洗 3 次，蒸馏水洗 1 次； ：洗涤剂洗 1 次，自来水洗 2 次，1+3HNO3荡洗 1 次，自来水洗 3 次，去离子水 洗 1 次。 DB21/T 18202010 8 C 附 录 C （规范性附录） 森林生态系统水样标签 表 C.1 森林生态系统水样标签 水 样 采样地点采样时 间 样品编号水样类 型 观测指 标 样品预处理 采 样 人 备 注 DB21/T 18202010 9 C D 附 录 D （规范性附录） 森林生态系统水样登记表 表 D.1 森林生态系统水样登记表 现场测定指标 样品名称样品编号采样点采样时间 添加保护剂种 类和数量 pH 色度浊度 备注 DB21/T 18202010 10 D E 附 录 E （规范性附录） 森林生态系统水质指标分析方法 表 E.1 森林生态系统水质指标分析方法 序号观测指标分析方法参考标准仪器可选设备 1Ca2+、Mg2+ EDTA 滴定法 原子吸收分光光度法 GB/T 74771987 GB/T 11905-1989 化学滴定 火焰原子吸 收分光光度 计 2K+、Na+火焰原子吸收法 GB/T 11904 1989 火焰原子吸 收分光光度 计 3CO32- 、HCO3-酸碱滴定法GB/T 8538-2008 盐酸化学滴 定 4Cl- 硝酸银滴定法 硫氰酸汞高铁光度法 GB/T 11896 1989 GB/T 13580.9 1992 化学滴定 离子色谱 5SO42- 重量法 火焰原子吸收法 GB/T 11899 1989 GB/T 13196 1991 离子色谱仪 6NH4+ 蒸馏和滴定法 水杨酸分光光度法 GB/T 74781987 GB/T 74811987 721 分光光度 计 自动分析仪 7NO3- 酚二磺酸分光光度法 离子色谱法 GB/T 74801987 721 分光光度 计 离子色谱仪 8总 P钼酸