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水环境质量监测 水环境质量监测 一 水资源与水污染二 水质监测的对象和目的三 监测项目和分析方法四 监测方案的制订五 水样的采集六 水样的运输和保存七 水样预处理八 安全防护九 质量控制与质量保证十 连续自动监测 地表水环境质量标准 GB3838 2002 污水综合排放标准 GB8978 1996 地表水和污水监测技术规范 HJ T91 2002 水污染物排放总量监测技术规范 HJ T92 2002 水质采样技术指导 HJ494 2009 水质采样方案设计技术规定 HJ495 2009 水质采样样品的保存和管理技术规定 HJ493 2009 水质河流采样技术指导 HJ T51 1999 水质湖泊和水库采样技术指导 GB T14581 93 河流流量测量规范 GB50179 93 水和废水监测分析方法 第四版 国家环保总局编 环境水质监测质量保证手册 第二版 中国环境监测总站编 环境监测质量保证管理规定 暂行 国家环保总局 一 水资源与水污染 1 水资源水是人类赖以生存的宝贵资源 水在地球上其中有97 2 是海水 淡水只有2 8 可利用的淡水资源中只有河流 淡水湖和地下水的一部分 总计不到淡水总量的1 我国水资源总量虽然达到28万亿立方米 居世界第6位 但人均淡水资源量仅2300立方米 只相当于世界人均的1 4 世界排名第121位 被列为世界上最贫水的13个国家之一 广元水资源概况广元市气候属亚热带季风性气候 多年平均降水量1083mm 降水量比较丰富 但时间上分布极不均匀 降水集中在6 9月 占年总降水量的70 以上 这期间大部分降水以洪水的形式出境 广元地处秦岭以南 米仓山走廊把广元市划分为南北两个部分 北高南低 降水量南部总体上比北部山区少 中部比东西部少 河流总体方向是从北往南流 广元市产生的多年平均流量为86 7亿立方米 广元市92 的面积属嘉陵江水系 集雨面积在1万平方公里以上的河流有嘉陵江干流和白龙江两条 其它主要支流为东河 青江河 南河 西河 羊木河等 中国环境状况公报显示 2010年 全国化学需氧量排放量比2005年下降10 但排放量依然有1272 8万吨 203条河流408个地表水国控断面中 类 类和劣V类水质的断面比例分别为57 3 24 3 和18 4 主要污染指标为高锰酸盐指数 五日生化需氧量和氨氮 一 水资源与水污染 2 水体污染水体是河流 湖泊 沼泽 冰川 海洋及地下水的总称 它不仅包括水 也包括水中的悬浮物 底泥及水生生物 水体自净 当污染物进入水体后 首先被大量水稀释 随后进行一系列复杂的物理 化学变化和生物转化 这些变化包括挥发 絮凝 水解 络合 氧化还原及被微生物降解等 其结果使污染物浓度降低 并发生质的变化 该过程称为水体自净 一 水资源与水污染 河流受到生活污水轻度污染后净化过程示意图 一 水资源与水污染 水体污染 当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力 就会导致水体的物理 化学及生物特性的改变和水质的恶化 从而影响水的有效利用 危害人类健康 这种现象称为水体污染 一 水资源与水污染 按排放形式不同 可将水体污染源分为两大类 1 点污染源 如工业废水 矿山废水和生活污水 2 面污染源 如农田排水及地表径流根据污染物质及其形成污染的性质 可分为 1 化学性污染 2 物理性污染 3 生物性污染 水体污染源分类 一 水资源与水污染 化学性污染系指随废水及其他废弃物排入水体酸 碱 有机和无机污染物造成的水体污染 物理性污染包括色度和浊度物质污染 悬浮固体污染 热污染和放射性污染 生物性污染是由于将生活污水 医院污水等排入水体 随之引入某些病原微生物造成的 二 水质监测的对象和目的 1 水质监测的对象 A 环境水体 水环境质量监测 环境水体包括地表水和地下水 地表水流过或汇集在地球表面上的水 如海洋 河流 湖泊 水库 沟渠中的水 统称为地表水 地下水埋藏于地面以下岩土孔隙 裂隙 溶隙饱和层中在重力作用下能自由运动的水 B 废水污水 水污染源监测 2 水质监测的目的 1 对进入江 河 湖泊 水库 海洋等地表水体污染物质及渗透到地下水中污染物质进行经常性的监测 以掌握水质现状及其发展趋势 2 对生产过程 生活设施及其他排放源排放的各类废水进行监视性监测 为污染源管理和排污收费提供依据 二 水质监测的对象和目的 3 对水环境污染事故进行应急监测 为分析判断事故原因 危害及采取对策提供依据 4 为国家政府部门制订环境保护法规 标准和规划 全面开展环境保护管理工作提供有关数据和资料 5 为开展水环境质量评价 预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和手段 二 水质监测的对象和目的 三 监测项目和分析方法 1 监测项目水质监测项目数量繁多 受人力 物力 财力等各种条件的限制 不可能也没有必要一一监测 依据水体功能和污染源的类型不同 根据实际情况选择环境标准中要求控制的危害大影响范围广 并已建立可靠分析测定方法的项目进行监测 监测项目的确定原则A选择国家和地方的环境质量标准中要求控制的监测项目 B选择对人和生物危害大 对水环境影响范围广的污染物 C选择国家水污染物排放标准中要求控制的监测项目D所选监测项目有 标准分析方法 全国统一监测分析方法 广元市环境监测站目前已开展水质监测项目69项 三 监测项目和分析方法 三 监测项目和分析方法 2 分析方法A国家标准分析方法我国已编制包括采样在内的标准分析方法 这是一些比较经典 准确度较高的方法 是环境污染纠纷法定的仲裁方法 也是用于评价其他分析方法的基准方法 B全国统一监测分析方法监测方法尚待完善 但这些项目又急需测定 作为统一方法推广 在使用中不断完善 为上升为国标创造条件 C等效方法与A B类方法的灵敏度 准确度具有可比性的分析方法称为等效方法 四 水质监测方案的制订 监测方案是一项监测任务的总体构思和设计 制订时必须首先明确监测目的 然后在调查研究的基础上确定监测对象 设计监测网点 合理安排采样时间和采样频率 选定采样方法和分析方法 提出监测报告要求 制订质量保证程序 措施和方案的实施计划等 1 监测方案的内容 1 监测目的 2 监测介质和监测项目 分析方法 3 采样地点 方法 时间和频次 4 排放特点 自然环境条件 居民分布情况等 5 监测结果要求 地表水质监测方案的制订地下水质监测方案的制订水污染源监测方案的制订 监测方案的制订 1 地表水质监测方案的制订 1 基础资料的收集收集水体及所在区域的有关资料 主要有水文 气象 地质和地貌资料 污染源分布及城市供排水情况 饮用水源分布 水体沿岸资源现状和近期使用规划等 2 监测断面的设置A河流监测断面的设置a 对照断面 这种断面应设在河流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 b 控制断面 为了解水环境受污染程度及其变化情况的断面 一般设在排污口下游500 1000m处 c 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 河流监测断面设置示意图 对照断面 控制断面 削减断面 B湖泊 水库监测断面的设置a 在进出湖泊 水库的河流汇合处分别设置监测断面 b 以功能区为中心 在其辐射线上设置弧形监测断面 c 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 湖 库监测断面设置示意图 3 采样点位的确定设置监测断面后 应根据水面的宽度确定断面上的采样垂线 再根据采样垂线的深度确定采样点位置和数目 采样点位的确定河宽 50米时 50m 中泓线 采样点位的确定河宽50 100米时 50m 近左 右岸有明显水流处 河宽 100米时 50m 近岸有明显水流处 中泓线 近岸有明显水流处 水面下0 5米处 河底以上0 5米处 水深处 水深 5米 5米 水深 10米 水深 10米 采样垂线上采样点设置 4 采样时间和采样频率 流经城市工业区 污染较重的河流 游览水域 饮用水源地全年采样不少于12次 采样时间为每月1次或视具体情况选定 潮汐河流全年在丰 枯 平水期采样 每期采样两天 分别在大潮期和小潮期进行 每次应采集当天涨 退潮水样并分别测定 4 采样及监测技术的选择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 5 结果表达 质量保证及实施计划科学地计算和处理 按要求报告 质量保证贯穿监测工作的全过程 2 地下水质监测方案的制订地下水 储存在土壤和岩石空隙中的水 分类 埋藏条件分 潜水 承压水 自流水分类 含水层性质分 孔隙水 裂隙水 岩溶水 1 地下水的特征地下水流动较慢 所受压力较大 温度变化等 2 调查研究和收集资料地下水布点的复杂性 3 采样点的设置由于地质结构复杂 使地下水采样点的设置也变得复杂 背景值监测点的设置背景值采样点应设在污染区的外围不受或少受污染的地方 对于新开发区 应在引入污染源之前设置背景值监测点 监测井 点 的布设a 对于工业区和重点污染源所在地的监测井 点 布设 主要根据污染物在地下水中的扩散形式确定 b 污灌区 污养区及缺乏卫生设施的居民区的污水渗透到地下易造成块状污染 此时监测井 点 应设在地下水流向的平行和垂直方向上 以监测污染物在两个方向上的扩散程度 c 渗坑 渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透小的地区易造成点状污染 其监测井 点 应设在距污染源最近的地方 d 沿河 渠排放的工业废水和生活污水因渗漏可能造成带状污染 此时宜用网状布点法设置监测井 一般监测井在液面下0 3 0 5m处采样 地下水采样方法地下水的水质比较稳定 一般采集瞬时水样 即能有较好的代表性 1 从监测井中采集水样常利用抽水机设备 2 对于自喷泉水 可在涌水口处直接采样 3 对于自来水 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 3 水污染源监测方案的制订水污染源包括工业废水源 生活污水源 医院污水源等 1 采样点的设置水污染源一般经管道或渠 沟排放 截面积比较小 不需设置断面 而直接确定采样点位 工业废水a 一类污染物在车间或车间处理设备出口处布点采样测定 一类污染物有总汞 烷基汞 总镉 总砷 总铅 六价铬 总铬 总镍 总银和苯并a芘 b 二类污染物在工厂总排污口处布点采样测定 二类污染物有 悬浮物 硫化物 挥发酚 氰化物 石油类 铜 锌 氟等 c 有处理设施的工厂应在处理设施的排出口处布点 为了解对废水的处理效果 可在进水口和出水口同时布点采样 生活污水采样点设在污水总排放口 对污水处理厂 应在进 出口分别设置采样点采样监测 2 采样时间和频率工业废水 一般情况下 可在一个生产周期内每隔0 5h或1h采样1次 将其混合后测定污染物的平均值 如果取n个生产周期 如3 5个周期 的废水样监测 可每隔2h取样一次 对于排污情况复杂 浓度变化大的废水 采样时间间隔要缩短 有时需要5 10min采样一次 城市排污管道 出水口 可每隔1h采样1次 连续采集8h 也可连续采集24h 然后将其混合制成混合样 五 水样的采集 1 采样前的准备A 制定采样计划采样计划一般包括 确定的采样垂线和采样点位 测定项目和数量 采样质量保证措施 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 五 水样的采集 B 采样器材与现场测定仪器的准备根据监测项目和性质和采样方法的要求 选择适宜材质的容器和采样器 容器最常用的就是玻璃瓶和聚乙瓶或桶 2 地表水采样方法A到采样位置的方式 船只 桥梁 涉水 索道浅水采样可用容器直接采集 或用聚乙烯塑料长把勺采集 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 3 自动采样采用自动采样器或连续自动定时采样器采集 C 采样数量在地表水质监测中通常采集瞬时水样 采样量应考虑重复分析和质量控制的需要 并留有余地 较大的采样量受沾污的影响较小 在水样采入或装入容器中后 应立即按不同分析项目的要求加入保存剂 注意事项 1 采样时不可搅动水底的沉积物 2 采样时应保证采样点的位置准确 必要时使用定位仪 GPS 定位 3 认真填写 水样采集与交接记录 字迹应端正 清晰 项目完整 4 保证采样按时 准确 安全 5 采样结束前 应核对采样计划 记录与水样 如有错误或遗漏 应立即补采或重采 注意事项 6 测定油类的水样 应在水面至300mm采集柱状水样 并单独采样 全部用于测定 并且采样瓶 容器 不能用采集的水样冲洗 7 测溶解氧 生化需氧量和有机污染物等项目时 水样必须注满容器 上部不留空间 并有水封口 8 如果水样中含沉降性固体 如泥沙等 则应分离除去 分离方法为 静置30min 将不含沉降性固体但含有悬浮性固体的水样移入盛样容器并加入保存剂 测定pH DO 电导率 总悬浮物和油类的水样除外 9 测定油类 BOD5 DO 硫化物 余氯 粪大肠菌群 悬浮物 放射性等项目要单独采样 水质采样记录表水质采样记录表包括采样现场描述与现场测定项目两部分内容 均应认真填写 字迹应端正 清晰 项目完整 包括采样现场描述与现场测定项目的内容 同时还应填写水文参数和气象参数 现场测定的项目一般有水温 pH值 DO 透明度 电导率 氧化还原电位 色度 浊度等 六 水样的运输和保存 各种水质的水样 从采集到分析测定这段时间里 由于环境条件的改变 微生物新陈代谢活动和化学作用的影响 会引起水样某些物理参数及化学组分的变化 为将这些变化降低到最低程度 需尽可能地缩短运输时间 尽快分析测定和采取必要的保存措施 在运输过程中应采取防震 防撞 隔热等措施 1 水样的运输管理 1 清点样品 运输前应检查所采水样是否已全部装箱 2 采取防震 隔热 冷藏措施 3 运输时应有专门押运人员 水样交实验室时 应有交接手续 2 水样的保存一般常规监测中广泛使用聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器来贮存水样 不能及时运输或尽快分析的水样 则应根据不同监测项目的要求 采取适宜的保存方法 最大贮存时间一般是 清洁水样为72h 轻污染水样为48h 严重污染水样为12h 保存水样的方法有以下几种 1 冷藏 冷藏温度一般是2 5 2 冷冻 冷冻温度在 20 3 加入保存剂 生物抑制剂 氧化剂 还原剂等 加入的保存剂不能干扰以后的测定 保存剂的纯度最好是优级纯的 还应作相应的空白试验 七 水样的预处理 环境水样组成复杂 且多数污染组分含量低 存在形态各异 需要进行预处理 以得到欲测组分适于测定方法要求的形态 浓度和消除共存组分干扰的试样体系 1 水样的消解当测定含有机物水样中的无机元素时 需进行消解处理 消解处理的目的是破坏有机物 溶解悬浮性固体 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 消解水样的方法有 湿式消解法和干式分解法 干灰化法 2 富集与分离当水样中的欲测组分含量低于分析方法的检测限时 就必须进行富集或浓缩 当有共存干扰组分时 就必须采取分离或掩蔽措施 富集和分离往往是不可分割 同时进行的 常用的方法有过滤 挥发 蒸馏 溶剂萃取 离子交换 吸附 共沉淀 层析 低温浓缩等 八 安全防护 1 安全意识A 认识软泥 流沙 深坑和急流的危险 B 河流采样还应考虑细菌 病毒 动物及有毒枝叶的危害 C 工业废水可能具有腐蚀性 或含有有毒或易燃物质 污水中也可能含有危害的气体 微生物 病毒或动物 如变形虫或蠕虫 E 恶劣天气带来的危险 如大风 暴雨