環(huán)境監(jiān)測(cè)課程設(shè)計(jì)海河水質(zhì)監(jiān)測(cè)與分析的設(shè)計(jì)

1、目 錄1 課程設(shè)計(jì)目的12 課程設(shè)計(jì)題目描述和要求13 水質(zhì)監(jiān)測(cè)的分析程序14 水質(zhì)監(jiān)測(cè)與分析34.1 布點(diǎn)、采樣及樣品保存34.2 水溫測(cè)定34.2.1 儀器34.2.2 步驟34.3 ph測(cè)定34.3.1 儀器44.3.2 試劑44.3.3 步驟44.4 石油類污染物測(cè)定44.4.1 試劑和材料44.4.2 儀器和設(shè)備54.4.3 試樣的制備54.4.4 空白試樣的制備54.4.5 石油類濃度的測(cè)定54.4.6 校正系數(shù)的測(cè)定54.4.7 結(jié)果計(jì)算與表示64.4.8 質(zhì)量保證和質(zhì)量控制95 結(jié)果分析95.1 海河流域多年水質(zhì)水質(zhì)變化95.2 海河水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)96 總結(jié)10參考文獻(xiàn)11海河水

2、質(zhì)監(jiān)測(cè)與分析的設(shè)計(jì)測(cè)定水溫、ph、石油類1.課程設(shè)計(jì)目的 通過對(duì)影響天津海河水體質(zhì)量因素的代表值的測(cè)定，確定天津海河污染程度及其變化趨勢(shì)。2.課程設(shè)計(jì)題目描述和要求海河是中國華北地區(qū)的最大水系，中國七大河流之一。海河水系主要由南運(yùn)河、大清河、子牙河、永定河、潮白河、北運(yùn)河和薊運(yùn)河7 大河流組成1。海河干流全長72km, 西起金剛橋, 東到海河閘, 橫貫天津市區(qū)、東麗區(qū)、津南區(qū), 于塘沽區(qū)匯入渤海。近年來,隨著城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 海河污染日益嚴(yán)重, 生物多樣性下降, 監(jiān)測(cè)各斷面均為類或類水質(zhì)2。本次監(jiān)測(cè)分析與設(shè)計(jì)選用指標(biāo)為水溫、ph和石油類為主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。通過測(cè)定這三個(gè)指標(biāo)，分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確

3、定天津海河石油類污染程度及其變化趨勢(shì)。3.水質(zhì)監(jiān)測(cè)的分析程序監(jiān)測(cè)斷面與采樣點(diǎn)布設(shè)樣品保存及運(yùn)輸樣品預(yù)處理及分析數(shù)據(jù)處理樣品采集綜合評(píng)價(jià)水污染調(diào)查及資料收集4.水質(zhì)監(jiān)測(cè)與分析. 布點(diǎn)、采樣及樣品保存采樣地點(diǎn)如圖所示。該河段河寬，水深。監(jiān)測(cè)斷面采樣垂線去條（左右進(jìn)岸有明顯水流處各設(shè)條），采樣點(diǎn)數(shù)為上層點(diǎn)3，每個(gè)樣品量為。在海河干流和主要排污渠（支流）一共采集個(gè)采樣點(diǎn)，編號(hào)1到29，干流個(gè)，排污渠（支流）個(gè)。使用的玻璃采樣器采集樣品。采集好樣品后，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。再加入鹽酸酸化至，并在冷藏保存。5記錄河流采樣報(bào)告。盡快運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室。圖1 干流、排污渠的采樣點(diǎn)44.水溫測(cè)定在水樣采集現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定。4.儀器水

4、銀溫度計(jì).步驟將水溫計(jì)投入水中至水面下半米，感溫后，迅速上提并立刻讀數(shù)。從水溫計(jì)離開水面至讀數(shù)完畢不超過。讀數(shù)完畢后，將筒內(nèi)水倒凈。6數(shù)據(jù)記錄在表 4.4.7。4.測(cè)定在水樣采集現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)定。4.儀器已校準(zhǔn)的酸度計(jì)。4.試劑蒸餾水4.步驟先用蒸餾水認(rèn)真沖洗電極，再用水樣沖洗，然后將電極浸入樣品中，小心搖動(dòng)，靜置，待讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)在表 4.4.7記下值。7.石油類污染物測(cè)定采用紅外分光光度法測(cè)定石油類污染物。用四氯化碳取樣品中的油類物質(zhì)，然后將萃取液用硅酸鎂吸附，出去動(dòng)植物油類等極性物質(zhì)后，測(cè)定石油類。84.4.1試劑和材料實(shí)驗(yàn)所需試劑和材料及其要求如表4.4.1。4.4.1 試劑和材料table

5、reagent instrument試劑/材料要求(1) 鹽酸（hcl）=1.19g/ml，優(yōu)級(jí)純。(2) 正十六烷 光譜純。(3) 異辛烷 光譜純。(4) 苯 光譜純。(5) 四氯化碳 在2800 cm-13100 cm-1 之間掃描，不應(yīng)出現(xiàn)銳峰，其吸光度值應(yīng)不超過0.12（4cm 比色皿、空氣池做參比）。(6) 無水硫酸鈉 在550下加熱4h，冷卻后裝入磨口玻璃瓶中，置于干燥器內(nèi)貯存。(7) 硅酸鎂 60100目。取硅酸鎂于瓷蒸發(fā)皿中，置于馬弗爐內(nèi)550下加熱4h，在爐內(nèi)冷卻至約200后，移入干燥器中冷卻至室溫，于磨口玻璃瓶內(nèi)保存。使用時(shí)，稱取適量的硅酸鎂于磨口玻璃瓶中，根據(jù)硅酸鎂的重量

6、，按6%（m/m）比例加入適量的蒸餾水，密塞并充分振蕩數(shù)分鐘，放置約12h 后使用。(8) 石油類標(biāo)準(zhǔn)貯備液 =1000 mg/l，可直接購買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。(9) 正十六烷標(biāo)準(zhǔn)貯備液 =1000 mg/l稱取0.1000g 正十六烷于100ml容量瓶中，用四氯化碳定容，搖勻。(10) 異辛烷標(biāo)準(zhǔn)貯備液 =1000 mg/l，稱取0.1000g 異辛烷于100ml容量瓶中，用四氯化碳定容，搖勻。(11) 苯標(biāo)準(zhǔn)貯備液 =1000 mg/l，稱取0.1000g 苯于100ml 容量瓶中，用四氯化碳定容，搖勻。(12) 吸附柱內(nèi)徑10mm，長約200mm 的玻璃柱。出口處填塞少量用四氯化碳浸泡并

7、晾干后的玻璃棉，將硅酸鎂緩緩倒入玻璃柱中，邊倒邊輕輕敲打，填充高度約為80mm。4.4.2 儀器和設(shè)備(1) 紅外分光光度計(jì)能在3400 cm-1 至2400 cm-1 之間進(jìn)行掃描，并配有1cm 和4cm 帶蓋石英比色皿。(2) 旋轉(zhuǎn)振蕩器 振蕩頻數(shù)可達(dá)300 次/min。(3) 分液漏斗 1000ml、2000 ml，聚四氟乙烯旋塞。(4) 玻璃砂芯漏斗 40ml，g-1 型。(5) 錐形瓶 100 ml，具塞磨口。(6) 樣品瓶 500 ml、1000 ml，棕色磨口玻璃瓶。(7) 量筒 1000 ml、2000 ml。(8) 一般實(shí)驗(yàn)室常用器皿和設(shè)備。4.4.3試樣的制備將樣品全部轉(zhuǎn)移

8、至2000ml分液漏斗中，量取25.0 ml四氯化碳洗滌樣品瓶后，全部轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。振蕩3min，并經(jīng)常開啟旋塞排氣，靜置分層后，將下層有機(jī)相轉(zhuǎn)移至已加入3g 無水硫酸鈉的具塞磨口錐形瓶中，搖動(dòng)數(shù)次。如果無水硫酸鈉全部結(jié)晶成塊，需要補(bǔ)加無水硫酸鈉，靜置。將上層水相全部轉(zhuǎn)移至2000ml量筒中，測(cè)量樣品體積并記錄。向萃取液中加入3g 硅酸鎂，置于旋轉(zhuǎn)振蕩器上，以180200rpm 的速度連續(xù)振蕩20min，靜置沉淀后，上清液經(jīng)玻璃砂芯漏斗過濾至具塞磨口錐形瓶中，用于測(cè)定石油類。4.4.4空白試樣的制備以實(shí)驗(yàn)用水代替樣品，按照試樣的制備步驟制備空白試樣。4.4.5石油類濃度的測(cè)定將經(jīng)硅酸鎂吸附

9、后的萃取液轉(zhuǎn)移至4cm 比色皿中，以四氯化碳作參比溶液，于2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-1 處測(cè)量其吸光度a2.2930、a2.2960、a2.3030，計(jì)算石油類的濃度。4.4.6校正系數(shù)的測(cè)定分別量取2.00ml 正十六烷標(biāo)準(zhǔn)貯備液、2.00ml 異辛烷標(biāo)準(zhǔn)貯備液和10.00 ml苯標(biāo)準(zhǔn)貯備液于3個(gè)100 ml容量瓶中，用四氯化碳定容至標(biāo)線，搖勻。正十六烷、異辛烷和苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度分別為20mg/l、20mg/l 和100mg/l。用四氯化碳做參比溶液，使用4cm比色皿，分別測(cè)量正十六烷、異辛烷和苯標(biāo)準(zhǔn)溶液在2930 cm-1、2960 cm-1、3030 cm-

10、1 處的吸光度a2930、a 2960、a3030。正十六烷、異辛烷和苯標(biāo)準(zhǔn)溶液在上述波數(shù)處的吸光度均符合公式（1），由此得出的聯(lián)立方程式經(jīng)求解后，可分別得到相應(yīng)的校正系數(shù)x，y，z 和f。 (1)式中：四氯化碳中總油的含量，mg/l；a2930 、a2960 、a3030各對(duì)應(yīng)波數(shù)下測(cè)得的吸光度；x、y、z與各種c-h 鍵吸光度相對(duì)應(yīng)的系數(shù)；f脂肪烴對(duì)芳香烴影響的校正因子，即正十六烷在2930 cm1 與 3030 cm1 處的吸光度之比。對(duì)于正十六烷和異辛烷，由于其芳香烴含量為零，即,則有：由公式（2）可得f 值，由公式（3）和（4）可得x 和y 值。對(duì)于苯，則有：由公式（5）可得z 值。

11、式中： (h)正十六烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mg/l； (i )異辛烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mg/l； (b)苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mg/l。a2930（h）、a2960（h）、a3030（h）各對(duì)應(yīng)波數(shù)下測(cè)得正十六烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度；a2930（i）、a2960（i）、a3030（i）各對(duì)應(yīng)波數(shù)下測(cè)得異辛烷標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度；a2930（b）、a2960（b）、a3030（b）各對(duì)應(yīng)波數(shù)下測(cè)得苯標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度；可采用姥鮫烷代替異辛烷、甲苯代替苯，以相同方法測(cè)定校正系數(shù)。4.4.7結(jié)果計(jì)算與表示樣品中石油類的濃度2（mg/l），按公式（6）進(jìn)行計(jì)算。 （6）式中：2樣品中石油類的濃度，mg/l；x、y、z、f

12、校正系數(shù)；vo萃取溶劑的體積，ml；vw樣品體積，ml；d萃取液稀釋倍數(shù)；a2. 2930、a2. 2960、a2. 3030各對(duì)應(yīng)波數(shù)下測(cè)得經(jīng)硅酸鎂吸附后濾出液的吸光度；當(dāng)測(cè)定結(jié)果小于10mg/l 時(shí)，結(jié)果保留兩位小數(shù)；當(dāng)測(cè)定結(jié)果大于等于10 mg/l 時(shí)，結(jié)果保留三位有效數(shù)字。記入表 4.4.7。以采樣點(diǎn)編號(hào)為橫坐標(biāo)，以石油類濃度為縱坐標(biāo)，做折線圖。表 4.4.7 數(shù)據(jù)記錄表table 4.4.7 data record采樣點(diǎn)編號(hào)水溫/ph石油類濃度/（mg/l）單因子污染指數(shù)pi污染程度12345678910121314151617181920212223242526272829平均值4

13、.4.8質(zhì)量保證和質(zhì)量控制每批樣品分析前，應(yīng)先做方法空白實(shí)驗(yàn),空白值應(yīng)低于檢出限。85.結(jié)果分析5.1海河流域多年水質(zhì)水質(zhì)變化通過海河流域幾次地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)資料可以看出: 進(jìn)入20 世紀(jì)80 年代后, 海河流域水環(huán)境污染問題日益加劇。到1985 年, 流域超過70%的河流受到污染, 水生態(tài)環(huán)境惡化到了極為嚴(yán)峻的時(shí)期。進(jìn)入90 年代后, 海河流域的污染狀況有所好轉(zhuǎn), 但形勢(shì)還不容樂觀。1998 年有51.6%的污染河流, 這之后流域污染又開始加劇, 2000 年污染河流的比例升至66.5%。9 海河水系為重度污染。63 個(gè)國控?cái)嗝嬷校愃|(zhì)占32.3，同比上升5.3 個(gè)百分點(diǎn)；劣v 類水質(zhì)占42

14、.6，同比下降9.6 個(gè)百分點(diǎn)。但2005 年以來，石油類、五日生化需氧量和高錳酸鹽指數(shù)超標(biāo)斷面比例均有所下降，氨氮波動(dòng)變化。105.2海河水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)本次水質(zhì)監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)的污染物只有石油類污染物，選擇單因子評(píng)價(jià)污染指數(shù)法。利用單因子污染指數(shù)法對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行地表水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià), 根據(jù)污染指數(shù)值對(duì)河流斷面進(jìn)行污染程度分級(jí)。其計(jì)算模式為:pi=ci/cispi單因子污染指數(shù);ci單因子監(jiān)測(cè)實(shí)測(cè)值(mg/l ) ;cis地表水單因子評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(mg/l )。計(jì)算結(jié)果填入表表 4.4.7。采用中華人民共和國地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(gb3838- 2002) 中石油類限值的類標(biāo)準(zhǔn)作為延河流域水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)單

15、因子污染指數(shù)大于1時(shí)，說明該水質(zhì)因子已超過標(biāo)準(zhǔn),，水質(zhì)受到污染;；p i值越大， 說明水質(zhì)受到的污染越嚴(yán)重。反之單因子污染指數(shù)小于1時(shí)，說明水質(zhì)因子未超過標(biāo)準(zhǔn)； p i 值越小則該處水質(zhì)越好。11-12表5.2 污染程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)13table5.2 pollution degree classification standard級(jí)別名稱分級(jí)依據(jù)未污染未檢出，檢出也在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，pi1輕度污染超標(biāo)倍數(shù)在2倍以內(nèi)，1pi2中度污染超標(biāo)準(zhǔn)數(shù)3倍以內(nèi)，2pi pi3重度污染超標(biāo)數(shù)大于pi3把計(jì)算結(jié)果按表5.2分級(jí)，填入表 4.4.7中。根據(jù)各個(gè)采樣點(diǎn)的污染級(jí)別，及折線圖中各個(gè)采樣點(diǎn)濃度的差值，分析推測(cè)污

16、染源位置。6.總結(jié)本課程設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)河流為海河，選用指標(biāo)為水溫、ph和石油類為主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。所有指標(biāo)監(jiān)測(cè)一律采用國標(biāo)方法。通過測(cè)定這三個(gè)指標(biāo)，分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，確定天津海河石油類污染程度及其變化趨勢(shì)。但涉及海河石油類污染物的相關(guān)參考文獻(xiàn)比較少，且國家環(huán)保部海河三岔口監(jiān)測(cè)站也無相關(guān)數(shù)據(jù)資料。通過獨(dú)立完成這次課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步熟悉了課程設(shè)計(jì)的基本步驟，為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。同時(shí)，還讓我知道自己對(duì)于這門課程認(rèn)識(shí)掌握的不足。一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)題目的選擇，到收集資料準(zhǔn)備方案，再到詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟，最后的數(shù)據(jù)分析與結(jié)論。每一步都得認(rèn)真對(duì)待，因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)是一個(gè)整體，每一部分都得保證正確。以認(rèn)真負(fù)責(zé)任的態(tài)度，才

17、能完成一個(gè)好的課程設(shè)計(jì)。同時(shí)，我還大概熟悉了國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的基本組成，為以后使用打下基礎(chǔ)。課堂學(xué)習(xí)是一個(gè)學(xué)的過程，課程設(shè)計(jì)是一個(gè)用的過程。學(xué)以致用，通過課程設(shè)計(jì)可以把書本學(xué)到的知識(shí)真正融會(huì)貫通，用于實(shí)踐。通過不斷的思考總結(jié)，才能把整個(gè)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的合理，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。參考文獻(xiàn)1 趙靜，王德榮，崔淑貞.天津海河二道閘以下河段水質(zhì)溶解氧模型分析j.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),1996,15(1):29-31.2 劉國華, 傅伯杰, 楊平. 海河水環(huán)境質(zhì)量及污染物入海通量j.環(huán)境科學(xué),2001,22(4):46-50.3 奚旦立，孫裕生，荊秀英環(huán)境監(jiān)測(cè)m2版北京：高等教育出版社，1995:46-474 安敏，黃歲梁，文威，孫學(xué)明.天津海河磷的分布特征j.水資源保護(hù),2008,22(4）：47-49.5 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.水質(zhì) 石油類和動(dòng)植物油類的測(cè)定 紅外分光光度法.2012,2,9.6 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.水質(zhì) 水溫測(cè)定 溫度計(jì)或顛倒溫度計(jì).7 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.水質(zhì) ph的測(cè)定 玻璃電極法.8 中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部.水質(zhì) 石油類和動(dòng)植物油