第2章水和废水监测.ppt

目的与要求1 清楚水资源及其水质污染监测的对象 目的 监测项目和主要的水质监测分析方法 2 掌握水质在物理性质 金属化合物和非金属无机物 有机化合物监测的项目及监测方法 3 掌握水质监测方案制订 水样采集保存和预处理以及底质监测 第2章水和废水监测 第2章水和废水监测 2 1水资源及水质污染2 2水质监测方案的制定2 3水样的采集和保存2 4水样的预处理2 5物理性质的检验2 6金属化合物的测定 2 7非金属无机物的测定2 8有机化合物的测定2 9底质监测2 10活性污泥性质的测定2 11水质污染生物监测 本节内容 1 概括介绍我国和世界水资源现状 2 水体和水体污染的基本概念 3 水质监测的对象和目的 4 水质监测项目及确定的依据 5 介绍水质监测分析方法 2 1水质污染与监测 2 1水质污染与监测 2 1 1水资源及水质污染1 水资源 我国水资源 2 水质污染 waterpollution 1 污染源自然 氟化钙 萤石 会引起水体中氟含量增加 饮用此水会出现氟中毒现象 黄曲霉素等 非自然 由于人类的活动产生的污染源 例如 工业废水 生活污水 其他废弃物等 2 水质污染类型 3 水体自净 当污染物进入水体后 首先被大量水稀释 随后经一系列物理 化学和生物变化 其结果使污染物浓度降低 并发生质的变化 2 1 2水质监测的对象和目的 1 水质监测的对象 2 水质监测的目的 1 地表水及地下水 经常性监测2 生产和生活过程 监视性监测3 事故监测 应急监测4 为环境管理 提供数据和资料5 为环境科学研究 提供数据和资料 已建的42个水质自动监测站 2 1 3监测项目 monitoringitems 1 确定监测项目的依据 2 地表水监测项目 表2 1 3 工业废水监测项目 表2 2 4 生活饮用水监测项目 P33 COD BOD 悬浮物 NH3 N 总N 总P 阴离子洗涤剂 细菌总数 大肠菌群等 5 医院污水监测项目 PH 色度 浊度 悬浮物 余氯 COD BOD 致病菌 细菌总数 大肠菌群等 6 海水监测项目 P33 2 1 4水质监测分析方法 1 选择分析方法的原则1 灵敏度 准确度能满足定量要求 2 方法成熟 3 操作简便 易于普及 4 抗干扰能力好 2 水质监测分析方法分类 试用方法 3 水质监测常用的方法 化学法 电化学法 原子吸收分光光度法 离子色谱法 气相色谱法 等离子体发射光谱 ICP AES 法等 其中 化学法 重量法 容量滴定法和分光光度法 目前在国内外水质常规监测中还普遍被采用 占测定方法总数的50 以上 见表2 3 各种方法测定的组分列于表2 4 水污染可连续自动监测的项目及方法见表2 5 表2 3各类分析方法在水质监测中所占比重 表2 4常用水质监测方法测定项目 表2 5水污染可连续自动监测的项目及方法 2 1 5污染物的形态分析 1 污染物的形态 化学状态 价态 异构状态2 形态分析方法 直接测定法 分离测定法 干法 理论计算法 第二节水质监测方案的制订 本节内容 1 首先介绍水质监测任务的总体构思和设计原则2 然后学习按照不同水体分类的水质监测方案的制订原则3 要求熟练掌握地面水 地下水 水污染源等各种各类水体的监测方案的制定原则和方法 监测任务的总体构思和设计 制订流程 1 明确监测目的2 进行调查研究3 确定监测对象4 设计监测网点5 安排采样时间和频率6 选定采样和保存方法7 选定分析测定技术8 提出监测报告要求9 制订质量保证程序 措施和方案的实施计划 2 2 1地面水质监测方案的制订 一 基础资料收集 二 监测断面和采样点的设置 三 采样时间与采样频率的确定 四 采样及监测技术的选择 五 结果表达 质量保证及实施进度计划 一 基础资料收集 1 水体的水文 气候 地质和地貌资料 如水位 水量 流速及流向的变化 降雨量 蒸发量及历史上的水情 河宽 河深 河床结构及地质状况等 2 水体沿岸城市分布 工业布局 污染源及其排污情况 城市给排水情况等 3 水体沿岸水资源现状及用途 如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 4 历年水质监测资料 水文实测资料 水环境研究成果等 二 监测断面和采样点的设置 1 监测断面的布设原则2 监测断面设置 1 河流监测断面设置 2 湖泊 水库 监测断面设置3 采样位置的确定 1 采样垂线的设置 2 采样点的设置 1 在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上 监测断面的布设应有代表性 即能较真实 全面地反映水质及污染物的空间分布和变化规律 根据监测目的和监测项目 并考虑人力 物力等因素确定监测断面和采样点 2 有大量废水排入河流的主要居民区 工业区的上游和下游 较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处 入海河流的河口处 受潮汐影响的河段和严重水土流失区 湖泊 水库 河口的主要入口和出口 国际河流出入国境线的出入口处 3 饮用水源区 水资源集中的水域 主要风景游览区 水上娱乐区及重大水力设施所在地等功能区 4 断面位置应避开死水区及回水区 尽量选择河段顺直 河床稳定 水流平稳 无急流浅滩处 5 应尽可能与水文测量断面重合 并要求交通方便 有明显岸边标志 三 采样时间与采样频率的确定 1 饮用水源地 全年采样不少于12次 采样时间根据具体情况选定 2 河流 较大水系干流和中 小河流全年采样不少于6次 采样时间为丰水期 枯水期和平水期 每期采样两次 流经城市或工业区 污染较重的河流 游览水域 全年采样不少于12次 采样时间为每月一次或视具体情况选定 3 排污渠 全年采样不少于3次 4 底泥 每年在枯水期采样一次 5 背景断面 每年采样一次 在污染可能较重的季节进行 6 潮汐河流 全年按丰 枯 平三期 每期采样2天 分别在大潮期和小潮期进行 每次应当在当天涨潮 退潮时采样 并分别加以测定 涨潮水样应当在各断面涨平时采样 退潮时也应当在各断面退平时采样 若无条件 小潮期可不采样 7 湖泊 水库 设有专门监测站的湖 库 每月采样不少于1次 全年不少于12次 其他湖 库每年采样2次 枯 丰水期各一次 有废水排入 污染较重的湖 库 应酌情增加采样次数 要根据监测对象的性质 含量范围及测定要求等因素选择适宜的采样 监测方法和技术 四 采样及监测技术的选择 对监测中获得的众多数据 应进行科学地计算和处理 并按照要求的形式在监测报告中表达出来 质量保证概括了保证水质监测数据正确可靠的全部活动和措施 质量保证贯穿监测工作的全过程 实施进度计划是实施监测方案的具体安排 要切实可行 使各环节工作有序 协调地进行 详细内容参阅第九章 五 结果表达 质量保证及实施进度计划 表2 6河流监测断面设置 背景断面 2 湖泊 水库监测断面的设置首先判断湖 库是单一水体还是复杂水体 考滤汇入湖 库的河流数量 水体的径流量 季节变化及动态变化 沿岸污染源分布及污染物扩散与自净规律 生态环境特点等 然后按照前面讲的设置原则确定监测断面的位置 1 进出湖 水库的河流汇合处分别设置监测断面 2 以各功能区 如城市和工厂的排污口 饮用水源 风景游览区 排灌站等 为中心 在其辅射线上设置弧形监测断面 3 在湖库中心 深 浅水区 滞流区 不同鱼类的回游产卵区 水生生物经济区等设置监测断面 4 无明显功能区别 可用网格法等设置监测垂线 1 采样垂线的设置 表2 7采样垂线的布设 说明 1 监测断面上采样垂线的布设 应避开岸边污染带 对有必要进行监测的污染带 可在污染带内酌情增加垂线 2 对无排污河段或有充分数据证明断面上水质均匀时 可只设一条中泓垂线 3 凡布设于河口 要计算污染物排放通量的断面 必须按本规定设置采样垂线 2 采样点的设置 说明 1 水深不足1m时 在1 2水深处 2 河流封冻时 在冰下0 5m处 3 若有充分数据证明垂线上水质均匀 可酌情减少采样点数 4 凡布设于河口 要计算污染物排放通量的断面 必须按本规定设置采样点 2 2 2地下水质监测方案的制订 一 调查研究和收集资料 二 采样点的设置 三 采样时间和采样频率的确定 一 调查研究和收集资料 1 收集 汇总监测区域的水文 地质 气象等方面的有关资料和以往的监测资料 2 调查监测区域内城市发展 工业分布 资源开发和土地利用情况 尤其是地下工程规模应用等 了解化肥和农药的施用面积和施用量 查清污水灌溉 排污 纳污和地面水污染现状 3 测量或查知水位 水深 以确定采水器和泵的类型 所需费用和采样程序 4 在完成以上调查的基础上 确定主要污染源和污染物 并根据地区特点与地下水的主要类型把地下水分成若干个水文地质单元 二 采样点的设置 1 背景值监测点的设置设在污染区外围不受或少受污染的地方 在垂直于地下水流方向的上方设置 2 监测井的布设1 点状污染区 渗坑 渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透小的地区形成的 监测井设在距污染源最近的地方 2 块状污染区 污灌区 污养区及缺乏卫生设施的居民区 监测井设在地下水流向的平行和垂直方向上 3 条 带 状污染区 渗坑 渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透大地区及沿河 渠排放的工业废水和生活污水 宜用网格布点法设置监测井 一般监测井在液面下0 3 0 5m处采样 三 采样时间和采样频率的确定 1 每年在丰水期 枯水期分别采样测定 四季采样 月采样 2 每一采样期至少监测1次 饮用水每一采样期监测2次 其间隔至少10天 即采一次分析检验一次 10天后再采 检一次 可作为监测数据报出 3 对有异常情况的井点 应适当增加采样监测次数 2 2 3水污染源监测方案的制订 一 调查研究 收集资料 二 采样点设置 1 在车间或车间处理设备的废水排放口设置采样点 测一类污染物 汞 镉 砷 铅 六价铬 有机氯化合物 强致癌物质等 2 在工厂废水总排放口布设采样点 测二类污染物 悬浮物 硫化物 挥发酚 氰化物 有机磷化合物 石油类 铜 锌 氟 硝基苯类 苯胺类等 1 工业废水 3 已有废水处理设施的工厂 在处理设施的排放口布设采样点 为了解废水处理效果 可在进出口分别设置采样点 4 在排污渠道上 采样点应设在渠道较直 水量稳定 上游无污水汇入的地方 可在水面下1 4 1 2处采样 作为代表平均浓度水样采集 2 城市污水 生活污水 sanitarywaste 和医院污水 hospitalsewage 综合排污口等 1 城市污水管网 在一个城市的主要排污口或总排污口设点采样 城市污水干管的不同位置 污水进入水体的排放口 非居民生活排水支管接入城市污水干管的检查井 2 城市污水处理厂 在污水处理厂的污水进出口处设点采样 工业废水 每年采样监测2 4次 生活污水 每年采样监测2次 春 夏季各1次 医院污水 每年采样监测4次 每季度1次 环境监测技术规范 对向国家直接报送数据的废水排放源规定 三 采样时间和频率 2 3水样的采集和保存 本节内容 1 水样的类型 2 掌握地面水 废水 底质等水样的采集和采样器使用及水流量测量 3 掌握水样的运输和保存原理与方法 4 其中要求熟练掌握的重点内容是 地面水的采集方法和采样器 水样的类型 瞬时水样 混合水样和综合水样 水样的冷藏或冷冻法与加入化学试剂的保存方法 2 3 1水样的的类型 一 采集前的准备 preparationbeforesampling 2 3 2地表水样的采集 Collectingofsurfacewatersample 二 采样方法和采样器 SamplingprocessandwaterSampler 2 3 3地下水样的采集 Collectingofgroundwatersample 水井 waterwell 利用抽水机设备 涌水口处直接采样 对于自来水 也要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 2 3 4废水样品的采集 一 采样方法一 浅水采样可用容器直接采集 或用聚乙烯塑料长把勺采集 二 深层水采样可使用专制的深层采水器采集 也可将聚乙烯筒固定在重架上 沉入要求深度采集 三 自动采样采用自动采样器或连续自动定时采样器采集 如自动分级采样式采水器 可在一个生产周期内 每隔一定时间将一定量的水样分别采集在不同的容器中 自动混合采样式采水器可定日连续地将定量水样或按流量比采集的水样汇集于一个容器内 二 废水样类型 2 3 5采集水样注意事项 1 测定悬浮物 pH 溶解氧 BOD 油类 硫化物 余氯 放射性 微生物等项目需单独采样 在测定溶解氧 BOD和有机污染物等项目的水样必须充满容器 测定pH 溶解氧和电导率等项目宜在现场测定 采样时要同步测量水文和气象参数 2 填写登记表 2 3 6流量的测量 flowmeasurement 一 测量参数 在采集水样的同时 还需要测量水体的水位 m 流速 m s 流量 m3 s 等水文参数 二 意义 因为在计算水体污染负荷是否超过环境容量 控制污染源排放量 估价污染控制效果等工作中 都必须知道相应水体的流量 三 测量方法原则 对于较大的河流 水文部门一般设有水文监测断面 应尽量利用其所测参数 四 测量方法 1 流速仪法 流速 面积法 对于水深大于0 05m 流速大于0 15m s的河 渠 可用流速仪测定水流速度 2 浮标法浮标法是一种粗略测量流速的简易方法 3 堰板法 溢流沿法 这种方法适用于不规则的污水沟 污水渠中水流量的测量 4 其他方法用容积法测定污水流量也是一种简便方法 现已生产多种规格的污水流量计 测定流量简便 准确 此外 还可以用压差法 根据工业用水平衡计算法或排水管径大小测量法估算污水流量 2 3 7水样的保存和运输 Preservationandtransportationofwatersample 一 水样的运输 注意以下两点 1 塞紧采样器塞子 必要时用封口胶 石蜡封口 避免因震动 碰撞而损失或玷污 因此最好将样瓶装箱 用泡沫塑料或纸条挤紧 2 需冷藏的样品 应配备专门的隔热容器 放入制冷剂 将样瓶置于其中 冬季应注意保温 以防样瓶冻裂 二 水样的保存 1 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 2 容器的要求选性能稳定 不易吸附预测组分 杂质含量低的材料制成的容器 如聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器是常规监测中广泛使用的 也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器 但价格昂贵 3 保存时间要求 即最长贮放时间 一般污水的存放时间越短越好 清洁水样72h 轻污染水样48h 严重污染水样12h 运输时间24h以内 4 保存方法 1 冷藏或冷冻法2 加入化学试剂保存法见表2 13 1 加入生物抑制剂 2 调节pH值 3 加入氧化剂或还原剂 2 4水样的预处理 2 4 1水样的消解2 4 2富集与分离 enrichingandseparation 2 4 1水样的消解 一 目的 破坏有机物 溶解悬浮性固性 将各种价态的欲测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无机化合物 二 要求 消解后的水样应清澈 透明 沉淀 三 方法 消解水样的方法有湿式消解法和干式分解法 干灰化法 5 HNO3 KMnO46 多元消解法 表2 14湿式消解法 1 1 湿式消解法 表2 14湿式消解法 2 1 湿式消解法 2 干灰化法 高温分解法 干灰化法又称高温分解法 其处理过程是 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 HN03 或HCl 溶解样品灰分 过滤 滤液定容后供测定 本方法不适用于处理测定易挥发组分 如砷 汞 镉 硒 锡等 的水样 2 4 2富集与分离 enrichin