小清河水质监测方案制定.docx

中国农业大学 资源与环境学院 环境科学与环境工程系小清河水质监测方案设计目录1.监测程序方框图12.监测目的13.监测目标13.1任务来源13.2目标服务对象与要求13.3环境标准14.资料调研44.1自然环境资料44.1.1地学资料44.1.2土壤资料44.1.3水文资料54.1.4气象资料64.1.5农业资料64.2社会环境资料：74.3污染资料74.3.1污染物分布类型74.3.2污染物资料84.3.3环境影响调查85.现场调查86.方案设计86.1监测范围86.2参数选择96.2.1水样96.2.2底泥样品96.2.3土壤样品106.3布点106.3.1监测断面106.3.2采样点116.4采样126.4.1采样时间与频率136.4.2采样方式136.4.3水样保存方法与采样容器146.4.4现场记录156.5样品处理与分析方法156.5.1样品的预处理156.5.2水样的分析方法166.5.3底泥的分析方法176.5.4土壤的分析方法176.6室内分析质量控制和质量保证186.7数据处理187.方案论证与审批188.实施计划181.监测程序方框图2.监测目的（1）监测小清河目前的水质情况，分析其变化趋势。（2）监测小清河污水处理厂出水的排放情况，评价是否符合排放标准及其对小清河水质以及河流两岸土壤环境的影响。3.监测目标3.1任务来源小清河是北京市内一条功能性河流，现在已经完成河底清淤，衬砌等治理工作，其中的生物净化过程已不同于自然水体，更容易受到污染。近年来水质有一段程度的下降，因此制定方案对小清河水质进行综合的监测。3.2目标服务对象与要求由于小清河流量较小，且不做生活用水取水源，对周围的环境影响不是很大，所以本次监测为短期常规监测。监测项目按照相关环境标准的要求选取，对小清河水环境质量评价，为小清河周围地区的开发建设项目提供环境资料。3.3环境标准本次监测实验结果依据的环境标准为：地表水环境治理标准（GB38382002）和城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）4.资料调研4.1自然环境资料4.1.1地学资料北京市地势西北高为山地，东南低为平原，形成一个向东展开的半圆形山湾，位于华北平原的北部边缘。西部西山属太行山脉，北部统称军都山，属燕山山脉，两条山脉在关沟附近交汇，东北部山地为燕山的西缘，与军都山交汇于潮白河谷。小清河位于北京市海淀区，地学分析以海淀区为主。海淀区地处华北平原的北部边缘地带，系古代永定河冲积的一部分。地势西高东低，西部山区统称西山，属太行山余脉，有大小山峰60余座。西部为海拔100米以上的山地，面积约为66平方公里，占总面积的15%左右；东部和南部为海拔50米左右的平原，面积约360平方公里，占总面积的85%左右。受地貌、气候、土壤等备件的影响，区内植被呈垂直性分布规律。海拔800米的中山地区，一般生长着刺玫等野生植物，覆盖率达60-70%；海拔300-800米的低山地区，主要为油松、山杨等人工栽培的林木，覆盖率达30-40%；海拔70-300米之间，多为人工栽培的苹果，梨、杏等果树和油松、侧柏等；平原地带主要是农田栽培，以蔬菜、水稻、小麦为主，此外还种植有杨、柳、槐、榆等树木。海淀区内有大小河流10条，总长度119.8公里，主要水系有高粱河、清河、万泉河、南长河、小月河、南沙河、北沙河及人工开凿的永定河引水渠和京密引水渠，还有昆明湖、玉渊潭、紫竹院湖、上庄水库等水体，占北京市湖泊总数的20%。4.1.2土壤资料北京市土壤资源的系统分类，以生物气候条件为主导因素，而不受地下水作用的自然成土过程主要形成山地草甸土、山地棕壤和褐土，地带性土壤是褐土；受地下水及地面水影响主要形成潮土、沼泽土等隐域性土壤。全市主要的土壤类型和质地类型的主要特点、分布情况以及种植适宜性，为北京市农业生产提供基础资料和决策参考。北京市土壤共划分7个大类、17个亚类。7个大类为：山地草甸土，山地棕壤，褐土，潮土，沼泽土，水稻土，风砂土。各区的土壤类型分布如下图，其中海淀区以褐土和潮土为主要土壤类型。褐土：分布在海拔40米以上的山麓平原及700-1000米以下的低山丘陵。处于暖温带半湿润地区，夏热多雨，冬季寒冷干燥，春季干旱多风。自然植被在山区多为中生夏绿阔叶林。山麓平原多为农田，以粮果为主，为北京地区的地带性土壤。潮土：是北京平原土壤面积最大的一个土类，是主要产粮区。潮土区地势低平开阔，微有起伏。地下水埋藏较浅，潮化过程明显。除少数非碳酸盐母质外，一般通体都含有一定的碳酸钙，土壤都呈微碱性反应。潮土土类受黄土性母质影响，矿物养分较丰富，但有机质，氮素及速效磷较低。4.1.3水文资料 小清河是为拒马河支流。发源于丰台区长辛店镇羊圈头村，与永定河并行南流是一条间歇性河流，为大清河水系的北支拒马河的支流。历史上曾经作为永定河的分洪道，发源于丰台区长辛店镇羊圈头村，流经丰台、房山两区的长阳、葫芦岱等8个乡镇，于房山区八间房附近出市，境入河北省涿州市涿县入北拒马河未找到目录项。丰台长辛店以上称哑叭河，大宁滞洪区以下称小清河。本市境内河长30公里，境内流域面积327平方公里。主要支流有九子河、哑叭河、刺猖河等。河上建有分洪闸2座。部分河段的河宽30米左右，由于主要接纳污水处理厂出水所以流量与流速均受人为控制有季节性差异，并且水透明度较高，清澈见底。夏季水温15摄氏度左右。4.1.4气象资料 北京市属于暖温带半湿润季风型大陆气候，海淀区气候冬季寒冷干燥，盛行西北风，夏季高温多雨，盛行东南风。年均气温12.5，1月份平均气温-4.4，极端最低气温为-21.7，7月份平均气温为25.8，最高气温为41.6。年日照数2662小时，无霜期211天。年平均降水量628.9毫米，集中于夏季的68月，降水量为465.1毫米,占全年降水的70%；冬季的122月份降水量最少，仅占1%。小清河在冬季会出现断流和冰冻的现象。4.1.5农业资料 北京市地处华北平原的北部,现有耕地面积621.73万亩,其中粮田444.66万亩,蔬菜48.42万亩。西北部为山区、东南部位平原，山区旱地一年一收，以粮食作物为主。平原地区灌溉条件好，以一年两熟制为主，主要是小麦夏玉米或麦茬稻两茬平播，还有两年三熟和一年多熟等多种种植形式，除粮食作物外经济作物、蔬菜、瓜类、饲料占有一定比例。气候属于季风气候区,冬春干旱少雨,夏季暴雨集中,降雨年内分配不均,历史上旱涝灾害频繁。经过四十年的水利建设,农田有效灌溉面积达到了493万亩,旱涝保收面积达到363.02万亩。解放后四十年的灌溉发展史,实质上就是节水灌溉的发展史,但是真正把节水灌溉提到建设节水型。但是近些年随着经济的发展，农业用地特别是耕地面积不断减少，海淀区耕地面积变化情况与农用地分布情况如下图：4.2社会环境资料： 北京市拥有人口2000万人，其中海淀区人口328.1万，小清河沿岸居民点分布密集，且与西北五环路平行，每天的车流量非常大，会影响小清河水质。在水功能区划中小清河属于四类水，为一般工业用水及人体非直接接触的娱乐用水区，但由于小清河的现功能主要接纳污水处理厂的出水，所以水质为劣五类。海淀区工业布局为中关村科技园区和海淀新区科技创新中心两个中心和四大功能区，即东部科教文化产业区、北部城市新区、南部现代服务区和西部生态休闲旅游区。小清河位于海淀区的中东部，主要以科教文化产区为主，临近北京体育大学和中国农业大学等高校。4.3污染资料4.3.1污染物分布类型历史上小清河水质比较好，基本没有污染，但是由于城市化进程的发展，以及沿岸居民点增多，污染尤为严重。污染源既有工业废水排放的点源污染，又有临近五环路每天交通排放污染物沉降的线源污染。而小清河污水处理厂的建设，集中的对生活污水处理后排放，使小清河水质有一定的改善，河水主要以污水处理厂的出水为主。4.3.2污染物资料污染物的来源是污水处理厂的废水，为劣五类水，主要污染物为常规的COD、氮、磷等污水处理过程中难以讲解的物质和汽车尾气沉降所产生的一些有机污染物。同时还有一部分沿岸居民的生活污水和固体废弃物的随意丢弃于河中等污染物，都对水质产生了严重的影响。对小清河的改造过程中进行的河底和河岸做衬砌处理，清除了底泥不适合天然植物和微生物的附着和生长影响小清河的自净过程，尤其是冬季因为气温低河水流速缓慢流量减少以及封冻现象，使河水的自净能力降低。4.3.3环境影响调查对于未整治的小清河由于污染严重，存在沿岸臭气、垃圾暴露等环境问题，对周围的卫生环境与景观造成了一定的影响。基于近几年的治理，水质情况已经初步改善，部分沿岸地区修建了河滨休闲景观区。但是也存在一些生态影响问题，河流整治中所采用的河底和河岸衬砌使水中植物和微生物难以生存，缺乏天然植物，直接影响沿河水生生物种类，比如各种水鸟。同时河水受阳光影响而水温变化过大，自身的条件能力差，不易建立生态平衡，容易使传染病菌滋生。5.现场调查落实调查的文字资料，追踪污染路线。对小清河污水处理厂进行实地参观调查，补充基础资料。查看交通、电力、安全等，设立采样标记，用GPS仪确定采样点位。从小清河污水处理厂出水流域处采水样以及土样，带回实验室进行分析化验。6.方案设计6.1监测范围小清河北京市内流域，重点监测污水处理厂上下流域（肖家河桥北京体育大学流段）如图图中红色部分为监测范围界限，蓝色为小清河。6.2参数选择6.2.1水样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。根据地表水和污水监测技术规范，地表水的监测项目如下表（河流） ：6.2.2底泥样品必测项目：总铬、六价铬、镉、铅、砷、总汞、烷基汞、铜、锌、硫化物和有机质；选测项目：有机氯农药、有机磷农药、除草剂、多氯联苯、苯系物、多环芳烃6.2.3土壤样品重点监测项目：总铬、镉、铅、总砷、总汞、镍、铜、锌、六六六、滴滴涕6.3布点确定监测参数后，要为采样布点制定计划。其中包括：确定监测断面和采样点。6.3.1监测断面6.3.1.1设置原则（1）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、经济性等因素，确定断面类型和采样点数量，并不断优化。监测断面在总体和宏观上须能反映水系或所在区域的水环境质量状况，具有所在区域的污染特征；（2）有大量废（污）水排入江河的主要居民区,工业区的上游和下游；支流与干流汇合处，入海河流河口及受潮汐影响河段，国际河流出入国境线的出入口，湖泊,水库出入口，应设置监测断面；（3）根据水体功能区设置控制监测断面：饮用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）监测断面的位置要避开死水区,回水区,排污口处，尽量选择水流平稳,水面宽阔,无浅滩的顺直河段；（5）监测断面应尽可能与水文测量断面一致，要求有明显岸边标志，以便利用期水文参数，实现水质监测与水量监测的结合。6.3.1.2监测断面的设置为评价完整江河水系的水质，需要设置背景断面、对照断面、控制断面以及消解断面和管理断面。而对于某一河段，一般只需设置对照断面、控制断面以及消解断面。对照断面：了解流入某一区域（监测段）前的水 质状况，提供这一水系区域本底值。设置于该区域所有污染源上游处,排污口上游100500m处。 a. 设在河流进入城市或工业区以前的地方 b. 避开各种废水、污水流入或回流处控制断面：监测污染源对水质影响。设置于主要排污口下游较充分混合的断面下游。根据主要污染物的迁移、转化规律，河水流量和河道水力学特征确定，在排污口下游5001000m处。因为在排污口下游500m横断面上的12宽度处重金属浓度一般出现高峰值。 对特殊要求的地区，如水产资源区、风景游览区、自然保护区、与水源有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化学异常区等的河段上也应设置控制断面。断面数可以设置多个。削减断面：了解经稀释扩散和自净后，河流水质情况。设置于最后一个排污口下游1500m处，左中右浓度差较小的断面，下游污染物浓度显著下降。根据小清河的污染源级排污情况，设置三种断面各设置一个，具体位置如下图所示：红色表示为监测区域界限，蓝色表示小清河，黄色表示监测断面，其中A代表背景断面、B代表监测断面、C代表消减断面。图中比例尺为1:133. （注：由于不知道小清河污水处理厂的具体位置，断面设置只是一个粗略位置，和根据现场调查结果调整）6.3.2采样点6.3.2.1水质采样点：在设置好监测断面之后，需根据断面宽度以及水流的深浅依照一定的规定确定采样垂线以及采样点。采样垂线设置水面宽度采样垂线1.垂线布设应避开污染带，要测污染带应另加垂线。2.确能证明该断面水质均匀时，可仅设中泓垂线。3.凡在该断面要计算污染物通量时，必须按本表设置垂线。=50m一条（中泓）50100m两条（左右两岸明显水流处）.100m三条（左中右各一）水深分层情况采样点数说明10m除水面下半米及水底上半米外，按每一斜温分层1/2处设点根据小清河河流的宽度小于50m，深度小于5m，则应该在每一个设置的断面处的中泓线处设置采样垂线，采样垂线处水面下半米处设置一个采样点。6.3.2.2底泥采样点：底泥采样点在水质采样点垂线的正下方，则每个监测断面设置一个采样点；6.3.2.3土壤采样点：在每个河流监测断面的两岸相同面积内采取随机布点的方式进行呈带状的布点。6.4采样包括采样方法的确定和器材与现场测定仪器的准备，同时采样时间和路线、采样人员和分工、采样器材和交通工具以及需要进行的现场测定项目和安全保证等也要确定。6.4.1采样时间与频率采样时间保证水样对水质在时间和空间上变化规律的反映，而采样频率要依据不同的水体功能、水文要素和污染源、污染物排放等实际情况，力求以最低的采样频次，取得最有时间代表性的样品，既要满足能反映水质状况的要求，又要切实可行。原则如下：（1）饮用水源地，省（区、市）交界断面中需要重点控制的监测断面美誉知道采样一次。采样时间根据具体情况选定。 （2）国控水系、河流、湖、库的监测断面，每2个月采集一次，全年6次，采样时间为丰水期、枯水期和平水期，每期采样2次。底泥在每年在枯水期采样1次。（3）国控监测断面（或垂线）每月采样1次，采样时间在每月510日。 （4）水系背景断面每年采样1次。在污染可能较重的季节进行。 （5）潮汐河流全年按丰、枯、平三期，分别在大潮期和小潮期监测，每次应当在当天涨潮、退潮时采样，并分别加以测定。（6）遇到特殊情况，或发生污染事件时，增加采样次数。（7）排污渠每年采样不少于3次分析小清河的情况应设定：对照断面每季度采样一次，而监测断面和消减断面夏季每周采样一次，春秋季每半月采样一次，冬季每月采样一次。采样时段为每次采样分三个时段，分别为早6点至7点，中午12点至13点，傍晚18点至19点。对于土壤样品成分变化小，每次采样只取一个时段，中午12点至13点。6.4.2采样方式（1）瞬时水样：是指在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。当水体水质稳定，或其组分在相当长的时间或相当大的空间范围内变化不大时，瞬时水样具有很好的代表性。（2）混合水样：是指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合水样，有时称“时间混合水样”，如果流量随时间而变化，必须采集流量比例混合样，即在不同时间依照流量大小按比例采集的混合样。（3）综合水样：是把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品。由于小清河的流量较小，为使采集的水样具有代表性，应选取综合水样，为某时段的同一断面多点采样的混合。对于土壤样品来说，分别在断面两岸采取每花点法进行土壤的采集混合，之后将所取得的所有样品再一次进行混合，最后四分法得所需样品。6.4.3水样保存方法与采样容器项目容器材质保存方法保存期（h）采样量（Ml）色度*P/G448h250浊度*P/G424h250pH值*P/G412h250悬浮物P/G4,避光7d500溶解氧*/*溶解氧瓶（G）加MnSO4和 碱性KI，4避光24h250化学需氧量G加硫酸，使pH2，448h500五日生化需氧量*溶解氧瓶（G）4,避光6h250高锰酸钾指数G加硫酸，使pH2，448h500氨氮P/G加硫酸，使pH2，424h250挥发酚G加磷酸，使pH2；加抗坏血酸，4,避光24h1000总磷P/G加硫酸，使pH224h250铬（六价）P/G加NaOH溶液，使pH8924h250总有机碳G硫酸酸化至pH2，并在25冷藏24h250石油类*G加HCl，使pH2，47d250氯化物*P/G4,避光30d250粪大肠杆菌*灭菌G加入硫代硫酸钠溶液除余氯，412h250注：(1) *表示应尽量作现场测定； *表示可以保存。（2）G为硬质硼硅玻璃；P为聚乙烯塑料。底泥采样量为12kg，土壤采样量为12kg。6.4.4现场记录（1）样品名称、编号、采样断面、采样点、监测项目、采用者、登记者、采样日期和时间、气象参数（气温、气压、风向、风速、相对湿度）、流速、流量等。（2）对要求进行现场监测的项目进行现场监测结果记录和简单描述，如水温、色度、Ph、Eh、电导率、透明度、溶解氧等。6.5样品处理与分析方法6.5.1样品的预处理（1）水样的预处理：a.水样的消解：湿式消解法、干灰化法；b.水样的富集与分离：挥发、蒸发和蒸馏、萃取、沉淀分析法、吸附法、离子交换法；（2）土壤与底泥的制备和预处理：a.制备：风干、磨细、过筛、混匀、装瓶，以备各项测定之用； b.预处理：分解法用于元素的测定和提取法用于有机污染物和不稳定组分以及重金属形态的测定； 6.5.2水样的分析方法参照国家环保部颁布的监测规范方法标准：序号项目分析方法方法来源1水温温度计测量法GB/T 13195_912色度稀释倍数法GB/T 11903_893浊度分光光度法GB/T 13200_914pH值玻璃电极法GB/T 6920_865悬浮物重量法GB 11901_896DO碘量法GB/T 7489_877COD5重铬酸钾法GB/T 11914_898BOD5稀释与接种法HJ505-20099高锰酸钾指数酸性高锰酸钾法GB/T 11892_8910氨氮蒸馏和滴定法GB 7478_8711挥发酚4_氨基安替比林分光光度法HJ503_200912总磷钼酸铵分光光度法GB/T 11893-8913油类红外分光光度法GB/T 16488_199614总有机碳非色散红外线吸收法GB/T 13193_9115铬（六价）二苯碳酰二肼分光光度法GB/T 7467_8716汞冷原子荧光法HJ/T341_200717氟化物氟离子选择电极法GB7484_8718铅石墨炉原子吸