水和废水监测ppt课件.ppt

第5章 水和废水监测 本章教学目的、要求:1.了解水质监测的对象、目的、项目；2.掌握如何制订水质监测方案；3.掌握水样的采集和保存方法；4.掌握物理性质的检验；5.掌握水样中金属化合物的测定方法；6.掌握非金属无机物的测定；7.掌握水样中有机化合物的测定；8.掌握水质污染的监测、底质监测。本章重点:监测方案制订；SS、金属化合物、非金属无机物、COD、BOD5、高锰酸盐指数的测定；生物监测。本章难点:监测方案制订；金属化合物、pH、DO、含氮化合物、COD、BOD5、高锰酸盐指数的测定。,本章教学内容,5.1 概述5.2 水样的采集、保存和预处理5.3 物理性质的检验5.4 无机物的测定5.5 有机化合物的测定5.6 水质污染生物监测5.7 底质监测5.8 我国地表水水质监测网络,5.1 概述5.1.1 水和水体污染,1.水和水体 水是人类社会的宝贵资源，分布于由海洋、江、河、湖和地下水、大气水分及冰川共同构成的地球水圈中。水体是河流、湖泊、沼泽、冰川、海洋及地下水的总 称。它不仅包括水，也包括水中的悬浮物、底泥及水生生物。,图5.1 世界用水量的统计数据示意图,水已经不是“取之不尽，用之不竭”，而是一种十分珍贵的自然资源。合理、节约用水，控制水污染，保护水资源已是迫在眉睫的问题。,2.水体污染 当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力，就会导致水体的物理、化学及生物特性的改变和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人类健康，这种现象称为水体污染。,当污染物进入水体后，首先被大量水稀释，随后进行一系列复杂的物理、化学变化和生物转化。这些变化包括挥发、絮凝、水解、络合、氧化还原及被微生物降解等，其结果使污染物浓度降低，并发生质的变化，该过程称为水体自净。,水体自净,2002年，全国废污水排放总量约631亿吨（不包括火电直流冷却水），其中工业废水占61.5%，生活污水占38.5%。,我国废污水排放情况,按排放形式不同，可将水体污染源分为两大类：（1）点污染源：如工业废水、矿山废水和生 活污水（2）面污染源：如农田排水及地表径流根据污染物质及其形成污染的性质，可分为：（1）化学性污染（2）物理性污染（3）生物性污染,水体污染源分类,化学性污染系指随废水及其他废弃物排入水体酸、碱、有机和无机污染物造成的水体污染。,物理性污染包括色度和浊度物质污染、悬浮固体污染、热污染和放射性污染。,生物性污染是由于将生活污水、医院污水等排入水体，随之引入某些病原微生物造成的。,5.1.2 水质监测的对象和目的,水质监测的对象：水环境现状监测和水污染源监测。环境水体包括：地表水和地下水。,水质监测的目的：(1)对进入江、河、湖泊、水库、海洋等地表水体污染物质及渗透到地下水中污染物质进行经常性的监测，以掌握水质现状及其发展趋势。(2)对生产过程、生活设施及其他排放源排放的各类废水进行监视性监测，为污染源管理和排污收费提供依据。,(3)对水环境污染事故进行应急监测，为分析判断事故原因、危害及采取对策提供依据。(4)为国家政府部门制订环境保护法规、标准和规划，全面开展环境保护管理工作提供有关数据和资料。(5)为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和手段。,5.1.3 监测项目,监测项目依据水体功能和污染源的类型不同而异，水质监测的项目包括物理、化学和生物三个方面的监测项目。我国环境监测技术规范中分别规定的监测项目如下：(1)生活污水监测项目：化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷、阴离子洗涤剂、细菌总数、大肠菌群等。,(2)医院污水监测项目：pH、色度、浊度、悬浮物、余氯、化学需氧量、生化需氧量、致病菌、细菌总数、大肠菌群等。(3)地表水监测项目（表5.2）(4)工业废水监测项目（表5.3）,表5.2 地表水监测项目,续表5.2,表5.3工业废水监测项目(节录),续表5.3,5.1.4 水质监测分析方法,(1)国家标准分析方法 我国已编制包括采样在内的标准分析方法，这是一些比较经典、准确度较高的方法，是环境污染纠纷法定的仲裁方法，也是用于评价其他分析方法的基准方法。(2)统一分析方法 监测方法尚待完善。(3)等效方法 与(1)、(2)类方法的灵敏度、准确度具有可比性的分析方法称为等效方法。,按照监测方法所依据的原理，水质监测常用的方法有:化学法、电化学法、原子吸收分光光度法、离子色谱法、气相色谱法、等离子体发射光谱法(ICP-AES)等。,水质监测常用的方法,5.1.5 水质监测方案的制订,将水样从水体中分离出来的过程就是采样，采集的 水样必须具有代表性。采样地点的选择和监测网点的建立称为布点。监测之前，必须根据具体情况制订监测方案。,监测方案的内容（1）监测目的；（2）监测介质和监测项目，分析方法；（3）采样地点、方法、时间和频次；（4）排放特点、自然环境条件、居民分布情况等；（5）监测结果要求。,地表水质监测方案的制订地下水质监测方案的制订水污染源监测方案的制订,监测方案的制订,1.地表水质监测方案的制订 地表水:流过或汇集在地球表面上的水，如海洋、河流、湖泊、水库、沟渠中的水，统称为地表水。（1）基础资料的收集（2）监测断面和采样点的设置,监测断面的设置原则a有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游；b湖泊、水库、河口的主要入口和出口；c饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水力设施所在地等功能区；d较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处；入海河流的河口处；受潮汐影响的河段和严重水土流失区；e国际河流出入国境线的出入口处；f应尽可能与水文测量断面重合，并要求交通方便，有明显岸边标志。,河流监测断面的设置 对于江、河水系或某一河段，要求设置三种断面，即对照断面、控制断面和削减断面。a.对照断面：这种断面应设在河流进入城市或工业区以前的地方，避开各种废水、污水流入或回流处。b.控制断面：一般设在排污口下游5001000m处。对特殊要求的地区，如水产资源区、风景游览区、自然保护区、与水源有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化学异常区等的河段上也应设置控制断面。c.削减断面：通常设在城市或工业区最后一个排污口下游1500m以外的河段上。,图5.2 河流监测断面设置示意图,对照断面,控制断面,削减断面,湖泊、水库监测断面的设置a在进出湖泊、水库的河流汇合处分别设置监测断面；b以功能区为中心，在其辐射线上设置弧形监测断面；c在湖库中心，深、浅水区，滞流区，不同鱼类的回游产卵区，水生生物经济区等设置监测断面。,图5.3 湖、库监测断面设置示意图,采样点位的确定 设置监测断面后，应根据水面的宽度确定断面上的采样垂线，再根据采样垂线的深度确定采样点位置和数目。水面宽小于50m，设一条中泓垂线；水面宽50100m，在左右近岸有明显水流处各设一条垂线；水面宽1001000m，设左、中、右三条垂线；水面宽大于1500m，至少设置5条等距离垂线。,水深5m，水面下0.30.5m,设一个采样点；水深510m，水面下0.30.5m处和河底以上0.5m处各设一个；水深1050m，设三个点；水面下0.30.5m处和河底以上 0.5m处各设一个；1/2水深处一个；水深大于50m增加点数。,（3）采样时间和采样频率的确定一般原则是：对于较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次；采样时间为丰水期、枯水期和平水期，每期采样两次。流经城市工业区、污染较重的河流、游览水域、饮用水源地全年采样不少于12次；采样时间为每月1次或视具体情况选定。底泥每年在枯水期采样1次。潮汐河流全年在丰、枯、平水期采样，每期采样两天，分别在大潮期和小潮期进行，每次应采集当天涨、退潮水样并分别测定。,排污渠每年采样不少于3次。设有专门监测站的湖、库，每月采样1次，全年不少于12次。其他湖泊、水库全年采样两次，枯、丰水期各1次。有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数。背景断面每年采样1次。,（4）采样及监测技术的选择 要根据监测对象的性质、含量范围及测定要求等因素选择适宜的采样、监测方法和技术。（5）结果表达，质量保证及实施计划 科学地计算和处理,按要求报告；质量保证贯穿监测工作的全过程。,2.地下水质监测方案的制订 地下水：储存在土壤和岩石空隙中的水。分类（埋藏条件分）：潜水，承压水，自流水 分类（含水层性质分）：孔隙水，裂隙水，岩溶水（1）地下水的特征 地下水流动较慢，所受压力较大，温度变化等。（2）调查研究和收集资料 地下水布点的复杂性,（3）采样点的设置由于地质结构复杂，使地下水采样点的设置也变得复杂。背景值监测点的设置 背景值采样点应设在污染区的外围不受或少受污染的地方。对于新开发区，应在引入污染源之前设置背景值监测点。,监测井（点）的布设a.对于工业区和重点污染源所在地的监测井(点)布设，主要根据污染物在地下水中的扩散形式确定。b.污灌区、污养区及缺乏卫生设施的居民区的污水渗透到地下易造成块状污染，此时监测井(点)应设在地下水流向的平行和垂直方向上，以监测污染物在两个方向上的扩散程度。,c.渗坑、渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透小的地区易造成点状污染，其监测井(点)应设在距污染源最近的地方。d.沿河、渠排放的工业废水和生活污水因渗漏可能造成带状污染，此时宜用网状布点法设置监测井。一般监测井在液面下0.30.5m处采样。,（4）采样时间和采样频率的确定 每年应在丰水期和枯水期分别采样测定；有条件的地方按地区特点分四季采样；已建立长期观测点的地方可按月采样监测。通常每一采样期至少采样监测1次；对饮用水源监测点，要求每一采样期采样监测两次，其间隔至少10天，对有异常情况的井点，应适当增加采样监测次数。,3.水污染源监测方案的制订 水污染源包括工业废水源、生活污水源、医院污水源等。（1）采样点的设置 水污染源一般经管道或渠、沟排放，截面积比较小，不需设置断面，而直接确定采样点位。,工业废水a.在车间或车间设备出口处应布点采样测定一类污染物。这些污染物主要包括汞、镉、砷、铅和它们的无机化合物，六价铬的无机化合物，有机氯和强致癌物质等。b.在工厂总排污口处应布点采样测定二类污染物。这些污染物有：悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷化合物、石油类、铜、锌、氟及它们的无机化合物、硝基苯类、苯胺类。c.有处理设施的工厂应有处理设施的排出口处布点。为了解对废水的处理效果，可在进水口和出水口同时布点采样。,d.在排污渠道上，采样点应设在渠道较直、水量稳定、上游没有污水汇入处。e.某些二类污染物的监测方法尚不成熟，在总排污口处布点采样监测因干扰物质多而会影响监测结果。这时，应将采样点移至车间排污口，按废水排放量的比例折算成总排污口废水中的浓度。,生活污水 采样点设在污水总排放口。对污水处理厂，应在进、出口分别设置采样点采样监测。,（2）采样时间和频率 工业废水:一般情况下，可在一个生产周期内每隔1/2h或1h采样1次，将其混合后测定污染物的平均值。如果取n个生产周期(如35个周期)的废水样监测，可每隔2h取样一次。对于排污情况复杂、浓度变化大的废水，采样时间间隔要缩短，有时需要510min采样一次。城市排污管道:出水口，可每隔1h采样1次，连续采集8h，也可连续采集24h，然后将其混合制成混合样。,我国环境监测技术规范中对向国家直接报送数据的废水排放源规定：工业废水每年采样监测24次；生活污水每年采样监测2次，春、夏季各1次；医院污水每年采样监测4次，每季度1次。返回目录。,5.2 水样的采集、保存和预处理5.2.1 地表水样的采集,1.采样前的准备（1）容器的准备 对采样器具的材质要求化学性能稳定，大小和形状适宜，不吸附欲测组分，容易清洗并可反复使用。（2）采样器的准备 选择合适的采样器，需清洗。（3）交通工具的准备 船等。,2.采样方法和采样器(或采水器)（1）采样方法 船只采样 桥梁采样 涉水采样 索道采样,（2）采样器 水桶：水桶是塑料的,需清洗。单层采水瓶(图5.6)急流采水器（图5.7）双层溶解气体采样瓶（图5.8）其他采水器,图5.6 常用采样器,绳子,带有软绳的橡胶塞,采样瓶,铅锤,铁框,挂勾,图5.7 急流采水器,铁框,长玻璃管,采样瓶,橡胶塞,短玻璃管,钢管,橡胶管,夹子,图5.8溶解氧采水器,带重锤的铁框,小瓶,大瓶,橡胶管,夹子,塑料管,绳子,3.水样的类型（1）瞬时水样（2）混合水样 同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合水样。（3）综合水样 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称综合水样。,5.2.2 废水样品的采集,1.采样方法(1)浅水采样 可用容器直接采集，或用聚乙烯塑料长把勺采集。(2)深层水采样 可使用专制的深层采水器采集，也可将聚乙烯筒固定在重架上，沉入要求深度采集。(3)自动采样 采用自动采样器或连续自动定时采样器采集。,2.废水样类型(1)瞬时废水样(2)平均废水样 平均混合水样 平均比例混合水样 有时需要同时采集几个排污口的废水样，并按比例混合。,5.2.3 地下水样的采集,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。(1)从监测井中采集水样常利用抽水机设备。(2)对于自喷泉水，可在涌水口处直接采样。(3)对于自来水，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.,5.2.4 底质(沉积物)样品的采集,水、底质和水生生物组成了一个完整的水环境体系。底质能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。枯水期采样1次，必要时可在丰水期增采1次，底质比较稳定，受水文、气象条件影响较小，故采样频率远较水样低，采集量视监测项目、目的而定。采集表层底质样品一般采用挖式(抓式)采样器或锥式采样器。前者适用于采样量较大的情况，后者适用于采样量少的情况。管式泥芯采样器用于采集柱状样品，以供监测底质中污染物质的垂直分布情况。,5.2.5 流量的测定,1.流速仪法2.浮标法3.堰板法 4.其他方法,1.流速仪法 对于水深大于0.05m，流速大于0.015m/s的河、渠，可用流速仪测定水流速度，然后按下式计算流量。QS 式中：Q水流量(m3s)；水流断面平均流速(ms)；S水流断面面积(m2)。,2.浮标法 测量时，选择一平直河段，测量该河段2m间距内水流横断面的面积，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，按下式计算流量：Q60 S式中：Q水流量(m3min)；水流平均流速(ms)，其值一般取0.7L/t；S水流平均横断面面积(m2)。,5.2.6 水样的运输和保存,1.水样的运输管理(1)采样记录和样品登记(2)水样运输注意事项 清点样品,塞紧容器口，装箱运送，冷藏，保温（防冻裂样品瓶）。,2.水样的保存 一般常规监测中广泛使用聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器来贮存水样。不能及时运输或尽快分析的水样，则应根据不同监测项目的要求，采取适宜的保存方法。水样的运输时间不得超过24h。最大贮存时间一般是：清洁水样为72h，轻污染水样为48h，严重污染水样为12h。,保存水样的方法有以下几种：(1)冷藏：冷藏温度一般是25。(2)冷冻：冷冻温度在-20。(3)加入保存剂：生物抑制剂,氧化剂,还原剂等。,加入的保存剂不能干扰以后的测定；保存剂的纯度最好是优级纯的；还应作相应的空白试验。,一般地说，可用澄清、离心、过滤等措施来分离悬浮物。国内外已采用以水样是否能够通过孔径为0.45m滤膜作为区分可过滤态与不可过滤悬浮态的条件，能够通过0.45m微孔滤膜的部分称为“可过滤态”部分，通不过的称为“不可过滤态”部分。,5.2.7 水样的预处理,环境水样组成复杂，且多数污染组分含量低、存在形态各异，需要进行预处理，以得到欲测组分适于测定方法要求的形态、浓度和消除共存组分干扰的试样体系。,1.水样的消解 当测定含有机物水样中的无机元素时，需进行消解处理。消解处理的目的是破坏有机物，溶解悬浮性固体，将各种价态的欲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。消解水样的方法有:湿式消解法和干式分解法(干灰化法)。,(1)湿式消解法：硝酸消解法硝酸-高氯酸消解法硝酸-硫酸消解法硫酸-磷酸消解法硫酸-高锰酸钾消解法多元消解方法碱分解法,(2)干灰化法：干灰化法又称高温分解法。其处理过程是：取适量水样于白瓷或石英蒸发皿中，置于水浴上蒸干，移入马福炉内，于450550灼烧至残渣呈灰白色，使有机物完全分解除去。取出蒸发皿，冷却，用适量2%HNO3(或HCl)溶解样品灰分，过滤，滤液定容后供测定。本方法不适用于处理测定易挥发组分(如砷、汞等)的水样。,2.富集与分离 当水样中的欲测组分含量低于分析方法的检测限时，就必须进行富集或浓缩；当有共存干扰组分时，就必须采取分离或掩蔽措施。富集和分离往往是不可分割、同时进行的。常用的方法有过滤、挥发、蒸馏、溶剂萃取、离子交换、吸附、共沉淀、层析、低温浓缩等。,(1)挥发和蒸发浓缩 挥发分离法是利用某些污染组分挥发度大，或者将欲测组分转变成易挥发物质，然后用惰性气体带出而达到分离的目的。蒸发浓缩是指在电热板上或水浴中加热水样，使水分缓慢蒸发，达到缩小水样体积，浓缩欲测组分的目的。,(2)蒸馏法 蒸馏法是利用水样中各污染组分具有不同的沸点而使其彼此分离的方法。,(3)溶剂萃取法 溶剂萃取法就基于物质在不同溶剂相中分配系数不同而达到组分的富集和分离。,(4)离子交换法 离子交换法是利用离子交换剂与离子发生交换反应进行分离的方法。,(5)共沉淀法 共沉淀是指溶液中一种难溶化合物在形成沉淀的过 程中，将共存的某些痕量组分一起载带沉淀出来的现象。,(6)吸附法 吸附是利用多孔性的固定吸附剂将水样中一种或数种组分吸附于表面，以达到分离的目的。返回目录,5.3 物理性质的检验,1.水温2.颜色3.臭4.残渣5.电导率6.浊度7.透明度,(1)水温 水温测量应在现场进行，常用水温计法和颠倒温度计法，前者用于浅层水温的测量，后者用于深层水温的测量。,(2)颜色 水中悬浮物质完全移去后的颜色称为“真色”。没有除去悬浮物时所呈现的颜色，称为“表色”。故在测定前需先用澄清或离心沉降的方法除去水中的悬浮物，但不能用滤纸过滤。,(1)铂钴标准比色法 该方法适用于较清洁的、带有黄色色调的天然水和饮用水的测定。该方法用氯铂酸钾与氯化钴配成标准色列，再与水样进行目视比色确定水样的色度。(2)稀释倍数法 该方法适用于受工业废水污染的地表水和工业废水颜色的测定。用稀释倍数表示水样颜色的深浅，单位为倍。,(3)臭 测定臭的方法一般用定性描述法。测定要点：取100mL水样于250mL锥形瓶中，检验人员依靠自己的嗅觉，分别在20和煮沸稍冷后闻其臭，用适当的词语描述其臭特征，并按表5.7划分的等级报告臭强度.。,表5.7 臭强度等级,表5.7 臭强度等级,(4)残渣 残渣分为总残渣、总可滤残渣和总不可滤残渣三种。总残渣是水或废水在一定温度下蒸发、烘干后残留在器皿中的物质。总可滤残渣也称溶解性总固体，系指通过滤器并在103105烘干至恒重的固体。总不可滤残渣指水样经过滤后留在过滤器上的固体物质，于103105烘干至恒重得到的固体质量。它们是表征水中溶解性物质、不溶性物质含量的指标。,(5)电导率 该指标常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。水样的电导率用电导仪或电导率仪测定。,(6)浊度 浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。我国采用1L蒸馏水中含有1mg二氧化硅为一个浊度单位。测定方法有：分光光度法、目视比浊法、浊度计GB1320091水质 浊度的测定,(7)透明度 透明度是指水样的澄清程度。透明度的测定方法：铅字法、塞氏盘法、十字法等。例塞氏盘法：这是一种现场测定透明度的方法。塞氏盘为直径200mm、黑白各半的圆盘，将其沉入水中，以刚好看不到它时的水深(cm)表示透明度。返回目录,5.4.无机物的测定5.4.1 金属化合物的测定,测定水体中金属元素广泛采用的方法有分光光度法、原于吸收分光光度法、阳极溶出伏安法及容量法，尤以前两种方法用得最多；容量法用于常量金属的测定。,1.汞的测定（1）冷原子吸收法 适用于各种水体中汞的测定，其最低检测浓度为0.1-0.5g/L。方法原理 汞原子蒸气对253.7nm的紫外光有选择性吸收。在一定浓度范围内，吸光度与汞浓度成正比。测定要点 水样经消解后，将各种形态汞转变成二价汞，再用氯化亚锡将二价汞还原为元素汞，用载气将产生的汞蒸气带入测汞仪的吸收池测定吸光度，与汞标准吸光度进行比较定量。,2.镉的测定（1）原子吸收分光光度法（2）双硫腙分光光度法 Cd+双硫腙红色螯合物 518nm（3）示波极谱及阳极溶出伏安法,3.铅的测定 测定铅的方法有双硫腙比色法、原子吸收分光光度法、示波极谱法等。下面主要介绍GB747087水质 铅的测定 双硫腙分光光度法。双硫腙分光光度法在pH8.5-9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原介质中，铅与双硫踪反应生成红色螯合物，用三氯甲烷(或四氯化碳)萃取后于510 nm波长处比色测定。双硫腙+铅红色螯合物,4.铜的测定 测定水中铜的方法主要有原子吸收分光光度法、二乙基二硫代氨基甲酸钠分光光度法和新亚铜灵萃取分光光度法，还可以用阳极溶出伏安法等。（1）二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法 铜离子+铜试剂 黄橙色配合物 440 nm（2）新亚铜灵萃取分光光度法 亚铜离子+亚铜灵 黄色络合物 457nm,5.锌的测定 原子吸收分光光度法测定锌，灵敏度较高，干扰少，适用于各种水体。此外，还可选用双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法等。GB747287水质 锌的测定 双硫腙分光光度法 锌离子+双硫腙红色螯合物 535 nm,6.铬的测定（1）二苯碳酰二肼分光光度法 六价铬的测定 六价铬+二苯碳酰二肼（DCP）紫红色配合物 总铬的测定 在酸性溶液中，首先，将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解，过量的亚硝酸钠用尿素分解；然后，加入二苯碳酰二肼显色，于540nm处进行分光光度测定。,（2）硫酸亚铁铵滴定法 本法适用于总铬浓度大于1mg/L的废水。其原理为在酸性介质中，以银盐作催化剂，用过硫酸铵将三价铬氧化成六价铬。加少量氯化钠并煮沸，除去过量的过硫酸铵和反应中产生的氯气。以苯基代邻氨基苯甲酸作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，至溶液呈亮绿色。根据硫酸亚铁铵溶液的浓度和进行试剂空白校正后的用量，可计算出水样中总铬的含量。,7.砷的测定 砷的监测方法有分光光度法、阳极溶出伏安法及原子吸收法等。如新银盐分光光度法：基于用硼氢化钾（KBH4）在酸性溶液中产生新生态氢，将水样中无机砷还原成砷化氢(AsH3，即胂)气体，以硝酸硝酸银聚乙烯醇乙醇溶液吸收，则砷化氢将吸收液中的银离子还原成单质胶态银，使溶液呈黄色，其颜色强度与生成氢化物的量成正比。8.其他金属化合物的测定 镍、硒、铁、钙、镁等,5.4.2 非金属无机物的测定,1.pH值的测定 有玻璃电极法和比色法。比色法基于各种酸碱指示剂在不同pH的水溶液显示不同的颜色，而每种指示剂都有一定的变色范围。玻璃电极法测定pH值是以pH玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极。,2.溶解氧的测定 溶解氧就是指溶解于水中分子状态的氧，即水中的O2，以DO表示。（1）碘量法 方法原理 向水样中加入MnSO4和碱性KI溶液，反应式为：MnSO4+2NaOH=Na2SO4+Mn(OH)2 2Mn(OH)2+O2=2MnO(OH)2 MnO(OH)2+2H2SO4=Mn(SO4)2+3H2O Mn(SO4)2+2KI=MnSO4+K2SO4+I2 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI,干扰消除措施 a.叠氮化钠修正法。b.高锰酸钾修正法（2）氧电极法 溶解氧测定仪 测定时，首先用无氧水样校正零点，再用化学法所测溶解氧的浓度，校准仪器刻度值，最后测定水样，便可直接显示其溶解氧浓度。仪器有温度补偿装置，补偿由于温度变化造成的测量误差。,3 氟化物的测定（1）氟试剂分光光度法 氟试剂也称茜素氨羧络合剂，化学名称为1，2-二羟基蒽醌-3-甲胺-N，N-二乙酸。在pH=4.1的醋酸盐缓冲介质中，它与F-和硝酸镧反应，生成蓝色的三元络合物，在一定浓度范围内颜色深度与F-浓度成正比，于620nm波长处比色定量。（2）氟离子选择电极法 氟化镧(LaF3)沉淀膜电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，在水中有F-时就会在氟电极上产生电位响应。,氰化物的测定 氰化物主要包括氢氰酸(HCN)及盐类(如KCN、NaCN)。测定之前，通常先将水样在酸性介质中进行蒸馏，把能形成氰化氢的氰化物蒸出，使之与干扰组分分离。常用的蒸馏方法有以下两种：酒石酸-硝酸锌预蒸馏 磷酸-EDTA预蒸馏（1）容量滴定法 经蒸馏得到的碱性馏出液含氰量在1mg/L以上时，用AgNO3溶液滴定。Ag+2CN-=Ag(CN)2-常量 Ag+试银灵（黄）络合物（橙红色）+H2O,（2）分光光度法 异烟酸吡唑啉酮分光光度法 吡啶巴比妥酸分光光度法（3）其它方法 茜素磺酸锆目视比色法，硝酸钍滴定法等。,含氮化合物的测定（1）氨氮的测定 游离氨（非离子氨）和离子氨 钠氏试剂分光光度法 碘化汞，碘化钾的强碱溶液（钠氏试剂）2K2HgI4+3KOH+NH3=NH2Hg2IO（黄色）+7KI+2H2O,电极法 氨气敏电极是一种复合电极。它以平板型pH玻璃电极为指示电极，银-氯化银电极为参比电极。将此电极对置于盛有0.1mg/L氯化铵内充液的塑料套管中，在管端pH电极敏感膜处紧贴一疏水半渗透薄膜(如聚四氟乙烯薄膜)，使内充液与外部被测液分开，并在pH电极敏感膜与半透膜间形成一层很薄的液膜。当将其插入pH值已调到11的水样时，则生成的氨将扩散通过半透膜(水和其它离子不能通过)，引起氢离子浓度的变化，由pH玻璃电极测定此变化。在恒定的离子强度下，测得的电动势与水样中氨浓度的对数呈线性关系。,（2）亚硝酸盐氮的测定 N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法 亚硝酸盐+对氨基苯磺酰胺 重氮盐+N-(1-萘基)-乙二胺偶联 红色染料（540nm）,（3）硝酸盐氮的测定 水中硝酸盐的测定方法有：酚二磺酸分光光度法 镉柱还原法 戴氏合金法 紫外分光光度法 离子选择电极法,（4）凯氏氮的测定 有机氮=凯氏氮-氨氮 凯氏氮的测定要点是取适量水样于凯氏烧瓶中，加入浓硫酸和催化剂(K2SO4)，加热消解，将有机氮转变为氨氮，然后在碱性介质中蒸馏出氨，用硼酸溶液吸收，以分光光度法或滴定法测定氨氮含量，即为水样中的凯氏氮。,（5）总氮的测定 水中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的总和称为总氮。总氮=有机氮+无机氮=有机氮+0.78（NH4+）+0.30（NO2-）+0.23（NO3-）,磷的测定（1）方法的选择 水中磷的测定，通常按其存在的形式，而分别测定总磷、溶解性正磷酸盐和总溶解性磷。（2）水样的消解（3）钼锑抗分光光度法 在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，被还原剂抗坏血酸还原，生成蓝色络合物，通常称为磷钼蓝，于700nm波长处进行比色分析。,（4）氯化亚锡还原分光光度法在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵反应，生成磷钼杂多酸。当加入还原剂氯化亚锡后，则转变成蓝色络合物，通常称为磷钼蓝，于700nm波长处进行比色分析。,硫化物的测定 水中硫化物包括溶解性的H2S、HS-和S2-，酸溶性的金属硫化物，以及不溶性的硫化物和有机硫化物。通常所测定的硫化物系指溶解性的及酸溶性的硫化物。测定水中硫化物的方法有对氨基二甲基苯胺分光光度法、碘量法、电位滴定法、离子色谱法、极谱法、库仑滴定法、比浊法等，下面介绍前两种方法。（1）对氨基二甲基苯胺分光光度法 S2-+对氨基二甲基苯胺 蓝色染料,（2）碘量法 Zn2+S2-=ZnS（白色）ZnS+2HCl=H2S+ZnCl2 H2S+I2=2HI+S I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI硫化物（S2-，mg/L）=(V0-V1)C16.031000/V,其它非金属无机物的测定氯化物、硫酸盐、含磷化合物、余氯等。返回目录,5.5 有机化合物的测定5.5.1 化学需氧量（COD）,化学需氧量是指水样在一定条件下，氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示。化学需氧量的测量方法有重铬酸钾法和库仑滴定法。,1 重铬酸钾法（CODCr）反应式：Cr2O72-+6e+14H+2Cr3+7H2OCr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2OFe2+试亚铁灵红褐色 计算公式：CODCr(O2，mg/L)=（V0-V1）C81000/V,5.5.2高锰酸盐指数的测定,高锰酸盐指数，是指在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，氧化水样中的还原性物质，所消耗的量以氧的mg/L来表示。测定过程：取水样100mL(原样或经稀释)于锥形瓶中(1十3)H2SO45mL 混匀 0.0l mol/L高锰酸钾标液(1/5KMn04)10.0mL 沸水浴30min 0.0l mol/L草酸钠标液（1/2Na2C2O4）l0.00mL 退色 0.01 mol/L 高锰酸钾标液回滴 终点微红色,5.5.3 生化需氧量（BOD）的测定,生化需氧量是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。1 五天培养法（1）方法原理 水样经稀释后，在(201)条件下培养5天，求出培养前后水样中溶解氧含量，二者的差值为BOD5。如果水样五日生化需氧量未超过7mg/L，则不必进行稀释，可直接测定。很多较清洁的河水就属于这一类水。,（2）测定结果计算 a对不经稀释直接培养的水样：BOD5（mg/L）=D1-D2 式中 D1水样在培养前溶解氧浓度；D2水样培养后剩余溶解氧浓度。,b对稀释后培养的水样：BOD5（mg/L）=(D1-D2)-(B1-B2)f1/f2其中：f1=V1/(V1+V2)f2=V2/(V1+V2)式中 B1、B2稀释水在培养前后的溶解氧浓度，mg/L;V1、V2分别为稀释水和水样的体积，mL;f1、f2分别为稀释水和水样在培养液中所占比例。,5.5.4总有机碳（TOC）的测定,总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于TOC的测定采用燃烧法，因此，能将有机物全部氧化，它比BOD或COD更能反映有机物的总量。测定原理是：将一定量水样注入高温炉内的石英管，在900-950温度下，以铂和三氧化钴或三氧化二铬为催化剂，使有机物燃烧裂解转化为二氧化碳，然后用红外线气体分析仪测定CO2含量，从而确定水样中碳的含量。因为在高温下，水样中的碳酸盐也分解产生二氧化碳，故上面测得的为水样中的总碳(TC)。,两种方法：(1)一是将水样预先酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定。(2)另一种方法是使用高温炉和低温炉皆有的TOC测定仪。将同一等量水样分别注入高温炉(900)和低温炉(150)，则水样中的有机碳和无机碳均转化为CO2，而低温炉的石英管中装有磷酸浸渍的玻璃棉，使无机碳酸盐在150分解为CO2，有机物却不能被分解氧化。将高、低温炉中生成的CO2依次导入非色散红外气体分析仪，分别测得总碳(TC)和无机碳(IC)，二者之差即为总有机碳(TOC)。,5.5.5 总需氧量（TOD）的测定,总需氧量是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以O2的mg/L表示。用TOD测定仪测定TOD的原理是将一定量水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管，通入含已知氧浓度的载气（氮气）作为原料气，则水样中的还原性物质在900下被瞬间燃烧氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量，便可求得水样的总需氧量值。,5.5.6 挥发酚类的测定,根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚与不挥发酚。通常认为沸点在230以下的为挥发酚（属一元酚），而沸点在230以上的为不挥发酚。目前各国普遍采用的是4-氨基安替比林分光光度法；高浓度含酚废水可采用溴化容量法。,（1）4-氨基安替比林分光光度法 挥发酚+4-氨基安替比林 橙红色染料,（2）溴化滴定法 KBrO3+5KBr+6HCl3Br2+6KCl+3H2OC6H5OH+3Br2C6H2Br3OBr+3HBrC6H2Br3OH+Br2C6H2Br3OBr+HBrBr2+2KI2HBr+I2C6H2Br3OBr+2KI+2HClC6H2Br3OH+2KCl+HBr+I22Na2S2O3+I22NaI+Na2S4O6 挥发酚（以苯酚计，mg/L）=(V1-V2)C15.681000/V,5.5.7 矿物油 的测定,测定矿物油的方法有：1.重量法 以硫酸酸化水样，用石油醚萃取矿物油，然后蒸发除去石油醚，称量残渣重，计算矿物油含量。2.非色散红外法 测定时，先用硫酸将水样酸化，加氯化钠破乳化，再用三氯三氟乙烷萃取，萃取液经无水硫酸钠层过滤、定容，注入红外分析仪测其含量。3.紫外分光光度法 石油及其产品在紫外区有特征吸收。,5.5.8 其它有机污染物的测定,常常还需要测定阴离子洗涤剂、有机磷农药，有机氯农药、苯物、氯苯类化合物、苯并（a）芘、多环芳烃、甲醛、三氯乙醛、苯胺类、硝基苯类等。返回目录,5.6 水质污染生物监测,调查不同水域生物的种类和数量，可以评价水质污染，这就是生物学水质监测方法的工作原理。,5.6.1 生物群落法,污水生物系统法 该方法将受有机物污染的河流按其污染程度和自净过程划分为几个相互连续的污染带，每一带生活着各自独特的生物，据此评价水质状况。,2 生物指数法 生物指数是指运用数学分式反映生物群落结构的变化，以评价环境质量的数值。贝克：生物指数（BI）=2nA+nB BI=0 严重污染；BI为16 中等污染；BI为1040 清洁。,津田松苗：BI 30 清洁BI=1529为 较清洁BI=614 不清洁BI=05 极不清洁,沙农威尔姆：污染状况d值3.0 清洁,5.6.2 细菌学检验法,5.6.2.1 水样的采集 无菌操作5.6.2.2 细菌总数的测定 细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37经24h培养后，所生长的细菌菌落的总数。单位：个/mL水样。5.6.2.3 总大肠菌群的测定 将总大肠菌群作为粪便污染的指示菌。返回目录,5.7 底质监测,底质是矿物、岩石、土壤的自然侵蚀产物，生物活动及降解有机质等过程的产物，污水排出物和河(湖)床母质等随水流迁移而沉积在水体底部的堆积物质的统称。,5.7.1 底质监测的意义及采样方法5.7.2 底质样品的制备和分解,1.制备(1)脱水(2)筛分2.分解 底质样品分解方法随监测目的和监测项目不同而异，常用的分解方法有硝酸氢氟酸高氯酸分解法、硝酸分解法、水浸取法、有机溶剂提取法等。,5.7.3 污染物质的测定,一般测定:总汞、有机汞、铜、铅、锌、镉、镍、铬、砷化物、硫化物、有机氯农药、有机质等。返回目录,5.8 我国地表水水质监测网络,要想对水质作全面的了解，确切地知道污染物在水体中的运行情况，制定切实有效的环境对策，必须开展连续自动监测。自动监测和实验室采样分析的结合，是水污染监测唯一现实的方法。,5.8.1 水污染连续自动监测,1.水污染连续自动监测系统的组成图5.22 水质连续自动监测系统的组成图,2.监测项目,3.水污染连续自动监测常用仪器和装置 水污染连续自动监测系统也由一个监测中心站、若干个固定监测站(子站)和信息，数据传递系统组成。(1)连续采样装置由采样泵和60L的缓冲槽组成(2)水质连续自动监测一般指标系统,pH连续自动测定原理图,溶解氧连续自动测定原理图1-隔膜式电极；2-热敏电阻；3-发送池,(3)COD监测仪和高锰酸盐指数监测仪(4)BOD监测仪(5)TOC监测仪(6)TOD监测仪(7)UV吸收测定仪(8)无机物监测仪(9)清洗装置,COD测定仪工作原理,电位滴定法高锰酸盐指数自动监测仪工作原理图,微生物膜式BOD快速测定仪工作原理图,4.水污染流动监测站水质监测车（船）水质监测车(船)监测的主要项目有水温、pH、电导、溶解氧、氧化还原电位、浊度、BOD、COD、TOC、硬度及化学污染物、金