16水环境化学的主要研究方法(野外调查研究)

第8章水环境化学的主要研究方法8.1野外调查研究1.监测对象环境水体监测包括地表水(江、河、湖、海水)和地下水；水污染源监测包括生活污水、医院污水和各种工业废水2.水质指标－－描述水质量的参数物理指标色度、浊度等化学指标生化需氧量、化学需氧量、总需氧量、有毒物质生物指标细菌总数、大肠菌数一、地表水样的采集(1)监测断面的设置(2)采样点的布设(3)采样时间和采样频率(4)采样方法和采样器(5)水样类型消减断面控制断面对照断面监测断面（1）监测断面的类型对照断面作用为水体中污染物监测及污染程度提供参比、对照而设置，能够了解流入监测河段前水体水质状况。位置河流进入城市或工业区以前的地方，避开各种污水的流入或回流处。数目一般一个河段只设一个对照断面。（有主要支流时可酌情增加。）对一个水系或一条较长河流的完整水体需要设置背景断面，一般设置在河流上游或接近河流源头处，未受或少受人类活动处，可获得河流背景值。控制断面(常称污染监测断面)作用表明河流污染状况与变化趋势，与对照断面比较即可了解河流污染现状。位置一般设在排污口下游500～1000m处数目根据河段被污染情况、排污口分布、城市工业分布情况而定。消减断面作用表明河流被污染后，经过河流水体自净作用后的结果。位置距城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上数目一般一个河段只设一个消减断面采样断面布设(1)充分考虑本河段(地区)取水口、排污(退水)口数量和分布及污染物排放状况、水文及河道地形、支流汇入及水工程情况、植被与水土流失情况、其它影响水质及其均匀程度的因素等。(2)力求以较少的监测断面和测点获取最具代表性的样品，全面、真实、客观地反映该区域水环境质量及污染物的时空分布状况与特征。(3)避开死水及回水区，选择河段顺直、河岸稳定、水流平缓、无急流湍滩且交通方便处。(4)尽量与水文断面相结合。(5)断面位置确定后，应设置固定标志，不得任意变更；需变动时应报原批准单位同意。河流监测断面的设置(1)城市或工业区河段，应布设对照断面、控制断面和消减断面。(2)污染严重的河段可根据排污口分布及排污状况，设置若干控制断面，控制的排污量不得小于本河段总量的80％。(3)本河段内有较大支流汇入时，应在汇合点支流上游处，及充分混合后的干流下游处布设断面。(4)出入境国际河流、重要省际河流等水环境敏感水域，在出入本行政区界处应布设断面。(5)水质稳定或污染源对水体无明显影响的河段，可只布设一个控制断面。河流监测断面的设置(6)河流或水系背景断面可设置在上游接近河流源头处，或未受人类活动明显影响的河段。(7)水文地质或地球化学异常河段，应在上、下游分别设置断面。(8)供水水源地、水生生物保护区以及水源型地方病发病区、水土流失严重区应设置断面。(9)城市主要供水水源地上游1000m处应布设断面。(10)重要河流的人海口应布设断面。(11)水网地区应按常年主导流向设置断面；有多个叉路时应设置在较大干流上，控制径流量不得少于总径流量的80％。湖泊、水库的监测断面设置（1）在湖（库）的不同区域（进水区，出水区，深水区，浅水区，湖心区，岸边区）设置监测垂线。（2）当湖（库）区无明显区别时，用网格布点法布设监测垂线。（3）受污染物影响较大的重要湖泊、水库，在污染物主要传输路线上布设控制断面。(2)采样点的布设代表性要求采样断面上采样垂线的确定由河流的宽度确定垂线采样垂线上采样点的确定由河流的深度确定采样点<50m50～100m中泓线有明显水流处采样点位确定100～1000m有明显水流处中泓线有明显水流处采样点位确定>1500m等间距设置采样点位确定采样点位确定<5m水面下0.3～0.5m处5～10m河底以上0.5m处10～50m½水深处点击此处观看“河流断面监测实验”采样垂线的设置水面宽（m)采样垂线布设岸边有污染带相对范围＜501条（中泓处）如一边有污染带增设1条垂线50～100左右2条3条左、右设在距湿岸5～10m处100～1000左、中、右3条5条（增加岸边2条）＞10003～5条7条表8-1采样垂线布设采样点布设水深（m)采样点数位置说明＜51水面下0.5m不足1m时，取1/2水深；如沿垂线水质分布均匀，可减少中层采样点；潮汐河流应设置分层采样点。5～102水面下0.5m，河底上0.5m＞103水面下0.5m，1/2水深，河底上0.5m表8-2采样点布设(3)采样时间和采样频率对象采样时间和采样频率较大水系干流和中小河流全年采样不少于6次。丰、枯和平水期，每期采样两次。流经城市工业区、污染较严重的河流、游览水域、饮用水源地等年采样不少于12次，每月一次。潮汐河流年采样3次，丰、平、枯水期各一次，每次采样两天，分别在大潮期和小潮期进行，每次应采集当天涨、退潮水样分别测定。湖泊、水库年采样两次，枯、丰水期各1次。要了解1天或几天内水质变化可以在l天(24h)内按一定时间隔或3天内分不同等份时间进行采样。遇到特殊情况时，增加采样次数。背景断面每年采样1次。采样方法船只采样桥梁采样涉水采样索道采样(4)采样方法船只采样常用于采集河流和水库的水样，此法灵活，但采样点不易固定，可比性较差。桥梁采样用于频繁采样，可准确控制位置，尽量利用现有桥梁。涉水采样较浅的小河和靠近岸边水浅的采样点。索道采样用于地形复杂、险要，地处偏僻处的小河流（4）采样器的选择水桶、瓶子：采集表层水样。单层采水器：采集水流平缓的深层水样。急流采水器：采集水流急、流量较大的水样。双层采样器：用于采集测定溶解性气体的水样。其他采水器采样器单层采水器有机玻璃采水器急流采水器溶解氧采水器容器的选用聚乙烯塑料容器用于金属和无机物的监测项目；硬质玻璃容器用于有机物和生物等的监测惰性材料用于特殊监测项目容器在使用前必须经过洗涤聚乙烯塑料容器硬质玻璃容器不锈钢材料容器采样容器地表水监测项目水体必测项目选测项目河流水温、pH、悬浮物、总硬度、电导率、溶解氧、化学耗氧量、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、挥发性酚、氰化物、砷、汞、六价铬、铅、镉、石油类等硫化物、氟化物、氯化物、有机氯农药、有机磷农药、总铬、铜、锌、大肠菌群、总α放射性、总β放射性、铀、镭、钍等湖泊水库水温、pH、悬浮物、总硬度、溶解氧、透明度、总氮、总磷、化学耗氧量、五日生化需氧量、挥发性酚、氰化物、砷、汞、六价铬、铅、镉等钾、钠、藻类(优势种)、浮游藻、可溶性固体总量、铜、大肠菌群等。（5）水样的类型瞬时水样指在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。混合水样同一采样点、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”。综合水样不同采样点、同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品称综合水样。

河流监测断面示意图AA’G’GBB’C’CD’DEE’F’F取水口二、水样的采集和保存水样的保存(Preservation

ofwatersample)

对于痕量物质容易在保存过程中发生物理的、化学的和生物化学的变化，而使水质变化，失去代表性。所以从采样到测定时间间隔越短越好。某些指标则必须在现场测定(如温度、pH、Eh等)或现场固定后再运输(如DO等)。二、水样的采集和保存水样的保存(Preservation

ofwatersample)保存容器选性能稳定，不易吸附预测组分，杂质含量低的材料制成的容器，如聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器是常规监测中广泛使用的，也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器，但价格昂贵。容器不能是新的污染源，例如测定硅及硼时就不能用硼硅玻璃瓶。容器壁不应吸收或吸附某些待测组分，例如，测定有机物时，不能用聚乙烯瓶测定对光敏感的组分，则水样应贮于棕色试剂瓶中。二、水样的采集和保存水样的保存(Preservation

ofwatersample)保存时间：即最长贮放时间，一般污水的存放时间越短越好。清洁水样：72h；轻污染水样：48h；严重污染水样：12h二、水样的采集和保存保存措施选择适当材料的容器控制溶液的PH值加入化学试剂抑制氧化还原反应和生化作用冷藏或冷冻，以降低细菌活性和化学反应速度。8.2水质模型

（有机毒物的归趋模式P234）有机污染物在水环境中的迁移转化过程36流入流出水解沉淀-溶解作用生物降解酸碱平衡吸附解吸作用沉积作用氧化还原作用生物浓缩光解作用HA=H++A-挥发HO：

H1）负载过程2）形态过程

3）迁移过程

4）转化过程

5）生物累积过程对流有机毒物在水环境中的迁移转化过程负载过程(输入过程)、形态过程（酸碱平衡、吸着作用）迁移过程(沉淀-溶解作用、对流作用、挥发作用、沉积作用）转化过程（生物降解作用、光解作用、水解作用、氧化还原作用）生物累积过程（生物浓缩作用、生物放大作用）模型的基本思路三个假定：（1）从研究单个的主要迁移转化过程着手，化合物在水环境中消失的总速率是各个单过程消失速率之和。单个过程速率都是一级反应过程，因而总速率也是一级反应。（2）若环境一定，且有机物的存在并不改变环境参数，速率方程为准一级反应式。（3）吸着速率远快于挥发和各种转化的速率。表征化合物固有性质的参数（实验室测得）如化合物的溶解度、蒸气压、辛醇-水分配系数以及不随环境特征参数而变化的速率常数等；表征环境特征所测量的参数如水流量、流速、pH值、沉积物和水的质量比、水温、氧化还原电位、风速、细菌总数、光强等。39(1)有机物消失速率（RT）

假定环境参数在一定的环境地区和时间范围内保