水质监测方案

水质监测方案 嘉陵江凤县段 一 监测目的 环境监测的目的是准确 及时 全面的反映环境质量现状和发展趋势 为 环境管理 污染源控制和环境规划提供科学依据 具体归纳为 1 对污染物作时间和空间上的追踪 掌握污染物得来源 扩散转移 反应 转化 了解污染物对环境质量的影响程度 并在此基础上 对环境污染物作出 预测 预报和预防 2 了解和评价环境质量的过去 现在和将来 掌握其变化规律 3 收集环境背景数据 积累长期监测资料 为制定和修订各类环境标 准 实施总量控制目标管理提供依据 4 实施准确可靠的污染源的污染监测 为执法部门提供执法依据 5 在深入广泛开展环境监测的同时 结合环境状况的改变和监测技术 的发展 不断改革和更新监测方法和手段 为实现环境保护和可持续发展提供 可靠的技术保障 2 目标与要求 此次是针对嘉陵江凤县段的地标径流状况进行监测 从而了解嘉陵江源头 水体状况 观察分析嘉陵江有害物质的分布 对水体质量进行评述并提出一定 对策与建议来保护嘉陵江的水体环境 利用我们学过的知识来解决实际的问题 巩固和加深我们对水体监测的基本理论 同时加强布点 采样 分析 测定等 步骤与方法 为毕业后尽快适应实际工作打下良好的基础 二 基础资料的收集 本次监测选取了宝鸡市凤县段嘉陵江进行检测 根据相关的文档和网上搜 寻的资料可知 嘉陵江是长江上游的一条支流 发源于秦岭北麓的宝鸡市凤县 水域的有关资料如下 1 地形地貌 凤县位于陕西省西南部 东经 106 24 54 107 7 30 北纬 33 34 57 34 18 21 因地连陕甘 又处入川孔道 北依秦岭主脊 南接紫柏山 古栈道贯通全境 故有 秦蜀咽喉 汉北锁钥 之称 县境海拔 在 915 2739 米之间 县城所在地双石铺镇海拔 960 米 西北隅与甘肃省两当 县交界处透马驹峰海拔 2739 米 为境内最高点 紫柏山 代王山等海拔在 2500 米以上 最低海拔 915 米 位于温江寺乡西部河谷 嘉陵江为境内最大河 流 发源于境内代王山南侧 自东北向西南斜贯 在境内长 76 公里 在县境西 南部形成凤州 双石铺宽谷构造盆地 小峪河 安河等为其主要支流 呈枝 状分布 东部中曲河为褒河支流西河上源 南流出境 属汉江水系 2 气象 属暖温带山地气候 气候垂直差异明显 年平均气温 11 4 1 月平均气 温 1 1 7 月平均气温 22 7 年平均降水量 613 2 毫米 无霜期 188 天 三 水质监测方案 1 采样点布设 1 监测断面 a 1 1 对照断面 b 2 2 对照断面 c 3 3 控制断面 d 4 4 消减断面 2 采样布点 a 50m 河宽 100m 设 2 条采样垂线 b 5m 河深 10m 在河面以下 0 5m 处和河底以上 0 5m 处各 设 1 个采样点 2 方案设计内容 1 水污染的调查 嘉陵江凤县段的水污染业主要是来自城市住宅区少量排放的生活污水和地 面径流 部分河段出现非法排放商业污水的情况 这些污水未加处理就直接排 入河流 同时污染因素还包括一些汽修厂排放的污水以及医院一些污水造成河 体污染 水中的污染物主要有含磷化合物 重金属离子 有机污染物等 本次 监测的主要项目有 PH SS COD DO Cu Zn Cd Pb TP 和六价铬 其中商 业区是重点监测对象 2 监测采样点的布置 原则 在确定和优化地表水监测时应遵循尺度原则 信息量原则和经济性 代表性可控性及不断优化原则 监测点应能很好的代表和反应水系区域的水环 境质量状况 并能反映水污染的特征而且要考虑实际采样的可行性和方便性 采样点的确定方法 设置断面后 应根据水面的宽度确定端面上的采样垂线 再根据采样垂线的深度决定采样点的位置和数目 a 对于江河湖等水系的每个监测断面 当水面宽度 50m 时 只设一条中 泓垂线 当水面宽度 50 100m 时 在左右岸有明显水流处各设一条垂线 当水 面宽 100m 时 设左 中 右三条垂线 中泓及左 右岸有明显水流处 如 证明断面水质均匀时 可仅设中泓垂线 b 在一条垂线上当水深 5m 时 只在水面下 0 5m 处设一个采样点 水深 5 10m 时 在水面下 0 5m 处和在河底以上 0 5m 处设一采样点 水深 10m 时 设三采样点 及水面下 0 5m 处 河底以上 0 5m 处以及 1 2 水深处各设一采样 点 如果存在间温层 应先规定不同水深处的水温 溶解氧等参数 确定各层 情况后再确定垂线上采样点的位置 河段图 排污口示意图排污口示意图 如上图所示 可以看到目标河段沿水流方向看去左岸有公路 自上游 至下游依次有商场 饭店 学校 汽车站 医院 汽修厂和公司 根据调 查 2 3 号排污口主要排放的是饭店 学校的生活污水 4 5 号排污口主 要排放的是医院的废水和汽修厂 公司的工业废水 右岸主要是住宅 政 府机关 一号口和二号口排放的污水主要是生活污水 3 监测断面和采样点的设置 监测断面的设置 在对调查研究结果和有关资料进行综合分析之后 我设置了对照断面 控 制断面 消减断面 断面设置断面设置 4 采样时间和采样频率 根据统计资料 该地区的枯水期为月至 4 月 丰水期为 6 月至 10 月 平水期为 11 月至 12 月 枯水期 1 月与 3 月各采一次样 丰水期 6 月 7 月 9 月各采一次样 平水期 11 月末采样一次 一年共采样 6 次 每次进行一昼夜 每 4 小时采一次样 2 采样及监测技术的的选择 3 水样的采集 由于条件的限制 我们采取瞬时水样 并且自制了采水器 采水器用绳子 带有软绳的塞子 采样瓶 石块做了简易的取水 装置 然后在外面做了做了一个塑料的瓶子 将温度计固定在外 面的瓶子里 这样就能更加准确的测到河水的温度了 5 监测项目 由于这个河段周边的功能区主要是对这个河段排生活污水 而生活污水是 指 由人类消费活动产生的污水 城市和人口密集的居住区是主要的生活污染源 人们生活中产生的污水 包括由厨房 浴室 厕所等场所排出的污水和污物 生活污水中的污染物 按其形态可分为 1 不溶物质 这部分约占污染物总量 的 40 它们或沉积到水底 或悬浮在水中 2 胶态物质 约占污染物 总量 的 10 3 溶解质 约占污染物总量的 50 这些物质多为无毒 含无机盐类 氯化物 硫酸盐和钠 钾 钙 镁等的重碳酸盐 有机物质有纤维素 淀粉 糖类 脂肪 蛋白质和尿素等 此外 还含有各种微量金属和各种洗涤剂 多 种微生物 因此制定了以下检测项目 物理指标检验 1 水温 我们在采样器上配置了温度计 因此水温在采样现场进行 仪器 水温计 测量范围 0 100 分度值为 1 0 电子温度计 pH mV Temperature meter Model PH 870 分度值为 0 1 测定步骤 1 水温在采样现场进行测定 将水温计投入取水样容器中 感 温 5min 后 迅速上提并立即读数 从水温计离开水面至读数完毕应不超过 20s 读数完毕后 将容器内水倒净 2 臭和味 臭阀值法 用无臭水稀释水样 当稀释到闻出臭味时的稀释 倍数为 臭阀值 即 臭阀值 TON 水样体积 无臭水体积 水样体积 3 色度 铂钴标准比色法 可以用离心法或用孔径 0 45 微米的滤膜 除去悬浮物 之后用氯铂酸钾和氯化钴配成标准色列 与水样进行目视比色确 定水样的色度 4 浊度 浊度仪测定 5 残渣 取适量震荡均匀的水样于称至恒重的蒸发皿中 在蒸气浴上 蒸干 移入 103 105 烘箱烘至恒重 增加的重量即为总残渣 金属化合物的测定 1 总铁 测定方法 1 二氮杂非分光光度法 检出下限 0 05 mg L 2 原子吸 收分光光度法 检出下限 0 3 mg L 2 总锰 测定方法 1 高碘酸钾分光光度法 检出下限 0 02 mg L 2 原子吸收 分光光度法 检出下限 0 01 mg L 3 总铜 测定方法 1 原子吸收分光光度法 直接法 检测范围 0 05 5 mg L 螯合萃取法 0 001 0 05 mg L 2 二乙基二硫代氨基甲酸钠 铜试剂 分光光度法 检出下限 0 003 mg L 3cm 比色皿 0 02 0 70 mg L 1cm 比色皿 3 3 2 9 二甲基 1 10 二氮杂菲 新铜试剂 分光光度法 检出范围 0 006 3 mg L 4 总汞 测定方法 冷原子吸收分光光度法 1 高锰酸钾过硫酸钾消毒法 2 溴酸钾 溴化钾消毒法 检出下限 0 0001 mg L 最佳条件 0 00005 5 铬 六价 二笨碳酰二分光光度法 检测范围 0 004 1 0 mg L 非金属无机化合物的测定 1 pH 值 仪器 电位计 pH mV Temperature meter Model PH 870 最小刻度 0 1 pH 单位 测定步骤 1 调整仪器标准 直接测定 读取的数据即为水样的 pH 值 2 碱度 使用标准酸溶液滴定至酚酞指示剂由红色变为无色 此时测 得的是酚酞碱度 此时氢氧根被中和 碳酸根变为碳酸氢根 当继续滴定至甲 基橙由橘黄色变为橘红色时 测得的是甲基橙碱度 又称为总碱度 3 溶解氧 DO 用溶解氧仪测定 4 含氮化合物 水中的含氮化合物主要是来源于生活污水中含氮有机 物受微生物作用的分解产物 a 氨氮的测定 这里用纳氏试剂分光光度法 在经絮凝沉淀或蒸馏法 预处理的水样中 加入碘化汞和碘化钾的强碱溶液 纳氏试剂 则与氨反正 生成黄棕色胶态化合物 此颜色在较宽的波长范围内具有强烈吸收 通常使用 410 425nm 范围波长光比色定量剂 这个方法最低检出浓度为 0 025mg L 测定 上限为 2mg L 适用于地表水中氨氮的测定 b 亚硝酸盐氮的测定 气相分子吸收光谱法 在 0 15 0 3mol L 柠檬酸介 质中 加入无水乙醇 将水样中亚硝酸盐迅速分解 生成二氧化氮 用空气载 入气相分子吸收光谱仪 测其对特征波长光的吸光度 与标准液的吸光度比较 定量 该方法最低检出浓度为 0 0005mg L 测定上限为 0 20mg L C 硝酸盐氮 气相分子吸收光谱法 水样中的硝酸盐在 2 5 5mol L 盐 酸介质中 于 70 2 温度下 用还原剂快速还原分解 生成一氧化氮气体 被空气载入气相分子吸收光谱仪的吸光管中 测量其对镉空心阴极灯发射的 214 4nm 特征波长光的吸光度 与硝酸盐氮标准溶液的吸光度进行比较 确定水样 中硝酸盐的含量 d 凯氏氮的测定 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 将有机氮转化为氨氮 再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 即为水样中的凯氏氮含 量 e 总氮 紫外分光光度法测定 5 硫化物 预处理防止悬浮物 还原物质和溶解的有机物对分光光度 法有干扰 用酸化 吹气法对水样进行预处理 之后用气相分子吸收光谱法 在 水样中加入磷酸 将硫化物转化为 H2S 气体 用空气载入气相分子吸收光谱仪 的吸光 管内 测量对 200nm 附近波长光的吸光度 与标准溶液的吸光度比较 确 定水样中硫化物的浓度 对于基体复杂 干扰组分多的水样 课采用快速沉淀 与吹气分离的双重去除干扰的方法 本方法的最低检出浓度为 0 005mg L 测 定上限为 10mg L 机污染物的测定 1 化学需氧量 COD 重铬酸钾法 是指在一定条件下 用强氧化剂处理 水样时所消耗氧化剂的量 以 O2 mg L 来表示 化学需氧量反应了水体受还 原性物质污染的程度 水中还原性物质包括有机物 亚硝酸盐 亚铁盐 硫化 物等 水被有机物污染是很普遍的 因此化学需氧量也作为有机物相对含量的 指标之一 对于工业废水 COD 的测定 国家标准 GB 规定用重铬酸钾法 在强酸性溶液中 一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质 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 根据用量即可算出水样 中的 COD 2 生化需氧量 BOD 五天培养法 水样经稀释后 在 20 1 条件下培养 5 天 求出培养前后水样中溶解氧含量 二者的差值为 BOD5 3 3 红外光度法测定油类 红外光度法测定油类 红外光度法 GB T16488 1996 的原理 用四氯化碳萃取水中的油类 物质 测定总萃取物 然后将萃取液用硅酸镁吸附 经脱除动植物油等极性物 质后 测定石油类 总萃取物和石油类的含量均由波数分别为 2930 cm 1 CH2 基团中 C H 键的伸缩振动 2960 cm 1 CH3 基团中的 C H 键的伸缩振动 和 3030 cm 1 芳香环中 C H 键的伸缩振动 谱带处的吸光度 A2930 A2960 A3030 进行计算 动植物油的含量按总萃取物与石油类含量之 差计算 其中 1 1 铂钴标准比色法测定色度铂钴标准比色法测定色度 该方法是用氯铂酸钾 K2PtCl6 与氯化钴 COCl2 6H2O 配成标准 色列 与水样进行目视比色确定水样的色度的方法 规定每升水中含 1mg 铂和 0 5mg 钴所具有的颜色为 1 度 该标准色阶呈黄色色调 只适 用于较清洁的 带有黄色色调的天然水和饮用水的测定 2 2 分光光度法测定浊度分光光度法测定浊度 将一定量的硫酸肼 NH2 2SO4 H2SO4 与六次甲基四胺 CH2 6N4 聚 合 生成白色高分子聚合物 以此作为浊度标准溶液 逐级稀释配置系 列浊度标准溶液 在 680nm 波长处用 3cm 比色皿测定吸光度 绘制吸光 度 浊度标准工作曲线 将水样或稀释水样在同样条件下测试 由工作 曲线查出水样的浊度 3 3 塞氏盘法测定透明度塞氏盘法测定透明度 这是一种现场测定透明度的方法 塞氏盘为直径 200mm 四部分黑白相间 的原板 将其沉入水中 以刚好看不到它时的水深 cm 计 表示透明 4 4 定性描述法测定臭与味定性描述法测定臭与味 检验人员依靠自己的嗅觉 分别在 20 2 震荡和煮沸稍冷后闻其臭 用适当的词语描述其臭特征 并按表一划分的等级报告臭强度 本方法适 用于天然水 饮用水 生活污水和工业废水中臭的检测 臭强度等级臭强度等级 等级等级强度强度说明说明 0 0 无无无任何气味无任何气味 1 1 微弱微弱 一般饮用者难于察觉 嗅觉敏感者一般饮用者难于察觉 嗅觉敏感者 可以察觉可以察觉 2 2 弱弱 一般饮用者刚能察觉一般饮用者刚能察觉 3 3 明显明显 已能明显察觉 不加处理 不能饮已能明显察觉 不加处理 不能饮 用用 4 4 强强有很明显的臭味有很明显的臭味 5 5 很强很强由强烈的恶臭由强烈的恶臭 5 5 定性描述法测味定性描述法测味 将调至室温和 40 分别尝其味 用 正常 涩 甜 咸 碘味 或 氯味 等文字进行描述 并参照表二给出味的强度等级 四 结果表达 对于我们采得的几份份水样 经过一系列的实验 我们进行了比较基础的四 项监测项目 溶解氧 电导率 pH 值 浊度 测得的数据如下 PH 电导率 ms cm 浊度 NTU 色度 温度 1 2 3 4 硫酸盐 Mg L 氯化物 Mg L 总铁 Mg L 总锰 Mg L 总铜 Mg L 总汞 Mg L 铬 六价 Mg L 一断面 二断面 三断面 四断面 溶解氧 Mg L 氨氮 Mg L 亚硝酸盐 氮Mg L 硝酸盐氮 Mg L 凯氏氮总氮 一断面 二断面 三断面 四断面 五 质量保证 1 实验室设施与环境的要求 1 实验室检测设施及环境条件应满足相关法律法规 技术规范或标准的 要求 确保监测结果质量 并确保实验室的安全 2 实验室的空间布局应合理 科学 相互干扰的监测项目不得在同一操 作间内实施 3 液体试剂不得与固体试剂混放 试剂柜应避免阳光的直射 4 化学试剂 实验用水 用气均应符合分析方法中规定的质量要求 并 按规定的方法配制和储存 冰箱内不宜贮放易挥发物 2 检测人员要求 实验室应确定人员的培训需求 制定人员培训程序和计划 人员培训的内 容应与其所承担的任务相适应 3 水质监测质量保证 1 水质监测采样质量保证 水质监测采样前的准备 a 确定采样负责人 b 制定采样计划 采样负责人在制定计划前要充分了解该项监测任务的目的和要求 应 对要采样的监测断面周围情况了解清楚 熟悉采样方法 容器的洗涤 样 品的保存技术 有现场测定项目和任务时 还应了解有关现场测定技术 2 采样器材与现场测定仪器的准备 采样器材主要是采样器和水样容器 包括仪器完好性的检查 校准 容器 的 洗涤等 3 容器材质选择原则 容器不能引起新的玷污 所用的容器不应吸收或某些待测组分 容器不应与某些待测组分发生反应 容器清洗原则 分析微量化学组分时 通常要使用彻底清洗过的 以减少再次污染的可能性 清洗的一般程序是 用水和洗涤剂洗 再用铬酸 酸等洗液 然后用自来水和蒸馏水冲洗干净即可 所用的洗涤剂类型和选用 的 容器材质要随待测组分来确定 用于微生物分析的样品时容器及塞子 盖子 应 经灭菌 固定剂准备 水样固定剂如酸 碱或其它试剂在采样前应进行空白试验 其 纯 度和等级要达到分析的要求 采样器准备 采样前应检查采样瓶的本底空白 将备好待用的采样瓶分批 每批用同一份去离子水荡洗 容器存放要求 水环境监测水样容器和污染源监测水样容器应分架存放 不得混用 环境水质采样容器应按监测项目与采样点位 分类编号 固定专用 4 水质监测采样中的质量保证 1 采样断面应有明显的标志物 采样人员不得擅自改动采样位置 2 采样时 不可搅动水底的沉积物 3 采样时 除细菌总数 大肠菌群 油类 溶解氧 生化需氧量 有机物 余氯等有特殊要求的项目外 要先用采样水荡洗采样器与水样容器 2 3 次 然 后再将水样采入容器中 并按要求立即加入相应的固定剂 帖好标签 严禁使 用医用胶布当标签 4 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 避免水 样曝气或有气泡存在于瓶中 5 测定油类 生化需氧量 溶解氧 硫化物 余氯 粪大肠菌群 悬浮物 放 射性等项目要单独采样 同一采样点 优先采集细菌监测项目水样 6 除测溶解氧 生化需氧量以及硫化物等样品外 其他样品装瓶时应保证容器 中留有十分之一的空隙 以防运输途中溢出 硫化物采样时应先加醋酸锌 醋酸 钠溶液 再加水样 水样应充满瓶 贮于棕色瓶内 7 采样时要认真填写 水质采样记录表 用签字笔在现场记录 字迹端正 清晰 8 现场测定湖库水体的 pH 值 溶解氧时 应记录测定水体的深度 测定时间 水温和天气情况等 9 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 10 如采样现场水体很不均匀 无法采到有代表性的样品 则应详细记 录不均匀的情况和实际采样情况 供使用该数据者参考 5 水质监测采样后的运输过程及样品交接质量保证 1 水样运输前应将容器的外 内 盖盖紧 玻璃容器装箱时应用采取一定 的分隔措施 以防破坏 2 针对不同的检测项目要求采用适宜的保存措施 3 水样交实验室时接收者与送样者双方应在送样单上签名 送样单及采样 记录由双方各存一份备查 4 每次分析结束后 除必要保存外 样品瓶应及时清洗 6 水质控样的采集 1 全程序空白样 一般每批样品除色度 臭 浊度 pH 透明度 悬浮物 电导率 溶解 氧 溶解性总固体外 其余项目均需加采全程序空白样 2 现场平行样 每批样品除悬浮物 溶解性总固体外 其余每个项目一般加采不少于 5 的 现场平行样 不足 20 个样品至少加采一个平行样 7 分析工作质量控制 1 校准曲线或标准检查点应符合相关规定 应在每次分析样品的同时 同步制作校准曲线 校准曲线回归方程的相关系数 截距和斜率应符合方法中规定的要求 校准曲线只能在其线性范围内使用 校准曲线不得长期使用 校准曲线不得长期使用 气相色谱仪 原子吸收仪 ICP 离子色谱仪 原子荧光仪 液相色谱仪 色 质联用等大型仪器 在测试批量样品时 每 20 个样品或 8 小时增加一个中间 浓度标准点的测试 所得峰面积或峰高