环境监测课件3.ppt

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 第三章水和废水监测 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 第二章水和废水监测 第一节水质污染与监测 一 水资源及水质污染 1 水资源 全球总贮水量估计为13 9亿立方千米 其中淡水总量仅为0 36亿立方干米 除冰川和冰帽外 可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1 2 水质污染 waterpollution 三门峡大坝出水口处的水质污染严重 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 1 水质监测的对象 二 水质监测的对象和目的 2 水质监测的目的 1 地表水及地下水 经常性监测 以掌握水质现状及变化趋势 2 生产和生活过程 监视性监测 评价是否符合排放标准 3 事故监测 应急监测 分析事故原因及危害 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 三 监测项目 monitoringitems 1 确定监测项目的依据 2 监测项目的确定原则 选择国家和地方的地表水环境质量标准中要求控制的监测项目 选择对人和生物危害大 对地表水环境影响范围广的污染物 选择国家水污染物排放标准中要求控制的监测项目 所选监测项目有 标准分析方法 全国统一监测分析方法 各地区可根据本地区污染源的特征和水环境保护功能的划分 酌情增加某些选测项目 根据本地区经济发展 监测条件的改善及技术水平的提高 可酌情增加某些污染源和地表水监测项目 地表水环境质量标准 GB3838 2002 基本项目 水温 pH值 溶解氧 化学需氧量 BOD5 氨氮等 其中 感官性状指标 浊度 水温等 细菌学指标 大肠菌群 保证水质自净的指标 pH值 生化需氧量和化学需氧量等 防止封闭水域富营养化的指标 磷和氮 化学 毒理指标 重金属 氧化物 多环芳烃等其他 江河 湖泊 渠道 水库监测 1 地表水监测项目 2 海水监测项目 海水水质标准GB3097 1997 将水质分成四类 监测项目包括 水温 漂浮物质 悬浮物质 色 臭 味 溶解氧 化学需氧量 汞 镉 氰化物 挥发性酚等 生活饮用水水质卫生规范 2001年 分为常规和非常规检验项目 常规检验项目 色 臭和味 锰 挥发性酚 阴离子合成洗涤剂 砷 氟化物 总大肠菌群 总 放射性等34项非常规检验项目及限值 铍 铊 1 1 二氯乙烯 甲草胺 滴滴涕 乐果 林丹 五氯酚 氯化氰等62项 2 生活饮用水监测项目 污水综合排放标准GB8978 1996第一类 在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物 包括总汞 烷基汞 总镉 六价铬 总砷 总铅 总镍 苯并 a 芘 总铍 总银 总 放射性 总 放射性 第二类 在排污单位排放口采样测定的污染物 包括pH 色度 悬浮物 生化需氧量 化学需氧量 石油类 动植物油 挥发酚 总氰化物 硫化物等 测量废 污 水排放量 三 废 污 水监测项目 四 水质监测分析方法 应遵循 灵敏度和准确度能满足测定要求 方法成熟 抗干扰能力好 操作简便 我国环保部将现行方法分为三类 A类为国家或行业的标准方法 是评价其它监测方法的基准方法 也是环境纠纷法定的仲裁方法 B类为统一方法 被实验验证是成熟的方法 C类为试用方法 少数人研究和应用 或直接从国外引进 供监测科研人员试用 1 选择监测分析方法的原则 2 监测分析方法的分类 原子吸收法 冷原子吸收法 火焰原子吸收法和石墨炉原子吸收法 分光光度法 可见 紫外和红外分光光度法 等离子体发射光谱 ICP AES 法 电化学法 库仑分析法 电位分析法和近代极谱分析法离子色谱法 其他方法 化学法 原子荧光法 气相分子吸收光谱法 等离子发射光谱 质谱 ICP MS 用于测定无机污染物的方法 气相色谱 GC 和高效液相色谱法 HPLC 分离多种有机物 气相色谱 质谱法 GC MS 可对浮渣环境样品中的微量组分进行定性和定量分析 其他方法 常规监测中的有机物类别测定 好氧有机物测定等 分光光度法 化学法等也有一定应用 用于测定有机污染物的方法 还有生物测定法 放射性监测法和污染物形态分析等用于水和废水污染因子的测定 部分监测分析方法测定项目 五 污染物的形态分析 1 污染物的形态 指污染物在环境中呈现的化学状态 价态 异构状态 如 水俣病 铬在水体中可以 价态存在 游离的金属离子对水体中浮游生物和鱼类可能是最具有毒性的 直接测定法 使用专一性的化学方法或物理化学方法测定样品中污染物的各种形态 分离测定法 将样品中不同形态的待测组分用物理法或物理化学法先进行分离 然后逐一测定 干法 用电子探针 X射线衍射仪 核磁共振波谱仪等对颗粒状样品或生物样品进行非破坏性的形态分析 理论计算法 利用被研究体系有关热力学数据进行计算 确定期形态的方法 2 对污染物形态分析常用的方法 第二节水质监测方案的制订 监测方案是检测程序和技术方法的总体设计 首先明确监测目的 然后在调查研究基础上确定监测项目 其次 布设监测断面和采样点 安排采样时间与采样频率 再者 选定采样方法和分析测定技术 最后 提出要求 制定质量控制和保证措施及实施进度计划 一 地面水质监测方案的制订 1 基础资料收集 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 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 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 历年水质监测资料 水文实测资料 水环境研究成果等 布置原则 2 监测断面和采样点的设置 在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上 根据水体尺度范围 考虑代表性 可控性及经济性等因素 确定断面类型和采样点数量 并不断优化 有大量废水排入河流的主要居民区 工业区的上游和下游 支流与干流汇合处 入海河流河口处及受潮汐影响河段 国际河流出入国境线出入口 湖泊 水库出入口 应设监测断面 3 饮用水水源地和流经主要风景游览区 自然保护区 以及与水质有关的地方病发病区 严重水土流失区及地球化学异常区的水域或河段 应设置监测断面 4 监测断面的位置应避开死水区 回水区 排污口处 尽量选择水流平稳 水面宽阔 无浅滩的顺直河流 5 监测断面应尽可能与水文测量断面重合 要求有明显岸边标志 河流监测断面需设置背景断面 对照断面 控制断面和消减断面 为特定的环境管理还可设管理断面 a 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 背景断面须能反映水系未受污染时的背景值 要求 基本上不受人类活动的影响 远离城市居民区 工业区 农药化肥施放区及主要交通路线 原则上应设在水系源头处或未处污染的上游河段 如选定断面处于地不离化学异常区 则要在异常区的上 下游分别设置 如有较严重的水土流失情况 则设在水土流失区的上游 b 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 反映进入本监测河段前的水体水质状况 布设在进入城市或工业区以前的地方 避开各种废水 污水流入或回流处 c 控制断面 指为了解水环境受污染程度及期其变化情况的断面 控制断面用来反映某排污区 口 排放的污水对水质的影响 应设置在排污区 口 的下游 污水与河水基本混匀处 控制断面的数量 控制断面与排污区 口 的距离可根据以下因素决定 主要污染区的数量及其间的距离 各污染源的实际情况 主要污染物的迁移转化规律和其它水文特征等 d 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程度混合 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 通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上 湖泊 水库监测垂线 或断面 的布设 湖泊 水库通常只设监测垂线 当水体复杂时 可参考河流的有关规定 在湖 库 的不同水域 如进水区 深水区 湖心区 岸边区 按照水体类别和功能设置监测垂线 湖 库 若无明显功能区别 可用网格法均匀设置监测垂线 其垂线数根据湖 库 面积 湖内形成环流的水团及入湖 库 河流数等因素酌情确定 海洋 根据污染物在较大面积海域分布不均匀性和局部海域的相对均匀性的时空特征 用统计方法将监测海域分为污染区 过渡区和对照区 在三类区域分别设置适量监测断面和采样垂线 采样点位的确定 根据水面宽度确定断面上的采样垂线 在根据采样垂线水深确定采样点的数目和位置 对于江 河水系 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 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 采样点位的确定 湖泊 水库监测垂线上采样点的布设与河流相同 但如果存在分层现象 应先测定不同水深处的水温 溶解氧等参数 确定分层情况后 在决定垂线上的采样点位和数目 一般在水面下0 5m处和水底以上0 5m处 还要在每一斜温分层1 2处设点 海域也根据分层设置 如水深500 100m 在表层 10m层 50m层和底层设采样点 监测断面和采样点确定后 应有固定的天然标识物 如果没有应设人工标识物 或用定位仪 GPS 定位 使每次采集的样品取自同一位置 保证其代表性和可比性 3 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 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 每次应当采集当天涨 退潮时水样分别测定 4 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 5 背景断面 每年采样一次 在污染可能较重的季节进行 6 排污渠 全年采样不少于3次 7 海水水质常规监测 每年按丰 平 枯水期或季度采样监测2 4次 4 采样及监测技术的选择5 结果表达 质量保证及实施计划 二 地下水质监测方案的制订 1 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 2 采样点的布设 布设两类采样井 对照监测井和控制监测井 对照监测井 设在地下水流方向的上游不受监测地区污染源一下的地方 控制监测井 总体是污染源周围不同位置 特别是地下水流向的下游方向 在含水层渗透性较大的地方易造成块状污染区设在地下水流向的平行和垂直方向上 含水层渗透性较小的地方易造成点状污染区设在近污染源处 污灌区造成的块状污染区可采用网格布点法 排污沟等线状污染源 可在其流向两岸适当地段布点 3 采样时间和采样频率的确定 每年在丰水期 枯水期分别采样测定 有条件的地区根据地方特点 可按四季采样 已建立长期观测点的可按月采样 每一采样期至少监测1次 饮用水源每一采样期应监测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 对有异常情况的井点 应适当增加采样监测次数 三 水污染源监测方案的制订 二 采样点设置 1 工业废水 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 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 三 采样时间和频率 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 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 一 水样的的类型 第三节水样的采集和保存 二 地表水样的采集 Collectingofsurfacewatersample 一 采集前的准备 二 采样方法和采样器 SamplingprocessandwaterSampler 三 地下水样的采集 四 废 污 水样的采集 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 废水样类型 五 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 六 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 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 四 测量方法 七 水样的保存和运输 保存方法 1 冷藏或冷冻法2 加入化学试剂保存法见表 第四节水样的预处理 一 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 二 富集与分离 enrichingandseparation 一 气提 顶空与蒸馏 volatilize evaporatingandstilling 二 萃取法 1 溶剂萃取法 液一液萃取 solventextractionmethod 2 固相微萃取 SPE 萃取剂是固体 工作原理 水样中的欲测组分与共存干扰组分在固相萃取剂上作用力强弱不同 使它们彼此分离 固相萃取剂是含C18或C8 腈基 氨基等基团的特殊填料 三 吸附法 四 离子交换法 五 共沉淀法 A 利用吸附作用的共沉淀分离 B 利用生成混晶的共沉淀分离 C 用有机共沉淀剂进行共沉淀分离 六 其他富集分离预处理方法 1 膜分离方法 2 泡沫浮选法 3 离心分离法 4 纸色谱法和薄层色谱法等 一 水温 地下水 比较稳定 常为8 12 地上水变化较大 0 30 测定方法 一 水温计法注意事项 1 放入水中3min 2 同时测气温 水的pH值 3 工业废水多次读数 二 颠倒温度计法 测深层水温 第五节物理指标检验 二 臭和味 水中的臭和味主要来源于生活污水和工业废水中污染物 天然物质的分解或与之有关的微生物活动 测定方法 1 定性描述法 2 臭阈值 稀释倍数 法 一 定性描述法 嗅 这种检验方法的要点是 取lOOmL水样于250mL锥形瓶中 检验人员依靠自己的嗅觉 分别在20 和煮沸稍冷后闻其臭 用适当的词语描述其臭特征 并按表划分的等级报告臭强度 味 只有清洁的水或已经确认经口接触对人体健康无害的水样才能进行味的检验 检验方法 分别取20 和煮沸冷却后的水样放入口中 尝其味道 用适当词语 酸 甜 咸 苦 涩等 描述 并参照表2 15记录味的强度 下表为臭强度等级 二 臭阈值法 odorthresholdquantitymethod 操作要点 用水样和无臭水在锥形瓶中配制水样稀释系列 稀释倍数不要让检验人员知道 在水浴上加热至60 1 检验人员取出锥形瓶 振荡2 3次 去塞 闻其臭气 与无臭水比较 确定刚好闻出臭气的稀释样 计算臭阈值 臭阈值 水样体积 mL 无臭水体积 mL 水样体积 mL 三 色度 1 测定意义 1 颜色的分类表色 未除去悬浮物的颜色真色 除去悬浮物的颜色 2 应测 真色 2 测定方法 1 铂钴标准比色法 较清洁的 带有黄色色调的天然水和饮用水 2 稀释倍数法 污水 3 分光光度法 一 铂钴标准比色法 本方法是用氯铂酸钾 重铬酸钾 与氯化钻 硫酸钴 配成标准色列 再与水样进行目视比色确定水样的色度 规定1毫克 升以氯铂酸离子形式存在的铂产生的颜色作为1度 pH值对色度有较大影响 在测量色度同时应测量溶液的pH值 因氯铂酸钾昂贵 故可用重铬酸钾代替氯铂酸钾 用硫酸钴代替氯化钴 配制标准色列 1度 规定每升水中含1mg铂和0 5mg钴所具有的颜色称为1度 本方法适用于清洁的 带有黄色色调的天然水和饮用水的色度测定 一 稀释倍数法 用于受污水样的测定 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 当水样受污染时 首先用文字描述水样颜色种类和深浅程度 如无色 微黄 浅黄 棕黄 微绿等 然后取一定量水样 用蒸馏水稀释到刚好看不到颜色 根据稀释倍数表示该水样的色度 单位为倍 所取水样需在4 保存并在12小时内测定 四 浊度 一 测定意义悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象 以浊度表示水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度 适用于天然水和饮用水的测定1浊度 1mgSiO2 1L蒸馏水的浊度二 测定方法1 目视比色法 黑底板上比色 2 分光光度法 680nm处 3 浊度仪法 一 目视比浊法 1 方法原理将水样与用精制的硅藻土 或白陶土 配制的系列浊度标准溶液进行比较 来确定水样的浊度 2 测定要点 1 配制浊度标准贮备液 2 配制系列浊度标准溶液 3 取与系列浊度标准溶液等体积的摇匀水样或稀释水样 与系列浊度标准溶液比较 视觉效果相近的标准液 即为水样的浊度 二 分光光度法 1 方法原理以甲腊聚合物配制标准浊度溶液 用分光光度计于680nm波长处测其吸光度 与在同样条件下测定水样的吸光度比较 得知其浊度 二 分光光度法 2 测定要点 1 制得浊度为400甲腊浊度单位 NTU 的贮备液 2 用甲腊标准贮备液配制系列浊度标准溶液 3 用分光光度计于680nm波长处 测定系列浊度标准溶液的吸光度 绘制标准曲线 4 按照测定系列浊度标准溶液方法测其吸光度 并由标准曲线上查得相应浊度 三 浊度仪法 浊度仪是通过测量水样对一定波长光的透射或散射强度而实现浊度测定的专用仪器 有透射光式浊度仪 散射光式浊度仪和透射光 散射光式浊度仪 五 透明度 一 定义 透明度是指水样的澄清程度 洁净的水是透明的 二 测定方法 1 铅字法2 塞氏盘法3 十字法 一 铅字法 该方法用透明度计测定 测定时 将摇匀的水样倒入筒内 从筒口向下观察 并缓慢由放水口放水 直至刚好能看清放在底部的标准铅字印刷符号 则筒中水柱高度 以cm计 即为被测水样的透明度 读数估计至0 5cm 水位超过30cm时为透明水样 二 塞氏盘法 一种现场测定透明度的方法 塞氏盘为直径200mm龟黑白各半的圆盘 将其沉入水中 以刚好看不到它时的水深 cm 表示透明度 六 残渣 一 定义 水蒸发后 残余物质称为残渣二 分类 1 总残渣 总固体 2 过滤性残渣 溶解固体 3 非过滤性残渣 悬浮固体 三 相关因素1 蒸发温度2 蒸发时间 七 矿化度 一 测定意义 用于评价水中的总含盐量 是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一 该指标一般只用于天然水 二 测定方法重量法 电导法 阴阳离子加和法 离子交换法 比重法等单位 mg L 八 电导率 一 电导率的测定意义 1 定义 以数字表示溶液传导电流的能力 间接推测离子成分的总浓度 2 K的有关因素 离子性质 浓度 温度 粘度等 二 测定方法1 测定原理电阻R l A 电导率1 K 对于l A固定的电导池 电导池常数Q l A R 1 K l A Q K 则Q RK K Q R 已知电导池常数 求出R后 K值2 仪器 电导仪 九 氧化还原电位 1 水体的氧化还原电位必须现场测定 2 测定方法以铂电极为指示电极 饱和甘汞电极为参比电极 用晶体毫伏计或通用pH计测定 3 结果表达E被测水样 E实测水样 E饱和甘汞电极 测定温度下 4 影响因素温度 pH 化学反应可逆性等 一 铝 铝对胃蛋白酶的活性有抑制作用 一 电感耦合等离子体原子发射光谱 ICP AES 二 间接火焰原子吸收法 第六节金属化合物的测定 一 电感耦合等离子体原子发射光谱 1 方法原理I aCb式中 I 发射特征谱线的强度 C 被测元素的浓度 a 与试样组成 形态及测定条件等有关的系数 b 自吸系数 b 1 2 仪器装置 2 测定要点 1 水样预处理 2 配制标准溶液和试剂空白溶液 3 测量 二 间接火焰原子吸收法 Al与Cu EDTA发生定量交换 反应式如下 生成物Cu PAN可被氯仿萃取 分离后 测定剩余的铜 从而间接测定铝的含量 该方法测定浓度范围为0 1 0 8mg L 可用于地表水 地下水 饮用水及污染较轻的废 污 水中铝的测定 二 汞 冷原子吸收法冷原子荧光法双硫腙分光光度法 一 冷原子吸收法 1 水样保存及预处理水样 消解 Hg蒸气 2 绘制标准曲线 3 水样的测定高锰酸钾 过硫酸钾消解法 和溴酸钾 溴化钾消解法 检出下限0 1 g ml 最佳条件0 05 g ml 二 冷原子荧光法 将水样中的汞离子还原为基态汞原子蒸气 吸收253 7nm的紫外光后 被激发而发射特征共振荧光 在一定的测量条件下和较低的浓度范围内 荧光强度与汞浓度成正比 冷原子荧光测汞仪是测量吸收池中的汞原子蒸气吸收特征紫外光被激发后所发射的特征荧光强度 三 双硫腙分光光度法测汞原理 检测范围 002 0 04mg l水样于95 在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解 将无机汞和有机汞转变为二价汞 用盐酸羟胺还原过剩的氧化剂 加入双硫腙溶液 与汞离子生成橙红色螯合物 用三氯甲烷或四氯化碳萃取 再用碱溶液洗去过量的双硫腙 于485nm波长处测定吸光度 以标准曲线法定量 汞是极毒物质 双硫腙汞的三氯甲烷溶液切勿丢弃 经加入硫酸破坏有色物 并与其它杂质一起随水相分离后 用氧化钙中和残存于三氯甲烷中的硫酸并去除水分 将三氯甲烷重蒸回收 可反复利用 含汞废液可加入氢氧化钠溶液中和至呈微碱性 再于搅拌下加入硫化钠溶液至氢氧化物完全沉淀为止 沉淀物予以回收或进行其它处理 注意 三 镉 一 原子吸收分光光度法 AAS 二 双硫腙分光光度法 三 阳极溶出伏安法 一 原子吸收分光光度法 AAS 1 原理直接法 萃取法 离子交换AAS法2 定量分析方法 1 标准曲线法 2 标准加入法 直接吸入AAS测定镉 铜 铅 锌 萃取火焰AAS测定微量镉 铜 铅 离子交换火焰AAS测定微量镉 铜 铅 石墨炉AAS测定微量镉 铜 铅 二 双硫腙分光光度法测镉 强碱性介质 CHCl3萃取 518nm 红色 硝酸消解稀释NaOH调pHGB7471 87 注意两点 检测范围 0 05mg l 摩尔吸光系数 8 56 104方法基于在强碱性介质中 镉离子与双硫腙生成红色螯合物 用三氯甲烷萃取分离后 于518nm处测其吸光度 与标准溶液比较定量 本方法适用于受镉污染的天然水和废水中镉的测定 三 阳极溶出伏安法 阳极溶出伏安法是先使待测离子于适宜条件下在微电极 悬汞电极或汞膜电极 上进行富集 然后再利用改变电极电位的方法将被富集的金属溶出 并记录其伏安曲线 根据溶出峰电位进行定性 根据峰电流大小进行定量 其检测下限可达1 1000 g L 该方法适用于测定饮用水 地面水和地下水中镉 四 铅 一 原子吸收分光光度法 AAS 参见镉的测定 二 双硫腙分光光度法pH8 5 9 5 氨性柠檬酸盐 氰化物介质 反应生成螯合物 CHCl3 CCl4 萃取 510nm比色 三 示波极谱及阳极溶出伏安法 五 铜 一 二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法pH9 10 DDTC试剂 生成黄棕色胶体络合物 CHCl3 CCl4 萃取 440nm比色 二 新亚铜灵萃取分光光度法中性或微酸介质 Cu 与新亚铜灵反应生成黄色螯合物 CHCl3 CH3OH萃取 457nm比色 六 锌 一 原子吸收分光光度法 AAS 二 示波极谱及阳极溶出伏安法 三 双硫腙分光光度法pH4 0 4 5 锌离子与双硫腙反应生成红色螯合物 CHCl3 CCl4 萃取 535nm比色 见镉的测定 实验中如出现高而无规律的空白值 这种现象往往是来源于含氧化锌的玻璃 或表面被锌所污染的玻璃器皿 因此 须用酸彻底浸泡清洗 并保留一套专供测定锌用的玻璃器皿 单独存放 注意 七 铬 二苯碳酰二肼 DPC 分光光度法 二 AAS法 螯合萃取AAS法 三 滴定法 铬是生物体所必须的微量元素之一 铬的毒性与其存在价态有关 六价铬具有强毒性 为致癌物质 并易被人体吸收而在体内蓄积 通常认为六价铬的毒性比三价铬大100倍 铬的工业污染源主要来自铬矿石加工 金属表面处理 皮革鞣制 印染 照相材料等行业的废水 铬是水质污染控制的一项重要指标 六价铬水样保存 加NaOH至pH 8 9 总铬水样保存 加HNO3至pH 2 八 砷 一 新银盐分光光度法 二 二乙氨基二硫代甲酸银 AgDDC 分光光度法元素砷毒性极低 而砷的化合物均有剧毒 三价砷化合物比其他砷化物毒性更强 砷化物容易在人体内积累 造成急性或慢性中毒 砷污染主要来源于采矿 冶金 化工 化学制药 农药生产 玻璃 制革等工业废水 一 新银盐分光光度法 KBH4 3H2O H H3BO3 K 8 H H As3 As5 AsH3 AsH3 6AgNO3 2H2O 6Ag0 HAsO2 6HNO3400nm吸收 黄色胶态银 1 2 3 4 砷化氢发生与吸收装置 1 反应管2 U形管3 脱胺管4 吸收管 二 二乙氨基二硫代甲酸银 AgDDC 分光光度法 红色胶体银 510nm测吸光度 九 其他金属化合物 一 酸度和碱度 一 酸度 凡水中能够给出质子的物质与碱标准溶液作用消耗的量 就叫做酸度 用甲基橙为指示剂所测酸度 终点pH值3 7 称为甲基橙酸度或强酸酸度 以酚酞为指示剂所测酸度 终点pH值8 3 称酚酞酸度 又称总酸度 它包括强酸和弱酸 测定方法有 酸碱指示剂法和电位滴定法 酸度单位 CaCO3mg L 第七节非金属无机物的测定 二 碱度 凡水中能够接受质子的物质与强酸发生中和作用的物质总量 称为碱度 当滴定至酚酞指示剂由红色变为无色时 pH 8 3 指示水中氢氧根离子 0H 已被中和 碳酸盐均被转化为重碳酸盐 此时的滴定结果称为 酚酞碱度 当滴定至甲基橙指示刘由黄色度为橙红色时 pH4 4 4 5 指示水中的重碳酸盐已被中和 此时的滴定结果称为 总碱度 测定方法有 酸碱指示剂法和电位滴定法 二 pH值 我国分别颁布工业 废水 最高排放浓度pH 7 0 8 5 生活饮用水和地面水环境质量标准规定pH 6 5 8 5之间 天然水pH 6 9 废水PH值表示其酸 碱 性的强弱 而酸 碱度 反应其酸 碱 性大小 是水中所含酸或碱物质的含量 同样酸度的溶液 如0 1mol盐酸和0 1mol乙酸 二者的酸度都是100mmol L 但其pH值却大不相同 玻璃电极法 以饱和甘汞电极 mercurouschlorideelectrode 为参比 以pH玻璃电极 glasselectrode 为指示电极组成原电池 在25 下 每变化1个pH单位 电位差变化59 1mv 将电压表的刻度变为pH刻度 便可直接读出溶液pH值 比色法 利用某些物质在pH值不同的溶液中呈现不同的颜色来进行与 标准 对比测量pH值 pH试纸法指示剂法酚酞 8 0 9 6无 粉红 红甲基橙 3 1 4 4红 橙 黄甲基红 4 4 6 2红 黄 三 溶解氧 DO 一 定义溶解于水中的分子态氧称为溶解氧 二 测定方法 1 碘量法 清洁水样 2 修正碘量法 受污染地面水和工业废水 3 氧电极法 受污染地面水和工业废水 采样现场加MnSO4 KI固定 冷暗处 几小时之内测定 一 碘量法 DO 原理 GB7489 87检测范围 0 2 20mg L 2 修正碘量法 DO 注意 三 氧电极法 外电路接通时 有扩散电流通过 大小与O2浓度 阴极面积 膜性质 厚度有关 I KC I C 四 氰化物 氰化物的测定 硝酸银滴定法 分光光度法 异烟酸 吡唑啉分光光度法 1 试剂及原理 2 介质 中性 弱酸性 3 检测范围 0 004mg L 0 25mg L 五 氟化物 一 定义氟是人体必需微量元素之一 缺氟易患龋齿病 饮用水中含氟的适宜浓度为0 5 1 0mg L F 当长期饮用含氟量高于1 5mg L的水时 则易患魔齿病 如水中含氟高于4mg L时 则可导致氟骨病 二 方法一 氟离子选择电极法二 氟试剂分光光度法 一 氟离子选择电极法 原理 三氟化镧LaF3单晶对F 的选择性响应工作电池 指示电极 LaF3膜电极参比电极 饱和甘汞优点 测定简便 快速 灵敏 选择性好 可测定浑浊 有色水样等优点 检出浓度范围 0 05mg L 1900mg L 以F 计 二 氟试剂分光光度法 试剂及原理 茜素络合剂 ALC 和硝酸镧介质 pH4 1的乙酸盐缓冲介质显色反应产物颜色 蓝色的三元络合物最大吸收波长 620nm检出浓度范围 0 05mg L 约1 80mg L 三 离子色谱法 离子色谱法 IC 是利用离子交换原理 连续对共存多种阴离子或阳离子进行分离 定性和定量的方法 其分析系统由输液泵 进样阀 分离柱 抑制柱和电导检测装置等组成 六 含氮化合物 一 氨氮一 纳氏试剂分光光度法二 水杨酸 次氯酸盐分光光度法三 电极法四 滴定法 二 亚硝酸盐氮 三 硝酸盐氮 四 凯氏氮 有机氮 五 总氮 一 氨氮 当水体受到含氮有机物污染时 含氮化合物在水中微生物和氧的作用下 进行生物降解 根据不同的氧化阶段可以生成氨氮 亚硝酸盐氮 硝酸盐氮和氮 如果水中只检出氨氮 说明水体刚受污染 氨氮 NH3 N 以游离氨 NH3 或铵盐 NH4 形式存在于水中 两者组成比例取决于水的PH值 当PH值偏高时 NH3的比例较高 反之 则铵盐比例为高 1 纳氏试剂光度法 NH3 本法检测限为 0 025mg L 2mg L 本法适用于地面水 地下水和污 废 水中氨氮化合物的测定 2 水杨酸 次氯酸光度法 NH3 该法检测限为 0 01mg L 1mg L 3 滴定法 当水样中的氨氮较高时 可用该方法 取一定量水样 调节pH在6 0一7 4 加入氯化镁使呈微碱性 加热蒸馏 释出的氨用硼酸溶液吸收 取全部吸收液 以甲基红 亚甲蓝为指示剂 用酸标准溶液滴定 二 亚硝酸盐氮 亚硝酸盐氮 NO2 N 是氮循环的中间产物 在氧和微生物的作用下 可被氧化成硝酸盐 在缺氧条件下也可被还原为氨 亚硝酸盐进入人体后 可使低铁血红蛋白失去输氧能力 还可与仲胺类反应生成具致癌性的亚硝胺类物质 1 N 1 萘基 乙二胺分光光度法在pH值为1 8土0 3的酸性介质中 亚硝酸盐与对氨基苯磺酰胺反应 生成重氮盐N 1 萘基 乙二胺偶联生成红色染料 540nm处进行比色测定 方法检出限为 0 003mg L 0 20mg L2 离子色谱法 见氟化物测定法3 气相分子吸收光谱法 三 硝酸盐氮 含氮有机化合物经无机化作用最终阶段的分解产物1 酚二磺酸分光光度法2 紫外分光光度法3 气相分子吸收光谱法 四 凯氏氮 是指以基耶达 Kjeldahl 法测得的含氮量 它包括氨氮和在此条件下能转化为铵盐而被测定的有机氮化合物 如蛋白质 氨基酸 肽 核酸 尿素等 凯氏氮的测定要点是取适量水样于凯氏烧瓶中 加入浓硫酸和催化剂 硫酸钾 加热消解 将有机氮转变为氨氮 然后在碱性介质中蒸馏出氨 用硼酸溶液吸收 以分光光度法或滴定法测定氨氮含量 五 总氮 总氮包括有机氮和无机氮化合物 氨氮 亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 水体总氮含量是衡量水质的重要指标之一 测定方法 1 加和法2 过硫酸钾氧化 紫外分光光度法3 仪器测定法 燃烧法 七 硫化物 种类 水中硫化物包括溶解性的H2S HS 和S2 酸溶性的金属硫化物 以及不溶性的硫化物和有机硫化物 通常所测定的硫化物系指溶解性的及酸溶性的硫化物 意义 硫化氢毒性很大 可危害细胞色素 氧化酶 造成细胞组织缺氧 甚至危及生命 它还腐蚀金属设备和管道 并可被微生物氧化成硫酸 加剧腐蚀性 因此 是水体污染的重要指标 一 对氨基二甲基苯胺分光光度法二 碘量法三 间接火焰原子吸收法四 气相分子吸收光谱法 方法 八 磷 存在形式 各种磷酸盐 有机磷 如磷脂等 腐殖质粒子 水生生物 磷是生物生长必需元素之一 但水体中磷含量过高 会导致富营养化 使水质恶化 主要来源 化肥 冶炼 合成洗涤剂等行业的废水和生活污水 测定方法 可按下图所示预处理方法转变成正磷酸盐分别测定 用钼锑抗分光光度法 孔雀绿 磷钼杂多酸分光光度法等 一 化学需氧量 COD 一 重铬酸钾法 CODCr 二 恒电流库仑滴定法化学需氧量是指水样在一定条件下 氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量 以氧的mg L表示 水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐 硫化物 亚铁盐等无机物 化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度 第八节有机化合物的测定 重铬酸钾法 CODCr 原理 在强酸性溶液中 用重铬酸钾将水中的还原性物质 主要是有机物 氧化 过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂 用硫酸亚铁铵溶液回滴 根据所消耗的重铬酸钾量算出水样中的化学需氧量 以氧的mg L表示 计算 CODcr V0 V1 c 8 1000 V 说明 1 可氧化部分 直链脂肪族完全氧化不易氧化部分 芳香族不易 O 吡啶族不易 O 不可氧化部分 挥发性直链脂肪 苯等于蒸气相2 干扰及消除Cl 200mg L先定量稀释 含Cl 水样 先加入HgSO4 使Cl 与Hg2 络合 消除干扰 3 CODcr高 应先稀释 0 25mol L重铬酸钾溶液可测定大于50mg L的COD值 0 025mol L重铬酸钾溶液可测定5 50mg L的COD值 二 高锰酸盐指数 高锰酸盐指数 以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学耗氧量 按测定溶液的介质不同 分为酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法 当Cl 含量高于300mg L时 应采用碱性高锰酸钾法 对于较清洁的地面水和被污染的水体中氯化物含量不高 Cl 300mg L 的水样 常用酸性高锰酸钾法 三 生化需氧量BiologicalOxygenDemand BOD 生化需氧量 是指在有溶解氧的条件下 好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量 同时亦包括如硫化物 亚铁等还原性无机物质氧化所消耗的氧量 有机物在微生物作用下好氧分解大体为两个阶段 1 含碳物质氧化阶段 主要是含碳有机物氧化为二氧化碳和水 2 硝化阶段 主要是含氮有机化合物在硝化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐 BOD测定方法 1 五天培养法 20 2 微生物电极法3 其他方法1 检压库仑式BOD测定仪2 测压法 1 五天培养法 取两份水样分别置于溶解氧瓶中 须全充满 无气泡 加塞 水封 取一份放入20 培养箱中培养5天 测定溶解氧 另一份当天测定 培养5天后 剩余DO 1mg L 消耗DO 2mg L 若不能满足以上条件 一般应舍掉该组结果 重新稀释培养 测定结果计算 B1 稀释水 接种稀释水 在培养前的溶解氧 mg L B2 稀释水 接种稀释水 在培养后的溶解氧 mg L f1 稀释水 接种稀释水 在培养液中所占比例 f2 水样在培养液中所占比例 四 总有机碳 TOC 一 定义与测定意义总有机碳 是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标 由于TOC的测定采用燃烧法 因此能将有机物全部氧化 它比BOD5或COD更能反映有机物的总量 二 测定原理广泛应用的测定方法是燃烧氧化 非色散红外吸收法 五 石油类 测定矿物油的方法有重量法 非色散红外法 紫外分光光度法 荧光法 比浊法等 1 重量法重量法是常用的方法 适用于测定10mg L以上的含油水样 2 红外分光光度法3 非色散红外法4 紫外分光光度法 一 水体构成和底质监测的意义及目的 一 底质监测的意义和目的 二 样品采集 三 样品的制备 分解 和提取 第九节底质监测 底质是矿物 岩石 土壤的自然侵蚀产物 废 污 水排出物沉积及生物活动物质之间物理 化学反应等过程的产物 指江 河 湖 库 海等水体底部表层沉积物质 一般不包括工厂废水沉积物及废水处理厂污泥 一 底质监测的意义和目的 目的 可以了解水环境污染现状 追溯水环境的污染历史 研究污染物的沉积 迁移 转化规律和对水生生物特别是底栖生物的影响 并对评价水体质量 预测水体变化趋势和沉积污染物对水体的潜在危险提供依据 二 样品采集 1 断面设置 crosssectionsetting 设置原则与水质监测断面相同 其位置应尽可能与水质监测断面相重合