水和废水检测分析方法第一篇

1、第一篇第一篇 水污染及其检测技术简介水污染及其检测技术简介 张洁 主要内容主要内容 水资源与水污染水资源与水污染 水污染的危害水污染的危害 水污染防治与检测技术水污染防治与检测技术 第一章第一章 水资源与水污染水资源与水污染 一一. 水资源与化学组成水资源与化学组成 地球上水的分布地球上水的分布 根据水中离子总量即矿化度，天然水可以分为四种类型：根据水中离子总量即矿化度，天然水可以分为四种类型： 淡水、微咸水、咸水、盐水。淡水、微咸水、咸水、盐水。 天然淡水不是单纯的天然淡水不是单纯的H H2 2O,O,它实际上是含有多种化学成分它实际上是含有多种化学成分 的水溶液。其主要成分是八大离子的水溶

2、液。其主要成分是八大离子:Na:Na+ +、K K+ +、CaCa2+ 2+、 、MgMg2+ 2+、 、 ClCl- -、 SOSO4 42- 2-、 、HCOHCO3 3- -、COCO3 32- 2-。还函有数十种痕量元素。 。还函有数十种痕量元素。 此外水中还有一些有机化合物，其中部分来自天然有机此外水中还有一些有机化合物，其中部分来自天然有机 物及其降解产物，还有一部分是由于人类的工农业生产和生物及其降解产物，还有一部分是由于人类的工农业生产和生 活活动产生的。活活动产生的。 二二. . 水污染水污染 1. 1.无机物污染无机物污染 采矿、冶金、化工、石油、电镀等多种工业行采矿、冶金

3、、化工、石油、电镀等多种工业行 业的生产废水含有重金属，排放到水体引起的水质污业的生产废水含有重金属，排放到水体引起的水质污 染。进入水体后重金属盐会发生一系列的物理化学反染。进入水体后重金属盐会发生一系列的物理化学反 应。应。 2. 2.耗氧有机物的污染耗氧有机物的污染 当水体受到工业废水、城市污水、农牧渔业废当水体受到工业废水、城市污水、农牧渔业废 水污染，这些污染物因被生物氧化消耗水中的溶解氧水污染，这些污染物因被生物氧化消耗水中的溶解氧 ，导致，导致DODO浓度下降，严重时可使水质发黑发臭，使水浓度下降，严重时可使水质发黑发臭，使水 中大量鱼虾贝类窒息死亡。中大量鱼虾贝类窒息死亡。 耗

4、氧物质主要有有机污染物和无机还原性物质。耗氧物质主要有有机污染物和无机还原性物质。 按有机物被氧化的难易程度可分为按有机物被氧化的难易程度可分为 （1 1）易被氧化的有机污染物）易被氧化的有机污染物: :醛类、酚类、芳香胺、硫醛类、酚类、芳香胺、硫 醚等。醚等。 （2 2）中等被氧化的有机污染物）中等被氧化的有机污染物: :乙醇、异丙醇、甲苯、乙醇、异丙醇、甲苯、 乙苯、硝基苯、烯烃、碳水化合物等。乙苯、硝基苯、烯烃、碳水化合物等。 （3 3）难氧化的有机污染物）难氧化的有机污染物: :饱和烃类（甲烷、乙烷）、卤饱和烃类（甲烷、乙烷）、卤 代烃类、溴代苯、多氯联苯（代烃类、溴代苯、多氯联苯（P

5、CBsPCBs）、多环芳烃、二）、多环芳烃、二 噁英类及有机氯杀虫剂等。噁英类及有机氯杀虫剂等。 耗氧有机物和无机还原性物质可用化学需氧量（耗氧有机物和无机还原性物质可用化学需氧量（CODCODCr Cr）、 ）、 高锰酸盐指数（高锰酸盐指数（CODCODMn Mn）、五日生化需氧量（ ）、五日生化需氧量（BODBOD5 5）等指）等指 标来反应其污染程度。标来反应其污染程度。 3.3.痕量有害有机物的污染痕量有害有机物的污染 某些化学物质在生产、使用、废弃过程中处理不当而某些化学物质在生产、使用、废弃过程中处理不当而 引起了环境污染，有一些污染物虽然在环境中浓度很低，引起了环境污染，有一些污

6、染物虽然在环境中浓度很低， 属痕量和超痕量级，污染环境也可能只在局部地区，但这属痕量和超痕量级，污染环境也可能只在局部地区，但这 些有害物对人体健康，生态系统有严重危害。些有害物对人体健康，生态系统有严重危害。 持久性有机污染物（持久性有机污染物（POPsPOPs）、环境雌激素类污染物）、环境雌激素类污染物 （能干扰野生动物的内分泌系统，引起遗传变异，有生殖（能干扰野生动物的内分泌系统，引起遗传变异，有生殖 毒性，有致畸、致突变、致癌作用）毒性，有致畸、致突变、致癌作用） 三三. .目前我国水资源的问题及对策目前我国水资源的问题及对策 1.1.三大问题三大问题 （1 1）淡水资源短缺：我国人均

7、淡水资源占有量仅为世界人）淡水资源短缺：我国人均淡水资源占有量仅为世界人 均占有量的均占有量的28%28%，据统计我国，据统计我国600600多个城市中有多个城市中有400400个城市个城市 不同程度缺水。不同程度缺水。 （2 2）水资源浪费严重：我国单位国民生产总值（）水资源浪费严重：我国单位国民生产总值（GDPGDP）的耗）的耗 水量是美国的水量是美国的1515倍，是日本的倍，是日本的3131倍。倍。 （3 3）水质污染严重）水质污染严重: :劣劣V V类水值比例越来越大类水值比例越来越大 2.2.对策措施对策措施 产业结构调整产业结构调整 大中城市和城镇要建城市生活污水处理厂，提高城市污

8、水大中城市和城镇要建城市生活污水处理厂，提高城市污水 处理率和回用率处理率和回用率 控制农业面源，需要通过综合防治和开展生态农业示范工控制农业面源，需要通过综合防治和开展生态农业示范工 程等措施进行控制程等措施进行控制 开发新水源开发新水源 加强水资源统一管理、调配，利用市场机制和杠杆作用，加强水资源统一管理、调配，利用市场机制和杠杆作用， 促进水资源的节约化。促进水资源的节约化。 第二章第二章 水污染的危害水污染的危害 一一.饮用水源污染及饮水安全饮用水源污染及饮水安全 1. 病原微生物对人体健康危害：受病原微生物污染的水体病原微生物对人体健康危害：受病原微生物污染的水体 中含有大量的致病菌

9、、病毒等，可引起伤寒、痢疾、霍中含有大量的致病菌、病毒等，可引起伤寒、痢疾、霍 乱和腹泻等肠道疾病。乱和腹泻等肠道疾病。 2. 氯及消毒副产物：主要副产物为三卤甲烷、卤乙酸、卤氯及消毒副产物：主要副产物为三卤甲烷、卤乙酸、卤 代醛等。这些副产物对人体具有致癌、致突变作用。代醛等。这些副产物对人体具有致癌、致突变作用。 水中存在的有机物、腐殖酸和藻类是产生消毒副产物水中存在的有机物、腐殖酸和藻类是产生消毒副产物 的前提。的前提。 3. 苦咸水：由于沿海地区对地下水过度开采而导致海水入苦咸水：由于沿海地区对地下水过度开采而导致海水入 侵，使陆地地下淡水变成苦咸水，失去原有的使用功能。侵，使陆地地下

10、淡水变成苦咸水，失去原有的使用功能。 4. 氟污染：饮水中氟含量在氟污染：饮水中氟含量在2mg/L以上，斑釉齿的发病率以上，斑釉齿的发病率 升高；氟含量在升高；氟含量在8mg/L以上会产生慢性氟中毒，引起骨以上会产生慢性氟中毒，引起骨 骼变化，称氟骨症。骼变化，称氟骨症。 5. 藻毒素：能产生藻毒素的藻类多为蓝藻，其中以微囊藻、藻毒素：能产生藻毒素的藻类多为蓝藻，其中以微囊藻、 节球藻、水华鱼腥藻和水华枣丝藻毒性最大。而目前饮节球藻、水华鱼腥藻和水华枣丝藻毒性最大。而目前饮 用水中尚无藻毒素含量标准。用水中尚无藻毒素含量标准。 6. 污染事故的危害：近年来，我国常见的一些突发污染事污染事故的危

11、害：近年来，我国常见的一些突发污染事 故主要是由于剧毒农药、有害化学品泄漏，扩散；易燃故主要是由于剧毒农药、有害化学品泄漏，扩散；易燃 易爆物泄漏爆炸，溢油事故及非正常废水排放等原因造易爆物泄漏爆炸，溢油事故及非正常废水排放等原因造 成的。成的。 二二.微量有害污染物对人体健康危害微量有害污染物对人体健康危害 1. 水俣病水俣病:其原因是含汞工业废水污染水域，汞沉淀水底，其原因是含汞工业废水污染水域，汞沉淀水底， 甲基化后高度富集于鱼贝类，人们长期食用这种鱼贝引甲基化后高度富集于鱼贝类，人们长期食用这种鱼贝引 起以中枢神经脑细胞损伤为主的慢性甲基汞中毒。起以中枢神经脑细胞损伤为主的慢性甲基汞中

12、毒。 2. 痛痛病痛痛病:因锌、铅冶炼工厂等排放的含镉废水污染了水体，因锌、铅冶炼工厂等排放的含镉废水污染了水体， 用污水灌溉的农田稻米富含镉，人因饮用被镉污染的水用污水灌溉的农田稻米富含镉，人因饮用被镉污染的水 和稻米而中毒。和稻米而中毒。 3. 砷中毒砷中毒 4.“三致三致”毒性危害毒性危害 三三. 对水生生物的危害对水生生物的危害 1.1.对水产养殖的的危害对水产养殖的的危害 2. 2.水生物遗传变异水生物遗传变异 3. 3.水域异常营养的危害：水体富营养化是指水体接纳过量水域异常营养的危害：水体富营养化是指水体接纳过量 的氮、磷等营养物质，使藻类及其他水生生物异常繁殖，的氮、磷等营养物

13、质，使藻类及其他水生生物异常繁殖， 水体透明度和溶解氧下降，造成水质恶化、严重的藻类爆水体透明度和溶解氧下降，造成水质恶化、严重的藻类爆 发而引起水质灾害。发而引起水质灾害。 四四.污水灌溉危害农业生产污水灌溉危害农业生产 五五.对景观旅游的危害对景观旅游的危害 二二.水体监测与评价水体监测与评价 水体：指地表被水覆盖地段的自然综合体，它不仅包水体：指地表被水覆盖地段的自然综合体，它不仅包 括水，而且还包括水中的悬浮物、底质和水生生物。括水，而且还包括水中的悬浮物、底质和水生生物。 对于一个水系的监测分析及综合评价，应包括水相、对于一个水系的监测分析及综合评价，应包括水相、 固相、生物相，才能

14、得出准确而全面的结论。固相、生物相，才能得出准确而全面的结论。 第三章第三章 水污染防治与检测技术水污染防治与检测技术 一一. 水污染防治的三个阶段水污染防治的三个阶段 1. 1.重金属污染防治：目前我国重金属污染已基本得到控制，重金属污染防治：目前我国重金属污染已基本得到控制， 水环境重金属浓度已基本达标。水环境重金属浓度已基本达标。 2. 2.耗氧有机物和富营养物质的污染防治：目前我国正处于耗氧有机物和富营养物质的污染防治：目前我国正处于 这个阶段。我国十大水系水质普遍受到耗氧有机物的不这个阶段。我国十大水系水质普遍受到耗氧有机物的不 同程度污染。同程度污染。 3. 3.痕量有机污染物防治

15、：目前我们已起步研究建立痕量和痕量有机污染物防治：目前我们已起步研究建立痕量和 超痕量有机物检测方法体系，为污染防治做好准备。超痕量有机物检测方法体系，为污染防治做好准备。 三三.水质检测技术的发展水质检测技术的发展 （一）无机污染物的监测技术（一）无机污染物的监测技术 1.1.原子吸收和原子荧光法：火焰原子吸收、氢化物发生原子吸收和原子荧光法：火焰原子吸收、氢化物发生 原原 子吸收、石墨炉原子吸收相继发展起来，可测定水中子吸收、石墨炉原子吸收相继发展起来，可测定水中 多数痕量、超痕量金属元素。多数痕量、超痕量金属元素。 我国发展的原子荧光器可同时测定水中我国发展的原子荧光器可同时测定水中As

16、As、SbSb、BiBi、 Ge Ge、SnSn、SeSe、TeTe、PbPb八种元素化合物。八种元素化合物。 2.等离子体发射光谱（等离子体发射光谱（ICP-AES）：已用于清洁水基本成）：已用于清洁水基本成 分废水中金属及底质、生物样品中多元素的同时测定。分废水中金属及底质、生物样品中多元素的同时测定。 一次进样，可同时测定一次进样，可同时测定1030个元素。其准确度与灵敏个元素。其准确度与灵敏 度和火焰原子吸收法大体相当。度和火焰原子吸收法大体相当。 3.3.等离子发射光谱等离子发射光谱- -质谱法（质谱法（ICP-MSICP-MS）：是以）：是以ICPICP（感应耦合（感应耦合 等离子

17、体）为离子化源的质谱分析法，其灵敏度比等离子体）为离子化源的质谱分析法，其灵敏度比ICP- AES高高23个数量级。特别是当测定质量在个数量级。特别是当测定质量在100以上的元以上的元 素时，其灵敏度更高，检出限更低。素时，其灵敏度更高，检出限更低。 4.4.离子色谱法：是分离和测定水中常见阴、阳离子的新技术，离子色谱法：是分离和测定水中常见阴、阳离子的新技术， 方法的选择性和灵敏度均好。一次进样可同时测定多种成方法的选择性和灵敏度均好。一次进样可同时测定多种成 分。分。 5 5.分光光度和流动注射分析技术：在常规检测中分光光度法分光光度和流动注射分析技术：在常规检测中分光光度法 占有较大的比

18、重。将这些方法与流动注射技术相结合，可占有较大的比重。将这些方法与流动注射技术相结合，可 将许多化学操作，如蒸馏、萃取，加各种试剂，定容显色将许多化学操作，如蒸馏、萃取，加各种试剂，定容显色 和测定融为一体，是一种实验室自动分析技术。和测定融为一体，是一种实验室自动分析技术。 6 6.价态和形态分析价态和形态分析 （二）有机污染物的监测技术（二）有机污染物的监测技术 1.1.耗氧有机物的监测耗氧有机物的监测 2. 2.有机污染物类别监测技术有机污染物类别监测技术 3. 3.有机污染物的分析：有机污染物可分为有机污染物的分析：有机污染物可分为VOCsVOCs、S-VOCsS-VOCs 分析和特定化合物的分析分析和特定化合物的分析 4.4.自动监测与排放总量监测技术：环境水质自动监测系统多自动监测与排放总量监测技术：环境水质自动监测系统多 指常规检测项