環(huán)境監(jiān)測復習.doc
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1、第一章 緒 論 第一節(jié) 環(huán)境監(jiān)測的基本概念 一、什么是環(huán)境監(jiān)測? 1、環(huán)境分析(Environmental Analysis)—— 早期的環(huán)境監(jiān)測 早期人們認識的環(huán)境污染主要是由有害化學物質在環(huán)境中過度積累而造成的。 為了控制和消除污染,保護人類健康,需要研究污染物質的性質、來源、含量及其分布狀態(tài),這種研究是以基本化學物質為單位,進行的定性和定量分析,這就是環(huán)境分析。 環(huán)境分析是環(huán)境化學學科的一個重要分支,其主要任務是應用化學分析法和儀器分析法對水、大氣、土壤、生物等環(huán)境要素中的污染物作定性檢測(detection)和定量測定(determination)。 環(huán)境分析的
2、一般工作程序:采樣、樣品保存和預處理、定性檢測和定量分析、數(shù)據(jù)處理、報告結果 2、環(huán)境監(jiān)測(Environmental Monitoring) 環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境科學的一個重要分支,定義如下: ? 中國大百科全書環(huán)境分冊的定義:間斷或連續(xù)地測定環(huán)境中污染物的種類、濃度,觀察分析其變 化和對環(huán)境影響的過程。 ? 簡明定義:通過對影響環(huán)境質量因素的代表值的測定,來判環(huán)境質量(或污染程度),并預測其變化趨勢。 ? 本教材的定義:運用物理、化學和生物等現(xiàn)代科學技術手段,通過對影響人類和環(huán)境質量的代表性環(huán)境要素進行測定(監(jiān)視、監(jiān)控、定性、定量)和系統(tǒng)的綜合分析,以探索研究環(huán)境質量的變化規(guī)律,從而
3、科學評價環(huán)境質量及其變化趨勢的操作過程。 注意: 環(huán)境監(jiān)測不僅僅是為獲得影響環(huán)境質量的因素的定量數(shù)值,更重要的是利用數(shù)據(jù)來描述和判斷環(huán)境質量的現(xiàn)狀,并預測環(huán)境質量的發(fā)展變化趨勢。 二、環(huán)境監(jiān)測與環(huán)境分析的區(qū)別、聯(lián)系 ? 目前廣泛使用的“環(huán)境監(jiān)測”一詞涵蓋了環(huán)境分析的內容,它不僅僅是環(huán)境分析。 ● 環(huán)境分析是環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分,當前80%左右的污染來自化學污染,因此,環(huán)境監(jiān)測的核心內容是環(huán)境分析。 ● 從發(fā)展時間上看,環(huán)境分析開展在先,環(huán)境監(jiān)測則是該技術的現(xiàn)代發(fā)展產物。 ● 從測定對象上看,環(huán)境監(jiān)測已由單純的化學物質而遍及各種物理參數(shù)(如光污染、聲 污染、電磁波、
4、熱污染等)和生物參數(shù)(如細菌鑒定和計數(shù)、生物量的測定等); ● 在獲取環(huán)境信息方面,監(jiān)測技術已經具備了實時性、連續(xù)性、完整性等特點,它涉及的學科范圍已經遍及化學、物理、生物、儀器儀表、自動化、計算機、遙感遙測等許多方面。 三、環(huán)境監(jiān)測的一般過程 四、環(huán)境監(jiān)測包括的主要內容 化學指標的測定:采用化學、物理化學方法對化學污染物進行分析測試。 物理指標的監(jiān)測:對物理因子(如熱、聲、光、電磁輻射、振動及放射性等)強度、能量和狀態(tài)的監(jiān)測。 生物、生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測:是指測定和分析生命系統(tǒng)各層次對污染物或環(huán)境變化所發(fā)出的各種反應和信息,如群落、種群的遷移變化、受害癥
5、狀等。 五、環(huán)境監(jiān)測的對象 自然因素:如火山爆發(fā)、泥石流、氣候變化、地震、水災、旱災等。 人為因素:如工農業(yè)的排放、生活污水的排放,對環(huán)境造成危害的各種成分:包括化學成分及物理成分。 第二節(jié) 環(huán)境監(jiān)測的目的和分類 一、環(huán)境監(jiān)測的目的、任務 環(huán)境監(jiān)測的目的是準確、及時、全面地反映環(huán)境質量現(xiàn)狀及其發(fā)展變化趨勢,為環(huán)境管理、環(huán)境規(guī)劃、污染源控制、環(huán)境評價提供科學依據(jù)。 環(huán)境監(jiān)測作為環(huán)境保護工作的基礎,主要的任務是: ① 評價環(huán)境質量,預測環(huán)境質量發(fā)展趨勢。 ② 揭示污染危害,探明污染情況,進行監(jiān)督管理。 ③ 積累環(huán)境本底資料,研究和掌握環(huán)境容量和環(huán)境污染總量
6、控制,為實施目標管理提供依據(jù)。 ④ 為制訂和執(zhí)行環(huán)境法規(guī)、標準及環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境污染綜合防治對策提供科學依據(jù)。 二、環(huán)境監(jiān)測的分類 (一)按監(jiān)測目的分類 1、監(jiān)視性監(jiān)測(又稱例行監(jiān)測或常規(guī)監(jiān)測) 是對指定的有關項目進行定期的、長時間的監(jiān)測,以確定環(huán)境質量及污染源狀況、評價控制措施的效果、衡量環(huán)境標準實施情況和環(huán)境保護工作的進展。包括對污染源的監(jiān)督監(jiān)測和環(huán)境質量監(jiān)測。 污染源監(jiān)督監(jiān)測旨在掌握污染源排向環(huán)境的污染物種類、濃度、數(shù)量,掌握其造成的影響,為控制和防治污染提供依據(jù)。 環(huán)境質量監(jiān)測,例如,城市環(huán)境空氣質量監(jiān)測。 2、特定目的監(jiān)測(又稱特例監(jiān)測或應急監(jiān)測) (1)污染事
7、故監(jiān)測(事故性監(jiān)測) (2)仲裁監(jiān)測 (3)考核驗證監(jiān)測:如對監(jiān)測人員的業(yè)務考核、分析方法驗證、新建項目的環(huán)境考核評價、污染治理后的驗收監(jiān)測。 (4)咨詢服務監(jiān)測:為政府部門、科研機構、生產單位等提供服務性監(jiān)測,如,建設新企業(yè)的環(huán)境影響評價等。 3、研究性監(jiān)測(又稱科研監(jiān)測) 是針對特定目的科學研究而進行的高層次監(jiān)測。 (二)按監(jiān)測介質對象分類:水質監(jiān)測、空氣監(jiān)測、土壤監(jiān)測、固體廢物監(jiān)測、生物監(jiān)測、噪聲和振動監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測、放射性監(jiān)測、熱監(jiān)測、光監(jiān)測、病源體監(jiān)測等。 (三)按監(jiān)測方式分類:手動的和自動方式的監(jiān)測;儀器的和簡易方式的監(jiān)測;現(xiàn)場的、實驗室的
8、和遙感方式的監(jiān)測。 (四)按專業(yè)部門分類 可分為:氣象監(jiān)測、衛(wèi)生監(jiān)測、資源監(jiān)測等。 又可分為:化學監(jiān)測、物理監(jiān)測、生物監(jiān)測等。 (五) 按監(jiān)測區(qū)域分類:可分為廠區(qū)監(jiān)測和區(qū)域監(jiān)測。 廠區(qū)監(jiān)測是指企業(yè)、事業(yè)單位對本單位內部污染源及總排放口的監(jiān)測,各單位自設的監(jiān)測站主要從事這部分工作。 區(qū)域監(jiān)測指全國或某地區(qū)環(huán)保部門對水體、大氣、海域、流域、風景區(qū)、游覽區(qū)環(huán)境的監(jiān)測。 第三節(jié) 環(huán)境監(jiān)測技術概述 一、環(huán)境監(jiān)測技術概述 監(jiān)測技術包括:采樣技術、污染物的測試技術 數(shù)據(jù)處理技術、質
9、量保證技術。 二、環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展 環(huán)境監(jiān)測的發(fā)展: ★ 20世紀50~60年代:污染監(jiān)測或被動監(jiān)測階段,主要采用的是化學分析手段——環(huán)境分析技術。 ★ 20世紀70年代:主動監(jiān)測或目的監(jiān)測階段,除化學手段外,還發(fā)展了物理的、生物的監(jiān)測手段;同時由點污染的監(jiān)測發(fā)展到面污染及區(qū)域性的監(jiān)測。 ★上世紀80年代~至今:污染防治監(jiān)測或自動監(jiān)測階段,遙感、遙測手段的應用、監(jiān)測儀器與電子計算機的聯(lián)用,實現(xiàn)了測定及數(shù)據(jù)處理的自動化,使得在極短時間內觀察到空氣、水體污染的變化及預測預報未來環(huán)境質量成為可能。 環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展: 目前,環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展主要集中在: ①
10、以現(xiàn)場人工采樣和實驗室分析為主向多參數(shù)網絡在線、多功能自動化檢測方向發(fā)展; ② 環(huán)境樣品預處理技術由手工單樣品處理向在線自動化和批量化處理方向發(fā)展; ③ 由較窄的局部檢測、單純的地面環(huán)境監(jiān)測向全方位領域監(jiān)測和與遙感環(huán)境監(jiān)測相結合的方向發(fā)展; ④ 研究高效預富集、分離方法,應用于樣品組成復雜、待測組分含量很低的環(huán)境樣品分析測試; ⑤ 野外和現(xiàn)場環(huán)境檢測儀器向便攜式、小型化方向發(fā)展。 三、環(huán)境優(yōu)先污染物和優(yōu)先監(jiān)測 在各種污染的因素中,有毒化學污染約占80%左右,是潛在危害最大的一種。據(jù)估計,已知的化學物質有1000多萬種,其中約有3.5萬多種對人體和環(huán)境具有潛在的危害。 對眾多有毒污
11、染物進行分級排隊,從中篩選出潛在危害大、在環(huán)境中出現(xiàn)頻率高的污染物作為監(jiān)測和控制對象,這種經過優(yōu)先選擇的污染物稱為環(huán)境優(yōu)先污染物,簡稱為優(yōu)先污染物(priority pollutants)。 對優(yōu)先污染物進行的監(jiān)測稱為優(yōu)先監(jiān)測。 優(yōu)先污染物的特點:對環(huán)境的潛在危害大,難以降解;在環(huán)境中有一定殘留水平;出現(xiàn)頻率較高;具有生物積累性;“三致”物質(致癌、致畸、致突變);毒性較大;有較可靠的監(jiān)測方法。 許多國家均提出了有關污染物的“黑名單”或“灰名單”。我國的優(yōu)先污染物黑名單,包括14種化學類別共68種有毒化合物,其中有機物58種。 第二章 水和廢水監(jiān)測 第一節(jié) 水污染及其監(jiān)測
12、技術概述 1、監(jiān)測對象 天然水——環(huán)境水體監(jiān)測,包括江、河、湖、海及地下水、水庫、溝渠水…… 水污染源監(jiān)測:生活污水、工業(yè)廢水、醫(yī)院污水 2、監(jiān)測目的 (1)對環(huán)境水體的污染物進行經常性監(jiān)測,掌握現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢; (2)對工業(yè)廢水、生活污水進行監(jiān)視性監(jiān)測,為污染源管理和排污收費提供依據(jù)。 (3)對水環(huán)境污染事故進行應急監(jiān)測,為分析事故原因、危害及采取對策提供依據(jù)。 (4)為政府制訂環(huán)保法規(guī)、標準及開展環(huán)境保護管理工作提供數(shù)據(jù); (5)為開展水環(huán)境評價及進行科研提供基礎數(shù)據(jù)。 環(huán)境標準的分類和分級 分類: (1)按照環(huán)境標準的級別:分為國家、地方和行業(yè)標準。
13、 地方標準:地方環(huán)境標準由省級環(huán)保部門組織草擬,報同級人民政府審核、批準和頒發(fā),并報國務院環(huán)境保護行政主管部門備案。在各地區(qū)內執(zhí)行。 地方標準應符合以下條件: ① 對國家標準中所沒有規(guī)定的項目作出規(guī)定; ② 對國家標準中已有的項目,地方標準應嚴于國家標準,以對國家標準起到補充、完善的作用。 標準之間的關系: 國家標準與地方標準:地方標準優(yōu)先執(zhí)行。 國家/地方標準與行業(yè)標準:行業(yè)標準優(yōu)先執(zhí)行,與國家標準不交叉。 (2)按照環(huán)境標準的性質和內容分類:分為環(huán)境質量標準、污染物排放標準、環(huán)境基礎標準、環(huán)境方法標準、環(huán)境標準樣品標準、環(huán)保儀器、設備標準 6類。 (3)按照執(zhí)行力度還可分
14、為:強制性標準和推薦性標準。 環(huán)境質量標準和污染物排放標準屬于強制性標準。推薦性環(huán)境標準被強制性環(huán)境標準引用,須強制執(zhí)行 。 1、水質標準 水質標準由具體的水質指標來體現(xiàn)。 主要有水環(huán)境質量標準與排放標準。 (一)地表水環(huán)境質量標準( GB3838-2002 ) 根據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護目標、控制功能高低依次將地表水劃分為五類功能區(qū)。 注意: (1)地表水環(huán)境質量標準規(guī)定的不同功能水域類別分別執(zhí)行相應類別的標準值; (2)同一水域兼有多類使用功能的,執(zhí)行最高功能類別對應的標準值。 按地表水域使用功能要求和污水排放去向,對排放的污水分別執(zhí)行一、二、三級標準。
15、 ①排入Ⅲ類(地表水),Ⅱ類(海水)水域,執(zhí)行一級標準; ②排入Ⅳ、Ⅴ(地表水)、 Ⅲ(海水),執(zhí)行二級標準; ③排入二級污水處理廠污水,執(zhí)行三級標準。 標準將排放的污染物按其性質及控制方式分為兩大類: 1、第一類污染物:能在動植物內或環(huán)境中蓄積,對人體健康產生長遠不良影響的。對此類污染物,一律在車間或車間處理設施排污口取樣測其濃度。 2、第二類污染物:指長遠影響遠小于第一類的污染物質。在排污單位排污口取樣測定此類污染物。 監(jiān)測項目可歸納為以下幾類: 1、物理指標;2、化學指標;3、生物學指標 (一)地表水監(jiān)測項目 (二)生活飲用水監(jiān)測項目 (三)廢(污)水 監(jiān)測項
16、目 第一類:是在車間或車間處理設施排放口采樣測定的污染物,包括總汞、烷基汞、總鎘、總鉻、六價鉻、總砷、總鉛、總鎳、苯并(a)芘、總鈹、總銀、總α放射性、總β放射性。 第二類:是在排污單位排放口采樣測定的污染物,包括pH、色度、懸浮物、生化需氧量、化學需氧量、石油類、動植物油、揮發(fā)性酚、總氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸鹽、甲醛、苯胺類、硝基苯類、陰離子表面活性劑、總銅、總鋅、總錳 。 1、監(jiān)測分析方法體系 (1)國家或行業(yè)標準分析方法(A類):準確度高,適用于仲裁分析、及用于評價其他分析方法。可在環(huán)境監(jiān)測與執(zhí)法中使用。 (2)統(tǒng)一分析方法(B類):是經研究和多個單位的實驗室驗證
17、表明是成熟的方法??稍诃h(huán)境監(jiān)測與執(zhí)法中使用。 (3)試用方法(C類):與前兩類方法的靈敏度、準確度、精確度具有可比性的分析方法稱為等效方法。這類方法可能是一些新方法、新技術,是在國內少數(shù)單位研究和應用過,或直接從發(fā)達國家引進,供監(jiān)測科研人員試用的方法。 2、水質監(jiān)測常用的分析方法 有向儀器方法發(fā)展的趨勢,但常規(guī)監(jiān)測還是以化學方法為主。 (1)化學分析方法:國內外普遍采用,占方法總數(shù)的50%以上。分為重量法、容量法(滴定法)、 分光光度法。 (2)儀器分析方法: 原子吸收法:主要測金屬元素,操作簡單、快速,靈敏度、準確度好。 原子熒光法:一般用于測Hg,以及
18、氰化物易揮發(fā)的As、Bi、Sb、Se等。 離子色譜法:是分離和測定水中常見離子的技術,選擇性好、靈敏度高。 氣相色譜法:是分離和測定水中有機物的主要方法。 液相色譜法:測難揮發(fā)有機物,如多環(huán)芳烴。 等離子體發(fā)射光譜(ICP-AES):可對樣品中多元素同時測定,一次進樣可測10~30個元素。其靈敏度、準確度與原子吸收法相當。 (3)其他方法:如電極法、極譜法。 3、選擇監(jiān)測分析方法的原則 (1)方法的靈敏度應滿足定量的要求; (2)方法成熟、準確、重現(xiàn)性好; (3)方法操作簡便、易于普及(適合自己實驗室的條件); (4)方法的選擇性好,抗干擾能力強; (5)
19、所用試劑無毒或毒性小。 1、地表水監(jiān)測技術路線 地表水監(jiān)測采用以流域為單元,優(yōu)化斷面為基礎,連續(xù)自動監(jiān)測分析技術為先導;以手工采樣、實驗室分析技術為主體;以移動式現(xiàn)場快速應急監(jiān)測技術為輔助手段的自動監(jiān)測、常規(guī)監(jiān)測與應急監(jiān)測相結合的監(jiān)測技術路線。 2、水污染源監(jiān)測技術路線 重點污染源采用以自動在線監(jiān)測技術為主導,其它污染源采用以自動采樣和流量監(jiān)測同步-- 實驗室分析為基礎,并以手工混合采樣-實驗室分析為輔助手段的濃度監(jiān)測與總量監(jiān)測相結合的技術路線。 第二節(jié) 水質監(jiān)測方案的制訂 一、 水質監(jiān)測點位的布設關系到監(jiān)測數(shù)據(jù)是否有代表性、能否真實地反映水體環(huán)境質量現(xiàn)狀
20、及污染發(fā)展趨勢。 二、采樣目的及樣品的代表性 1、采樣的目的:從所要研究的水體收集一小部分水樣,使其質量能反映水體的整體質量。為達到該目的,在采樣時就應考慮樣品的代表性。 2、采樣是水質分析的首要環(huán)節(jié)(關鍵環(huán)節(jié)):保證樣品具有代表性,是水質監(jiān)測數(shù)據(jù)具有準確性、精密性和可比性的前提。要取得可靠的結果,采樣是關鍵。 3、樣品的代表性:指在有代表性的時間、地點并按規(guī)定的要求采樣,及隨后的處理(如運輸、保存等)能確保待測物質的測定結果能真實反映水體質量及其在監(jiān)測時期內的時間和空間變化。 水體的一個重要特征就是流動性(與大米、礦石、泥土等有區(qū)別),具有隨時間和
21、空間變化的特征。因此,要保證樣品的代表性就須選擇:① 合理的采樣位置:以反映水體的空間變化; ② 合理的采樣時間及頻率:以反映水體的時間變化 為獲得完整的監(jiān)測信息,從理論上講 ,要求監(jiān)測的空間和時間的分辨率越高越好,但從經濟觀點和實踐觀點看,單純追求高的空間和時間的分辨率,又是難以實現(xiàn)的。 所以,追求以盡可能少的監(jiān)測點位獲取最具有空間代表性的監(jiān)測數(shù)據(jù),是環(huán)境監(jiān)測的最重要的指導思想之一。因此,監(jiān)測點位的優(yōu)化布設十分重要。 三、地表水監(jiān)測斷面的設置 將水體看成一個三維空間,則具體的采樣點可看作一個幾何點。按空間——斷面——垂線——采樣點的順序最終
22、確定各采樣點在空間的位置。 (一)地表水監(jiān)測斷面設置的原則 總體要求:斷面在總體和宏觀上應能反映水系的水環(huán)境質量狀況;各斷面的具體位置應能反映所在區(qū)域環(huán)境污染的特征;盡可能以最少的斷面獲得足夠代表性的環(huán)境信息;應考慮實際采樣的可行性和方便性。 具體設置原則: ① 對流域或水系要設立背景斷面、控制斷面(若干)和入??跀嗝?。對行政區(qū)域可設背景斷面(對水系源頭)或入境斷面(對過境河流)或對照斷面、控制斷面(若干)和入海河口斷面或出境斷面。在各控制斷面下游,如果河段有足夠長度(至少10km),還應設消減斷面。 ② 根據(jù)水體功能區(qū)設置控制監(jiān)測斷面,同一水體功能區(qū)至少要設置1 個監(jiān)測斷面。
23、 ③ 斷面位置應避開死水區(qū)、回水區(qū)、排污口處,盡量選擇順直河段、河床穩(wěn)定、水流平穩(wěn),水面寬闊、無急流、無淺灘處。 ④ 監(jiān)測斷面力求與水文測流斷面一致,以便利用其水文參數(shù),實現(xiàn)水質監(jiān)測與水量監(jiān)測的結合。 ⑤ 監(jiān)測斷面的布設應考慮社會經濟發(fā)展,監(jiān)測工作的實際狀況和需要,要具有相對的長遠性。 ⑥ 流域同步監(jiān)測中,根據(jù)流域規(guī)劃和污染源限期達標確定監(jiān)測斷面。 ⑦ 入海河口斷面要設置在能反映入海河水水質并臨近入海的位置。 (二)監(jiān)測斷面的分類及設置方法 采樣斷面:指在河流和湖泊采樣中,實施水樣采集的整個剖面,分為背景斷面、入境斷面、控制斷面、出境斷面、潮汐河流斷面和管理斷面等。 1、背景
24、斷面* :指為評價一完整水系的污染程度,在未受人類生產和生活活動影響的清潔河段上設置的斷面,以取得江、河水系的背景值。應設在基本未受人類活動影響的清潔河段上,原則上應設在水系源頭處或未受污染的上游河段。 2、入境斷面(對照斷面):用來反映水系進入某行政區(qū)域時的水質狀況,以了解流入監(jiān)測河段前的水體水質狀況。應設置在水系進入本區(qū)域且尚未受到本區(qū)域污染源影響處。 3、控制斷面:指為了解兩岸工業(yè)和生活污染源及相關支流對水質的影響、了解水環(huán)境受污染程度及其變化情況的斷面。一般設在排污口下游500~1000m處,或與支流匯合口的上游。(根據(jù)污染物的遷移、轉化規(guī)律及河流的水力特征確定) 4、出境斷
25、面:出境斷面用來反映水系進入下一行政區(qū)域前的水質。因此應設置在本區(qū)域最后的污水排放口下游,污水與河水已基本混勻并盡可能靠近水系出境處。如果在此行政區(qū)域內,河流有足夠長度,則應設消減斷面。 5、消減斷面:主要反映河流對污染物的稀釋凈化情況,應設置在控制斷面下游,污染物被稀釋、降解(自凈作用),使主要污染物的濃度顯著降低的斷面。一般設在工業(yè)區(qū)最后一個排污口下游1500m外的河段。 6、潮汐河流監(jiān)測斷面:潮汐河流監(jiān)測斷面的布設原則與其它河流相同,設有防潮橋閘的潮汐河流,根據(jù)需要在橋閘的上、下游分別設置斷面。根據(jù)潮汐河流的水文特征,潮汐河流的對照斷面一般設在潮區(qū)界以上。 7、管理斷面:為特定管
26、理需要而設置的斷面。常見的有:定量化考核、了解各污染源排污、監(jiān)視引用水源、流域污染源限期達標排放、河道整治等。 (三)湖泊、水庫采樣斷面的設置 考慮沿岸污染源及進出湖、岸的河流對水體的影響以及結合湖、庫水體的生態(tài)特點而設置。 (四)給定監(jiān)測斷面上采樣點位的設置 1、江河水的給定斷面上采樣點的設置,應根據(jù)江河、湖泊的寬度和深度而定。 水面寬度≤ 50m時,只設一條中垂線;50~100m,設左、右兩條垂線(近左、右岸有明顯水流處);>100m,設左、中、右三條垂線; 在每條垂線上,根據(jù)水的深度設點,水深:≤ 1m,在1/2水深處設采樣點;≤ 5m,水面下0
27、.5m處設一個采樣點;5~10m,設兩點,即水面下0.5m和河底上0.5m處各設一點;>10m,設三點,即水面下0.5m處,1/2水深處和河底上約0.5m處各設一個采樣點; 2、湖泊、水庫監(jiān)測斷面上采樣點的設置 (1) 確定方法同江、河水 (2) 如果存在間溫層(溫躍層),確定分層情況后,在決定垂線上的采樣點位時,一般除在即水面下0.5m處和河底上0.5m處各設點外,還要在每一間溫層1/2水深處設點。 四、地下水采樣點的設置 (了解) 地下水:是指存儲于土壤和巖石空隙(孔隙、裂隙、溶隙)中的水,廣義指地表以下各種形式的水。相對地表水而言,地下水的流動性和水質參數(shù)的改變較緩慢。
28、 監(jiān)測方案的制定與地表水基本相同,但側重點有所不同。 由于地質結構的復雜性,使地下水采樣點的設置也變得復雜。 五、水污染源采樣點的設置 水污染源包括工業(yè)廢水、城市污水等。 水污染源一般經管道或溝渠排放,截面積較小,不需要設置斷面,而直接確定采樣點。 1、工業(yè)廢水采樣點的設置 (1)監(jiān)測一類污染物:在車間或車間處理設施排放口設置采樣點。 (2)監(jiān)測二類污染物:在工廠廢水的總排放口設置采樣點。 對已有廢水處理設施的工廠,在處理設施的總排放口布設采樣點。如需了解廢水處理效果,還要在處理設施入口處設置采樣點。 在排污渠道上,采樣點應設在渠道較直
29、,水量穩(wěn)定,上游無污水匯入的地方。 2、城市污水(生活污水和醫(yī)院污水等) (1)城市污水管網:采樣點應設置在排水支管接入污水干管的檢查井、城市污水干管的不同位置、污水進入水體的總排放口等。 (2)城市污水處理廠:應在污水進口和處理后的總排口布設采樣點。如需要了解各污水處理單元的處理效果,應在各處理設施單元的進出口分別設置采樣點。 六、采樣時間和頻率 為保證采集的水樣具有代表性,除須選擇合理的采樣點外,還須確定合理的采樣時間及頻率。 確定原則:盡量投入較少的人力、物力而獲得足夠的準確度。 第三節(jié) 水樣的采集和保存 一、地表水水樣的類型 1、瞬時水樣:指某
30、一時間和地點從水體隨機采集的分散水樣。適于水質穩(wěn)定,其組分在相當長的時間或相當大的空間范圍內變化不大的水體。當水體組分及含量隨時間和空間變化時, 就應隔時、多點采集瞬時樣,分別進行分析。 2、時間混合水樣:指在同一采樣點、于不同采樣時間采集的瞬時水樣的混合。適于水質隨時間變化較大的水體,用于觀察平均濃度。但不宜用于測定pH值、溶解氧、BOD、細菌總數(shù)等在貯存過程中會發(fā)生明顯變化(不易保存)的組分。如果水的流量隨時間變化,必須采集流量比例混合樣。可用專用的流量比例采樣器采集這種水樣。 3、綜合水樣:在不同采樣點、同一時間采集的各個瞬時水樣混合后即得到綜合水樣。反映的是水體該時間的總的狀況
31、。綜合水樣是獲得平均濃度的重要方式,可了解某一時間水體的綜合(整體)情況。 4、單獨水樣:在天然水體和廢水監(jiān)測中,有些組分分布很不均勻(如油類和懸浮物等),有些組分在放置過程中很容易發(fā)生變化,需要加入不同的試劑進行現(xiàn)場固定(如溶解氧、BOD5、細菌總數(shù)、硫化物等)。對這些組分的監(jiān)測,不適于采集混合水樣,必須采集單獨水樣,分別進行現(xiàn)場固定和后續(xù)測定。需要單獨采樣監(jiān)測的指標包括pH值、溶解氧、COD、BOD5、有機物、余氯、糞大腸菌群、硫化物、油類、懸浮物、放射性和其他可溶性氣體等。 二、地表水樣的采集 (一)采樣前的準備 根據(jù)監(jiān)測項目的性質和采樣方法的要求,選擇適宜的
32、采樣器和盛水容器,并清洗干凈;并準備交通工具。 (二)采樣方法和采樣設備(采水器) 地表水樣采集時,常乘監(jiān)測船或采樣船等交通工具到采樣點采集,也可涉水和在橋上采集。 1、采集表層水樣:可直接用桶、瓶等盛水容器采集。 2、深層水:借助采水器 四、廢(污)水樣的采集 (一)淺層廢水(污水),用采樣容器直接采取,可用長把塑料勺采集。 (二)深層廢水(污水),借助采水器。 (三)自動采樣,采用廢(污)水自動采水器采集。 (四)采集廢水樣的類型:因廢水中污染物的組成和廢水流量隨工廠生產工藝的變化而經常發(fā)生變化,因此采集水樣的類型應根據(jù)生產情況而定。 1、瞬時廢水樣:對生產工藝
33、連續(xù)、穩(wěn)定的工廠或車間,適于采集瞬時廢水樣。 2、平均廢水樣:適用于生產工藝不穩(wěn)定的工廠或車間。對企業(yè)而言,生產的周期性影響著排污的規(guī)律性。對生產工藝不穩(wěn)定的工廠或車間,由于不同時間廢水的排放量和污染物濃度變化較大,為使監(jiān)測結果具有代表性(往往要求得到平均濃度),需要增大采樣及測定頻率。 為使監(jiān)測結果具有代表性,而又能節(jié)省分析時間,此時可以采集混合水樣進行分析: (1)時間等比例水樣 :即每隔相同時間采集等量廢水樣混合而成,測平均濃度。適于廢水流量較穩(wěn)定,但污染物組分隨時間變化較大的情況;不適于測pH值、溶解氧、BOD、揮發(fā)酚、細菌總數(shù)、油類等隨時間變化大、不宜保存的組分。 (
34、2)流量等比例水樣:在不同時間根據(jù)排污量的大小按比例采集水樣,然后混合而成。適于廢水流量和水質都不穩(wěn)定的情況;不適于測pH值、溶解氧、 BOD、揮發(fā)酚、細菌總數(shù)、油類等隨時間變化大、不宜保存的組分。 注意事項:在污染源監(jiān)測中,采樣時應除去水面的雜物及垃圾等漂流物,但隨污水流動的懸浮物或細小固體微粒,應看成是污水樣的一個組成部分,不應在分析前濾除。 五、采集水樣注意事項 (1) 根據(jù)具體的情況選擇適宜的采水器; (2)如果水樣含沉降性固體(如泥沙等),應分離除去。測定總懸浮物的水樣除外。 (3) 采集好后,再將采水器中的水樣分裝到各盛水貯存容器中; (4)該現(xiàn)場測定的
35、項目現(xiàn)場測定(水溫、pH、電導率、溶解氧等),該加試劑保存的應加入保存劑保存(如溶解氧、重金屬等)。 (5)采樣結束前,核對采樣計劃、記錄已采水樣,如有錯誤或遺漏,應立即補采或重采。 六、水文參數(shù)——流量的測量 (一)流量測定的重要性 (二)地表水流量的測量 可用m3/h、m3/min、m3/s、m3/d表示。 (1)流速-面積法:測流速,計算流量 Q = v S 即: 流量 = 平均流速 水流斷面面積 (m3/s) (m/s) (m2)
36、 流速的測定可用各種流速儀。 (2)浮標法浮標法是一種粗略的測量小型河、渠水流速的建議方法。 (三)廢(污)水流量的測量 (1)流量計法:用流量計直接測定,有多種商品流量計可供選擇。 (2)容積法:是測定污水流量的一種簡便方法。 Q = V / t 即:流量 = 容器體積 時間 (3)溢流堰法:適用于不規(guī)則的污水溝、污水渠中流量的測量。 八、水樣的保存 (一)水樣保存的必要性:從采集到分析測試這段時間內,由于水樣離開了母體水源,環(huán)境條件改變了,原來的各種平衡可能遭到破壞,微生物的新陳代謝活
37、動和各種化學作用,將會引起水樣物理、化學性質的變化。 導致水質變化的因素: 1、物理作用:光照、溫度、靜置或振動,敞露或密封等保存條件及容器材質都會影響水樣的性質。 2、化學作用:水樣各組分間可能發(fā)生化學反應,從而改變了某些組分的含量與性質。 3、生物作用:細菌、藻類及其他生物體的新陳代謝會消耗水樣中的某些組分,產生一些新的組分,改變一些組分的性質。 因此,采取一些有效措施,盡量減少或延緩貯存期水樣成分的變化是非常有必要的。 地表水現(xiàn)場測定項目:pH值、色度、水溫、濁度、透明度、電導率和溶解氧(或現(xiàn)場固定)等。 需要定容采樣的項目:懸浮物、石油類、硫化物。 (二)水樣
38、的保存技術 *1、水樣的保存時間(水樣的有效保存期限):采樣后盡快分析是一條基本原則。 水樣的有效保存期限的長短依賴于以下幾個因素: (1)待測物質的物理化學性質 穩(wěn)定性好的組分,如F-、Cl-、SO42-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等保存期較長。 穩(wěn)定性差的組分,保存期短,甚至不能保存,采樣后應立即測定。 如pH、渾濁度、色度、溶解氧等應在現(xiàn)場測定或固定;而BOD5、COD、硝酸鹽、酚、氰應盡快分析。 (2)待測物的濃度 一般說待測物的濃度越低,保存時間越短,大多數(shù)組分的稀溶液(如ppb數(shù)量級)是很不穩(wěn)定的。 (3)水樣的清潔程度(化學組成的復雜性):清潔的水
39、樣72 h;輕污染的水樣48 h;重污染的水樣12 h 。 2、水樣的保存方法 (1)冷凍或冷藏法:降低溫度,抑制微生物活動,減緩物理揮發(fā)和化學反應速度。 (2)加入化學試劑保存法 ①加入生物抑制劑;②調節(jié)pH值;③加入氧化劑或還原劑。 *3、水樣的貯存容器 (1)貯存容器材料的選擇 聚乙烯塑料瓶:易運輸、不易碎、常溫下抗酸、堿腐蝕性能好;但不耐熱。(價廉、常用 ) 硬質玻璃瓶:易碎、耐熱;但不耐HF、強堿。(價廉、常用 ) 聚四氟乙瓶:含雜質少、稍耐熱,其他同聚乙烯;但價貴、不普及。 石英容器:含雜質少、價貴、不普及。
40、選擇容器時應考慮: (1)避免容器材料對水樣的沾污。例如:玻璃能溶出少量K、Na、B、Si等,而塑料則易溶出少量有機物質。 (2)容器壁對待測成分的吸附作用。例如:玻璃壁對痕量金屬的吸附,塑料瓶壁對苯的吸附等。 (3)樣品的組分可能與容器材料發(fā)生化學反應。例如:F—、NaOH易和玻璃反應而腐蝕玻璃。 4、常見水樣保存技術:見表,P106 注意:在各種情況下,保存方法應與使用的分析技術相匹配,應用時應結合具體工作檢驗保存方法的適用性。 第四節(jié) 水樣的預處理 環(huán)境水樣的組成復雜,且多數(shù)污染物的含量低,存在形態(tài)各異。 預
41、處理的目的: (1)使水樣中待測組分的形態(tài)和濃度符合測定方法的要求。 (2)減少或消除共存組分的干擾。 一、水樣的消解 1、水樣消解的目的:當測定含有機化合物水樣中的無機元素時,需進行消解處理。消解的目的是破壞有機物和溶解懸浮物,將各種價態(tài)的待測元素氧化成單一高價態(tài)或轉變成易于分離的無機化合物。消解后的水樣應清澈、透明、無沉淀。 2、水樣的消解方法 用酸分解樣品時, 除利用酸的氫離子效應外,同時不同的酸還具有不同的作用,如氧化還原作用、配位作用等,酸的這些性質可促進樣品的分解。 二、富集與分離 (1)富集:當水樣中待測組分含量低于檢測限時,就必須進行富集或濃縮。
42、(2)分離:當共存組分對測定有干擾時,就須采取分離或掩蔽措施,以消除干擾。 富集與分離常常是不可分割、同時進行的。 常用方法有過濾、揮發(fā)、蒸餾、溶劑萃取、離子交換、吸附、共沉淀、低溫濃縮等。 三、水質分析結果的表示 第三節(jié) 水樣的采集和保存 思考題 1、測金屬元素時,水樣消解的目的? 2、雙硫腙在不同條件下可與20多種金屬離子反應生成有色絡合物,用雙硫腙分光光度法測銅、鉛、鉻、鋅等金屬離子時,應嚴格控制哪些因素?以避免其他共存金屬離子的干擾? 3、二苯碳酰二肼(DPC)分光光度法測總鉻時,為什么要將過量的氧化劑去除?用什么試劑去除?
43、 第七節(jié) 非金屬無機物的測定 一、含氮化合物 氮在水中的主要存在形態(tài): 無機氮——“三氮”:氨、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硝氮(硝酸鹽氮)、亞硝氮(亞硝酸鹽氮)、氨氮。 有機氮:蛋白質、多肽、氨基酸、核酸、尿素、有機胺化合物、重氮化合物、硝基、亞硝基、肟、腈等含氮有機化合物。 含氮化合物的測定 測定水中各種形態(tài)的含氮化合物,有助于評價水體被污染和“自凈”狀況。 (一)氨氮:指水中以游離NH3和NH4+形式存在的氮。NH3對水生生物及人體均有毒害作用。 NH3和NH4+的存在比例與pH值有關:pH高時,NH3的比例較高; 反之,則NH4+的比例較高。
44、1、測定方法選擇 納氏試劑分光光度法: 測氨氮的國家標準方法。 水楊酸- 次氯酸鹽分光光度法:國家標準方法,靈敏度高。 蒸餾–滴定法 氣相分子吸收光譜法 電極法(試行) 2、水樣的保存 盡快測定。若采樣后不能及時分析,應加濃H2SO4,使pH≤2,2~5℃貯藏,必要時加HgCl2殺菌。 3、水樣預處理 (1、凱氏燒瓶;2、安全球(防止堿液成霧滴噴出); 3、直形冷凝管及導管;4、收集瓶;5
45、、電爐) 4、納氏試劑分光光度法 納氏試劑:HgI2和KI的強堿(KOH)溶液。(即K2[HgI4]) 方法原理 : 2K2[HgI4]+3KOH+NH3 → NH2Hg2IO+7KI+2H2O NH2Hg2IO:黃棕色膠態(tài)化合物,通常使用410~425nm范圍波長光比色測定。 5. 氣相分子吸收光譜法* 方法原理:水樣在2%~3%酸性介質中,加入無水乙醇煮沸除去亞硝鹽等干擾,用次溴酸鹽氧化劑將氨及銨鹽(0~50μg)氧化成等量亞硝酸鹽,以亞硝酸鹽氮的形式采用氣相分子吸收光譜法測定氨氮的含量(見亞硝酸鹽氮的測定)。 6. 氨氣敏復合電極法 (二)亞硝氮的測定方
46、法 1、 危害 A、可將體內運輸O2的低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白而失去運輸O2的功能,導致組織出現(xiàn)缺O(jiān)2的癥狀。 B、可與仲胺類化合物反應生成具有較強致癌性的亞硝胺類物質。 ? 2、測定方法 N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法 離子色譜法 氣相分子吸收光譜法 離子色譜法(IC)是利用離子交換原理,連續(xù)對共存多種陰離子或陽離子進行分離、定性和定量的方法。 氣相分子吸收光譜法 該法是近年發(fā)展起來的測定水中亞硝酸鹽氮的新方法。 (1)方法原理 在0.15~0.30 mol/L檸檬酸介質中,加入乙醇作催化劑,將水樣中的亞硝酸鹽迅速分解,生成
47、NO2氣體,用空氣載入氣相分子吸收光譜儀的吸光管中,在213.9nm波長處測得的吸光度與水樣中亞硝酸鹽氮濃度遵守比耳定率。 (三)硝氮的測定方法 測定方法:酚二磺酸分光光度法、紫外分光光度法、離子色譜法、離子選擇電極法、鎘柱還原法、氣相分子吸收法 1、酚二磺酸分光光度法——國家標準方法 (1)方法原理 硝酸鹽在無水存在情況下與酚二磺酸反應,生成硝基二磺酸酚,于堿性溶液中又生成黃色的硝基酚二磺酸三鉀鹽,于410nm處測A。 (2)主要測定步驟: ①水樣的蒸發(fā): 50mL水樣于蒸發(fā)皿中,調節(jié)pH≈8,水浴蒸發(fā)至干。 ② 硝基酚二磺酸的生成:加入1mL酚二磺酸試劑(粘
48、稠狀),用玻璃棒研蘑,使試劑與蒸發(fā)皿內殘渣充分接觸,放置10min,加入約水10mL。 ③ 黃色的硝基酚二磺酸三鉀鹽的生成:一邊攪拌一邊加入3~4mL氨水,使溶液呈現(xiàn)最深的顏色。如有沉淀產生,過濾;或滴加EDTA二鈉溶液,并攪拌使沉淀溶解。 ④ 將上述溶液移入比色管,稀釋至標線,于410nm處測A。 (3)主要干擾及消除 ① 氯離子:加入硝酸銀,使之生成AgCl沉淀,過濾除去。 ② 亞硝酸鹽:當NO2->0.2mg/L時,滴加KMnO4,使NO2-轉化為NO3-,最后從測定結果中減去NO2-—N的量。 ③水樣渾濁、有色:可加少量氫氧化鋁懸浮液吸附、過濾去除。 2. 紫外分光光度
49、法 利用硝酸根離子在220nm波長處的吸收而定量測定硝酸鹽氮。 水樣預處理后,現(xiàn)在220nm處測定吸光度,得到A220,此時包括溶解的有機物和硝酸鹽在220nm處的吸收。再在波長275nm處測定吸光度,得到A275,在275nm處有機物有吸收而硝酸根離子沒有吸收。因此,根據(jù)兩個波長處的測定結果,一般引入一個經驗校正值,進行定量。該校正值為在220nm處的吸光度減去在275nm處測得吸光度的二倍,以扣除有機物的干擾。 硝酸鹽氮的含量按下式計算: 式中:A220——220m波長測得吸光度;A275——275m波長測得吸光度。 (四)凱氏氮:指用凱氏法(J. Kjeldahl)測得的含氮量
50、。 凱氏氮主要包括:氨氮、在測定條件下能被氧化為銨鹽(NH4+)的 有機氮(如蛋白質、氨基酸、胨、肽、核酸、尿素,以及N為負三價的合成有機氮化合物)。 凱氏氮在評價湖泊、水庫等水體富營養(yǎng)化時非常有意義。 凱氏氮的測定方法包括傳統(tǒng)的凱氏法和新出現(xiàn)的氣相分子吸收光譜法。 凱氏法測凱氏氮的原理: 濃H2SO4 :氧化劑,氧化含氮有機物; K2SO4—Cu SO4:催化劑,提高沸騰溫度、縮短消解時間。 (五)總氮 總氮分為無機氮和有機氮: 無機氮:氨
51、氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮 有機氮(有機氮 ≈ 凱氏氮 - 氨氮) ∴ 總氮 ≈ 凱氏氮 + 硝酸鹽氮 + 亞硝酸鹽氮 測定時,可分別測上述幾種氮,加和而得總氮。 也可用K2S2O8消解水樣,將水中各種形式的氮轉化為NO3-,再進行測定。 總氮的測定方法:總氮測定通常采用過硫酸鉀氧化,使有機氮和無機氮化合物轉變?yōu)橄跛猁}后,再以紫外分光光度法或者分光光度法測定。 二、含磷化合物的測定 (一)含磷化合物的分類 含磷化合物可分為:正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、有機磷化合物。 根據(jù)是否能通過0.45μm的濾膜,水中的磷可分為溶解態(tài)磷(又稱可過濾的磷)與顆粒態(tài)磷,兩者
52、之和就是總磷。 常需要測定總磷、溶解性正磷酸鹽、溶解性總磷等形態(tài)。 (二)含磷化合物測定的環(huán)境意義 磷是生物生長必需的元素之一。當湖泊、水庫、海域等水體中磷含量過高(>0.2mg/L)時,可造成藻類等浮游生物的過度繁殖,造成水體富營養(yǎng)化。因此,磷是評價水質的重要指標之一。 (三)含磷化合物的測定方法選擇 水中的正磷酸鹽可以單獨測定,在一定pH值和溫度條件下,縮合磷酸鹽以及有機磷很穩(wěn)定,不會對磷酸鹽的測定產生明顯干擾。 縮合磷酸鹽、有機磷和總磷的測定,必須先對水樣進行消解,將各種形態(tài)的磷轉變?yōu)槿芙庑哉姿猁}后方可進行測定。 正磷酸鹽的測定方法有離子色譜法、鉬酸銨分光光度法、孔雀綠–
53、磷鉬雜多酸分光光度法、氯化亞錫比色法和羅丹明6G能量轉移熒光法等。 有機磷的分析方法多采用氣相色譜法或高效液相色譜法。 (四)水樣預處理 測定含磷化合物水樣的消解方法主要有過硫酸鉀消解法、硝酸–硫酸消解法、硝酸–高氯酸消解法等。 (1)過硫酸鉀消解 取25mL混勻水樣于50mL具塞刻度管中。加5%的過硫酸鉀溶液4mL,將具塞刻度管的蓋塞緊后,用一小塊布和線將玻璃塞扎緊,將具塞刻度管放在大燒杯中,置于高壓蒸氣消毒器中加熱消解30min。 注意: ① 如用硫酸保存水樣。當用過硫酸鉀消解時,需先將試樣調至中性; ② 當此法不能將水樣中的有機物完全破壞時,可用硝酸-高氯酸消解法
54、。 ③ 目前,已有許多商品化的專用消解裝置代替高壓蒸氣消毒器消解樣品。 (2)硝酸-高氯酸消解 于電熱板上高溫、常壓消解。 取25mL混勻水樣于錐形瓶中,加數(shù)粒玻璃珠,加2mL濃硝酸在電熱板上加熱濃縮至10mL。冷后加5mL硝酸,再加熱濃縮至10mL,放冷。加3mL高氯酸,加熱至高氯酸冒白煙,直至剩下3~4mL,取下放冷。加水10mL,加1滴酚酞指示劑,滴加氫氧化鈉溶液至剛呈微紅色,再滴加硫酸溶液使微紅剛好退去,充分混勻。移至具塞刻度管中,用水稀釋至標線,待測。 注意: ① 用硝酸-高氯酸消解需要在通風櫥中進行,需將試樣先用硝酸消解,然后再加入硝酸–高氯酸進行消解; ②
55、 不可把消解的試樣蒸干; ③ 如消解后還有殘渣,用濾紙過濾于具塞刻度管中,并用水充分清洗錐形瓶及濾紙,一并移到具塞刻度管中。 (五)含磷化合物的測定:含磷化合物的測定,實際上測定的是經預處理后樣品試液中的正磷酸鹽。 (1)鉬銻抗分光光度法(2)氯化亞錫分光光度法(3)離子色譜法(4)羅丹明6G(R6G)能量轉移熒光法 三、硫化物與硫酸鹽 五、溶解氧 溶解氧:指溶于水中的分子態(tài)氧。 (一)DO測定的環(huán)境意義 水中DO的來源:水生植物的光合作用;水氣交換。 影響因素: ①大氣壓力及O2的分壓力越大,DO越高; ②DO隨水溫的升高而減少; ③當藻類劇烈繁殖時,DO可能出現(xiàn)過
56、飽和。 ④當水體受到有機物和還原性無機物污染時,可導致DO降低,使水中厭氧菌繁殖活躍,水質惡化。 因此,水中DO是衡量水體污染程度的重要指標之一。常溫、常壓下,較清潔水中DO應為8~10 mg/L;當DO < 4 mg/L 時,許多水生生物可能因窒息而死亡。 (二)水樣的采集與保存 用碘量法測DO時,采集的水樣應裝到溶解氧瓶中; 采集時注意不要曝氣或殘留氣泡; 裝滿瓶并溢出一部分水樣,然后立即加硫酸錳和堿性碘化鉀固定溶解氧,蓋塞、水封?,F(xiàn)場無法測定時,置于暗處冷藏保存。 (三)測定方法—— 碘量法,國家標準方法。 ★ 適于測定較清潔水中的DO
57、 1、方法原理 2、計算 + 3、主要干擾 (1)氧化性物質,將氧化I-,析出I2,產生正干擾。 2NO2- + 4H+ + 2I- = N2O2 + I2 + 2H2O 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 (酸性條件) (2)還原性物質,消耗I2,產生負干擾。 4、主要注意事項 (1)水樣呈強酸或強堿時,應調節(jié)至中性后測定。
58、(2)水樣中含流離氯大于0.1mg/L時,應先加入一定量的硫代硫酸鈉除去。 硫代硫酸鈉應定量加入,確定方法如下: 250mL的碘量瓶裝滿水樣,加入5mL 3mol/L硫酸和1g碘化鉀,搖勻,此時有碘析出,吸取100.00mL該溶液于令一個250mL碘量瓶中,用硫代硫酸鈉標準溶液滴定至淺黃色,加入1%淀粉溶液1.0mL,再滴定至藍色剛好消失。根據(jù)計算得到的氯離子濃度,向待測水樣中加入一定量的硫代硫酸鈉溶液,以消除氯離子的影響。 (3)水樣采集后,應立即加入硫酸錳和堿性碘化鉀溶液固定溶解氧; 當水樣含有藻類、懸浮物、氧化還原性物質,必須進行預處理
59、。 (四)修正的碘量法 1、疊氮化鈉修正法 當水中含NO2-> 0.05 mg/l時,產生正干擾。此時可用NaN3來分解NO2-,去除其干擾: 2 NaN3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2HN3 HN3 + HNO2 = N2O + N2 + H2O 【注意事項】: (1)NaN3劇毒、易爆。 (2)NaN3修正法測DO時,用堿性KI—NaN3試劑代替堿性KI試劑,其余試劑與操作均同碘量法。 (3)當Fe3+ > 100 mg/L時,產生正干擾,應加KF掩蔽,或用H3
60、PO4代替H2SO4酸化來掩蔽消除Fe3+的干擾。 2、KMnO4修正法 當Fe2+較高( >1 mg/L )時,產生負干擾。 用KMnO4氧化Fe2+成Fe3+離子,再用KF掩蔽生成的Fe3+ ,過量的KMnO4則用Na2C2O4去除。 (五)膜電極法 方法特點:水中色度、懸浮物等不干擾;快速簡便,適用于現(xiàn)場測定;易于實現(xiàn)自動連續(xù)測量。 缺點:但水樣中含藻類、硫化物、碳酸鹽、油類等物質時,會使薄膜堵塞或損壞,而薄膜價格較貴。 電極組成:氧電極由黃金或鉑陰極、銀-氯化銀陽極、聚四氟乙烯薄膜、殼體等部分組成。 工作原理:鉑、黃金陰極:
61、O2+2H2O+4e = 4OH-;Ag/AgCl陽極:4Ag+4Cl- = 4AgCl+4e 擴散電流大小與O2濃度成線性關系。 六、酸度與堿度 七、其他非金屬無機物 第八節(jié) 有機污染物的測定 有機污染物監(jiān)測指標 ? 水中有機污染物種類繁多,難以一一分別測定各組分的定量數(shù)值,常常間接測定其污染的綜合結果。 一、化學需氧量 P162 (Chemical Oxygen Demand,簡稱COD) ? 學習目的: – 理解COD的含義及其監(jiān)測的環(huán)境意義; – 熟悉COD樣品的保存技術; – 掌握測定COD的國家標準方法原理及測定要點; – 熟悉各種方法的
62、優(yōu)缺點和適用對象。 (一)為什么要測COD? ? COD→毒性→水生生物致毒→食物鏈→人體健康損! ? COD→營養(yǎng)性物質→特定條件水體富營養(yǎng)化→水質惡化! ? COD→降解耗氧→水體DO下降→水質惡化! ? COD:衡量水體受有機污染程度的綜合指標! ? 我國是全球COD排放第一大國! ? COD是納入我國“十一五”污染物排放總量控制計劃的指標之一。 (二)何謂COD? ? 定義: – 是指水樣在一定條件下,氧化1升水樣中還原性物質所消耗的氧化劑的量,以氧的mg/L表示。 正確理解COD的含義 ? 測定條件控制: – COD是一個條件性指標,它受以下因素的影響:
63、? (1)氧化劑的種類及濃度; ? (2)反應的酸度、溫度和時間; ? (3)催化劑種類等。 ? 水體還原性物質包括: 有機污染物:種類繁多、含量高(占絕大多數(shù)) 無機物:亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等(占比例?。? ? 由于水體受有機污染非常普遍,COD用于衡量水體受到有機污染物的相對含量。 (三)水樣保存 ? 如果廢水樣很不穩(wěn)定,則應迅速進行分析; ? 如果廢水樣中含有易沉淀的懸浮物,應充分混合均勻后取樣測定; ? 如果不能及時分析,要用硫酸調到pH<2,冷藏保存,要求一般48h內測完。 (四)COD的測定 ? 測定
64、方法選擇: – 重鉻酸鉀法(GB11914—89) (A類) – 氯氣校正法(HJ/T 70-2001) (A類) – 密封消解-分光光度法 (HJ/T 399-2007) (B類) – 庫侖滴定法 (B類) 1、重鉻酸鉀法(GB11914-89) (A類) ? (1)原理: – 在強酸性溶液中,用K2Cr2O7氧化水樣中的還原性物質,過量的K2Cr2O7以試亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴,根據(jù)其用量計算水樣中還原性物質消耗氧的
65、量。 ? 反應式如下: – Cr2 O72- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O (橙紅色) (綠色) – Cr2 O72- + 14H+ + 6Fe2+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O (2)儀器 0.4g HgSO4 K2Cr2O7 20mL水樣于錐形瓶中
66、 混勻 (消除Cl- ) 沸石 Ag2SO4—H2SO4 混勻,接回流裝置 混勻 回流加熱2h (催化劑) 冷卻, 取下錐形瓶, 用硫酸亞鐵銨 加試鐵靈指示劑 標準溶液滴定 (4)結果計算: 式中:c——硫酸亞鐵銨標準溶液的濃度(mol/L); V0——滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液用量(mL); V1——滴定水
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