環(huán)境質(zhì)量評價課件

第二章水和廢水監(jiān)測第一節(jié)水質(zhì)污染與監(jiān)測第二節(jié)水質(zhì)監(jiān)測方案制訂第三節(jié)水樣的采集和保存第四節(jié)水樣的預處理第五節(jié)物理指標檢驗第六節(jié)金屬化合物的測定第七節(jié)非金屬無機物的測定第八節(jié)有機污染物的測定第九節(jié)底質(zhì)監(jiān)測第十節(jié)活性污泥性質(zhì)的測定第一節(jié)水質(zhì)污染與監(jiān)測按人均擁有水量計，我國僅有2200m3/人，約占世界平均水平的1/4。據(jù)上海2000年的統(tǒng)計，上海淡水資源：不可利用地表水需水量可利用地表水地下水總量：595.6億m3地表水593.5億m3可利用118.8億m3地下水2.1億m3上海2000年需水量為158.5億m3（一）水質(zhì)污染分類化學型污染——由酸堿、有機和無機污染造成的污染；物理型污染——色度、濁度、懸浮固體、熱污染、放射性；生物型污染——生活污水、醫(yī)院污水。（二）水體自凈和水體環(huán)境容量

污染物進入水體后首先被稀釋，隨后經(jīng)過復雜的物理、化學和生物轉(zhuǎn)化，使污染物濃度降低、性質(zhì)發(fā)生變化，水體自然地恢復原樣的過程稱為自凈。自凈能力決定著水體的環(huán)境容量（潔凈水體所能承載的最大污染物量。水解酶

生活污水（淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等）好氧菌

氨基酸、脂肪酸、甘油、低分子糖

CO2、H2O、無機鹽1.水環(huán)境質(zhì)量

2002年，我國海域未達到清潔海域的面積約17.4萬km2，與2001年基本持平。其中，較清潔海域和中度污染海域面積約1.1萬km2和1.8萬km2，較上年分別增加近1.2萬km2和0.2萬km2；輕度污染海域和嚴重污染海域面積約為2.0萬km2和2.6萬km2，較上年分別減少近0.6萬km2和0.7萬km2。

嚴重污染海域主要分布在長江口（杭州灣）、珠江口、遼河口等海域和少數(shù)人口集中、工業(yè)發(fā)達的大中城市沿海近岸海域；2002年，全海域海水中的主要污染物是無機氮、磷酸鹽和鉛；油類的污染程度明顯減輕；全海域海水中鉛的污染范圍顯著擴大，污染程度有所加重。

渤海污染程度仍然較重，未達到清潔海域的面積約3.2萬km2

，占渤?？偯娣e的比例由上年的24.6%增加到41.3%，主要是受鉛污染的海域面積明顯增加。主要污染物是無機氮、磷酸鹽、鉛和汞。

渤海海水環(huán)境質(zhì)量狀況圖

長江口（杭州灣）海水環(huán)境質(zhì)量狀況圖

2.赤潮2002年我國海域共發(fā)現(xiàn)赤潮73次，赤潮發(fā)生面積累計超過1萬km2

；部分海域及養(yǎng)殖區(qū)多次檢測出亞歷山大藻（Alexandrium）和裸甲藻（Gymnodrium）等有毒赤潮藻類，并在小范圍內(nèi)監(jiān)測到有毒赤潮，在某些貝類中檢測出赤潮毒素；11月福建連江海域發(fā)生的裸甲藻赤潮對當?shù)氐乃a(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了近千萬元的經(jīng)濟損失。赤潮發(fā)生時的紅色波濤船行過赤潮海域時的紅色浪花2000年發(fā)生在渤海灣的大面積赤潮3.溢油2002年我國無重大海上溢油事件發(fā)生。1976—1997年，我國海域共發(fā)生2300起溢油事故；

溢油量超過25000噸；

年平均溢油事故110起，

年重大溢油事故5到7起；

每次重大事故直接經(jīng)濟損失：幾百萬至上千萬元圖2.3海上溢油事故發(fā)生的海域4.海洋生物質(zhì)量

監(jiān)測結(jié)果表明，與2001年相比，2002年全國近岸部分海域海洋貝類體內(nèi)的鉛、砷、鎘等重金屬含量較上年有所升高，石油烴含量總體水平無顯著變化，糞大腸菌群含量偏高，個別地點貝類體內(nèi)檢測出赤潮毒素。二、水質(zhì)監(jiān)測的對象和目的水質(zhì)監(jiān)測的分類

環(huán)境水體監(jiān)測水污染源監(jiān)測水質(zhì)監(jiān)測的對象

環(huán)境水體：地表水（江、河、湖、庫、海水）

地下水

水污染源：工業(yè)廢水生活污水和醫(yī)院污水等水質(zhì)監(jiān)測的目的：(1)對江、河、水庫、湖泊、海洋等地表水和地下水中的污染因子進行經(jīng)常性的監(jiān)測，以掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及其變化趨勢。(2)對生產(chǎn)、生活等廢（污）水排放源排放的廢（污）水進行監(jiān)視性監(jiān)測，掌握廢（污）水排放量及其污染物濃度和排放總量，評價是否符合排放標準，為污染源管理提供依據(jù)。(3)對水環(huán)境污染事故進行應急監(jiān)測，為分析判斷事故原因、危害及制訂對策提供依據(jù)。(4)為國家政府部門制定水環(huán)境保護標準、法規(guī)和規(guī)劃提供有關數(shù)據(jù)和資料。(5)為開展水環(huán)境質(zhì)量評價和預測預報及進行環(huán)境科學研究提供基礎數(shù)據(jù)和技術手段。三、監(jiān)測項目監(jiān)測項目受人力、物力、財力的限制，不可能將所有的監(jiān)測項目都加以測定，只能是對那些優(yōu)先監(jiān)測污染物加以監(jiān)測。優(yōu)先監(jiān)測污染物：標準中要求控制、在環(huán)境中難以降解；危害大、毒性大、影響范圍廣；出現(xiàn)頻率高，有可靠檢測方法。（二）生活飲用水監(jiān)測項目

常規(guī)檢驗項目：肉眼可見物、色、嗅和味、渾濁度、pH、總硬度、鋁、鐵、錳、銅、鋅、揮發(fā)酚類、陰離子合成洗滌劑、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、耗氧量、砷、鎘、鉻（六價）、氰化物、氟化物、鉛、汞、硒、硝酸鹽、氯仿、四氯化碳、細菌總數(shù)、總大腸菌群、糞大腸菌群、游離余氯、總α放射性、總β放射性。（三）廢（污）水

監(jiān)測項目第一類：

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。2.用于有機污染物的監(jiān)測分析方法

氣相色譜法（GC）高效液相色譜法（HPLC）氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）其他方法：有機污染物類別測定、耗氧有機物測定五、污染物形態(tài)分析

1.污染物形態(tài)

污染物形態(tài)是指污染物在環(huán)境中呈現(xiàn)的化學狀態(tài)、價態(tài)和異構狀態(tài)。一定形態(tài)的污染物在環(huán)境中有其發(fā)生和演變過程，并且在不同的條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌螒B(tài)，具有不同強度的毒性。

2.了解污染物形態(tài)的意義

深入認識其環(huán)境行為正確評價對環(huán)境的影響設計污染物分析監(jiān)測方案和治理方法

3.對污染物形態(tài)進行分析常用的方法

直接測定法：專一性的化學方法或物理化學方法，測定樣品中污染物的各種形態(tài)，如用離子選擇電極法測定離子態(tài)元素。分離測定法：是將樣品中不同形態(tài)的待測組分用物理法（離心、超濾、滲析等）或物理化學法（萃取、層析、離子交換等）先進行分離，然后逐一測定。干法：是用電子探針、X射線衍射儀、核磁共振波譜儀等對顆粒狀樣品或生物樣品進行非破壞性的形態(tài)分析。理論計算法：是利用被研究體系有關熱力學數(shù)據(jù)進行計算，確定其形態(tài)的方法。

第二節(jié)水質(zhì)監(jiān)測方案制訂

基礎資料的收集監(jiān)測斷面和采樣點的設置采樣時間和采樣頻率的確定采樣及監(jiān)測技術的選擇結(jié)果表達、質(zhì)量保證及實施計劃一、地面水水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂（一）基礎資料的收集（1）水體的水文、氣候、地質(zhì)和地貌資料。如水位、水量、流速及流向的變化；降雨量、蒸發(fā)量及歷史上的水情；河流的寬度、深度、河床結(jié)構及地質(zhì)狀況；湖泊沉積物的特性、間溫層分布、等深線等。（2）水體沿岸城市分布、工業(yè)布局、污染源及其排污情況、城市給排水情況等。（3）水體沿岸的資源現(xiàn)狀和水資源的用途；飲用水源分布和重點水源保護區(qū)；水體流域土地功能及近期使用計劃等。（4）歷年水質(zhì)監(jiān)測資料。（二）監(jiān)測斷面和采樣點的設置

1.監(jiān)測斷面的設置原則應在水質(zhì)、水量發(fā)生變化及水體不同用途的功能區(qū)處設置監(jiān)測斷面（1）大量廢水排入河流的居民區(qū)、工業(yè)區(qū)上下游；（2）湖泊、水庫的主要出入口；（3）飲用水源區(qū)、水資源區(qū)域等功能區(qū)；（4）入海河流的河口處、較大支流匯合口上游和匯合后與干流混合處；（5）國際河流出入國際線的出入口處；（6）盡可能與水文測量斷面重合。2.監(jiān)測斷面和采樣點的設置

為評價完整江河水系的水質(zhì)，需要設置背景斷面、對照斷面、控制斷面和削減斷面；對于某一河段，只需設置對照、控制和削減（或過境）三種斷面。(1)背景斷面：設在基本上未受人類活動影響的河段，用于評價一完整水系污染程度。(2)對照斷面：為了解流入監(jiān)測河段前的水體水質(zhì)狀況而設置。一個河段一般只設一個對照斷面。(3)控制斷面：控制斷面的數(shù)目應根據(jù)城市的工業(yè)布局和排污口分布情況而定，設在排污區(qū)（口）下游，污水與河水基本混勻處。(4)削減斷面：是指河流受納廢水和污水后，經(jīng)稀釋擴散和自凈作用，使污染物濃度顯著降低的斷面，通常設在城市或工業(yè)區(qū)最后一個排污口下游1500m以外的河段上。對照斷面控制斷面削減斷面500m1500m控制斷面河流監(jiān)測斷面設置AA’BB’C’CDD’EE’FF’GG’河流監(jiān)測斷面設置示意圖A-A’對照斷面G-G’削減斷面B-B’、C-C’、D-D’、F-F’控制斷面污染源排污口水流方向自來水取水口3.采樣點位的設置

設置監(jiān)測斷面后，應根據(jù)水面的寬度確定斷面上的采樣垂線，再根據(jù)采樣垂線處水深確定采樣點的數(shù)目和位置。<50m50～100m中泓線有明顯水流處采樣點位確定100～1000m有明顯水流處中泓線有明顯水流處采樣點位確定>1500m等間距設置采樣點位確定采樣點位確定<5m水面下0.3～0.5m處5～10m河底以上0.5m處10～50m?水深處點擊此處觀看“河流斷面監(jiān)測實驗”思考：當河道有支流匯入時應如何設置斷面呢？500m1500m對照斷面控制斷面削減斷面斷面點位（三）采樣時間和采樣頻率的確定

（1）飲用水源地全年采樣監(jiān)測12次，采樣時間根據(jù)具體情況選定。（2）對于較大水系干流和中、小河流，全年采樣監(jiān)測次數(shù)不少于6次。采樣時間為豐水期、枯水期和平水期，每期采樣兩次。流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū)，污染較重的河流，游覽水域，全年采樣監(jiān)測不少于12次。采樣時間為每月一次或視具體情況選定。底質(zhì)每年枯水期采樣監(jiān)測一次。（3）潮汐河流全年在豐、枯、平水期采樣監(jiān)測，每期采樣兩天，分別在大潮期和小潮期進行，每次應采集當天漲、退潮水樣分別測定。（4）設有專門監(jiān)測站的湖泊、水庫、每月采樣監(jiān)測一次，全年不少于12次。其他湖、庫全年采樣監(jiān)測兩次，枯、豐水期各1次。有廢（污）水排入，污染較重的湖、庫應酌情增加采樣次數(shù)。（5）背景斷面每年采樣監(jiān)測一次，在污染可能較重的季節(jié)進行。（6）排污渠每年采樣監(jiān)測不少于3次。（7）海水水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測，每年按豐、平、枯水期或季度采樣監(jiān)測2～4次。（四）采樣及監(jiān)測技術的選擇

要根據(jù)監(jiān)測對象的性質(zhì)、含量范圍及測定要求等因素選擇適宜的采樣、監(jiān)測方法和技術，其詳細內(nèi)容將在本章以下各節(jié)中分別介紹。（五）結(jié)果表達、質(zhì)量保證及實施計劃1.結(jié)果表達水質(zhì)監(jiān)測所測得的眾多化學、物理以及生物學的監(jiān)測數(shù)據(jù)，是描述和評價水環(huán)境質(zhì)量，進行環(huán)境管理的基本依據(jù)，必須進行科學地計算和處理，并按照要求的形式在監(jiān)測報告中表達出來。2.質(zhì)量保證質(zhì)量保證概括了保證水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)正確可靠的全部活動和措施。質(zhì)量保證貫穿監(jiān)測工作的全過程。詳細內(nèi)容參閱第九章。3.實施計劃實施計劃是實施監(jiān)測方案的具體安排，要切實可行，使各個環(huán)節(jié)工作有序、協(xié)調(diào)地進行。（一）調(diào)查研究和收集資料（1）收集、匯總監(jiān)測區(qū)域的水文、地質(zhì)、氣象等方面的有關資料和以往的監(jiān)測資料。例如，地質(zhì)圖、剖面圖、測繪圖、水井的成套參數(shù)、含水層、地下水補給、徑流和流向，以及溫度、濕度、降水量等。（2）調(diào)查監(jiān)測區(qū)域內(nèi)城市發(fā)展、工業(yè)分布、資源開發(fā)和土地利用情況，尤其是地下工程規(guī)模、應用等；了解化肥和農(nóng)藥的施用面積和施用量；查清污水灌溉、排污、納污和地面水污染現(xiàn)狀。二、地下水監(jiān)測方案制訂（3）測量或查知水位、水深，以確定采水器和泵的類型，所需費用和采樣程序。（4）在完成以上調(diào)查的基礎上，確定主要污染源和污染物，并根據(jù)地區(qū)特點與地下水的主要類型把地下水分成若干個水文地質(zhì)單元。（二）采樣點的布設

對照監(jiān)測井控制監(jiān)測井（三）采樣時間和采樣頻率的確定

采樣時間采樣頻率三、水污染源監(jiān)測方案制訂（一）采樣點的設置

1.工業(yè)廢水

（1）在車間或車間處理設施的廢水排放口設置采樣點監(jiān)測一類污染物；在工廠廢水總排放口布設采樣點，監(jiān)測二類污染物。（2）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，還要在處理設施進口設采樣點。2.城市污水

(1)城市污水管網(wǎng)的采樣點設在：非居民生活排水支管接入城市污水干管的檢查井；城市污水干管的不同位置；污水進入水體的排放口等。(2)城市污水處理廠：在污水進口和處理后的總排口布設采樣點。如需監(jiān)測各污水處理單元效率，應在各處理設施單元的進、出口分別設采樣點。另外，還需設污泥采樣點。(二)采樣時間和采樣頻率

工業(yè)廢水和城市污水的排放量和污染物濃度隨工廠生產(chǎn)及居民生活情況常發(fā)生變化，采樣時間和頻率應根據(jù)實際情況確定。第三節(jié)水樣的采集和保存一、水樣的類型（一）瞬時水樣瞬時水樣是指在某一時間和地點從水體中隨機采集的分散水樣。（二）混合水樣混合水樣是指在同一采樣點于不同時間所采集的瞬時水樣的混合水樣，有時稱“時間混合水樣”，以與其他混合水樣相區(qū)別。（三）綜合水樣把不同采樣點同時采集的各個瞬時水樣混合后所得到的樣品稱綜合水樣。二、地表水樣的采集

(一)采樣前的準備

選擇適宜材質(zhì)的盛水容器和采樣器，并清洗干凈。準備好交通工具。交通工具常使用船只。

(二)采樣方法和采樣器（或采水器）圖2.5簡易采水器和急流采水器示意圖圖2.6泵式采水器示意圖圖2.7廢（污）水自動采水器示意圖三、地下水樣的采集

井水、泉水、自來水四、廢（污）水樣的采集(一)淺層廢（污）水可從淺埋排水管、溝道中采樣，用采樣容器直接采集，也可用長把塑料勺采集。(二)深層廢（污）水可用深層采水器或固定在負重架內(nèi)的采樣容器，沉入檢測井內(nèi)采樣。(三)自動采樣采用自動采水器可自動采集瞬時水樣和混合水樣。五、采集水樣注意事項(1)測定懸浮物、pH、溶解氧、生化需氧量、油類、硫化物、余氯、放射性、微生物等項目需要單獨采樣；其中，測定溶解氧、生化需氧量和有機污染物等項目的水樣必須充滿容器；pH、電導率、溶解氧等項目宜在現(xiàn)場測定。另外，采樣時還需同步測量水文參數(shù)和氣象參數(shù)。(2)采樣時必須認真填寫采樣登記表；每個水樣瓶都應貼上標簽（填寫采樣點編號、采樣日期和時間、測定項目等）；要塞緊瓶塞，必要時還要密封。六、流量的測量(一)地表水流量測量1.流速-面積法

首先將測量斷面分成若干小塊，測出每小塊的面積和流速，計算出相應的流量，再將各小斷面的流量累加，即為斷面上的水流量。2.浮標法是一種粗略測量小型河、渠中水流速的簡易方法。測量時，選擇一平直河段，測量該河段2m間距內(nèi)起點、中點和終點三個過水橫斷面面積，求出平均橫斷面面積。在上游投入浮標，測量浮標流經(jīng)確定河段（L）所需時間，重復測量幾次，求出所需時間的平均值（t），即可計算出流速（L/t）。

(二)廢（污）水流量測量1.流量計法2.容積法將污水導入已知容積的容器或污水池中，測量流滿容器或污水池的時間，然后用其除受納容器或池的容積，即可求知流量。該方法簡單易行，適用于測量污水流量較小的連續(xù)或間歇排放的污水。

3.溢流堰法適用于不規(guī)則的污水溝、污水渠中水流量的測量。該方法是用三角形或矩形、梯形堰板攔住水流，形成溢流堰，測量堰板前后水頭和水位，計算流量。如果安裝液位計，可連續(xù)自動測量液位。式中：Q——水流量；h——過堰水頭高度；K——流量系數(shù)；D——從水流底至堰緣的高度；B——堰上游水流寬度。公式：圖2.8直角三角堰示意圖七、水樣的運輸與保存(一)水樣的運輸

(1)為避免水樣在運輸過程中震動、碰撞導致?lián)p失或沾污，將其裝箱，并用泡沫塑料或紙條擠緊，在箱頂貼上標記。(2)需冷藏的樣品，應采取致冷保存措施；冬季應采取保溫措施，以免凍裂樣品瓶。(二)水樣的保存方法1.冷藏或冷凍法冷藏或冷凍的作用是抑制微生物活動，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HgCl2可抑制生物的氧化還原作用；用H3PO4調(diào)至pH為4時，加入適量CuSO4，即可抑制苯酚菌的分解活動。(2)調(diào)節(jié)pH值

測定金屬離子的水樣常用HNO3酸化至pH為1～2，既可防止重金屬離子水解沉淀，又可避免金屬被器壁吸附；測定氰化物或揮發(fā)性酚的水樣加入NaOH調(diào)至pH為12時，使之生成穩(wěn)定的酚鹽等。(3)加入氧化劑或還原劑測定汞的水樣需加入HNO3(至pH＜1)和K2Cr2O7(0.05%)，使汞保持高價態(tài)；測定硫化物的水樣，加入抗壞血酸，可以防止被氧化；測定溶解氧的水樣則需加入少量硫酸錳和碘化鉀固定溶解氧（還原）等。(三)水樣的過濾或離心分離

如欲測定水樣中某組分的含量，采樣后立即加入保存劑，分析測定時充分搖勻后再取樣。

如果測定可濾（溶解）態(tài)組分含量，所采水樣應用0.45μm微孔濾膜過濾，除去藻類和細菌，提高水樣的穩(wěn)定性，有利于保存。如果測定不可過濾的金屬時，應保留過濾水樣用的濾膜備用。對于泥沙型水樣，可用離心方法處理。對含有機質(zhì)多的水樣，可用濾紙或砂芯漏斗過濾。用自然沉降后取上清液測定可濾態(tài)組分是不恰當?shù)摹５谒墓?jié)水樣的預處理為什么要進行預處理環(huán)境水樣所含組分復雜，并且多數(shù)污染組分含量低，存在形態(tài)各異，所以在分析測定之前，往往需要進行預處理，以得到欲測組分適合測定方法要求的形態(tài)、濃度和消除共存組分干擾的試樣體系。預處理的目的破壞有機物溶解懸浮性固體將各種價態(tài)的欲測元素氧化成單一高價態(tài)或轉(zhuǎn)變成易于分離的無機化合物。

水樣預處理的原則：最大限度去除干擾物回收率高操作簡便省時成本低、對人體和環(huán)境無影響一、水樣的消解圖2.9消解用微波爐（一）濕式消解法

1.硝酸消解法

對于較清潔的水樣，可用硝酸消解。

2.硝酸-高氯酸消解法

兩種酸都是強氧化性酸，聯(lián)合使用可消解含難氧化有機物的水樣。3.硝酸-硫酸消解法

兩種酸都有較強的氧化能力，其中硝酸沸點低，而硫酸沸點高，二者結(jié)合使用，可提高消解溫度和消解效果。常用的硝酸與硫酸的比例為5∶2。

4.硫酸-磷酸消解法兩種酸的沸點都比較高，其中硫酸氧化性較強，磷酸能與一些金屬離子如Fe3+等絡合，故二者結(jié)合消解水樣，有利于測定時消除Fe3+等離子的干擾。5.硫酸-高錳酸鉀消解法

該方法常用于消解測定汞的水樣。高錳酸鉀是強氧化劑，在中性、堿性、酸性條件下都可以氧化有機物，其氧化產(chǎn)物多為草酸根，但在酸性介質(zhì)中還可繼續(xù)氧化。6.多元消解法

為提高消解效果，在某些情況下需要采用三元以上酸或氧化劑消解體系。例如，處理測總鉻的水樣時，用硫酸、磷酸和高錳酸鉀消解。7.堿分解法當用酸體系消解水樣造成易揮發(fā)組分損失時，可改用堿分解法，即在水樣中加入氫氧化鈉和過氧化氫溶液，或者氨水和過氧化氫溶液，加熱煮沸至近干，用水或稀堿溶液溫熱溶解。（二）干灰化法又稱高溫分解法。其處理過程是：取適量水樣于白瓷或石英蒸發(fā)皿中，置于水浴上或用紅外燈蒸干，移入馬福爐內(nèi)，于450～550℃灼燒到殘渣呈灰白色，使有機物完全分解除去。取出蒸發(fā)皿，冷卻，用適量2%HNO3（或HCl）溶解樣品灰分，過濾，濾液定容后供測定。本方法不適用于處理測定易揮發(fā)組分（如砷、汞、鎘、硒、錫等）的水樣。

二、富集與分離富集

富集是分離的一種，即從大量試樣中搜集欲測定的少量物質(zhì)至一較小體積中，從而提高其濃度至其測定下限之上。分離分離是將欲測組分從試樣中單獨析出，或?qū)讉€組分一個一個地分開，或者根據(jù)各組分的共同性質(zhì)分成若干組。(一)氣提、頂空和蒸餾法1.氣提法

該方法基于把惰性氣體通入調(diào)制好的水樣中，將欲測組分吹出，直接送入儀器測定，或?qū)胛找何崭患笤贉y定。圖2.10測定硫化物的吹氣分離裝置示意圖2.頂空法

該方法常用于測定揮發(fā)性有機物（VOCs）水樣的預處理。例如，測定水樣中的揮發(fā)性有機物（VOCs）或揮發(fā)性無機物（VICs）時，先在密閉的容器中裝入水樣，容器上部留存一定空間，再將容器置于恒溫水浴中，經(jīng)一定時間，容器內(nèi)的氣液兩相達到平衡。式中：K——預測組分在兩相中的分配系數(shù)；

β——兩相體積比；

[X]G——平衡狀態(tài)下預測物X在氣相中的濃度；

[X]L——平衡狀態(tài)下預測物X在液相中的濃度；

VG——氣相體積；

VL——液相體積。欲測物氣相中的平衡濃度[X]G和水樣中原始濃度[X]L0之間的關系：3.蒸餾法

蒸餾法是利用水樣中各污染組分具有不同的沸點而使其彼此分離的方法，分為常壓蒸餾、減壓蒸餾、水蒸汽蒸餾、分餾法等。圖2.11揮發(fā)酚和氰化物蒸餾裝置示意圖圖2.12氟化物水蒸氣蒸餾裝置示意圖(二)萃取法1.溶劑萃取法

溶劑萃取法是基于物質(zhì)在互不相溶的兩種溶劑中分配系數(shù)不同，進行組分的分離和富集。式中：V水——水相體積；D——分配比；

V有機——有機相體積；E——萃取率。公式圖2.13萃取率與分配比的關系分配比D萃取率E/%2.固相萃取法(SPE)

固相萃取法的萃取劑是固體，其工作原理基于：水樣中欲測組分與共存干擾組分在固相萃取劑上作用力強弱不同，使它們彼此分離。固相萃取劑是含C18或C8、腈基、氨基等基團的特殊填料。圖2.14膜片型固相萃取劑萃取裝置示意圖（三）吸附法吸附法是利用多孔性的固體吸附劑將水樣中一種或數(shù)種組分吸附于表面，再用適宜溶劑、加熱或吹氣等方法將欲測組分解吸，達到分離和富集的目的。

（四）離子交換法該方法是利用離子交換劑與溶液中的離子發(fā)生交換反應進行分離的方法。離子交換劑分為無機離子交換劑和有機離子交換劑兩大類，廣泛應用的是有機離子交換劑，即離子交換樹脂。操作程序物理吸附化學吸附按照吸附機理分類交換柱的制備交換洗脫（五）共沉淀法1.利用吸附作用的共沉淀分離共沉淀法系指溶液中一種難溶化合物在形成沉淀（載體）過程中，將共存的某些痕量組分一起載帶沉淀出來的現(xiàn)象。共沉淀現(xiàn)象在常量分離和分析中是力圖避免的，但卻是一種分離富集痕量組分的手段。2.利用生成混晶的共沉淀分離當欲分離微量組分及沉淀劑組分生成沉淀時，如具有相似的晶格，就可能生成混晶共同析出。3.用有機共沉淀劑進行共沉淀分離有機共沉淀劑的選擇性較無機沉淀劑高，得到的沉淀也較純凈，并且通過灼燒可除去有機共沉淀劑，留下欲測元素。

第五節(jié)物理指標檢驗等級強度說明0無無任何氣味1微弱一般人難以察覺，嗅覺靈敏者可以察覺2弱一般人剛能察覺3明顯已能明顯察覺4強有顯著的嗅味5很強有強烈的惡嗅或異味一、水溫(一)水溫計法(二)顛倒溫度計法二、嗅和味(一)定性描述法(二)嗅閾值法表2.1嗅強度等級表

三、色度

水顏色的分類

測定方法 （一）鉑鈷標準比色法 （二）稀釋倍數(shù)法真色假色圖2.15鉑鈷標準比色法標準色列四、濁度濁度是反映水中的不溶解物質(zhì)對光線透過時阻礙程度的指標，通常僅用于天然水和飲用水，而污水和廢水中不溶物質(zhì)含量高，一般要求測定懸浮物。測定濁度的方法有目視比濁法、分光光度法、濁度計法等。測定方法(一)目視比濁法(二)分光光度法(三)濁度儀法五、透明度(一)鉛字法(二)塞氏盤法六、殘渣水中的殘渣分為總殘渣、可濾殘渣和不可濾殘渣三種。它們是表征水中溶解性物質(zhì)、不溶解性物質(zhì)含量的指標。七、礦化度礦化度是水化學成分測定的重要指標，用于評價水中總含鹽量，是農(nóng)田灌溉用水適用性評價的主要指標之一。該指標一般只用于天然水。

礦化度的測定方法有重量法、電導法、陰、陽離子加和法、離子交換法、比重計法等。重量法含意明確，是較簡單、通用的方法。八、電導率

電導儀是測定溶液電導或電導率的專用儀器。

圖2.16電阻分壓式電導儀原理示意圖式中：

Q——電極常數(shù)或電導池常數(shù)；

Q=l/A

式中：

l——兩平行板極間距；

A——板極面積。電導率與電極和電極幾何尺寸間的關系

K=LQ九、氧化還原電位En=Eind+Eref式中：

En——被測水樣的氧化還原電位，mV；

Eind——實測水樣的氧化還原電位，mV；

Eref——測定溫度下飽和甘汞電極的電極電位，mV。圖2.17氧化還原電位測定裝置1.溫度計,2.鉑電極,

3.飽和甘汞電極,4.玻璃管,5.廣口瓶第六節(jié)金屬化合物的測定金屬測定中常用儀器分析方法分子吸收（紫外可見）分光光度法原子吸收分光光度法電位分析法極譜分析法（陽極溶出伏安法）一、鋁鋁是自然界中的常量元素，毒性不大，但過量攝入人體，能干擾磷的代謝，對胃蛋白酶的活性有抑制作用。我國飲用水限值為0.2mg/L。

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）間接火焰原子吸收法分光光度法圖2.19電感耦合等離子體焰炬示意圖1.感應圈；2.冷卻器；3.輔助氣；4.炬管；5.試樣載氣圖2.18電感等離子體發(fā)射光譜儀示意圖1.進樣器；2.ICP焰炬；3.分光器；4.光電轉(zhuǎn)換及測量部件；5.微型計算機；6.記錄儀；7.打印機；8.高頻電源；9.功率探測器；10.高頻整流器二、汞汞及其化合物屬于劇毒物質(zhì)，主要來源于金屬冶煉、儀器儀表制造、顏料、塑料、食鹽電解及軍工等廢水。天然水中汞含量一般不超過0.1μg/L；我國飲用水標準限值為0.001mg/L。（一）雙硫腙分光光度法圖2.20分光光度計基本組成示意圖1.光源；2.分光系統(tǒng)；3.比色皿架；4.光電檢測及放大裝置；5.指示、記錄儀表；6.穩(wěn)壓電源（二）冷原子吸收法圖2.21冷原子吸收汞儀工作原理示意圖（三）冷原子熒光法圖2.22冷原子熒光測汞儀示意圖三、鎘鎘屬劇毒金屬，可在人體的肝、腎等組織中蓄積，造成臟器組織損傷，尤以對腎臟損害最為明顯。還會導致骨質(zhì)疏松，誘發(fā)癌癥。我國生活飲用水衛(wèi)生標準規(guī)定鎘的濃度不能超過0.005mg/L。（一）原子吸收分光光度法火焰原子吸收法石墨爐原子吸收法測定鎘、銅、鉛圖2.23原子吸收分析過程示意圖圖2.24雙光束原子吸收分光光度計工作原理A——吸光度；ρ——待測元素的濃度。圖2.25標準加入法工作曲線圖2.26流動注射-原子吸收法原理示意圖（二）雙硫腙分光光度法（三）陽極溶出伏安法

1.經(jīng)典極譜分析法原理極譜分析是一種在特殊電解條件下，根據(jù)被測物質(zhì)在電極上進行氧化還原反應得到的電流-電壓關系曲線進行定性、定量分析的方法，其基本裝置如圖2.27所示。E為直流電源，AB為均勻滑線電阻，加于電解池（極化池）D兩電極上的電壓可借助移動觸點C來調(diào)節(jié)。V為伏特計，G為檢流計（見下頁圖2.27）。圖2.27極譜分析基本裝置示意圖圖2.28極譜波

id=607nD1/2m2/3t1/6c式中：id——平均極限擴散電流；

n——電極上反應中電子的轉(zhuǎn)移數(shù)；

D——電極上起反應的物質(zhì)在溶液

中的擴散系數(shù)；

m——汞的流速；

t——在測量id的電壓時的滴汞周期；

c——在電極上發(fā)生反應物質(zhì)的濃度。滴汞電極上的極限擴散電流可用尤考維奇（Ilkovic）公式表示：2.陽極溶出伏安法陽極溶出伏安法測定要點：（1）水樣預處理（2）標準曲線的繪制（3）樣品測定圖2.29陽極溶出伏安曲線四、鉛鉛是可在人體和動植物中蓄積的有毒金屬，其主要毒性效應是導致貧血、神經(jīng)機能失調(diào)和腎損傷等。鉛對水生生物的安全濃度為0.16mg/L。原子吸收分光光度法雙硫腙分光光度法陽極溶出伏安法示波極譜法電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）五、銅銅是人體所必需的微量元素，缺銅會發(fā)生貧血、腹泄等病癥，但過量攝入銅亦會產(chǎn)生危害。銅對水生生物的危害較大，有人認為銅對魚類的毒性濃度始于0.002mg/L，但一般認為水體含銅0.01mg/L對魚類是安全的。原子吸收分光光度法二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取分光光度法新亞銅靈萃取分光光度法陽極溶出伏安法示波極譜法ICP-AES法六、鋅鋅也是人體必不可少的有益元素，每升水含數(shù)毫克鋅對人體和溫血動物無害，但對魚類和其他水生生物影響較大。鋅對魚類的安全濃度約為0.1mg/L。原子吸收分光光度法雙硫腙分光光度法陽極溶出伏安法示波極譜法ICP-AES法七、鉻鉻是生物體所必需的微量元素之一。鉻的毒性與其存在價態(tài)有關，六價鉻具有強毒性，為致癌物質(zhì)，并易被人體吸收而在體內(nèi)蓄積。二苯碳酰二肼分光光度法

六價鉻、總鉻火焰原子吸收法測定總鉻硫酸亞鐵銨滴定法八、砷元素砷毒性極低，而砷的化合物均有劇毒，三價砷化合物比其他砷化物毒性更強。砷化物容易在人體內(nèi)積累，造成急性或慢性中毒。新銀鹽分光光度法二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法氫化物發(fā)生-原子吸收法原子熒光法測定砷、硒、銻、鉍新銀鹽分光光度法注：1.反應管；2.U形管；3.脫胺管；4.吸收管。圖2.30砷化氫發(fā)生與吸收裝置示意圖圖2.31氫化物發(fā)生-原子吸收測定裝置示意圖氫化物發(fā)生-原子吸收法九、其他金屬化合物詳細內(nèi)容可查閱《水和廢水監(jiān)測分析方法》和其他水質(zhì)監(jiān)測資料。第七節(jié)非金屬無機物的測定一、酸度和堿度（一）酸度

指水中所含能與強堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的總量。測定方法酸堿指示劑滴定法電位滴定法（二）堿度

指水中所含能與強酸發(fā)生中和作用的物質(zhì)總量，包括強堿、弱堿、強堿弱酸鹽等。測定方法酸堿指示劑滴定法電位滴定法1.M=0（P=T）；2.P>M（或P>0.5T）；3.P=M；4.P<M（或P<0.5T）；5.P=0（或M=T）。圖2.32水中堿度組成示意圖測定水的總堿度時，可能出現(xiàn)下列5種情況：二、pHpH和酸度、堿度的區(qū)別和聯(lián)系

pH表示水的酸堿性的強弱，而酸度或堿度是水中所含酸或堿物質(zhì)的含量。同樣酸度的溶液，如

0.1mol鹽酸和0.1mol乙酸，二者的酸度都是

100mmol/L，但其pH卻大不相同。測定水的pH的方法比色法玻璃電極法圖2.33pH測定示意圖三、溶解氧（DO）溶解氧：溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧。

大氣壓力下降、水溫升高、含鹽量增加，都會導致溶解氧含量降低。測定水中溶解氧的方法碘量法修正的碘量法氧電極法圖2.34極譜型氧電極的

結(jié)構示意圖圖2.35溶解氧測定儀

原理示意圖四、氰化物氰化物包括簡單氰化物、絡合氰化物和有機氰化物（腈）。簡單氰化物易溶于水、毒性大；絡合氰化物在水體中受pH值、水溫和光照等影響離解為毒性強的簡單氰化物。測定方法

硝酸銀滴定法分光光度法五、氟化物氟化物廣泛存在于天然水中。有色冶金、鋼鐵和鋁加工、玻璃、磷肥、電鍍、陶瓷、農(nóng)藥等行業(yè)排放的廢水和含氟礦物廢水是氟化物的人為污染源。測定水中氟化物的方法離子色譜法離子選擇電極法氟試劑分光光度法圖2.36離子色譜分析流程示意圖圖2.37離子色譜圖離子色譜法：離子選擇電極法：圖2.38F-選擇電極原理示意圖六、含氮化合物（一）氨氮水中的氨氮是指以游離氨(或稱非離子氨,NH3)和離子氨（NH4+）形式存在的氮。測定水中氨氮的方法

納氏試劑分光光度法水楊酸－次氯酸鹽分光光度法氣相分子吸收光譜法滴定法圖2.39氣相分子吸收光譜儀組成示意圖氣相分子吸收光譜法：（二）亞硝酸鹽氮亞硝酸鹽氮（NO2－-N）是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物。在氧和微生物的作用下，可被氧化成硝酸鹽；在缺氧條件下也可被還原為氨。水中亞硝酸鹽氮常用的測定方法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（三）硝酸鹽氮硝酸鹽是在有氧環(huán)境中最穩(wěn)定的含氮化合物，也是含氮有機化合物經(jīng)無機化作用最終階段的分解產(chǎn)物。清潔的地面水硝酸鹽氮（NO3--N）含量較低，受污染水體和一些深層地下水中（NO3--N）含量較高。水中硝酸鹽氮的測定方法酚二磺酸分光光度法氣相分子吸收光譜法紫外分光光度法（四）凱氏氮凱氏氮是指以基耶達（Kjeldahl）法測得的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能轉(zhuǎn)化為銨鹽而被測定的有機氮化合物?？捎脛P氏氮與氨氮的差值表示有機氮含量。將有機氮轉(zhuǎn)變成氨氮，然后在堿性介質(zhì)中蒸餾出氨，用硼酸溶液吸收，以分光光度法或滴定法測定氨氮含量，即為水樣中的凱氏氮含量。（五）總氮水中的總氮含量是衡量水質(zhì)的重要指標之一。其測定方法通常采用過硫酸鉀氧化，使有機氮和無機氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}，用紫外分光光度法或離子色譜法、氣相分子吸收光譜法測定。七、硫化物地下水（特別是溫泉水）及生活污水常含有硫化物，其中一部分是在厭氧條件下，由于微生物的作用，使硫酸鹽還原或含硫有機物分解而產(chǎn)生的。焦化、造氣、選礦、造紙、印染、制革等工業(yè)廢水中亦含有硫化物。測定水中硫化物的主要方法對氨基二甲基苯胺分光光度法碘量法間接火焰原子吸收法氣相分子吸收光譜法間接火焰原子吸收法：圖2.40硫化物轉(zhuǎn)化吹氣裝置示意圖八、磷(總磷、溶解性磷酸鹽和溶解性總磷)在天然水和廢（污）水中，磷主要以各種磷酸鹽和有機磷（如磷脂等）形式存在，也存在于腐殖質(zhì)粒子和水生生物中。磷是生物生長必需元素之一，但水體中磷含量過高，會導致富營養(yǎng)化，使水質(zhì)惡化。預處理測定水中磷的主要方法鉬銻抗分光光度法孔雀綠-磷鉬雜多酸分光光度法圖2.41測定磷預處理方法示意圖第八節(jié)有機污染物的測定一、綜合指標和類別指標化學需氧量(COD)高錳酸鹽指數(shù)生化需氧量（BOD）總有機碳（TOC）揮發(fā)酚硝基苯類石油類（一）化學需氧量(COD)化學需氧量是指在一定條件下，氧化1L水樣中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，以氧的mg/L表示。圖2.42氧化回流裝置示意圖1.重鉻酸鉀法滴定過程滴定前接近終點終點COD測定實驗的結(jié)果：終點接近終點滴定前2.庫侖滴定法式中：W——電極反應物的質(zhì)量；

I——電解電流；

t——電解時間；96500——法拉第常數(shù)；M——電極反應物的摩爾質(zhì)量；

n——每摩爾電極反應物的電子轉(zhuǎn)移數(shù)。公式：圖2.43庫侖滴定式COD測定儀工作原理示意圖3.快速密閉消解滴定法或光度法4.氯氣校正法（二）高錳酸鹽指數(shù)以高錳酸鉀溶液為氧化劑測得的化學需氧量，稱高錳酸鹽指數(shù)，以氧的mg/L表示。該指數(shù)常被作為反映地表水受有機物和還原性無機物污染程度的綜合指標。化學需氧量（CODCr）和高錳酸鹽指數(shù)是采用不同的氧化劑在各自的氧化條件下測定的，難以找出明顯的相關關系。一般來說，重鉻酸鉀法的氧化率可達90%，而高錳酸鉀法的氧化率為50%左右，兩者均未完全氧化，因而都只是一個相對參考數(shù)據(jù)。（三）生化需氧量(BOD)生化需氧量是指在有溶解氧的條件下，好氧微生物在分解水中有機物的生物化學氧化過程中所消耗的溶解氧量。BOD是反映水體被有機物污染程度的綜合指標，也是研究廢水的可生化降解性和生化處理效果，以及生化處理廢水工藝設計和動力學研究中的重要參數(shù)。測定方法五天培養(yǎng)法微生物電極法其他方法表2.2由高錳酸鹽指數(shù)估算稀釋倍數(shù)乘以的系數(shù)高錳酸鹽指數(shù)/(mg·L-1)系數(shù)<55～1010～20>20—0.2，0.30.4，0.60.5，0.7，1.01.五天培養(yǎng)法2.微生物電極法圖2.44微生物電極BOD測定儀工作原理示意圖圖2.45微生物電極結(jié)構示意圖其他方法圖2.46庫侖法BOD測定儀工作原理示意圖（四）總有機碳（TOC）有機碳是以碳的含量表示水體中有機物質(zhì)總量的綜合指標。由于TOC的測定采用燃燒法，因此能將有機物全部氧化，它比BOD5或COD更能反映有機物的總量。目前廣泛應用的測定TOC的方法是燃燒氧化-非色散紅外吸收法。圖2.47TOC分析儀流程示意圖（五）揮發(fā)酚根據(jù)酚類物質(zhì)能否與水蒸氣一起蒸出，分為揮發(fā)酚與不揮發(fā)酚。通常認為沸點在230℃以下的為揮發(fā)酚（屬一元酚），而沸點在230℃以上的為不揮發(fā)酚。酚的主要分析方法4-氨基安替吡林分光光度法溴化滴定法（六）硝基苯類常見的硝基苯類化合物有硝基苯、二硝基苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯、二硝基氯苯等。它們難溶于水。廢水中一硝基和二硝基苯類化合物常采用還原-偶氮分光光度法。三硝基苯類化合物采用氯代十六烷基吡啶分光光