环境监测复习

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1、第一章 绪 论第一节 环境监测的基本概念一、什么是环境监测？ 1、环境分析 ( Environmental Analysis ) 早期的环境监测 早期人们认识的环境污染主要是由有害化学物质在环境中过度积累而造成的。 为了控制和 消除污染，保护人类健康，需要研究污染物质的性质、来源、含量及其分布状态，这种研究是 以基本化学物质为单位，进行的定性和定量分析，这就是环境分析。环境分析是环境化学学科的一个重要分支，其主要任务是应用化学分析法和仪器分析法对水、大气、土壤、生物等环境要素中的污染物作定性检测(detectio n)和定量测定(determi nation )。环境分析的一般工作程序：采样、

2、样品保存和预处理、定性检测和定量分析、数据处理、报告 结果2、环境监测 ( Environmental Monitoring )环境监测是环境科学的一个重要分支，定义如下：? 中国大百科全书环境分册的定义： 间断或连续地测定环境中污染物的种类、浓度，观察分析 其变 化和对环境影响的过程。，并预? 简明定义： 通过对影响环境质量因素的代表值的测定，来判环境质量(或污染程度) 测其变化趋势。? 本教材的定义： 运用物理、化学和生物等现代科学技术手段，通过对影响人类和环境质量的 代表性环境要素进行测定(监视、监控、定性、定量)和系统的综合分析，以探索研究环境质 量的变化规律，从而科学评价环境质量及其

3、变化趋势的操作过程。注意：更重要的是利用数据来描述和环境监测不仅仅是为获得影响环境质量的因素的定量数值， 判断环境质量的现状，并预测环境质量的发展变化趋势。二、环境监测与环境分析的区别、联系? 目前广泛使用的“环境监测”一词涵盖了环境分析的内容，它不仅仅是环境分析。 环境分析是环境监测的重要组成部分， 当前 80%左右的污染来自化学污染， 因此，环境监测 的核心内容是环境分析。 从发展时间上看，环境分析开展在先，环境监测则是该技术的现代发展产物。 从测定对象上看， 环境监测已由单纯的化学物质而遍及各种物理参数(如光污染、 声 污染、电磁波、热污染等)和生物参数(如细菌鉴定和计数、生物量的测定等

4、)； 在获取环境信息方面，监测技术已经具备了实时性、连续性、完整性等特点，它涉及的学科 范围已经遍及化学、物理、生物、仪器仪表、自动化、计算机、遥感遥测等许多方面。三、环境监测的一般过程四、环境监测包括的主要内容化学指标 的测定：采用化学、物理化学方法对化学污染物进行分析测试。物理指标 的监测：对物理因子（如热、声、光、电磁辐射、振动及放射性等）强度、能量和 状态的监测。生物、生态系统 的监测： 是指测定和分析生命系统各层次对污染物或环境变化所发出的各种 反应和信息，如群落、种群的迁移变化、受害症状等。五、环境监测的对象 自然因素：如火山爆发、泥石流、气候变化、地震、水灾、旱灾等。 人为因素：

5、如工农业的排放、生活污水的排放，对环境造成危害的各种成分：包括化学成分及 物理成分。第二节 环境监测的目的和分类 一、环境监测的目的、任务环境监测的目的是准确、 及时、全面地反映环境质量现状及其发展变化趋势，为环境管理、 环境规划、污染源控制、环境评价提供科学依据。环境监测作为环境保护工作的基础，主要的任务是： 评价环境质量，预测环境质量发展趋势。 揭示污染危害，探明污染情况，进行监督管理。 积累环境本底资料，研究和掌握环境容量和环境污染总量控制，为实施目标管理提供依据。 为制订和执行环境法规、标准及环境规划、环境污染综合防治对策提供科学依据。二、环境监测的分类（一）按监测目的分类1、监视性监

6、测 （又称例行监测或常规监测） 是对指定的有关项目进行定期的、长时间的监测，以确定环境质量及污染源状况、评价控 制措施的效果、衡量环境标准实施情况和环境保护工作的进展。包括对污染源的监督监测和环 境质量监测。污染源监督监测 旨在掌握污染源排向环境的污染物种类、 浓度、数量， 掌握其造成的影响， 为控制和防治污染提供依据。环境质量监测 ，例如，城市环境空气质量监测。2、特定目的监测 （又称特例监测或应急监测）（1）污染事故监测（事故性监测）（2）仲裁监测（3）考核验证监测：如对监测人员的业务考核、分析方法验证、新建项目的环境考核评价、 污染治理后的验收监测。（ 4）咨询服务监测：为政府部门、科研

7、机构、生产单位等提供服务性监测，如，建设新企业 的环境影响评价等。3、研究性监测 （又称科研监测） 是针对特定目的科学研究而进行的高层次监测。（二）按监测介质对象分类：水质监测、空气监测、土壤监测、固体废物监测、生物监测、噪声和振动监测、电磁辐射监测、放射性监测、热监测、光监测、病源体监测等。（三）按监测方式分类：手动的和自动方式的监测；仪器的和简易方式的监测；现场的、实验室的和遥感方式的监测。（四）按专业部门分类 可分为：气象监测、卫生监测、资源监测等。 又可分为：化学监测、物理监测、生物监测等。（五）按监测区域分类： 可分为厂区监测和区域监测。厂区监测 是指企业、事业单位对本单位内部污染源

8、及总排放口的监测，各单位自设的监测 站主要从事这部分工作。区域监测 指全国或某地区环保部门对水体、大气、海域、流域、风景区、游览区环境的监 测。第三节 环境监测技术概述 一、环境监测技术概述监测技术包括 数据处理技术、质量保证技术。 二、环境监测技术的发展环境监测的发展： 20世纪5060年代：污染监测或被动监测阶段，主要采用的是化学分析手段 技术。采样技术污染物的测试技术环境分析 20 世纪 70 年代：主动监测或目的监测阶段，除化学手段外，还发展了物理的、生物的监测 手段；同时由点污染的监测发展到面污染及区域性的监测。上世纪 80 年代至今：污染防治监测或自动监测阶段，遥感、遥测手段的应用

9、、监测仪器与 电子计算机的联用，实现了测定及数据处理的自动化，使得在极短时间内观察到空气、水体污 染的变化及预测预报未来环境质量成为可能。环境监测技术的发展： 目前，环境监测技术的发展主要集中在： 以现场人工采样和实验室分析为主向多参数网络在线、多功能自动化检测方向发展； 环境样品预处理技术由手工单样品处理向在线自动化和批量化处理方向发展； 由较窄的局部检测、 单纯的地面环境监测向全方位领域监测和与遥感环境监测相结合的方向 发展； 研究高效预富集、 分离方法， 应用于样品组成复杂、 待测组分含量很低的环境样品分析测试； 野外和现场环境检测仪器向便携式、小型化方向发展。三、环境优先污染物和优先监

10、测 在各种污染的因素中，有毒化学污染约占80%左右，是潜在危害最大的一种。据估计，已知的化学物质有 1000 多万种，其中约有 3.5 万多种对人体和环境具有潜在的危害。对众多有毒污染物进行分级排队，从中筛选出潜在危害大、在环境中出现频率高的污染物作为监测和控制对象，这种经过优先选择的污染物称为环境优先污染物，简称为优先污染物（priority pollutants ）。 对优先污染物进行的监测称为优先监测。优先污染物的特点 ：对环境的潜在危害大，难以降解；在环境中有一定残留水平；出现频率较 高；具有生物积累性； “三致”物质 （致癌、致畸、致突变 ）；毒性较大；有较可靠的监测方法。58种。许

11、多国家均提出了有关污染物的 “黑名单”或“灰名单”。我国的优先污染物黑名单，包括 14 种化学类别共 68 种有毒化合物，其中有机物 第二章 水和废水监测第一节 水污染及其监测技术概述1、监测对象天然水环境水体监测，包括江、河、湖、海及地下水、水库、沟渠水 水污染源监测：生活污水、工业废水、医院污水对环境水体的污染物进行经常性监测，掌握现状及其发展趋势；对工业废水、生活污水进行监视性监测，为污染源管理和排污收费提供依据。 对水环境污染事故进行应急监测，为分析事故原因、危害及采取对策提供依据。为政府制订环保法规、标准及开展环境保护管理工作提供数据； 为开展水环境评价及进行科研提供基础数据。2、监

12、测目的（1）（2）（3）（4）（5） 环境标准的分类和分级分类：（1）按照环境标准的级别：分为国家、地方和行业标准。 地方标准：地方环境标准由省级环保部门组织草拟，报同级人民政府审核、批准和颁发， 并报国务院环境保护行政主管部门备案。在各地区内执行。地方标准应符合以下条件： 对国家标准中所没有规定的项目作出规定； 对国家标准中已有的项目， 地方标准应严于国家标准， 以对国家标准起到补充、 完善的作用。 标准之间的关系：国家标准与地方标准：地方标准优先执行。 国家/地方标准与行业标准：行业标准优先执行，与国家标准不交叉。污染物排放标准、环境基础标准、6类。推荐性环境标准被强制性环境标准引用，（

13、2）按照环境标准的性质和内容分类：分为环境质量标准、 环境方法标准、环境标准样品标准、环保仪器、设备标准（ 3）按照执行力度还可分为：强制性标准和推荐性标准。 环境质量标准和污染物排放标准属于强制性标准。 须强制执行 。1、水质标准 水质标准由具体的水质指标来体现。 主要有水环境质量标准与排放标准。（一）地表水环境质量标准 （ GB3838-2002 ）根据地表水水域环境功能和保护目标、控制功能高低依次将地表水划分为五类功能区。注意：（1）地表水环境质量标准规定的不同功能水域类别分别执行相应类别的标准值；（2）同一水域兼有多类使用功能的，执行最高功能类别对应的标准值。按地表水域使用功能要求和污

14、水排放去向，对排放的污水分别执行一、二、三级标准。 排入川类（地表水），类（海水）水域，执行一级标准； 排入W、V （地表水）、川（海水），执行二级标准； 排入二级污水处理厂污水，执行三级标准。标准将排放的污染物按其性质及控制方式分为两大类：1、第一类污染物：能在动植物内或环境中蓄积，对人体健康产生长远不良影响的。对此类污染 物，一律在车间或车间处理设施排污口取样测其浓度。2、第二类污染物： 指长远影响远小于第一类的污染物质。在排污单位排污口取样测定此类污染 物。监测项目可归纳为以下几类：1、物理指标； 2、化学指标； 3、生物学指标（一）地表水监测项目（二）生活饮用水监测项目（三）废（污）水

15、 监测项目第一类： 是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物，包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并（a）芘、总铍、总银、总a放射性、总B放射性。第二类：是在排污单位排放口采样测定的污染物，包括pH、色度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、石油类、动植物油、挥发性酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸盐、甲醛、 苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、总铜、总锌、总锰1 、监测分析方法体系（ 1 ）国家或行业标准分析方法 （A 类）：准确度高，适用于仲裁分析、及用于评价其他分析方 法。可在环境监测与执法中使用。（2）统一分析方法 （B 类）：是经研究和多个单位的实验室验证

16、表明是成熟的方法。可在环境 监测与执法中使用。或直接从（3）试用方法 （C 类）：与前两类方法的灵敏度、准确度、精确度具有可比性的分析方法称为 等效方法。这类方法可能是一些新方法、新技术，是在国内少数单位研究和应用过， 发达国家引进，供监测科研人员试用的方法。2、水质监测常用的分析方法有向仪器方法发展的趋势，但常规监测还是以化学方法为主。容量法（滴定法）、（ 1 ）化学分析方法： 国内外普遍采用， 占方法总数的 50%以上。 分为重量法、 分光光度法。主要测金属元素，操作简单、快速，灵敏度、准确度好。一般用于测Hg，以及氰化物易挥发的 As、Bi、Sb、Se等。是分离和测定水中常见离子的技术，

17、选择性好、灵敏度高。 是分离和测定水中有机物的主要方法。 测难挥发有机物，如多环芳烃。（ 2）仪器分析方法：原子吸收法： 原子荧光法： 离子色谱法： 气相色谱法： 液相色谱法：1030个元素。等离子体发射光谱（ICP-AES）：可对样品中多元素同时测定，一次进样可测 其灵敏度、准确度与原子吸收法相当。（ 3）其他方法： 如电极法、极谱法。3、选择监测分析方法的原则方法的灵敏度应满足定量的要求；（1）方法成熟、准确、重现性好； 方法操作简便、易于普及（适合自己实验室的条件） 方法的选择性好，抗干扰能力强； 所用试剂无毒或毒性小。1 、地表水监测技术路线 地表水监测采用以流域为单元，优化断面为基础

18、，连续自动监测分析技术为先导；以手工 采样、实验室分析技术为主体；以移动式现场快速应急监测技术为辅助手段的自动监测、常规 监测与应急监测相结合的监测技术路线。2、水污染源监测技术路线 重点污染源采用以自动在线监测技术为主导，其它污染源采用以自动采样和流量监测同步- 实验室分析为基础， 并以手工混合采样 -实验室分析为辅助手段的浓度监测与总量监测相结合 的技术路线。第二节 水质监测方案的制订水质监测点位的布设关系到监测数据是否有代表性、能否真实地反映水体环境质量现状及 污染发展趋势。二、采样目的及样品的代表性1、采样的目的：从所要研究的水体收集一小部分水样，使其质量能反映水体的整体质量。为达 到

19、该目的，在采样时就应考虑样品的代表性。2、采样是水质分析的首要环节（关键环节） ：保证样品具有代表性，是水质监测数据具有准确 性、精密性和可比性的前提。要取得可靠的结果，采样是关键。3、样品的代表性：指在有代表性的时间、地点并按规定的要求采样，及随后的处理（如运输、 保存等）能确保待测物质的测定结果能真实反映水体质量及其在监测时期内的时间和空间变化。水体的一个重要特征就是流动性（与大米、矿石、泥土等有区别） ，具有随时间和空间变化 的特征。因此，要保证样品的代表性就须选择：合理的采样位置：以反映水体的空间变化； 合理的采样时间及频率：以反映水体的时间变化为获得完整的监测信息， 从理论上讲 ，要

20、求监测的空间和时间的分辨率越高越好，但从经 济观点和实践观点看，单纯追求高的空间和时间的分辨率，又是难以实现的。所以， 追求以尽可能少的监测点位获取最具有空间代表性的监测数据，是环境监测的最重要的指导思想之一。因此，监测点位的优化布设十分重要。三、地表水监测断面的设置将水体看成一个三维空间， 则具体的采样点可看作一个几何点。 按空间 断面 垂线 采样点的顺序最终确定各采样点在空间的位置。（一）地表水监测断面设置的原则总体要求： 断面在总体和宏观上应能反映水系的水环境质量状况；各断面的具体位置应能反映 所在区域环境污染的特征；尽可能以最少的断面获得足够代表性的环境信息；应考虑实际采样 的可行性和

21、方便性。具体设置原则： 对流域或水系要设立背景断面、控制断面（若干）和入海口断面。对行政区域可设背景断面 （对水系源头）或入境断面（对过境河流）或对照断面、控制断面（若干）和入海河口断面或 出境断面。在各控制断面下游，如果河段有足够长度（至少 10km ），还应设消减断面。 根据水体功能区设置控制监测断面，同一水体功能区至少要设置 1 个监测断面。 断面位置应避开死水区、回水区、排污口处，尽量选择顺直河段、河床稳定、水流平稳，水面宽阔、无急流、无浅滩处。监测断面力求与水文测流断面一致, 以便利用其水文参数, 实现水质监测与水量监测的结合。 监测断面的布设应考虑社会经济发展,监测工作的实际状况和

22、需要,要具有相对的长远性。 流域同步监测中,根据流域规划和污染源限期达标确定监测断面。入海河口断面要设置在能反映入海河水水质并临近入海的位置。（二）监测断面的分类及设置方法 采样断面：指在河流和湖泊采样中,实施水样采集的整个剖面,分为背景断面、入境断面、控 制断面、出境断面、潮汐河流断面和管理断面等。1 、背景断面 * ：指为评价一完整水系的污染程度, 在未受人类生产和生活活动影响的清洁河段 上设置的断面,以取得江、河水系的背景值。应设在基本未受人类活动影响的清洁河段上,原 则上应设在水系源头处或未受污染的上游河段。2、入境断面（对照断面） ： 用来反映水系进入某行政区域时的水质状况,以了解流

23、入监测河段 前的水体水质状况。应设置在水系进入本区域且尚未受到本区域污染源影响处。3、 控制断面： 指为了解两岸工业和生活污染源及相关支流对水质的影响、了解水环境受污染程度及其变化情况的断面。一般设在排污口下游5001000m 处,或与支流汇合口的上游。 （根据污染物的迁移、转化规律及河流的水力特征确定）4、 出境断面： 出境断面用来反映水系进入下一行政区域前的水质。因此应设置在本区域最后的 污水排放口下游,污水与河水已基本混匀并尽可能靠近水系出境处。如果在此行政区域内,河 流有足够长度,则应设消减断面。5、 消减断面： 主要反映河流对污染物的稀释净化情况,应设置在控制断面下游, 污染物被稀释

24、、 降解（自净作用） ,使主要污染物的浓度显著降低的断面。一般设在工业区最后一个排污口下游1500m 外的河段。6、潮汐河流监测断面： 潮汐河流监测断面的布设原则与其它河流相同, 设有防潮桥闸的潮汐河 流,根据需要在桥闸的上、下游分别设置断面。根据潮汐河流的水文特征,潮汐河流的对照断 面一般设在潮区界以上。7、管理断面： 为特定管理需要而设置的断面。常见的有：定量化考核、了解各污染源排污、监 视引用水源、流域污染源限期达标排放、河道整治等。（三）湖泊、水库采样断面的设置考虑沿岸污染源及进出湖、 岸的河流对水体的影响以及结合湖、 库水体的生态特点而设置。（四）给定监测断面上采样点位的设置1、江河

25、水的给定断面上采样点的设置,应根据江河、湖泊的宽度和深度而定。50100m，设左、右两条垂线（近左、右岸有明水面宽度w 50m时，只设一条中垂线；显水流处）；>100m，设左、中、右三条垂线；在每条垂线上,根据水的深度设点,水深：w 1m,在1/2水深处设采样点；W 5m,水面即水面下 0.5m 和河底上 0.5m 处各设一点； >10m，下0.5m处设一个采样点；510m,设两点， 设三点，即水面下 0.5m 处， 1/2 水深处和河底上约 0.5m 处各设一个采样点；2、湖泊、水库监测断面上采样点的设置（ 1 ） 确定方法同江、河水（ 2） 如果存在间温层（温跃层） ,确定分层

26、情况后,在决定垂线上的采样点位时,一般除在即 水面下 0.5m 处和河底上 0.5m 处各设点外,还要在每一间温层 1/2 水深处设点。四、地下水采样点的设置（了解）地下水：是指存储于土壤和岩石空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水,广义指地表以下各种 形式的水。相对地表水而言,地下水的流动性和水质参数的改变较缓慢。监测方案的制定与地表水基本相同,但侧重点有所不同。 由于地质结构的复杂性,使地下水采样点的设置也变得复杂。五、水污染源采样点的设置水污染源包括工业废水、城市污水等。水污染源一般经管道或沟渠排放，截面积较小，不需要设置断面，而直接确定采样点。1、工业废水采样点的设置（1）监测一类污染物：在车

27、间或车间处理设施排放口设置采样点。（2）监测二类污染物：在工厂废水的总排放口设置采样点。对已有废水处理设施的工厂， 在处理设施的总排放口布设采样点。 如需了解废水处理效果， 还要在处理设施入口处设置采样点。在排污渠道上，采样点应设在渠道较直，水量稳定，上游无污水汇入的地方。2、城市污水（生活污水和医院污水等）（1）城市污水管网：采样点应设置在排水支管接入污水干管的检查井、城市污水干管的不同位 置、污水进入水体的总排放口等。如需要了解各污水处理单（2）城市污水处理厂： 应在污水进口和处理后的总排口布设采样点。 元的处理效果，应在各处理设施单元的进出口分别设置采样点。六、采样时间和频率为保证采集的

28、水样具有代表性，除须选择合理的采样点外，还须确定合理的采样时间及频 率。 确定原则： 尽量投入较少的人力、物力而获得足够的准确度。第三节 水样的采集和保存一、地表水水样的类型1、瞬时水样： 指某一时间和地点从水体随机采集的分散水样。适于水质稳定，其组分在相当长 的时间或相当大的空间范围内变化不大的水体。 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。2、时间混合水样： 指在同一采样点、于不同采样时间采集的瞬时水样的混合。适于水质随时间 变化较大的水体，用于观察平均浓度。但不宜用于测定 pH 值、溶解氧、 BOD 、细菌总数等在 贮存过程中会发生明显变化（不易保

29、存）的组分。如果水的流量随时间变化，必须采集流量比 例混合样。可用专用的流量比例采样器采集这种水样。3、综合水样： 在不同采样点、同一时间采集的各个瞬时水样混合后即得到综合水样。反映的是 水体该时间的总的状况。 综合水样是获得平均浓度的重要方式， 可了解某一时间水体的综合 （整 体）情况。4、单独水样： 在天然水体和废水监测中，有些组分分布很不均匀（如油类和悬浮物等） ，有些 组分在放置过程中很容易发生变化，需要加入不同的试剂进行现场固定（如溶解氧、BOD 5、细COD、BOD 5、有机物、菌总数、硫化物等） 。对这些组分的监测，不适于采集混合水样，必须采集单独水样，分别进行 现场固定和后续测

30、定。需要单独采样监测的指标包括 pH 值、溶解氧、 余氯、粪大肠菌群、硫化物、油类、悬浮物、放射性和其他可溶性气体等。二、地表水样的采集并清洗干净；并（一）采样前的准备 根据监测项目的性质和采样方法的要求，选择适宜的采样器和盛水容器，准备交通工具。（二）采样方法和采样设备（采水器）也可涉水和在桥上采集。地表水样采集时， 常乘监测船或采样船等交通工具到采样点采集，1、采集表层水样：可直接用桶、瓶等盛水容器采集。2、深层水：借助采水器四、废（污）水样的采集 （一）浅层废水（污水） ，用采样容器直接采取，可用长把塑料勺采集。（二）深层废水（污水） ，借助采水器。（三）自动采样，采用废（污）水自动采水

31、器采集。（四）采集废水样的类型 ：因废水中污染物的组成和废水流量随工厂生产工艺的变化而经常发生变化，因此采集水样的类型应根据生产情况而定。1、瞬时废水样： 对生产工艺连续、稳定的工厂或车间，适于采集瞬时废水样。2、平均废水样： 适用于生产工艺不稳定的工厂或车间。对企业而言，生产的周期性影响着排污 的规律性。对生产工艺不稳定的工厂或车间，由于不同时间废水的排放量和污染物浓度变化较 大，为使监测结果具有代表性（往往要求得到平均浓度） ，需要增大采样及测定频率。为使监测结果具有代表性，而又能节省分析时间，此时可以采集混合水样进行分析：（ 1）时间等比例水样 ： 即每隔相同时间采集等量废水样混合而成，

32、测平均浓度。适于废水流 量较稳定，但污染物组分随时间变化较大的情况；不适于测pH 值、溶解氧、 BOD 、挥发酚、细菌总数、油类等随时间变化大、不宜保存的组分。（ 2）流量等比例水样： 在不同时间根据排污量的大小按比例采集水样，然后混合而成。适于废 水流量和水质都不稳定的情况；不适于测 pH 值、溶解氧、 BOD 、挥发酚、细菌总数、油类等 随时间变化大、不宜保存的组分。注意事项：在污染源监测中，采样时应除去水面的杂物及垃圾等漂流物，但随污水流动的 悬浮物或细小固体微粒，应看成是污水样的一个组成部分，不应在分析前滤除。根据具体的情况选择适宜的采水器； 如果水样含沉降性固体（如泥沙等） ，应分离

33、除去。测定总悬浮物的水样除外。采集好后，再将采水器中的水样分装到各盛水贮存容器中；该现场测定的项目现场测定（水温、 pH 、电导率、溶解氧等） ，该加试剂保存的应加入保五、采集水样注意事项（1）（2）（3）（4） 存剂保存（如溶解氧、重金属等） 。（5）采样结束前，核对采样计划、记录已采水样，如有错误或遗漏，应立即补采或重采。六、水文参数 流量的测量 （一）流量测定的重要性二）地表水流量的测量可用 m3/h、m3/min 、m3/s、m3/d 表示。1）流速 -面积法：测流速，计算流量Q = v X S即：流量=平均流速X水流断面面积 （ m3/s）（ m/s）（m2）流速的测定可用各种流速仪

34、。2）浮标法浮标法是一种粗略的测量小型河、渠水流速的建议方法。 三）废（污）水流量的测量1）流量计法：用流量计直接测定，有多种商品流量计可供选择。2）容积法：是测定污水流量的一种简便方法。Q = V / t流量=容器体积十时间 适用于不规则的污水沟、污水渠中流量的测量。即：（ 3）溢流堰法： 八、水样的保存（一）水样保存的必要性： 从采集到分析测试这段时间内，由于水样离开了母体水源，环境条 件改变了，原来的各种平衡可能遭到破坏，微生物的新陈代谢活动和各种化学作用，将会引起 水样物理、化学性质的变化。导致水质变化的因素：光照、温度、静置或振动，敞露或密封等保存条件及容器材质都会影响水样的性1、物

35、理作用：质。2、化学作用：3、生物作用：水样各组分间可能发生化学反应，从而改变了某些组分的含量与性质。 细菌、藻类及其他生物体的新陈代谢会消耗水样中的某些组分，产生一些新的组分，改变一些组分的性质。因此，采取一些有效措施，尽量减少或延缓贮存期水样成分的变化是非常有必要的。地表水现场测定项目： pH 值、色度、水温、浊度、透明度、电导率和溶解氧（或现场固定）等。 需要定容采样的项目：悬浮物、石油类、硫化物。（二）水样的保存技术*1 、水样的保存时间 （水样的有效保存期限） ：采样后尽快分析是一条基本原则。 水样的有效保存期限的长短依赖于以下几个因素：（1）待测物质的物理化学性质 稳定性好的组分，

36、如 F-、Cl-、SO42-、Na+、K +、Ca2+、 Mg 2+等保存期较长。稳定性差的组分，保存期短，甚至不能保存，采样后应立即测定。如pH、浑浊度、色度、溶解氧等应在现场测定或固定；而B0D5、COD、硝酸盐、酚、氰应尽快分析。（2）待测物的浓度 一般说待测物的浓度越低，保存时间越短，大多数组分的稀溶液（如稳定的。ppb 数量级）是很不（3）水样的清洁程度（化学组成的复杂性）：清洁的水样72 h ;轻污染的水样48 h ;重污染的水样 12 h 。2、水样的保存方法（ 1）冷冻或冷藏法：降低温度，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加入生物抑制剂；调节

37、 pH值；加入氧化剂或还原剂。*3、水样的贮存容器（1）贮存容器材料的选择 聚乙烯塑料瓶：易运输、不易碎、常温下抗酸、碱腐蚀性能好；但不耐热。 硬质玻璃瓶：易碎、耐热；但不耐 HF 、强碱。（价廉、常用 ） 聚四氟乙瓶：含杂质少、稍耐热，其他同聚乙烯；但价贵、不普及。 石英容器：含杂质少、价贵、不普及。选择容器时应考虑： （1）避免容器材料对水样的沾污。例如：玻璃能溶出少量 少量有机物质。价廉、常用 ）K、Na、B、Si 等，而塑料则易溶出塑料瓶壁对苯的吸附等。 易和玻璃反应而腐蚀玻璃。（2）容器壁对待测成分的吸附作用。 例如： 玻璃壁对痕量金属的吸附，（3）样品的组分可能与容器材料发生化学反

38、应。例如：F 、NaOH4、常见水样保存技术： 见表， P106 注意：在各种情况下，保存方法应与使用的分析技术相匹配，应用时应结合具体工作检验保存 方法的适用性。第四节 水样的预处理 环境水样的组成复杂，且多数污染物的含量低，存在形态各异。 预处理的目的：（ 1）使水样中待测组分的形态和浓度符合测定方法的要求。（ 2）减少或消除共存组分的干扰。一、水样的消解1、水样消解的目的： 当测定含有机化合物水样中的无机元素时，需进行消解处理。消解的目的 是破坏有机物和溶解悬浮物，将各种价态的待测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离的无 机化合物。消解后的水样应清澈、透明、无沉淀。如氧化还2、水样的消解

39、方法 用酸分解样品时， 除利用酸的氢离子效应外，同时不同的酸还具有不同的作用， 原作用、配位作用等，酸的这些性质可促进样品的分解。二、富集与分离 （1）富集：当水样中待测组分含量低于检测限时，就必须进行富集或浓缩。 （2）分离：当共存组分对测定有干扰时，就须采取分离或掩蔽措施，以消除干扰。 富集与分离常常是不可分割、同时进行的。 常用方法有过滤、挥发、蒸馏、溶剂萃取、离子交换、吸附、共沉淀、低温浓缩等。三、水质分析结果的表示 第三节 水样的采集和保存 思考题1、测金属元素时，水样消解的目的？2、双硫腙在不同条件下可与 20 多种金属离子反应生成有色络合物， 用双硫腙分光光度法测铜、 铅、铬、锌

40、等金属离子时，应严格控制哪些因素？以避免其他共存金属离子的干扰？3、二苯碳酰二肼（DPC）分光光度法测总铬时，为什么要将过量的氧化剂去除？用什么试剂去除？第七节 非金属无机物的测定一、含氮化合物 氮在水中的主要存在形态：无机氮 “三氮 ”：氨、硝酸盐、亚硝酸盐、硝氮（硝酸盐氮） 、亚硝氮（亚硝酸盐氮） 、氨氮。 有机氮：蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、尿素、有机胺化合物、重氮化合物、硝基、亚硝基、 肟、腈等含氮有机化合物。含氮化合物的测定 测定水中各种形态的含氮化合物，有助于评价水体被污染和 “自净 ”状况。（一）氨氮：指水中以游离 NH3和NH4+形式存在的氮。NH3对水生生物及人体均有毒害作用

41、。 NH3和NH4+的存在比例与 pH值有关：pH高时，NH3的比例较高； 反之，则NH4+的比例较高。 1、测定方法选择纳氏试剂分光光度法： 测氨氮的国家标准方法。 水杨酸 - 次氯酸盐分光光度法：国家标准方法，灵敏度高。蒸馏-商定法气相分子吸收光谱法 电极法（试行）2、水样的保存尽快测定。若采样后不能及时分析，应加浓H2SO4,使pH < 2, 25C贮藏，必要时加HgCl2 杀菌。3、水样预处理5、3、直形冷凝管及导管； 4、收集瓶；（1、凯氏烧瓶； 2、安全球（防止碱液成雾滴喷出） 电炉）4、纳氏试剂分光光度法纳氏试剂：Hgl2和KI的强碱（K0H ）溶液。（即K2HgI 4）方

42、法原理 ：2K2HgI 4 + 3K0H + NH 3NHzHgzIO + 7KI + 2出0NH2Hg2lO :黄棕色胶态化合物，通常使用410425nm范围波长光比色测定。5. 气相分子吸收光谱法 *方法原理： 水样在 2% 3%酸性介质中，加入无水乙醇煮沸除去亚硝盐等干扰，用次溴酸盐氧 化剂将氨及铵盐（050卩g）氧化成等量亚硝酸盐，以亚硝酸盐氮的形式采用气相分子吸收光 谱法测定氨氮的含量（见亚硝酸盐氮的测定） 。6. 氨气敏复合电极法（二）亚硝氮的测定方法1、危害O2 的功能，导致组织出A、可将体内运输 02的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白而失去运输现缺 02的症状。B、可与仲胺类化合

43、物反应生成具有较强致癌性的亚硝胺类物质。?2、测定方法N-（1-萘基）-乙二胺分 光光度法离子色谱法气相分子吸收光谱法离子色谱法（IC）是利用离子交换原理，连续对共存多种阴离子或阳离子进行分离、定性和定 量的方法。气相分子吸收光谱法 该法是近年发展起来的测定水中亚硝酸盐氮的新方法。（1）方法原理在 0.15 0.30 mol/L 柠檬酸介质中，加入乙醇作催化剂，将水样中的亚硝酸盐迅速分解， 生成N02气体，用空气载入气相分子吸收光谱仪的吸光管中，在213.9nm波长处测得的吸光度与水样中亚硝酸盐氮浓度遵守比耳定率。（三）硝氮的测定方法 测定方法：酚二磺酸分光光度法、紫外分光光度法、离子色谱法、

44、离子选择电极法、镉柱还原 法、气相分子吸收法国家标准方法1 、酚二磺酸分光光度法 （1 ）方法原理硝酸盐在无水存在情况下与酚二磺酸反应，生成硝基二磺酸酚，于碱性溶液中又生成黄色 的硝基酚二磺酸三钾盐，于 410nm 处测 A 。（2）主要测定步骤： 水样的蒸发：50mL水样于蒸发皿中，调节 pH 8，水浴蒸发至干。 硝基酚二磺酸的生成：加入 1mL 酚二磺酸试剂（粘稠状） ，用玻璃棒研蘑，使试剂与蒸发皿 内残渣充分接触，放置 10min，加入约水10mL。一边搅拌一边加入 34mL氨水，使溶液呈现最深的颜 二钠溶液，并搅拌使沉淀溶解。410nm 处测 A 。 黄色的硝基酚二磺酸三钾盐的生成：色

45、。如有沉淀产生，过滤；或滴加 EDTA 将上述溶液移入比色管，稀释至标线，于（3）主要干扰及消除 氯离子：加入硝酸银，使之生成 AgCl沉淀，过滤除去。 亚硝酸盐：当N02一0.2mg/L时，滴加KMnO 4,使NO2-转化为NO3-，最后从测定结果中 减去 NO 2 N 的量。 水样浑浊、有色：可加少量氢氧化铝悬浮液吸附、过滤去除。2. 紫外分光光度法利用硝酸根离子在 220nm 波长处的吸收而定量测定硝酸盐氮。水样预处理后，现在 220nm处测定吸光度，得到 A220，此时包括溶解的有机物和硝酸盐 在 220nm 处的吸收。再在波长 275nm 处测定吸光度,得到 A275 ,在 275n

46、m 处有机物有吸收而 硝酸根离子没有吸收。因此,根据两个波长处的测定结果,一般引入一个经验校正值,进行定 量。该校正值为在 220nm 处的吸光度减去在 275nm 处测得吸光度的二倍, 以扣除有机物的干扰。 硝酸盐氮的含量按下式计算：A校 A 220 - 2 A 275式中：A220 220m波长测得吸光度；A275 275m波长测得吸光度。（四）凯氏氮： 指用凯氏法（ J. Kjeldahl ）测得的含氮量。凯 氏 氮 主 要 包 括 ： 氨 氮 、 在 测 定 条 件 下 能 被 氧 化 为 铵 盐 （ NH4+ ） 的 有机氮（如蛋白质、氨基酸、胨、肽、核酸、尿素,以及 N 为负三价的

47、合成有机氮化合物） 。 凯氏氮在评价湖泊、水库等水体富营养化时非常有意义。凯氏氮的测定方法包括传统的凯氏法和新出现的气相分子吸收光谱法。凯氏法测凯氏氮的原理：浓 H2SO4 ：氧化剂,氧化含氮有机物；K2SO4 Cu SO4 :催化剂，提高沸腾温度、缩短消解时间。（五）总氮总氮分为无机氮和有机氮： 无机氮：氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮 有机氮（有机氮 凯氏氮-氨氮） 总氮凯氏氮+硝酸盐氮+亚硝酸盐氮 测定时,可分别测上述几种氮,加和而得总氮。 也可用K2S2O8消解水样，将水中各种形式的氮转化为NO3，再进行测定。总氮的测定方法 ：总氮测定通常采用过硫酸钾氧化, 使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸

48、盐后, 再以紫外分光光度法或者分光光度法测定。二、含磷化合物的测定（一）含磷化合物的分类 含磷化合物可分为：正磷酸盐、缩合磷酸盐、有机磷化合物。根据是否能通过0.45卩m的滤膜，水中的磷可分为溶解态磷（又称可过滤的磷）与颗粒态 磷，两者之和就是总磷。常需要测定总磷、溶解性正磷酸盐、溶解性总磷等形态。（二）含磷化合物测定的环境意义磷是生物生长必需的元素之一。当湖泊、水库、海域等水体中磷含量过高（>0.2mg/L ）时，可造成藻类等浮游生物的过度繁殖，造成水体富营养化。因此，磷是评价水质的重要指标之一。（三）含磷化合物的测定方法选择水中的正磷酸盐可以单独测定，在一定 pH 值和温度条件下，缩

49、合磷酸盐以及有机磷很稳 定，不会对磷酸盐的测定产生明显干扰。缩合磷酸盐、有机磷和总磷的测定，必须先对水样进行消解，将各种形态的磷转变为溶解 性正磷酸盐后方可进行测定。-磷钼杂多酸分光光度法、正磷酸盐的测定方法有离子色谱法、钼酸铵分光光度法、孔雀绿 氯化亚锡比色法和罗丹明 6G 能量转移荧光法等。有机磷的分析方法多采用气相色谱法或高效液相色谱法。（四）水样预处理-硫酸消解法、硝酸-高氯酸测定含磷化合物水样的消解方法主要有过硫酸钾消解法、硝酸 消解法等。（ 1）过硫酸钾消解取25mL混匀水样于50mL具塞刻度管中。加5%的过硫酸钾溶液4mL ,将具塞刻度管的盖 塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧，

50、将具塞刻度管放在大烧杯中，置于高压蒸气消毒器中 加热消解 30min 。注意： 如用硫酸保存水样。当用过硫酸钾消解时，需先将试样调至中性； 当此法不能将水样中的有机物完全破坏时，可用硝酸 -高氯酸消解法。 目前，已有许多商品化的专用消解装置代替高压蒸气消毒器消解样品。（ 2）硝酸 -高氯酸消解于电热板上高温、常压消解。取 25mL 混匀水样于锥形瓶中， 加数粒玻璃珠， 加 2mL 浓硝酸在电热板上加热浓缩至 10mL。 冷后加 5mL 硝酸，再加热浓缩至 10mL ，放冷。加 3mL 高氯酸，加热至高氯酸冒白烟，直至剩 下34mL ,取下放冷。加水10mL，加1滴酚酞指示剂，滴加氢氧化钠溶液至

51、刚呈微红色，再 滴加硫酸溶液使微红刚好退去，充分混匀。移至具塞刻度管中，用水稀释至标线，待测。 注意：-高氯酸 用硝酸 -高氯酸消解需要在通风橱中进行，需将试样先用硝酸消解，然后再加入硝酸 进行消解； 不可把消解的试样蒸干；并移到 如消解后还有残渣，用滤纸过滤于具塞刻度管中，并用水充分清洗锥形瓶及滤纸，一具塞刻度管中。（五）含磷化合物的测定： 含磷化合物的测定，实际上测定的是经预处理后样品试液中的正磷 酸盐。（1）钼锑抗分光光度法（2）氯化亚锡分光光度法（3）离子色谱法（4）罗丹明6G （ R6G）能 量转移荧光法三、硫化物与硫酸盐五、溶解氧 溶解氧：指溶于水中的分子态氧。（一） DO 测定的

52、环境意义 水中 DO 的来源：水生植物的光合作用；水气交换。 影响因素： 大气压力及 O2 的分压力越大， DO 越高； DO随水温的升高而减少；DO 降低，使水中厌氧菌繁殖活跃，水质 当藻类剧烈繁殖时， DO 可能出现过饱和。 当水体受到有机物和还原性无机物污染时，可导致 恶化。DO 应因此，水中 DO 是衡量水体污染程度的重要指标之一。常温、常压下，较清洁水中 为810 mg/L ;当DO < 4 mg/L时，许多水生生物可能因窒息而死亡。（二）水样的采集与保存用碘量法测 DO 时，采集的水样应装到溶解氧瓶中； 采集时注意不要曝气或残留气泡； 装满瓶并溢出一部分水样，然后立即加硫酸锰

53、和碱性碘化钾固定溶解氧，盖塞、水封。现 场无法测定时，置于暗处冷藏保存。（三）测定方法 碘量法，国家标准方法。 适于测定较清洁水中的 DO1 、方法原理2、计算3、主要干扰(1) 氧化性物质，将氧化 ，析出12,产生正干扰。2NO2 + 4H+ + 2I =N2O2 + I2 + 2H2O2Fe3+ + 2I = 2Fe2+ + I2 (酸性条件)(2) 还原性物质，消耗12,产生负干扰。4、主要注意事项(1) 水样呈强酸或强碱时,应调节至中性后测定。(2) 水样中含流离氯大于 0.1mg/L 时,应先加入一定量的硫代硫酸钠除去。 硫代硫酸钠应定量加入,确定方法如下:250mL的碘量瓶装满水样

54、，加入 5mL 3mol/L硫酸和1g碘化钾，摇匀，此时有碘析出, 吸取 100.00mL 该溶液于令一个 250mL 碘量瓶中,用硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色,加入 1%淀粉溶液1.0mL，再滴定至蓝色刚好消失。根据计算得到的氯离子浓度，向待测水样中加入 一定量的硫代硫酸钠溶液,以消除氯离子的影响。( 3)水样采集后，应立即加入硫酸锰和碱性碘化钾溶液固定溶解氧； 当水样含有藻类、悬浮物、氧化还原性物质，必须进行预处理。(四) 修正的碘量法1 、叠氮化钠修正法当水中含NO2> 0.05 mg/l时，产生正干扰。此时可用NaN3来分解NO2-，去除其干扰:2 NaN3 + H2SO4 =

55、 Na2SO4 + 2HN3 HN3 + HNO2 = N2O + N2 + H2O【注意事项】 ：(1)NaN3 剧毒、易爆。(2)NaN3 修正法测 DO 时，用碱性 KI NaN 3试剂代替碱性 KI 试剂，其余试剂与操作均同碘 量法。(3)当Fe3+ > 100 mg/L时，产生正干扰，应加KF掩蔽，或用H3PO4代替H2SO4酸化来掩蔽消 除Fe3+的干扰。2、KMnO 4修正法当Fe2+较高(>1 mg/L )时，产生负干扰。用KMnO4氧化Fe2+成Fe3*离子，再用KF掩蔽生成的Fe3+，过量的KMnO4则用Na2C2O4 去除。(五)膜电极法 方法特点：水中色度、

56、悬浮物等不干扰；快速简便，适用于现场测定；易于实现自动连续测量。 缺点：但水样中含藻类、硫化物、碳酸盐、油类等物质时，会使薄膜堵塞或损坏，而薄膜价格较贵。电极组成：氧电极由黄金或铂阴极、银-氯化银阳极、聚四氟乙烯薄膜、壳体等部分组成。工作原理：铂、黄金阴极： O2+2H2O+4e = 4OH -；Ag/AgCl 阳极： 4Ag+4Cl- = 4AgCl+4e 扩散电流大小与 O2 浓度成线性关系。六、酸度与碱度七、其他非金属无机物 第八节 有机污染物的测定有机污染物监测指标?水中有机污染物种类繁多，难以一一分别测定各组分的定量数值， 常常间接测定其污染的综合结果。一、化学需氧量P162( Ch

57、emical Oxygen Demand ，简称 COD)?学习目的：-理解COD的含义及其监测的环境意义；-熟悉COD样品的保存技术；淳握测定COD的国家标准方法原理及测定要点；-熟悉各种方法的优缺点和适用对象。（一）为什么要测 COD?COD 7毒性7水生生物致毒7食物链7人体健康损！?COD 7营养性物质7特定条件水体富营养化7水质恶化！?COD7降解耗氧7水体 DO下降7水质恶化！?COD :衡量水体受有机污染程度的综合指标！?我国是全球 COD 排放第一大国！?COD 是纳入我国 “十一五 ”污染物排放总量控制计划的指标之一。（二）何谓 COD?定义:堤指水样在一定条件下，氧化1升水

58、样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示。正确理解 COD 的含义?测定条件控制:VOD是一个条件性指标，它受以下因素的影响：?（1）氧化剂的种类及浓度； ?（2）反应的酸度、温度和时间；?（3）催化剂种类等。有机污染物：种类繁多、含量高（占绝大多数）无机物：亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等（占比例小）?水体还原性物质包括：?由于水体受有机污染非常普遍， COD 用于衡量水体受到有机污染物的相对含量。（三）水样保存?如果废水样很不稳定，则应迅速进行分析；?如果废水样中含有易沉淀的悬浮物，?如果不能及时分析，要用硫酸调到（四）COD 的测定?测定方法选择：律铬酸钾法（GB11914 89）

59、H氯气校正法（HJ/T 70-2001 ）应充分混合均匀后取样测定；pH<2 ，冷藏保存，要求一般 48h 内测完。-密封消解-分光光度法（HJ/T 399-2007 ）-库仑滴定法A 类）A 类）B 类）B 类）1、重铬酸钾法（ GB11914-89）（A 类）?（ 1 ）原理：-在强酸性溶液中，用K2Cr2O7氧化水样中的还原性物质，过量的K2Cr2O7以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据其用量计算水样中还原性物质消耗氧的量。2Cr3+ + 7H2O（绿色）?反应式如下：-Cr2 072- + 14H + + 6e（橙红色）-Cr2 O72- + 14H + + 6Fe

60、2+ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O2）仪器0.4gHgSO4K 2Cr 2O720mL 水样于锥形瓶中混匀消除Cl-沸石Ag 2SO 4 H 2SO4混匀，接回流装置2h混匀回流加热催化剂）用硫酸亚铁铵标准溶液滴定冷却， 取下锥形瓶， 加试铁灵指示剂4）结果计算：式中：c硫酸亚铁铵标准溶液的浓度（ mol/L ）;mL）；mL ）；Vo滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量（ Vi滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量（V水样的体积（mL）;8氧（1/2 O）摩尔质量（g/mol）。（5）适用范围-COD 值大于 50mg/L 时，可用 0.25mol/L 的 K2Cr2O7；-COD

61、为 550mg/L 时可用 0.025mol/L 的 aCdO?。（6）注意事项-氯离子能被K2Cr2O7氧化，并与硫酸银作用生成沉淀，影响测定结果，在回流前加入适量的硫酸汞掩蔽干扰。保持硫酸汞：氯离子 =10： 1（ W/W ）。-若氯离子含量过高，则应稀释水样后再测定或者采用氯气校正法测定。2、氯气校正法（ HJ/T 70-2001）（A 类）?（ 1 ）原理：-水样中未络合而被氧化的那部分氯离子转化为氯气导出，再用氢氧化钠水溶液吸收后，加入碘化钾，用硫酸调节 pH 约为 32，以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，将消耗的硫代 硫酸钠的量换算成消耗氧的质量浓度，即为氯离子的校正值，表观COD 与氯离子校正值之差，即为所测水样的真实 COD 值。?氯离子干扰反应如下：该法的缺点式剂用量大-回流时间长怀适于批量分析等。3、密封消解 -分光光度法（HJ/T 399-2007） （B 类）?（ 1 ）方法流程?（ 2）方法特点二）密封消解分光光度法： HJ/T 399-2007， P 164 可消耗高锰酸钾。Ag2SO4-H2SO4 做催化剂，K2Cr2O7 为氧化剂取 2. 5ml 水样于小试管中min 左右K2Cr2O7被水样中还原性物质还原为Cr3+ （绿色）3+用分光光度法测定产物 C