环境监测EnvironmentalMonitoring 1水体监测 1 3水样的采集和保存 本节主要内容 1 3 1 1水样的类型 一 水样的类型 采样技术指导 1 瞬时水样2 混合水样3 综合水样 1 定义 对采样时间和地点的要求 2 适用条件 水体 污染物 监测目的 3 实际情况要会选择 1 瞬时水样瞬时水样是指在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样 当水体水质稳定 或其组分在相当长的时间或相当大的空间范围内变化不大时 瞬时水样具有很好的代表性 当水体组分及含量随时间和空间变化时 就应隔时 多点采集瞬时样 分别进行分析 摸清水质的变化规律 2 混合水样混合水样是指在同一采样点于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 以与其他混合水样相区别 这种水样在观察平均浓度时非常有用 但不适用于被测组分在保存过程中发生明显变化的水祥 3 综合水样综合水样是把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 这种水样在某些情况下更具有实际意义 例如 当为几条废水河 渠建立综合处理厂时 以综合水样取得的水质参数作为设计的依据更为合理 二 采样前准备 计划 要求 容器准备 采样器清洗准备 采样器 交通工具 采样前的准备 三 采样方法和采样器 2 表层水可用桶 瓶等容器直接采取 一般将其沉至水面下0 3 0 5m处采集 1 河流 湖泊 水库 海洋 监测船 采样船等 长江水环监2000 水质监测船 3 深层水可使用如图所示的带重锤的采样器 沉入水中采集 将采样容器沉降至所需深度 可从绳上的标度看出 上提细绳打开瓶塞 待水样充满容器后提出 单层采水器 单层采水器 有机玻璃采水器 4 急流采水器 适用于水流量较大的河流 渠道等采样水体 采集时 打开铁框的铁栏 将样瓶用橡皮塞塞紧 再把铁栏扣紧 沿船身垂直方向伸入水深处 打开钢管上部橡胶管的夹子 水样便从橡皮塞的长玻璃管流入样瓶中 瓶内空气由短玻璃管沿橡皮管排出 5 双层溶解气体采样瓶 适用于测定溶解气体 如DO 项目的水样采集 将采样器沉入要求水深后 打开上部的橡胶管夹 水样进入小瓶并将空气驱入大瓶 从连接短玻璃管的橡胶和排出 直到大瓶中充满水样 提出水面后迅速密封 6 其它采样器 泵式采水器示意图 2 废 污 水样的采集 浅层废 污 水可从浅埋排水管 沟道中采样 用采样容器直接采集 也可用长把塑料勺采集 深层废 污 水可用深层采水器或固定在负重架内的采样容器 沉入检测井内采样 自动采样采用自动采水器可自动采集瞬时水样和混合水样 3 地下水样的采集 井水 从监测井中采集水样常利用抽水机设备 启动后 先放水数分钟 将积留在管道内的杂质及陈旧水排出 然后用采样容器接取水样 对于无抽水设备的水井 可选择适合的专用采水器采集水样 对于自喷泉水 可在涌水口处直接采样 对于自来水 也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 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 4 底质 沉积物 样品的采集 意义 底质记录给定水环境的污染历史 反映难降解物质的积累情况 以及水体污染的潜在危险 其性质对水质 水生生物有着明显的影响 是天然水是否被污染及污染程度的重要 设置原则 与水质监测断面相同 尽可能与水质监测断面相重合 频率 每年枯水期一次 必要时丰水期增加一次 采样量 根据监测目的和项目定 一般1 2kg 采样器 掘式采泥器 管式泥芯采样器 简易采样 四 水样采集量 测定项目不同对水样量的用量有不同的要求 应考虑实际分析用量和复试量 或备用量 对污染物质浓度较高的水样可适当少取 因为超过一定浓度的水样在分析时要经过稀释方可测定 应该适当增加20 30 的过量作为实际采样量 测定氨氮的水样用量为400ml 亚硝酸盐为50ml 硝酸盐为100ml 不包括平行样和质控样 表1 5 采样时必须认真填写采样记录和水样标签 每个水样瓶都应贴上标签 填写样品编号 采样断面 采样点 监测项目 采样时间 采样者 添加保存剂种类和数量 要塞紧瓶塞 必要时还要密封 测定悬浮物 pH 溶解氧 生化需氧量 油类 硫化物 余氯 放射性 微生物等项目需要单独采样 其中 测定溶解氧 生化需氧量和有机污染物等项目的水样必须充满容器 温度 pH 电导率 溶解氧等项目宜在现场测定并记录 保管 另外 采样时还需同步测量水文参数和气象参数 五 采集水样注意事项 1 3 2流量的测量 a 测量参数 水位 m 流速 m s 流量 m3 s 等水文参数b 意义 计算水体污染负荷是否超过环境容量 控制污染源排放量 估价污染控制效果等工作中 都必须知道相应水体的流量 c 测量方法原则 对于较大的河流 水文部门一般设有水文监测断面 应尽量利用其所测参数 小河流 明渠和废水 污水流量的测量方法d 测量方法 一 地表水流量测量1 流速仪法首先将测量断面分成若干小块 测出每小块的面积和流速 计算出相应的流量 再将各小断面的流量累加 即为断面上的水流量 Q V S2 浮标法是一种粗略测量小型河 渠中水流速的简易方法 测量时 选择一平直河段 测量该河段2m间距内起点 中点和终点三个过水横断面面积 求出平均横断面面积 在上游投入浮标 测量浮标流经确定河段 L 所需时间 重复测量几次 求出所需时间的平均值 t 即可计算出流速 L t 二 废 污 水流量测量1 流量计法2 容积法将污水导入已知容积的容器或污水池中 测量流满容器或污水池的时间 然后用其除受纳容器或池的容积 即可求知流量 该方法简单易行 适用于测量污水流量较小的连续或间歇排放的污水 3 溢流堰法适用于不规则的污水沟 污水渠中水流量的测量 该方法是用三角形或矩形 梯形堰板拦住水流 形成溢流堰 测量堰板前后水头和水位 计算流量 如果安装液位计 可连续自动测量液位 式中 Q 水流量 h 过堰水头高度 K 流量系数 D 从水流底至堰缘的高度 B 堰上游水流宽度 公式 直角三角堰示意图 1 3 3水样的运输和保存 原则 将物理 化学 生物的变化降低到最低程度 措施 1 2 3 4 5 6 目标 以减少 避免组分变化及损失或增多 一 水样的运输管理 记录 贴好标签 运送 24h内 实验室 1 防震 为避免水样在运输过程中震动 碰撞导致损失或沾污 将其装箱 并用泡沫塑料或纸条挤紧 在箱顶贴上标记 2 防沾污 塞紧试样瓶盖 必要时要用封口胶 3 低温 低于采样水体温度条件 需冷藏的样品 应采取致冷保存措施 冬季应采取保温措施 以免冻裂样品瓶 4 避光 为防水样发生对光敏感的化学反应或其他变化 运输途中应避免日光直接照射 二 水样的保存 一 保存要求 不发生物理 化学 生物变化 不损失组分 不玷污 不增加待测组分和干扰组分 二 对容器的要求 性能稳定 杂质含量低的材料 硼硅玻璃 石英 聚乙烯和聚四氟乙烯 三 保存时间要求 清洁水样 72h 轻污染水样 48h 严重污染水样 12h 运输时间24h以内 二 水样的保存 四 水样保存方法 1 冷藏或冷冻法冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动 减缓物理挥发和化学反应速度 2 加入化学试剂保存法 1 加入生物抑制剂 2 调节pH值 3 加入氧化剂或还原剂 1 加入生物抑制剂例 在测定氨氮 硝酸盐氮 化学需氧量的水样中加HgCl2 可抑制生物的氧化还原作用 例 对测定酚的水样 用H3PO4 调至pH为4时 加入适量CuSO4 即可抑制苯酚菌的分解活动 2 调节pH值 例 测定金属离子的水样常用HNO3酸化至pH为1 2 既可防止重金属离子水解沉淀 又可避免金属被器壁吸附 例 测定氰化物或挥发性酚的水样加入NaOH调pH为12时 使之生成稳定的酚盐等 3 加入氧化剂或还原剂例 测定汞的水样需加入HNO3 至pH 1 和K2Cr2O7 0 05 使Hg保持高价态 例 测定硫化物的水样 加入抗坏血酸 可以防止被氧化 例 测定DO的水样则需加入少量MnSO4和KI固定DO 还原 等 具体参见课本P275附录3水样常用保存技术 注意 加入的保存剂不能干扰测定 保存剂的纯度要高 作空白试验 对测定结果进行校正 水样贮存期与组分稳定性 浓度 水样的污染程度有关 三 水样的过滤或离心分离