海洋环境监测的内容和方法.ppt

第九章海洋环境监测 第一节概述第二节监测程序第三节样品采集 贮存与运输第四节海水样品分析第五节海洋物理因子测定第六节常规化学因子测定第七节营养盐测定第八节海水重金属分析第九节硫化物和氰化物分析第十节农药和有机物分析第十一节沉积物分析第十二节生物样品分析第十三节海洋浮游与底栖生物调查分析第十四节海洋初级生产力与赤潮监测 内容提要 一 海洋环境的基本特征1 面积广 水体大 362 106km2 71 1370 106km3 2 具有三大环境梯度 纬度梯度 深度梯度 水平梯度 3 海水的特性具有重要的生态学意义溶解性 透光性 流动性 浮力及缓冲性 第一节概述 二 海洋环境对人类的意义1 提供资源 食品 能源 水资源 矿产等 2 气候调节 吸收温室气体CO2 3 旅游与休闲 观光 潜水 冲浪等 三 海洋环境监测的意义1 是海洋综合管理的基础和重要组成部分 2 是描述和预测海洋环境质量的手段与途径 3 为有效地利用海洋资源和环境保护提供信息 4 为海洋综合管理提供科学依据 四 海洋环境监测的迫切性1 海洋环境污染日趋严重 2 海洋资源开发利用迅速 3 海洋环境资源破坏严重 4 海洋生态系统变动剧烈 五 海洋环境监测的任务 1 掌握主要污染物的入海量及海洋环境质量 2 检验海洋环保政策与防治措施的效果 3 研究 验证污染物转移 扩散模式 预测新增污染物和二次污染对海洋环境的影响 4 监控可能发生的主要环境与生态问题 为早期预警提供依据 5 维护国家权益 进行海洋权益监测 6 为维护人类健康 维护生态平衡和合理开发利用海洋资源服务 六 海洋环境监测的分类 包括海洋污染监测和海洋环境要素监测 前者包括近岸海域污染监测 污染源监测 海洋倾废区监测 海洋油污染监测 自然保护区监测 后者主要指海洋水文气象要素 生物要素 化学要素和地质要素 七 海洋环境监测的原则1 监测对象的选择 毒性大 持久性强 生物富集性高 危害严重 影响范围大的污染物 2 优先监测的原则 1 迫切性优先原则 2 重点监测优先 3 多介质 多功能一体化的监测体系优先 4 污染监测优先 5 强化海洋监测管理优先 八 海洋环境监测的内容 海洋环境质量监测要素 海洋水文气象基本参数 水中重要理化参数 营养盐类 有害有毒物质 沉积物中有关物理参数和有毒有害物质 生物体中有关生物学参数生物残毒及生态 大气理化参数 放射性核素 项目选定原则 除水文气象项目必测外 其他项目的选定原则是 基线调查应是多介质且项目要尽量取全 常规监测应选基线调查中得出的对监测海域环境质量敏感的项目 定点监测为海水的pH 浑浊度 溶解氧 化学耗氧量 营养盐类 被监测的介质应同时观测其基本参数 如海水的pH 浑浊度 溶解氧 化学耗氧量 营养盐类 沉积物的粒度 有机质 氧化还原电位 生物的体长 重量 年龄 性腺成熟度等 应急监测和专项调查酌情自定 九 海洋环境监测的基本要求根据国家质量技术监督局发布的 海洋监测规范 GB17378 2007 海洋环境质量基本要素调查监测的展开程序 包括计划编制 海上调查实施 质量控制 调查装备 资料整理和成果报告编写等程序 必须按照标准执行 海洋监测规范 GB17378 2007 共分7部分第1部分总则第2部分数据处理与分析质量控制第3部分样品采集 贮存与运输第4部分海水分析第5部分沉积物分析第6部分生物体分析第7部分近海生态污染调查和生物监测 十 海洋环境监测的基本定义 1 海洋监测marinemonitoring在设计好的时间和空间内 使用统一的 可比的采样和检测手段 获取海洋环境质量要素和陆源性入海物质资料 以阐明其时空分布 变化规律及其与海洋开发 利用和保护关系之全过程 基线调查baselineinvestigation对某设定海区的环境质量基本要素状况的初始调查和为掌握其以后间隔较长时间的趋势变化的重复调查 常规监测ordinarymonitoring在基线调查基础上 经优化选择若干代表性测站和项目 进行以求得空间分布为主要目的 长期逐年相对固定时期的观测 定点监测fixed pointmonitoring在固定站点进行常年更短周期的观测 其中包括在岸 岛 边设一固定采样点 或在固定站附近小范围海区布设若干采样点两种形式观测 应急监测emergencymonitoring在海上发生有毒有害物质泄放或赤潮等灾害紧急事件时 组织反应快速的现场观测 或在其附近固定站临时增加的针对性观测 专项调查specificsurvey为某一专门需要的调查 如废弃物倾倒场 资源开发 海岸工程环境评价等进行的调查 一 监测站点布设原则 测站布设的基本要求 依据任务目的确定监测范围 以最少数量测站 所获取的数据能满足监测目的需要 基线调查站位密 常规监测站位疏 近岸密 远岸疏 工业人口多密 原始海岸疏 尽可能沿用历史测站 适当利用海洋断面调查测站 照顾测站分布的均匀性和与岸边固定站衔接 第二节监测程序 2 各类水域测站布设原则 1 海域 在海洋水团 水系锋面 重要渔场 养殖场 主要航线 重点风景旅游区 自然保护区 废弃物倾倒区以及环境敏感区设立测站或增加测站密度 2 海湾 在河流入汇处 湾中部及湾海交汇处 同时参照湾内环境特征及受地形影响的局部环流状况在辐合区设立测站 3 河口 在河流左右侧地理端点连线以上 河口城镇主要排污口以下 并尽量减少潮流影响处 如建有闸坝 应设在闸上游 河口处有支流入汇应设在入汇处下游 岸滨及岛屿定点站 采样点应避开局地性沟渠和排污影响 二 监测频率及周期 1 基线调查 初始一次 趋势调查每五年一次 2 常规监测频率 1 水质 每年二至四次 按季度 四次 按丰水期 平水期 枯水期 三次 或按丰水期 枯水期 二次 2 沉积物 每年或每两年一次 3 生物 每年一次 成熟期 或二次 初长期和成熟期 4 气象 除到站观测外 航渡时每日02 08 14 20时进行定时观测 3 定点监测 1 按单点观测方式每日大潮 常潮 小潮各二次 共六次 其中五次为单次8时采样 一次为每小时采样一次 连续采样25h 2 按大面观测方式每月不少于一次 3 海上发生海损 赤潮等事件时有关联的定点站应酌情或按上级指令要求增加观测次数 4 应急监测和专项调查根据监测和调查目的 由项目负责人按上级指定或自行设计 三 海洋监测的组织实施1 组织准备 1 按年度计划任务书 上级指令或合同确定总体任务 2 选定项目负责人或首席科学家 3 收集分析监测海区与监测任务有关的文献资料 4 由项目负责人编制监测实施计划 报主管部门审批 2 出海准备 1 组织监测队伍 设立专业组 明确人员分工和岗位职责 列出值班顺序 2 选定监测用船 与航海部门商定并申报航行计划 做好航行与监测业务的协调 3 配制海上作业用的试剂 对样品盛器和玻璃器皿按规定要求进行洗涤 4 按计划监测项目列出装备 仪器 用具 查算和记录用表等数量和规格清单 逐项进行筹集和检查 特别要注意检查消耗品和易损物品的备份是否充足 5 对装船仪器进行安装 固定 调试和校准 3 海上作业 1 项目负责人或首席科学家负责同船长协调海上作业与船舶航行的关系 在保证安全的前提下 航行应满足监测作业的需要 2 按计划和 海洋监测规范 要求 获取样品和资料 3 船到站前 i 停止排污和冲洗甲板 关闭厕所通海管路 直至监测作业结束 值班专业组长应负责检查 发现排污或可疑排污 纠正后重新采取样品 4 严格禁止用手沾污采样品 防止样品瓶塞 盖 沾污 5 观测和样品登记标签一律用黑色铅笔填写 必须经第二人校核 各项原则记录不准涂擦 有误时可在错误记录上划一横线 在其上方填写纠正的数字 6 在规定时间内完成应在海上现场检测的样品 同时做好非现场检测样品的预处理 7 观测和现场检测项目的记录 须当班完成查标 订正 统计等全部整理程序 并由下一班校核完毕 8 观测和采样结束后 必须及时仔细检查有无遗漏 然后通知船方启航 9 将海上观测 采样 检测等作业有关事项以及监测中遇到的特殊海洋现象及处理情况 填入值班日志 监测结束后还应编写航次报告 10 遇有赤潮 排污 倾废和溢油等情况 应立即停车 按应急监测规定进行观测和采样 4 监测结束 1 验收观测原始记录 采样记录和海上测定记录表 2 将各待测样品移入实验室 需在样品保存期限内完成检测 3 整理计算测定数据 编制报表 绘制成果图件 编写成果报告 4 监测资料和成果报告归档 5 监测成果报告鉴定或验收 四 海洋监测质量保证1 监测质量保证是指 从采样 预处理 前处理 测定到数据处理全过程的质量控制 但不包括站位设置 频率选择等合理性代表性等宏观质量保证 2 采样质量保证 1 采样人员应专门培训 经考核取得合格证书持证书上岗 2 制定采样操作程序 防止采样沾污 3 防止样品沾污 必须做到 严格防止船舶自身以及采样设备的沾污影响 按照不同项目 选用合适材料的采样器样品瓶 同时绞车 缆索 导向轮亦需采取相应的防沾污措施 尽量减少界面富集影响 深层采样建议用闭 开 闭方式采样器 沉积物采样 被采样品尽量不受扰动 待测样品应冷冻贮存 予处理的样品 过滤 萃取等 应在采样后在现场即时完成 然后再加入稳定剂 并低温保存 受生物活动影响 随时间变化激烈的项目 pH溶解氧 化学耗氧量 营养盐类 应在现场测定 3 实验室质量保证 1 对实验室应定期考核 并取得合格证书方能承担检测任务 2 固定级实验室应具有100级超净实验室 海区级应有10万级简易洁净实验室 一般实验室应具备重金属水样前处理用超净工作台 3 选定检测方法 主要依据方法的精密度 准确度和检出限 适当考虑分析成本 设备条件和检测时间长短及人员水平等因素 4 监测网络质量保证 1 凡有两个及以上实验室参加的统一监测任务或网络 由任务管理单位或牵头单位组织并负责质量监督和管理 2 监测前必须进行实验室间互校 经质量管理单位评判合格后 才得参加监测任务 3 采用统一的标准参比物质 中途若有更换应对先后使用的标准参比物质进行对比检验 求得相互关系 必要时对数据进行订正 4 实验室间应尽量使用相同的检测方法和仪器 5 文件资料和成果归档 必须符合质量标准 五 海洋监测实施计划的编制1 目的按计划任务 上级指定或合同设计监测范围 站位 项目 频率 层次 在上述基础上 各专业组进行采样及检测方法的技术设计 编制监测实施计划 2 计划编制应遵循下述原则 1 由任务技术负责人主持编制 2 必须符合任务书 上级指定 或合同 和GB T17378 1 17378 7的技术要求 3 充分利用前人文献和资料 4 立足现有人员的技术状况和物质保证条件 3 计划编制应包括下述内容 1 任务及其依据 2 站位图 表及参考水深 3 时间安排 航线顺序和补给地点 4 观测和采样项目 层次 数量 5 人员组织及分工 6 安全措施 7 经费预算 根据需要决定是否列入 8 出海携带物品明细表 4 计划的报批 1 监测计划需由任务执行单位呈文报任务下达单位批准 2 航行计划应经主管部门批准下达 5 计划的执行 1 计划经批准后 必须严格执行 若需变动时 要经主管部门批准 2 作业中有关航行安全 在制定计划时应予充分考虑 一般在执行任务中 不得以航行安全为由而任意弃站 遇恶劣天气未能作业的测站应尽可能补齐 3 应急监测计划不宜过细 项目负责人或首席科学家在现场有权根据实际情况对计划进行修改和补充 4 常规监测中 发现重要海洋现象或海损事件 技术负责人有权决定跟踪探索 但必须同时上报主管部门 六 海上监测一般规定 1 规章制度为保证海上监测工作的质量与安全 应建立相应的值班 交接班 岗位责任 安全保密 仪器设备检查保养 资料校核保管等各项制度 2 时间标准近海调查一律用北京标准时间 全年不变 每天校对时间一次 记时误差不得超过设计允许范围 远洋监测或国际联合监测 必要时也可采用世界标准时 但需在资料载体上注明 记时误差不得超过设计允许范围 3 定位要求 在河口及有陆标的近岸海域 水 沉积物及生物监测的站点的定位误差不得超过500m 其他海域站点定位误差不得超过100m 河口区断面位置 用地名 河 江 名及当地明显目标特征距离表示 潮间带生物生态监测 断面间距误差不得超过两断面距离的1 断面上各测点间距不得超过断面长度0 5 专项监测调查 定位精度按特定要求自行规定 实际站位应尽量与标定站位相符 两者相差近岸不得超过100m 中近海不得超过2000m 4 样品和资料保管样品取得后 立即进行预处理和分装 样品登记表和资料载体以及初步计算的结果 均须标注清楚 样品和资料应随时包装整理 专人负责保管 发生危急事故时 须全力抢救 七 监测船及其采样设施要求 1 监测船性能要求 河口及近岸浅水监测船要求排水量100 150t 吃水0 5m 航速12km左右 并具有抗搁浅性能 中近海水域监测船 要求排水量600 2000t 吃水2 5m 航速14 16kn 船体结构牢固 抗浪性强 受风压面小 续航力不少于二个月 船上应装有侧推可变螺距及减摇装置 具有稳定的2 3km慢速性能 需具有适应海洋监测用的甲板及机械设备 有观测 采样和样品存贮的充足空间 以及检测 处理各种环境质量要素用的实验室 计算机室 有准确可靠的导航定位系统和通讯系统 适于多种海况下作业 专用监测船必须设可控排污装置 兼用监测船亦需改装排污系统 以减少船舶自身对采集样品的沾污 发电机 要求能满足照明 绞车 拖网采样 实验室检测设施以及各种电子仪器的需要 2 采样设施要求 设水文 水样采取 沉积物采样和浮游生物采样绞车至少四部和生物采样用吊杆一部 浅海绞车缆绳长200m 中近海绞车缆绳长600m 采取水样的绞车 缆绳及导轮应无油和暴露金属 生物采样场所设船艉部 要求宽广平坦 避开通风筒 天窗等突出物并设收放式栏杆 采样绞车处应装有保护栏杆的突出活动操作平台 采样场所应有安置样品的足够空间 3 专用监测船实验室要求 设在位置适中 遥摆度较小处 并靠近采样操作场所 有良好的通风装置 空调设备 超净工作台 通风橱 水槽等专用设备 有足够的白色照明灯 独立的淡水供水系统 排水槽及管道需耐酸碱腐蚀 电源 交流220V 380V 直流6V 12V 24V 实验桌面耐酸碱 并设有固定各种仪器的支架 栏杆 夹套等装置 配有样品冷藏装置 防火器材及急救药品等 附近应有装置高压气瓶的安全隔离小间 八 监测仪器设备的要求1 出航前必须对仪器设备进行全面检查和调试 并将情况填入 海上资料仪器设备检查记录表 2 使用国家强制检定的计量仪器设备 必须是经国家法定标准计量机构计量认证 批准生产并经检定合格的产品 国外引进的仪器设备 必须经过验收 确认符合仪器标明质量参数方可使用 3 不允许使用检定超期的仪器设备 九 样品和原始资料的验收1 要求按任务书 上级有关规定 合同 监测实施计划以及GB17378 1 17378 7的技术要求验收 2 验收内容海上监测仪器设备检查记录表 测站定位表 值班日志 航次报告 记录在不同载体上的数据资料 样品及采样记录 现场描述 3 验收要求未经验收的样品或资料 不能进行实验室检测 鉴定或整理计算 验收不合格的样品或资料 不得做为有效工作量计算 不再进行检测 鉴定或计算整理 数量不够 已变质 被沾污 站号和位置混乱不清的样品 取自非规定层位的样品作废品处理 仪器发生故障时观测的资料 观测不完整 不能表示该要素在该站点分析状况和变化规律的资料 经涂改 记录不清或精密度明显低于任务书要求的资料 作废品处理 4 验收时间海上作业结束后 样品检测和资料整理之前 十 海洋监测资料的整理1 样品的检测鉴定 1 必须按GB17378 1 17378 7的规定进行检测或鉴定 2 必须在规定的时间内完成样品的检测或鉴定 3 应对检测 鉴定结果进行质控程序和误差等质量检查 如未按质控程序检测或误差超出规定范围 必须重新检测或鉴定 2 数据资料和声像资料和整理 1 以磁带 磁盘 光盘等载体记录的监测资料原件存档 另用复制件进行整理 2 在工作曲线 模拟曲线或打印纸带上取数 须经第二人校核 3 使用电子计算机计算数据时 首先须由同行科技人员 认真检查输入数据和软件系统 使用其他计算工具分步计算时 必须经第二人对计算公式 方法 步骤和使用数据进行严格审查和进行复算 3 报表填写和图件绘制 1 环境质量要素报表 必须采用本标准附录规定的标准格式 2 成果图件的图幅 图式 图例等必须符合GB17378 1 17378 7的规定 3 使用电子计算机和自动绘图仪绘制的图件 表格 必须由相应水平的科技人员进行检查 对手工编制的图件 报表 应由不低于编制者技术水平的他人进行复核 4 在图件和报表的规定位置上 有关人员必须签名 4 监测资料的报送在外业工作结束后 水文气象 水质 污染源资料二个月 沉积物 生物 三个月内 须将计算所得的环境基本质量要素资料 以标准格式 报送上级主管部门规定的部门 十一 监测成果报告的编写1 编写内容 1 前言部份主要包括 任务及其来源 监测范围及地理坐标 监测船及监测时间 站位及项目 采样和检测方法 数据质量评述 2 监测区基本环境状况 主要包括 自然地理状况及水文气象状况 陆源性污染源状况 3 环境质量状况及其分析 主要包括 各介质环境质量要素的特征值分析和空间分布 各环境质量要素与有关标准对照分析 各介质反映的环境质量状况评述 综合环境质量评价及其成因探讨 4 环境对策建议 根据海域环境质量评估 结合区域社会经济特点 提出针对性的环境管理和改善环境质量状况的建议 2 报表及成果图件成果报告文字分析及其所引用的数据统计表 图件应附入成果报告 3 编写要求 1 由项目负责人主持编写 2 符合任务书 上级指令文件 合同和调查实施计划要求 3 内容应重点突出 论据充分 文字简练 4 完成时间在任务书 合同和上级指令规定时间内完成 十二 监测资料和成果归档1 归档资料的内容任务书 合同 监测实施计划 海上观测及采样记录 实验室检测记录 工作曲线及验收结论 站位实测表 值班日志和航次报告 监测资料成果表 成果报告最终原稿及印刷件 成果报告鉴定书和验收结论 2 归档要求 1 按照国家档案法和本单位档案管理规定 将档案材料系统整理编目 经项目负责人审查签字 由档案室主管人验收后保存 2 未完成归档的监测成果报告 不能鉴定或验收 3 按资料保密规定 划分密级妥善保管 4 磁盘 磁带等不能长期保存的载体归档资料 必须按载体保存限期及时转录 并在防磁 防潮条件下保管 3 归档时间监测成果报告完成半年内 十三 监测成果报告的鉴定和验收1 成果报告的鉴定 1 鉴定内容 文字报告 成果图件 资料统计表 2 鉴定依据任务书 上级有关指定文件 合同书 调查实施计划以及GB17378 1 17378 7规定的技术指标 3 鉴定办法按 中华人民共和国国家科学技术委员会科学技术成果鉴定办法 进行鉴定 通过后要填写科技成果鉴定证书 鉴定未获通过则应限期补充修改 再次报请重新鉴定 4 鉴定时间监测成果报告完成后及时进行 2 监测成果报告验收 1 凡不需进行鉴定的成果报告则进行成果验收 2 验收办法由监测任务下达单位或委托单位的主管部门派人组织验收 形成由验收人签字和验收单位盖章的书面验收结论 与验收依据有明显差距的成果报告不予验收 责令限期修改并重新验收 如成果报告质量低劣而又无法修改时 应做出 不予验收 只供参考 的结论 一 水质样品1 一般规定从海洋环境中取得有代表性的样品 并采取一切预防措施 避免在采样和分析的时间间隔内发生变化 是海洋环境调查监测的第一关键环节 程序 确定采样目的 样品采集的时空尺度 采样点的设置 现场采样方法及质量保证措施 第三节样品采集 贮存与运输 1 安全措施水质 沉积物及生物等采样 必须制定相应的安全规章制度并认真执行 认真考虑在各种天气条件下 确保操作人员和仪器设备的安全 采样船 在所有水域采样时要防止商船 捕捞船及其他船只靠近 要随时使用各种信号表明正在工作的性质 要尽量避免在危险岸边等不安全地点采样 采样时 要采取一些特殊防护措施 避免某些偶然情况出现 使用电操作采样设备 在操作和维修过程中 加强安全措施 2 样品 瞬时样品 连续样品 在固定时间间隔下采集定时样品 取决于时间 及在固定的流量间隔下采集定时样品 取决于体积 以揭示利用瞬时样品观察不到的变化 混合样品 混合样品是指在同一个采样点上以流量 时间 体积为基础的若干份单独样品的混合 综合水样 综合水样指把从不同采样点同时采集的水样进行混合而得到的水样 时间不是完全相同 而是尽可能接近 有时一个合适的综合水样可能会提供更加有用的数据 3 对样品的要求合格的样品要具有较高的代表性和真实性 2 采样位置的确定及时空频率的选择根据污染物在较大面积海域分布的不均匀性和局部海域的相对均匀性的时空特征 运用均质分析法 模糊集合聚类分析法等分类方法 将监测海域划分为 污染区 过渡区及对照区 1 采样站点的布设采样的主要站点应合理地布设在环境质量发生明显变化或有重要功能用途的海域 如 近岸河口区或重大污染源附近 在海域的初期污染调查过程中 可以进行网格式布点 站点布设的原则 能够提供有代表性信息 设点周围的环境地理条件 动力场状况 潮流场和风场 社会经济特征及区域性污染源的影响 设点周围的航行安全程度 经济效益分析 尽量考虑测点在地理分布上的均匀性 并尽量避开特征区划的系统边界 2 采样时间和采样频率在水质可能发生变化期间进行采样 既可以反应出水质的变化 又可以花费较小代价 采样时间和频率的确定原则 如何以最小工作量满足反映环境信息所需资料 技术上的可能性和可行性 能够真实地反映出环境要素变化特征 尽量考虑采样时间的连续性 用于环境质量控制的采样频率一般要高于环境质量表征所需的采样频率 污染源鉴别采样程序与环境质量控制 环境质量表征程序不同 影响确定采样时间和采样频率的因素很多 其采样频率要比污染物出现的频率高的多 3 采样层次 3 采样装置 1 水质采样器的技术要求 具有良好的注充性和密闭性 材质要耐腐蚀 无沾污 无吸附 结构简单 轻便 易于冲洗 易于操作和维修 采样前不残留样品 样品转移方便 能够抗抵恶劣气候的影响 适应在广泛的环境条件下操作 能在温度为0 40 相对湿度不大于90 的环境中工作 价格便宜 容易推广使用 2 采样器类型 瞬时样品采样器近岸表层采水器 抛浮式采水器采样瓶安装在可以开启的不锈钢做成的固定架里 钢架以固定长度的尼龙绳与浮球连接 通常用来采集表层石油烃类等水样 深度综合法采样器深度综合法采样需要一套用以夹住采样瓶并使之沉入水中的机械装置 加重物的采样瓶沉入水中 同时通过注入阀门使整个垂直断面的各层水样进入采样瓶 选定深度定点采水器 闭 开 闭式采水器 泵吸系统采水器 4 采样缆绳及其他设备为防止采样过程的样品沾污 水文钢丝绳应以非金属材质涂敷或以塑料绳代替 使锤应以聚四氟乙烯 聚乙烯等材质喷涂 水文绞车也应采取防沾污措施 5 采样瓶的洗涤与保存采样瓶的洗涤要求进行洗涤 每次采样完毕应将采样瓶放入塑料袋中保存 且勿与船体或其他沾污源直接接触 6 现场采样操作 岸上采样 冰上采样 若冰上覆盖积雪 可用木铲或塑料铲清出面积为1 5 1 5m的积雪地 再用冰钻或电锯在中央部位打开一个洞 船上采样 采用向风逆流采样 将来自船体的各种沾污控制在一个尽量低的水平上 7 样品的贮存与运输 样品容器的材质选择原则 容器材质对水质样品的沾污程度应最小 便于清洗和容器壁的处理 容器的材质在化学活性和生物活性方面具有惰性 使样品与容器之间的作用保持在最低水平 对温度变化的应变能力 抗破裂性能 密封性 重复打开的能力 体积 形状 质量 供应状况 价格和重复使用的可能性 含无机成分的样品 多采用聚乙烯 聚四氟乙烯和多碳酸酯聚合物材质制成的容器 常用的高密度聚乙烯 适合于水中硅酸盐 钠盐 总碱度 氯化物 电导率 pH分析和测定的样品贮存 对光敏物质多使用吸光玻璃质材料 玻璃质容器适合于有机化合物和生物品种样品的贮存 塑料容器适合于放射性核素和大部分痕量元素及常规测项的水样贮存 样品容器的洗涤对于一般性用途 可用自来水和洗涤剂清洗尘埃和包装物质 然后用铬酸和硫酸洗涤液浸泡 再用蒸馏水淋洗 聚乙烯容器先用1mol L的盐酸溶液清洗 然后再用1 3硝酸溶液进行较长时间的浸泡 供测定微量有机物使用的玻璃瓶 只能用无机试剂清洗 用于贮存计数和生化分析的水样瓶 还应该另用硝酸溶液浸泡 然后用蒸馏水淋洗以除去任何重金属和铬酸盐残留物 水质样品的固定与贮存水质样品的固定通常采用冷冻和酸化后低温冷藏两种方法 水质过滤样加酸 盐酸或硝酸 酸化 使pH值维持在小于2 然后低温冷藏 样品运输 样品容器的质量控制 标志和记录采样瓶注入样品后 应该立即将样品来源和采样条件记录下来 并标志在样品瓶上 二 沉积物样品1 样品采集 1 表层样品的采集 采样器类型及其选择用自身重量或杠杆作用设计的抓斗式工或其他类型的沉积物采样器 其设计特点各异 包括弹簧制动 重力或齿板锁合方式 这些要随深入泥层的形状而不同 以及随所取样品的规模和面积不同 各自不一 采样器的选择主要考虑以下几方面 贯穿泥层的深度 齿板锁合的角度 锁合效率 避免障碍的能力 引起波浪 振荡 和造成样品的流失或者在泥水界面上洗掉样品组成或生物体的程度 在急流中样品的稳定性 表层样品采集操作A将绞车的钢丝绳与采泥器连结 检查是否牢固 同时 测采样点水深 B慢速开动绞车将采泥器放入水中 稳定后 常速下放至离海底一定距离3 5m 再全速降至海底 此时应将钢丝绳适当放长 浪大流急时更应如此 C慢速提升采泥器离底后 快速提至水面 再行慢速 当采泥器高过船舷时 停车 将其轻轻降至接样板上 D打开采泥器上部耳盖 轻轻倾斜采泥器 使上部积水缓缓流出 若因采泥器在提升过程中受海水冲刷 致使样品流失过多或因沉积物太软 采泥器下降过猛 沉积物从耳盖中冒出 均应重采 E样品处理完毕 弃出采泥器中的残留沉积物 冲洗干净 待用 2 柱状样的采集柱状采样器可以采集垂直断面沉积物样品 如果采集到的样品本身不具有机械强度 那么从采泥器上取下样器时应小心保持泥样纵向的完整性 柱状样的采集操作 首先要检查柱状采样器各部件是否安全牢固 先作表层采样 了解沉积物性质 若为砂砾沉积物 就不作重力取样 确定作重力采样后 慢速开动绞车 将采泥器慢慢放入水中待取样管在水中稳定后 常速下至离海3 5m处 再全速降至海底 立即停车 慢速提升采样器 离底后快速提至水面 再行慢速 停车后 用铁勾勾住管身 转入舷内 平卧于甲板上 小心将取样管上部积水倒出 丈量取样管打入深度 再用通条将样柱缓缓挤出 顺序放在接样板上进行处理和描述 若样柱长度不足或样管斜插入海底 均应重采 柱样挤出后 清洗取样管内外 放置稳妥 待用 2 样品的现场描述 1 颜色 嗅和厚度 颜色 颜色往往能反映沉积物的环境条件 按GB T13909规定执行 嗅 样品采上后 立即用嗅觉鉴别有无油味 硫化氢味及其味道的轻重 厚度 沉积物表面往往有一浅色薄层 能指示其沉积环境 取样时 可用玻璃试管轻插入样品中 取出后 量取浅色层厚度 柱状取样时可描述取样管打入深度 样柱实际长度及自然分层厚度 2 沉积物类型 3 生物现象贝壳含量及其破碎程度 含生物的种类及数量 生物活动遗迹 其他特征 3 样品保存与运输 1 样品保存凡装样的广口瓶均需用氮气充满瓶中空间 放置阴冷处 最好采用低温冷藏 一般情况下也可以将样品放置阴暗处保存 2 样品的运输同水样 3 样品登记样品瓶事先编号 装样后贴标签 并用特种铅笔将站号及层次写在样品瓶上 以免标签脱落弄乱样品 塑料袋上需贴胶布 用记号笔注明站号和层次 并将写好的标签放入袋中 扎口封存 认真做好采样现场记录 三 生物样品1 样品采集目的及样品来源 1 目的了解污染物在生物体内的积累分布和转移代谢规律 评价海域污染物含量及其随时间变化的状况 计算污染物在海洋环境中的质量平衡程度 评价海域环境质量 保护海洋生物资源 保护人群健康 2 生物样品的来源 生物测站的底栖拖网捕捞 近岸定点养殖采样 渔船捕捞 沿岸海域定置网捕捞及垂钓 市场直接购买 包括经济鱼类 贝类和某些藻类 2 选择样品的一般原则 1 能积累污染物并对污染物有一定的忍受能力 其体内污染物含量明显高于其生活水体 2 被人类直接食用或作为食物链被人类间接食用的海洋生物 3 大量存在 分布广泛 易于采集 4 有较长的生活周期 至少能活一年以上的种类 5 生命力较长 样品采集后依然呈活体 6 固定生息在一定海域范围 游动性小 7 样品适当大小 以便有足够肉质供分析 8 生物种群中的优势种和常见种 3 样品采集 1 采样位置原则上在水质站位和底质测站都应设置生物测站 2 采样季节以生物生长处于比较稳定期采样 3 样品的年龄和大小选择生物种群中年龄 大小和重量占优势的类型 4 采样工具在采样时应注意采样工具对待测项目的影响 5 采样现场的描述已作好样品鉴定 应记下样品的年龄 大小 重量 性别等 待分析项目 贮存方式 处理方法等 6 样品的运输 一 相关定义1 可过滤 溶解 金属filterable soluble metals未酸化水样中 能通过0 45 m滤膜的金属成分 2 不可过滤 悬浮 金属unfilterable suspended metals未酸化水样中 被0 45 m滤膜阻留的金属成分 3 总金属totalmetals水样中 可过滤金属和不可过滤金属的总和 4 酸可提取金属acidextractablemetals未经过滤的水样 用热的稀无机酸处理后 溶液中金属的成分 5 过滤的水样filteredwatersample除非另作说明 均指用0 45 m纤维滤膜过滤的水 第四节海水样品分析 二 分析要求1 试剂 溶剂 滤膜的纯化和处理 1 氨水的等温扩散法纯化 2 双硫腙的提纯与配制 3 三氯甲烷 四氯化碳的纯化 4 0 45 m纤维滤膜的处理用敷有聚乙烯膜的不锈钢镊子挟持滤膜的边缘 逐张地竖直向下浸入0 5mol L的盐酸溶液中 至少12h 用纯水冲洗至中性 密封待用 2 校正 1 标准空白 A0 与分析空白 Ab 的扣除 当A0 Ab 即标准系列与水样测定步骤完全一致 两者都可不必扣除 即Ai不减A0 Aw不减Ab绘制校准曲线或查读曲线 但只限同批可行 若空白值 A0及Ab 十分稳定 可延用一周 Aw 水样的吸光 信号 值 Ab 分析空白吸光值 Ai 标准系列各点的吸光值 其中零浓度为标准空白A0 当A0 Ab 即标准系列的测定步骤较之水样有所省略时 则必须Ai A0后绘制曲线 Aw Ab后查读曲线 用线性回归方程计算也应按上述规定 原子吸收 气相色谱 电化学等测定方法 参照上述规定 2 盐误差的校正为了减小盐误差 离子强度不同带来的误差 有些项目要求用清洁海水稀释定容标准系列 若用纯水则必须给出校正因数 已知某些校正因数 如硅 氨 受环境和纯水影响波动较大 仍须使用者以实测的结果作必要的校正 3 水样体积的校正在量取测定水样之前向水样加入的试剂溶液超过1 体积时 进行体积校正 V 校正后水样体积 mL V1 原始水样体积 mL V2 加入试剂溶液体积 mL V3 量取测定水样体积 mL 三 水样体积及保存方法 四 各方法检出限 一 水温1 表层水温表法2 颠倒温度表法3 遥感方法一切物体都向外辐射红外和微波波段的电磁波 即热辐射 且辐射强度与物体温度呈正相关性 卫星遥感测温技术正是通过测定地球表面水体目标物的热辐射强度来获取其温度信息的 由于地面目标物体 包括海面水体 都有反射和辐射电磁波的特性 而不同目标物对不同波长电磁波的反射和辐射率亦不同 于是 可以尝试利用航空或星载红外传感器记录海面辐射的亮度温度 把亮度温度和海面实际温度建立联系 第五节海洋物理因子测定 二 水色海水水色是指位于透明度值一半的深度处 白色盘上所显现的海水颜色 水色的观测只在白天进行 观测地点应选在背阳光处 观测时应避免船只排出污水的影响 1 水色意义 1 水色与藻类一般情况下藻类类群是水色的表征 不同水色下的藻类群落结构不同 而藻类生活在一定的营养中 水体营养状况是水色的重要影响因子 2 水体有机物及油污引起水色改变 3 黄色物质 2 比色法 3 水色遥感 1 水色卫星星载水色探测器 海洋水色卫星的主要任务是探测浮游植物浓度 悬游泥沙含量和黄色物质分布 作用 红色点为遥感反演得到的赤潮区 卫星水色扫描仪在长江口发现赤潮 卫星辽东湾发现赤潮 绿色条状为赤潮区 三 透明度1 目视法2 卫星 航空遥感由离水辐亮度反演水色要素浓度或水体的光学性质 进而反演得到海水透明度 是复合模型 四 浑浊度1 目视比浊法2 分光光度法3 浊度计法4 遥感 五 悬浮物 重量法六 嗅和味 感官法 第六节常规化学因子测定 一 盐度1 盐度计法实验室用的盐度计分为感应式 电极式两种类型 1 适用范围和应用领域适用于在陆地或船上实验室中测量海水样品的盐度 典型的仪器应用范围 2 S 42 2 35 2 基本原理测量海水样品与标准海水在101325Pa下的电导率比R0 再查国际海洋常用表 得出海水样品的实用盐度 或由公式计算 2 比重计法 二 氯化物银量滴定法三 pHpH计法pH比色法四 溶解氧 DO 碘量法 Winkler法 隔膜电极法 光学溶解氧传感器法 光学DO传感器 主要是基于有机染料 多环芳烃及金属络合物的荧光或磷光能被DO猝灭的原理研制 五 化学需氧量 COD 碱性高锰酸钾法仪器测定法化学耗氧量测定仪采用密封催化消解法测定COD值 在强酸性溶液中 加入一定量重铬酸钾作氧化剂 在复合催化剂存在下 于165 恒温加热消解水样 重铬酸钾被水中有机物还原为三价铬 在特定波长处测定三价铬离子含量 从而计算出所消耗氧的数量 六 生化需氧量 COD 五日培养法 BOD5 六 总有机碳 TOC 过硫酸钾氧化法 一 氨1 靛酚蓝分光光度法 1 原理在弱碱性介质中 以亚硝酰铁氰化钠为催化剂 氨与苯酚和次氯酸盐反应生成靛酚蓝 在640nm处测定吸光值 2 分析步骤 绘制标准曲线 选640nm波长 5cm测定池 以水作参比溶剂 测定吸光值Ai 其中0浓度为A0 水样测定 计算结果 2 次溴酸盐氧化法3 自动仪器分析 第七节营养盐测定 二 亚硝酸盐萘乙二胺分光光度法三 硝酸盐镉柱还原法四 无机磷磷钼蓝分光光度法磷钼蓝萃取分光光度法五 活性硅酸盐硅钼黄法原理 水样中的活性硅酸盐与钼酸铵 硫酸混合试剂反应 生成黄色化合物 硅钼黄 于380nm波长测定吸光值 硅钼蓝法原理 活性硅酸盐在酸性介质中与钼酸铵反应 生成黄色的硅钼黄 当加入含有草酸 消除磷和砷的干扰 的对甲替氨基苯酚 亚硫酸钠还原剂 硅钼黄被还原硅钼蓝 于812nm波长测定其吸光值 一 来源及危害1 来源 采矿 冶炼 使用重金属的生产过程 施用农药 Pb Hg Cd As 及燃料燃烧 Pb V Ni 等 随废气 废水 废渣等进入水环境 2 进入动物体的途径 消化吸收 呼吸道吸收 经皮肤吸收 脂溶性 3 对人体健康的危害 1 慢性中毒 汞 水俣病 镉引起的病痛 2 致癌 作为启动剂或促进剂 3 致畸 砷 镉 汞 铅 镍 4 变态反应 过敏 镍 肺炎 五氧化二钒 呼吸器官变态反应等 5 对免疫功能的影响 铅 镉降低动物对G 细菌感染的抵抗力 第八节海水重金属分析 二 汞 一 来源及迁移转化1 来源工业 农药 燃料燃烧 2 甲基化含甲基钴胺素 甲基维生素B12 的微生物将甲基转移给汞而形成甲基汞 3 生物富集甲基汞脂溶性 容易在鱼体富集于脂肪组织及内脏 食用后导致水俣病 二 毒性机理及危害1 毒性机理 1 与巯基蛋白或多肽结合使其变构 导致细胞代谢紊乱 2 使细胞膜的完整性受损 使细胞功能失常 3 与酶蛋白巯基结合 使细胞代谢紊乱直至死亡 4 易通过血脑屏障 引起中枢神经系统症状及胎儿畸形 二 毒性机理及危害2 危害水俣病卫生标准 WHO提出每周摄入量不超过0 3mg 其中甲基汞不超过0 2mg 三 测定方法1 冷原子吸收分光光度法2 双硫腙分光光度法3 金捕集冷原子吸收光度法 三 铅 一 来源及迁移转化1 来源蓄电池 铸造 农药 汽车尾气等 2 进入动物体途径消化道 呼吸道 皮肤 二 毒性机理及危害1 毒性机理与蛋白质 酶 氨基酸内的官能团 主要是巯基 结合 干扰生理机能 抑制呼吸色素的生成 1 影响卟啉代谢 2 损害神经系统 3 引起血管痉挛 4 损害消化系统 5 钙可缓解无机铅中毒 2 症状 1 急性中毒 5mg kg剂量即可引起急性中毒 主要症状为贫血 腹痛及神经系统中毒性脑病 2 慢性中毒 血液系统 贫血 面色苍白 神经系统 神经衰弱综合症 脑病 周围神经症状 四肢无力 消化系统 口内有金属味 腹隐痛 绞痛 肾脏 损害肾小管功能 3 生殖毒性与致畸作用 4 致癌 三 测定方法1 无火焰原子吸收分光光度法2 阳极溶出伏安法3 火焰原子吸收分光光度法4 双硫腙分光光度法 四 镉 Cd 一 来源及迁移转化1 来源有色金属矿产开发 冶炼废气 废水 废渣 燃料燃烧烟气 含镉肥料 磷肥 的施用 电镀 合金 电池等工业 2 进入动物体途径消化道 1 2 呼吸道 30 皮肤 二 代谢 1 分布1 3分布在肾脏 1 6在肝脏 其余在各内脏器官 2 排泄 肾脏排泄 各内脏器官的生物半减期分别为 肾 18年 肝 6 2年 全身 13年 三 毒性1 毒性 1 急性毒性 呕吐 腹泻 休克和肾脏功能障碍 2 慢性毒性 损害肾和肺 并导致骨痛病 3 其它损害 高血压 睾丸损害 致癌 致畸 贫血 骨质疏松 2 机理 抑制多种酶的活性 损害肾小管而干扰肾脏对蛋白的排出和重吸收 卫生标准 400 500微克每周 四 测定方法 1 无火焰原子吸收分光光度法2 阳极溶出伏安法3 火焰原子吸收分光光度法4 双硫腙分光光度法 五 铜 Cu 一 来源及迁移转化1 来源有色金属矿产开发 冶炼废气 废水 废渣 农药 2 进入动物体途径消化道 呼吸道 皮肤 二 测定方法1 无火焰原子吸收分光光度法2 阳极溶出伏安法 连续测定铜及铅 镉 3 火焰原子吸收分光光度法4 二乙氨基二硫代甲酸钠分光光度法 六 铬 Cr 一 来源及迁移转化1 来源含铬废水 镀铬工艺只有10 镀上 30 70 随废水排出 皮革工业每处理1吨皮毛 排出含铬400mg L的废水50 60吨 含铬废渣的堆放 2 进入动物体途径呼吸道 消化道 皮肤和粘膜 3 吸收 呼吸道 消化道 皮肤和粘膜 4 分布 与血浆中各种蛋白结合后运输到肺 肝 脾等内脏器官 5 排泄 半减期为27天 通过肾脏和粪便排出 二 毒性及机理1 毒性 1 急性 重铬酸钾致死剂量为3g 引起恶心 呕吐 腹痛 头晕 呼吸急促等 严重休克 昏迷 死亡 2 慢性 呼吸道炎症 皮肤过敏及全身性病变 3 致癌 致畸 致突变 2 机理 正常参与糖代谢 必须元素 六价铬具强氧化性 与蛋白质的羧基作用 可氧化生物大分子和其他生物分子 并在还原过程中腐蚀细胞 卫生标准 渔业用水小于等于0 1mg l 饮用水小于0 05mg l 三 测定方法1 二苯碳酰二肼分光光度法2 无火焰原子吸收分光光度法 七 锌 Zn 一 来源及迁移转化1 来源有色金属矿产开发 冶炼废气 废水 废渣 农药 2 进入动物体途径消化道 呼吸道 皮肤 二 测定方法1 火焰原子吸收分光光度法2 阳极溶出伏安法3 双硫腙分光光度法 八 砷 As 一 来源及迁移转化1 来源金属矿石 燃料煤燃烧 农药 金属工业等 曾用于治疗白血病 皮肤病 寄生虫病等 2 吸收与代谢 1 吸收 呼吸道 消化道 皮肤 2 分布 与血红蛋白结合后 分布到肝 肾 脾等内脏器官 3 排泄 主要通过肾脏随尿液排出 二 毒性与机理1 毒性 1 急性呕吐 腹痛 24小时内可致昏迷甚至死亡 砒霜 As2O3 60 200毫克即可致死 2 慢性初期厌食 恶心等 皮肤色素沉着 皮肤角质化 指甲变薄脆 神经炎症 3 致癌 损伤免疫功能等 2 机理 1 与巯基蛋白结合引起酶失活 2 取代磷酸 卫生标准 饮用水0 05mg m3 化妆品0 001 三 测定方法1 砷化氢 硝酸银分光光度法2 氢化物发生原子吸收分光光度法3 催化极谱法 1 250mL锥瓶 2 乳胶管 3 乙酸铅棉花 4 吸收管 5 二甲基甲酰胺图5砷化氢发生 吸收装置 1 马里奥特管 2 水槽 3 阀门 4 接水瓶 5 流速控制管 6 KBH4 7 弹簧夹 8 反应瓶 9 进液漏斗 10 N2或Ar进口 11 吸收池 12 电炉丝 13 耐火砖 14 废液瓶图6氢化物发生装置 七 硒 Se 一 来源及迁移转化1 来源有色金属矿产开发 冶炼废气 废水 废渣 农药 2 进入动物体途径消化道 呼吸道 皮肤 二 测定方法1 荧光分光光度法2 二氨基联苯胺分光光度法3 催化极谱法 一 硫化物 一 来源及迁移转化1 来源燃料燃烧 石油含硫化合物 蛋白质及有机物分解 2 毒性呼吸道吸收后中毒 高浓度 1000mg m3 瞬时可导致呼吸中枢麻痹 停止呼吸 心跳仅能维持几分钟 第九节硫化物和氰化物分析 二 测定方法1 亚甲基蓝分光光度法适用于大洋 近岸 河口水体中含硫化物浓度为10 g L以下的水样 检出限 0 2 g L S2 2 离子选择电极法 适用于大洋近岸海水中硫化物的测定 检出限 3 3 g L S2 1 转子流量计 0 5 3L min 2 曝气瓶 2000mL 3 分液漏斗 50mL 4 包氏吸收管 大型 5 水浴锅 6 电炉 1000W 7 软木塞 或改用磨口图10硫化氢曝气装置 二 氰化物 一 来源及迁移转化1 来源绝大多数氰化物来源于工业或无适当处理的废弃物 2 进入动物体途径消化道 二 测定方法1 异烟酸 吡唑啉酮分光光度法适用于大洋 近岸 河口及工业排污口水体中氰化物的测定 干扰测定的因素主要有氧化剂 硫化物 高浓度的碳酸盐和糖类等 脂肪酸不影响测定 检出限 0 05 g L CN 2 吡啶 巴比土酸分光光度法 适用于大洋 近岸 河口和沿岸排污口水体中氰化物测定 干扰因素主要有氧化剂 硫化物 高浓度的碳酸盐和糖类等 脂肪酸不干扰本法的测定 检出限 0 3 g L CN 1 1升全玻璃口蒸馏瓶 2 蛇形冷凝管 3 玻璃管 4 50mL具塞比色管 5 氢氧化钠吸收液 6 万用电炉 7 铁架台图12蒸馏装置示意图 一 多氯联苯 一 来源及迁移转化1 来源农药工业及农业喷洒等 10 为农作物粘附 2 进入动物体途径消化道 呼吸道 皮肤 第十节农药和有机物分析 二 测定方法1 气相色谱法适用于近岸和大洋海水中多氯联苯含量的测定 蒸发浓缩器 a 100mL锥形蒸馏瓶 b 内径20 300mm分馏柱图9碱解回流装置 二 666 DDT 一 来源及迁移转化1 来源农药工业及农业喷洒 2 进入动物体途径消化道 呼吸道 皮肤 二 测定方法1 气相色谱法适用于河口 近岸海水中666 DDT的测定 检出限 666 1 0 10 3 g L DDT 3 8 10 3 g L 总量 三 狄氏剂 一 来源及迁移转化1 来源有色金属矿产开发 冶炼废气 废水 废渣 农药 2 进入动物体途径消化道 呼吸道 皮肤 二 测定方法1 气相色谱法适用于近岸和大洋海水中狄氏剂含量测定 四 挥发性酚 一 来源及迁移转化1 来源有色金属矿产开