ISO 5667-2 1982 水质 取样 第二部分 取样技术导则(中文版).pdf

水质取样第二部分：取样技术导则 ISO 566721982 0 引言引言 本国际标准包括三个部分，使用时应相互联系起来加以考虑。 凡制订与水有关的取样方案所需考虑的重要因素，已在 ISO56671，“水质一取样一第一部分： 取样方案设计导则”中做了规定。18056673 则涉及样品的保存与处理方面的内容 1 适用范围和领域适用范围和领域 IS05667 的这一部分给出了取样技术导则，在进行水质控制、水质特性分析和鉴别水(包括水底沉 积物和污泥)的污染源时，可据此取得所需数据。 有关具体取样情况的详细说明，将在另外的国际标准中提出，此处不予赘述。 同样，本标准中也不包括详细的取样步骤。 2 样品类别样品类别 2、1 概述 为了表明水质状况，需要有分析数据。例如测定某一特定的时间和地点，或特定的某一段时间或 区域，或某一特定的时间周期内水中(或水底沉积物中)无机物、溶解矿物质或化合物、溶解气体，溶 解有机物以及悬浮物的浓度等参数。 有些参数，如溶解气体浓度，可能的话应该在现场就地测定，以便得到准确结果。 建议对样品分别进行化学和生物分析，因为采集和处理样品的仪器和方法各有不同。 按照具体情况，取样技术也有区别。第 3 款对不同类型的取样做了说明。 22 单点样品(spot samples) 单点样品通常是从水面、 指定的深度和从水底人工采集的分散样品(discrete samples)， 也可自动采 集。 在正常情况下，每个样品仅是代表该取样时刻和取样地点的水质。自动取样则相当于根据预定的 时间或流量间隔采集一系列单点样品。 如果取样的水流不均匀，或重要的参数值不是常数，或由于各单个样品相互间的反应而使它们的 差异在混合样品中含混不清时，则采用单点样品是有利的。 单点样品对于调查可能存在的污染、测定其污染程度，或自动采集分散样品以确定污染物质在每 天出现的时间，都是需要的。单点样品也是制订更详细的取样方案之前所需要的。 单点样品可被指定用于测定诸如溶解气体、残留氯、可溶性硫化物的浓度等参数。 23 按固定的时间间隔(时间相关)取得的间断采样样品(periodic samples) 这种样品是利用计时机械装置，正规定的采样时间间隔内开始和停止采集的。常用的方法是在一 个固定的时期内，向一个或几个容器里泵入一定体积的样品。 24 按固定的流量间隔(体积相关)取得的间断采样样品 这种样品用在水质指标的变化与排放流率没有关系的场合，也可归类于流量比例样品 (flowproportioned samples)。例如与时间无关，对每单元体积(如 10000L)的液体流量抽取恒定体积的 样品。 25 按固定流率(时间相关或时间均值)取得的连续采样样品。 用这种方法所取得的样品含有取样期间出现的所有成分，但是不能提供所规定的参数在取样期间 浓度变化的信息。 2、6 按变化流率(流量相关或流量比例)取得的连续采样样品所采集的流量比例样品对以体积计算的 平均水质而言是有代表性的。如果流量和组成两者都有变化，流量比例样品可以显示出某些变化，而 这种变化用单点样品是观察不到的。因此，在流量和重要污染物的浓度两者均有极大变化的情况下， 对流动的水，这是最精确的取样方法。 27 混合样品(composite Samples) 用上述的一种方法，可以人工地或自动地取得流量相关、时间相关、体积相关的或以流量为基础 的单个样品或混合样品。为了节省分析费用和时间，希望把几个单个样品混合。 混合样品可以提供组分的平均值，因此，在将样品混合之前应该核实一下，所需的数据或重要的参数 在取样期间有无很大变化。 3 取样类型取样类型 31(不冰封的)河流取样 由于在排水口以下的很长一段距离和靠近河岸或水流边缘的水经常是混合不好的，因此，取样时 需注意取样地点的条件以使所取得的样品具有代表性。 在河流的不同深度和截面的不同地点采集的测点样品(point samples)，可用以确定最佳取样位 置。在有紊流的地点，水流混合得较好(如能找到的话)，可以作为良好的取样点。 32 密闭管道取样 在密闭管道中取样，会遇到与河流取样类似的问题。插入的探头或取样管应很好地安装于人口水 流的下游(downstream)，而且取样管的人口应远离管壁。 在湍流部位，诸如在三通、弯头、阀门等后面的地方，由于有较好的混合，一般都是最好的取样 地点。然而对等速“同流态”(isokinetk)取样而言，情况则不是这样。 33 开敞水体取样 为对开敞水体得到有代表性的概念，有必要在很多地点和不同深度取样。水温分层现象会导致水 质的很大差异。 34 水底沉积物 沉积物可采用抓斗、挖泥机或钻取土样取样装置采集。典型的沉积过程会产生成分大为不同的分 层，而且由于河床高低不平和局部水流运动，也可使各层的厚度有很大差异。 混合样品可以用挖泥机或抓斗采样器采集。当成层情况(层理)很重要的时候，可以使用钻取土样 取样装置。 对于样品的特性，不论是代表一定层次物质的样芯或是混合样品，都必须予以了解，以便对分析 和(或)检验作出确切解释。而且，由于所预料的变异性以及水底的特性难以了解，甚至不可能了解， 所以建议采集较大量的样品。 分析数据最好从单个样品，而不是从混合样品中取得。因为单个样品可提供更多信息，既可以鉴 定其变异情况，又可提供标绘组成分布曲线的依据。 用于水样方面的第 5 款规定的导则亦适用于沉积物样品的贮存。通常使用的是大的广口容器。由 于样品中一般都含有过量水份，因此需要小心，将瓶口塞严以保证其不漏水。 35 地下水取样 地下水应在不同的深度和时间取样，以便获得能代表水体特征的样品。 在采集供分析用水样之前，预先抽水是必要的 36 降水取样 降水样品很难准确地取得。采样的方法必需能排除无关的外来物，直到真正降雨时才收集。如欲 取得准确的结果，则取样器应是盖好的，只是在真正降雨时才开启。 4 取样装置取样装置 41 供测定物理或化学特性的取样装置 411 单点取样装置 41、11 概述 单点样品通常可按 22 所述条件进行人工采集。取地表水样品的最简单的装置可用水桶或广口 瓶为代表，将其浸入水体，待充满后提取出来 对分层的水，建议按 4113 所述在选定的不同深度进行测点取样(point sampling)。如果仅是 要充分了解垂直断面的平均水质，则可采用 4112 所述的全深连续采样积深法采样 (Depthintegrgted sampUng)。 4112 全深连续采样(积深法采样)装置 该方法需要有一个固定并浸没取样瓶的机械装置。将荷重的取样瓶以均匀速度下降入水中的同 时，通过一个小孔收集整个垂直断面样品。 如果必须是在各种深度下取得等份样品，则取样瓶的下降或上升速度必须随深度而变化。也可用 瓶上有一可调小孔的办法，随压差变化保持恒定流量。此外，需要有一种简单而可靠的装置使取样瓶 固定在支架上。 4113 供选定深度测点取样的装置 实际上是将荷重的瓶子塞好瓶口后降入水中，在预定的深度处打开瓶塞，待水样充满瓶子后提取 出来。 必须考虑到空气或其它气体会改变被测参数(如溶解氧)， 为避免这类问题， 可采用特殊取样瓶(例 如真空取样瓶)。 对于分层水体，可用两端开口的有刻度的玻璃或塑料圆筒，将其降到水体中的一个垂直截面。在 取样位置用一个机械装置将倒筒两端塞住(或闭锁)，然后提出水面(钻孔取样器操作式采样瓶)。 4114 供采集沉积物样品的抓斗或采泥机 沉积物可以用抓斗或采泥机取样。取样装置应设计成能够以其自重或杠杆作用而进入沉积物层。 设计特点不一， 包括弹簧制动式、 重力式及抓爪闭合式。 这些设备对沉积物层的夹持角(从直角到锐角)、 取样面积和尺寸都有所不同，因此，取得样品的性能也受到下述诸因素的影响： a)进入沉积物层的深度； b)抓爪闭合角度； c)闭合效果(避免被物体卡住的能力)； d)由于产生“冲击波”，泥浆与水界面处的一些组分或有机物会冲走或减少； e)样品在水流快速流动下的稳定性。 选择采泥机时，场所环境、水的流动情况、取样面积和可用的船只设施等都要考虑到。 4115 抓斗式取样器 抓斗式取样器与地面用的挖掘设备很相似。通常是用吊杆操作，在所选定的取样地点将抓斗取样 器放下，可取得较大量的混合样品。用这种方法得到的样品较采泥机得到的，能够更精确地反映取样 地点的情况。 4116 泥芯取样器 泥芯取样器用于需要取得有关沉积物垂直断面资料的场合。除所取得的样品有较好的机械强度 外，从取样器上取下泥芯样品时，应小心谨慎，以保持其纵向的完整性。 412 自动取样装置 目前，已研制出用仪器装备的、通常是高度自动化的取样装置，并且可以从各种商业渠道供应。 然而这些装置的标准化工作尚未纳入本国际标准的范畴。 附录中给出了供选择适用的装置的一些准则。 这些装置可能需要维护、冲洗、加热和冷却等 42 用于测定生物特性的取样装置 421 概述 如同进行理化分析取样的情况一样，有些测定可在现场进行，但绝大多数的样品要带回实验室检 验。近十年来， 已研制出一些装置，从而有可能人工(潜水员)或自动地进行远距离观察和采集某些生 物品种或生物群体。本条款叙述的取样装置将主要涉及常用的简单装置 422 浮游生物(plankton) 4221 浮游植物(phytoplankton) 测定浮游植物使用的方法和装置与检验水中化学成分所介绍的单点和测点样品的取样方法和装 置类似。进行大多数淡水生物学调查，可使用一个容积为 13L 的取样瓶。要求有一种装置能够在指 定的取样深度将瓶塞打开，继而在取样后重新盖紧 用于定量检验时建议不要使用采样网， 4222 浮游动物(zooplankton) 检验浮游动物需采集大量样品(多达 10L)，除采用钻孔取样器操作式采样瓶(见 4.113)以外， 还可使用计量浮游生物的尼龙网。根据被检测浮游动物的品种可使用不同尺寸的网 423 底栖生物(benthos) 4231 水生附着生物(periphy ton) 对于定量采集水生附着生物而言，最适宜的装置是用标准的显微镜玻璃载片(规格为 25mm75mm)。对于不同的两种水生环境需要有两种形式的载片支座 在浅水小河或海岸区，浊度不成为问题，可将载片悬挂于三角架上或放在锚固于水底的支架上。 在大的河流或湖泊等有浊度问题的地方，应将载片放在丙烯塑料制作的架子上，并借助于支架端部装 的聚苯乙烯泡沫塑料使其浮于水中。 载片在取样之前必须按上述方法在水中放置至少两周。如果需得到直接结果，必须从原有的培养 基上将水生附着生物刮掉 4232 大型水生植物(macroplly tes) 对于定性取样，取样装置应根据水的深度及具体情况而定在浅水区，只用园林耙具即可；在深 水区，则可使用采泥机。然而，近十年来为此目的而进行潜水探查时，已广泛使用配套的潜水呼吸器 (scuba) 对于定量取样，可采用类似的技术，只是还需限定取样范围，并对大型水生植物进行测量，或测 量单位面积上大型水生植物的增殖速度或增长量以进行其它方面的评价。 4233 大型无脊椎动物(macroinvertebrates) 目前使用的取样装置尚不能对所有类型的生境(habitat)提供定量数据。取样通常被限制在指定的 范围内。在某些情况下，由于需要进行大量重复实验并需花费大量时间，分析人员只得主要靠定性取 样。 在对大型底栖生物进行对照调查时，必须注意所选定的不同取样位置之间自然生境的差别所产生 的影响。然而，由于有各种各样的取样技术和设备，因此所研究的生境类型相对地并不受到局限。至 于选用取样器的具体类型则取决于水深、流量、底质(substrate)的理化性质等很多参数。 采集大型无脊椎动物所使用的设备分为以下种类： a)抓斗或采泥机； b)手网； c)圆筒式或箱式取样器： d)泥芯取样装置(用于沉积物)； e)空气升液器； f)人造底质； g)漂浮网。 424 鱼类 鱼类可以用主动或被动两种方法采集。主动采集法包括使用大围网、拖网、电捕法、化学药剂法、 鱼钩和钓线。被动采集法包括使用带剌铁丝网(剌网和渔网)以及诱捕设施(袋网或围网、捕捉器等)。鱼 样的定性和定量检验会由于取样装置的选择性、 鱼的游动性以及“迅速补充 （“rapidrecruitment”） 能力(即 鱼类种群的增殖速率)而受到限制。 43 供测定微生物特性的取样装置 灭菌的玻璃瓶或塑料瓶对多数样品是适用的。为了采集水面下相当深处的样品，如在湖泊和水库 中，可使用各种深水取样装置。4113 中所述的测点取样器可适用于这种目的。 取样所使用的全部容器，包括泵和抽取设备，都必须没有污染物(如由于冲洗而导致污染)，同时 也不应由这些容器带进新的微生物。 44 供测定放射性特征的取样装置 大多数用于化学组成分析的水和废水取样技术和装置，一般也都适用于测定放射性的取样，这主 要取决于所研究的目的和国家的法规条例。 样品应收集到塑料瓶中，有一些仪器可对河流，排放水和工艺用水中的放射性进行连续监测，此 时则不需进行样品收集。 5 样品容器和有关设备样品容器和有关设备 以下的导则有助于通用取样方法中容器的选择。关于具体的取样位置的建议将于 IS056673 中 提出。 51 各种材料 为了评价水质，需分析水中各种化学组分(被测定成分)，其浓度范围由亚微克到痕量以至大量。 此外，由于组分之间的相互作用和光分解等原因，因此应减少保存时间，并限制其曝光、受热等。还 应考虑到的是生物活性最常遇到的问题是容器壁上的吸附、在取样前不适当的清洗，使容器受到污 染，以及容器材质对样品的污染。 容器必须能保护所采集的样品的组成不致受到吸附或挥发等损失，也不要受到外来物质的污染。 选择收集和贮存样品的容器时，要考虑的其它一些因系包括，防止温度过高过低、耐破碎性、密 封效果、再打开，尺寸、形状、质量、是否易得、成本、是否容易清洗以及重复使用性如何等。 对于含有无机化学物质的大多数样品，目前倾向于使用塑料容器，如聚乙烯，氟塑料和聚碳酸酯 等聚合物。通常的高密度聚乙烯容器对于水中硅、钠，总碱度，氯化物、电导率、pH 和硬度的分析是 能满足要求的。对于光敏性物质，可以使用能吸光的玻璃。不锈钢则建议用于高温和(或)高压，或含 有痕量浓度有机物的样品。 作为一般的规则，玻璃瓶用于有机化合物和生物样品，塑料容器用于放射性核素和含有构成玻璃 主要成分的那些元素的样品。更重要并需说明的是，取样装置经常使用氯丁橡胶垫片和油润滑阀门， 而这些材料对于进行有机和微生物分析的样品是不适宜的。 除上述有关物理性能方面的要求以外，用于收集和贮存样品的容器还应按下述准则为依据进行选 择，特别是当所分析的组分是痕量存在时尤应如此。 a)应使容器材质对水样的污染为最小，例如从玻璃(特别是软质玻璃)上会浸析出无机组分，从塑 料和合成橡胶(如增塑的乙烯基瓶盖垫片和氯丁橡胶衬套)中会浸析出有机化合物和 金属。 b)容器器壁应能清理和处理，以减少痕量组分诸如重金属或放射性核素的表面污染， c)用化学和生物学惰性的材料制成容器，借以防止或尽量减少样品组分与容器之间的反应。 52 取样管线 取样管线通常用于自动取样，以向连续工作的分析器或监测器提供样品在停留时间内可以认为 样品贮存在由取样管线组成的容器中。因此选择样品容器材质的准则也适用于选择取件管线材质。 53 样品容器类型 531 概述 测定天然水理化参数的常规取样装置用聚乙烯和硼硅酸盐玻璃瓶。此外，最好采用更具化学惰性 的材质，但是这对常规用途而言则显得过于昂贵。带螺纹盖的瓶子和某些类型的细口和广口瓶也可使 用。这些瓶子应配有软木塞(用较惰性的金属箔包覆)橡皮塞(对有机物和涉及某些微生物是不适宜的) 或磨口玻璃塞(遇碱性溶液容易粘着)。这些瓶子容易获得，而且价格便宜。如果欲将样品装箱运送至 实验室分析，则包装箱箱盖在结构上要考虑防止瓶塞松动，否则会使样品流出和(或)受到污染 532 特殊样品容器 除上面已经考虑到的以外，对于光敏性物质，包括藻类，样品的贮存需防止光照，在这种情况下， 建议容器用不透明的材料或无光化作用的玻璃制成。当需长期保存时，则应放置在不透光的箱子里。 当收集和分析含有溶解气体的样品，或因曝气会使组分发生变化的样品时，则另有特殊要求。细口的 生化需氧量(BOD)瓶应具有带尖的玻璃塞，以减少空气吸留，在输送过程中要有特殊的密封措施。 533 痕量有机杂质 使用的样品瓶一般由玻璃制成实际上，所有塑料容器对高灵敏度分析均有干扰。样品瓶瓶塞也 应是玻璃或聚四氟乙烯材质的。 534 微生物检测样品用容器 对于微生物检测样品用容器，主要考虑的是在灭菌过程中可承受高温的能力。对于冷冻灭菌，则 要求瓶盖和衬垫材料遵循同样的技术条件。在灭菌和样品存放期间，这些材料不得释放抑止微生物生 存的化学物质，也不得释放出有毒的或能促进微生物增长的化学物质。在实验室开启瓶子之前，应保 持密封状态，而且应遮盖好以防止污染。 5、4 样品容器的清洗 5、41 一般化学分析用样品 对新的容器，建议进行彻底清洗以尽量减少对样品的污染。所使用的清洗剂类型和所使用的容器 材质随所分析的样品组成而有所不同。对一般目的而言，玻璃瓶可用水和洗涤剂清洗以除去灰尘和密 封材料，然后用铬酸硫酸清洗液清洗，最后用蒸馏水淋洗。如果欲测项目为磷酸盐，则不能使用含 磷酸盐的洗涤剂。如果欲测项目为痕量硫酸盐和铬，则不能使用铬酸硫酸洗液。 对于聚乙烯容器，建议使用约 1molL 的盐酸溶液清洗，然后以稀硝酸溶液进行长时间的浸洗。 为了测定样品可能被容器材质污染的程度，可以将高纯水加于容器内，在模拟现场贮存样品条件 下，定期等分取样进行测定 542 供分析有机物用的样品 测定痕量有机物质所用的玻璃瓶只能用无机药剂清洗。只有在痕量物质最后采用萃取法测定时， 才可用萃取剂处理玻璃瓶。 在这种情况下，经常规清洗过程以后，应将瓶子烘干、冷却，用己烷或石油醚等萃取剂淋洗，然 后用很洁净的空气或氮气气流吹干。有些实验室则用丙酮经过一夜的连续萃取，然后用己烷淋洗，并 按上述步骤进行干燥处理 543 供微生物检测的样品 供微生物检测的样品，其玻璃瓶应按 541 所述方法进行清洗和淋洗。为了进行计数或其它生 化分析， 所用的样品瓶还应先用稀硝酸溶液淋洗， 再用蒸馏水淋洗以除去各种重金属或铬酸盐残余物。 出于实用的理由，如果被测定的水含有或可能含有氯或氯胺，在灭菌之前应向瓶内添加足够的 3(质 量比)硫代硫酸钠溶液。加入量按瓶子大小而定(例如 170mL 瓶子加入 0.lmL)，这样使样品中可能存在 的残余氯钝化。 55 样品的运送 将空的容器运送到取样地点以及将装满样品的容器送回实验室分析时，都要特别注意。样品箱可 以用各种材料制成泡沫塑料、波纹纸板等，以减少运送过程中可能的损坏，保持样品的完好。包 装箱的顶盖通常衬以隔离材料以尽量缓冲容器盖子受到的压力。在夏季，或者假若担心有生物转化， 应将样品冷冻或用冰冷却的办法加以保存。 56 质量控制 由于可能有污染的危险，因此建议每个实验室将实施容器质量控制这一有效程序，作为整个质量 保证计划的一部分。在经过清洗处理以后随机选择的瓶中，装入待测定用的有足够纯度的水，然后进 行分析以证实不存在残余杂质。取样和贮存程序亦应通过将试样加入到样品瓶中，随后加以分析的方 法来进行监测 6 鉴定和记录鉴定和记录 6l 概述 样品装入样品瓶后，应即刻将样品来源与采集条件进