*

緒論*什么是環境監測？監測(monitor)：監視、監控、測定環境監測(EnvironmentalMonitoring)：環境監測是環境科學的一個重要分支科學，是通過對影響環境質量因素代表值的測定，確定環境質量或污染程度及其變化趨勢。手段！目的！*§1.1環境監測的目的和分類一、環境監測的目的1.環境分析與環境監測環境分析環境監測對各種環境樣品進行定性和定量分析、測試。?

單一的分析對描述環境質量的各種標志進行鑒定和測試。?既有單一的污染物的分析，又有多種污染物的相互影響，也可能在一定的范圍內較長時間跟蹤測定。*綜上所述，我們可以認為：（1）作為一門科學，從發展來看，環境分析是環境監測的雛形，環境監測則是以分析化學、物理測定、生物指示以及某些新技術為基礎，研究環境污染物（包括化學污染和能源污染）的監測技術的科學。（2）作為一項工作，環境監測則是為監視環境質量的變化而監測代表環境質量指標數據的過程。*2.環境監測的目的

總的來說，環境監測的目的是準確、及時、全面的反映環境質量現狀及其發展趨勢，從而為環境管理、污染源控制、環境規劃等提供科學依據。具體可歸納為：參見書P1環境監測的任務判斷環境質量狀況判斷環境質量背景數據（“七五”科技攻關、環境承載能力與可持續發展）確定污染物的濃度、分布狀況、發展趨勢*二、環境監測的分類1.按環境監測的目的分類監視性監測特定目的監測（特例監測或應急監測）研究性監測2.按監測的對象分類可分為水質監測、大氣污染監測、固體廢棄物監測、土壤污染監測、噪聲污染監測、生物監測、放射性污染監測、光污染監測、熱污染監測等。污染事故監測、仲裁監測、考核驗證監測、咨詢服務監測*§1.2環境監測的特點和監測技術概述一、環境監測的發展分為三個階段：第一階段：被動監測階段第二階段：主動監測或目的監測階段第三階段：污染防治監測階段或自動監測階段*二、環境監測技術概述環境監測技術包括采樣技術、測試技術和數據處理技術。采樣技術和數據處理技術將在后面有關章節中進行介紹，測試技術中包括物理技術、化學技術（包括物理－化學技術）和生物技術*監測分析方法原則：靈敏度滿足定量要求；方法成熟、準確；操作簡便、易于普及；抗干擾能力好。根據上述原則為使監測數據具有可比性，在大量實踐的基礎上，對各類水體中的不同污染物都制定了相應的分析方法，包括三個層次：國家標準分析方法：環境方法標準統一分析方法等效方法*三、環境優先污染物和優先監測優先污染物(prioritypollutants)優先監測：表1－1*四、環境監測的特點環境監測就其對象、手段、時間、空間的多變性，污染組分的復雜性等，其特點可歸納為：1.環境監測的綜合性2.環境監測的連續性3.環境監測的追蹤性*環境監測的綜合性主要表現在：（1）監測手段包括物理、化學、物理化學、生物化學、生物物理等一切可以表征環境質量的方法。（2）監測對象包括空氣、水體、土壤、固廢物、生物等客體，只有對這些客體進行綜合分析才能確切描述環境質量。（3）對環境數據進行統計處理、綜合分析需涉及該地區的自然社會各個方面情況，因此，必須綜合考慮才能正確闡明數據的內涵。*環境監測的追蹤性：環境監測包括一系列復雜而有聯系的過程。環境監測數據的五性：準確性、精密性、完整性、代表性、可比性量值追蹤體系——環境監測的質量保證體系*§1.3環境標準

環境標準是政府部門頒布的強制性的技術法規，它是環境保護法的一部分，也是進行環境保護的手段和依據。由于環境包括大氣、水、土壤等要素，環境問題又涉及到許多行業和部門，環境要素的不同、各行業和部門的要求不同，因而環境標準只能分門別類地制定，所有分門別類的標準的總和叫做環境標準體系。*環境標準環境質量標準環境基礎標準環境方法標準環境標準樣品標準環保儀器、設備標準污染物排放標準*環境標準基礎知識問答

ESI-CRAES

環境標準研究所

中國環境科學研究院/esi/esi-04.htm#know01*一、環境質量標準環境質量標準是以保護人體健康與正常生活條件、工作條件、防止生態系統破壞而制定的各種污染物或因素在環境中的最高允許濃度或限值。例：地面水質量標準GB3838-2002P12、大氣質量標準GB3095－1996

P24*制訂環境質量標準的原則：

（1）保障人體健康和生態系統不被破壞；（2）要合理協調與平衡實現環境質量標準所付出的代價與收到的效益的關系；（3）要考慮地區差異。*二、污染物排放標準污染物排放標準是國家（地方或部門）對環境污染源的允許排放量或排放濃度所作的具體規定。污水綜合排放標準(GB8978-88)(P11)；GB8978-1996

建立這種標準的目的在于直接控制污染源，從而達到減輕或防止污染的目的。*三、監測分析方法標準監測分析方法標準是環境監測工作者應遵守的規定。環境質量標準和污染物排放標準等的限值，則是所獲得的監測數據的比較標準，通常所謂的超標與不超標，就是以這些標準為依據進行比較。*注意：

任何標準都是在一定社會條件、經濟條件、技術條件下制定的，因為社會、經濟、技術是不斷發展的，所以標準也不是一成不變的，需要不斷修改和充實。**§1.4教學內容和學習要求水環境的監測－－重點（水污染防治的重要性、各種介質監測的類似性、與其它專業課程的教學范圍界定）大氣環境的監測土壤環境的監測噪聲監測環境監測質量控制環境監測新技術一、主要教學內容*二、學習要求了解天然水和廢水的成分和性質以及水質標準的有關內容及其制定原則掌握各項主要水質指標的環境意義和主要分析方法了解監測數據在水污染控制工程中的應用及對水和廢水的物理化學性質作出質量評價的方法了解大氣、土壤和噪聲污染的來源以及主要污染物質的性質和分析測定方法全面系統地了解我國環境監測的特點及程序，培養獨立開展環境監測的技能*三、主要參考書目環境監測.楊承義，天津大學出版社，1993.6劉德生.環境監測，化學工業出版社，2001.4張建輝等.環境監測學，中國環境出版社，2001.5國家環保局.水和廢水監測分析方法（第四版），中國環境出版社，2003國家環保局.空氣和廢氣監測分析方法（第四版），中國環境出版社，2004郭安然，唐森本.環境監測，冶金工業出版社*第二章水和廢水監測*本章主要內容概述水質監測方案的制訂水樣的采集和保存水樣的預處理物理性質的測定金屬化合物的測定非金屬化合物的測定有機化合物的測定水質污染生物監測底質監測活性污泥性質的測定*第一節概述一、水和水體二、水循環和水污染三、水質與水質指標四、水質監測的對象和目的五、水質標準六、水質監測分析方法*一、水和水體1、水的重要性地球上一切生命存在的基礎對人的重要性人體的2/3是水；人體失去10％的水，將難以運動；失去20％的水將導致死亡水是重要的資源(？花錢如流水)*2、水的物化特性(1)相圖與三態單相區兩相共存線三相點(0.00980C0.006026atm)固(冰)液(水)氣(水蒸氣)大氣壓O(三相點)*(2)熱容量在所有的液體和固體物質中，水具有最大比熱4.18焦耳/克·度(1個大氣壓和15℃)(3)密度水在4℃時具有最大密度1.00000g/cm3在0－4℃時水的反常膨脹現象

狀態 4℃水0℃水 0℃冰 密度(g/cm3) 1.00000 0.999870.91675*(4)表面性質所有常溫液體中，除汞以外，水具有最大的表面張力(7.28×10-4牛頓/cm)(5)溶解與反應能力水是一個極好的極性溶劑。可以溶解： 極性分子物質 晶體化合物 部分非極性化合物（如葡萄糖等） 氣體（O2,N2,CO2,NH3）參與反應，與 活潑金屬 金屬氧化物 非金屬氧化物等*3、水的分布水體是海洋、江河、湖泊、水庫、地下水和冰川的總稱。地球上水的分布總量14億立方千米。而可被人類開發利用的淡水總量僅約400萬立方千米。中國：地面水年逕流量27210億m3，在各國中排第六，但人均每年為2720m3，僅為世界平均擁有量的1/4。咸水*全球水資源淡水資源水是人類社會的寶貴資源可利用的淡水資源只有江河、淡水湖和地下水的一部分*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。據上海2000年的統計，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*二、水循環和水污染1、水的自然循環2、自然污染與人為污染環境容量：自然環境體系對其中的各種物質的變化所具有的一定程度的調節和緩沖能力水體污染：隨著現代工農業的發展和人類生活水平的提高，大量的工業廢水、農業污水和生活污水排入水體，使水中所含雜質在種類上和數量方面都超過原有水平，達到破壞水體原有用途的程度，這就是水體污染。水的自凈能力：水體所具有的在一定程度下自然降低污染的能力*3、水體污染物的分類和影響化學性污染：無機污染物、有機污染物等物理性污染：熱污染、放射性污染、懸浮物質污染生物性污染：細菌、病毒等*4、我國水污染現狀三分之一以上河段不能滿足灌溉水質標準；主要淡水湖泊富營養污染嚴重；50%城市地下水水質日趨惡化；飲用水水源水質顯著下降；世界銀行：健康損失20億元/年國家環境污染控制的重點：三河三湖兩區一市一海*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人口集中、工業發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

，占渤海總面積的比例由上年的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。

**我國歷年廢水排放量鄉鎮工業污染占全國總污染的52％城市污水處理率小于15％工業廢水達標排放率小于75%*我國沿海海域赤潮出現的頻率60年代以前 3次70年代 9次80年代 74次1990年 34次1998年 22次1999年7月3日渤海赤潮面積達1500km2*圖2.12002年中國沿海各省、市、自治區赤潮發現次數圖2.22002年中國沿海各省、市、自治區赤潮發生面積百分比*三、水質與水質指標1、水質和水質指標(1)水質指標的定義水質是指水和其中所含的雜質共同表現出來的綜合特性。水質指標是水質的具體衡量標準，表示出水中雜質的種類、成分和數量。*(2)水質指標類別生物性水質指標

細菌總數 Colonycounts 大腸桿菌數 Totalcoliform葉綠素a Chlorophylla物理性水質指標溫度 Temperature

色度 Color

濁度 Turbidity嗅 Odor味 Taste電導率 Conductivity*化學性水質指標化學需氧量 COD生物需氧量 BOD總有機碳 TOCH+濃度 pH酸度 Acidity堿度 Alkalinity多環芳烴 PAHs

多氯聯苯 PCBs硝酸鹽 Nitrate汞 Mercury*2、天然水的成分和性質降水（含鹽量較低、水質較軟；酸雨pH小于5.65）地下水（比較干凈，但含鹽量高于降水；礦泉水；地下水污染）地面水（江、河、湖、海；渾濁度高、水質較軟、水體易被污染）*3、廢水的成分和性質(1)生活污水特征：渾濁、深色、惡臭的液體、pH在7－8之間；固體物含量僅為0.1-0.2％需監測的項目：pH、懸浮固體、可沉固體、COD、BOD、氨氮、硝酸鹽氮等變化因素多，水質不穩定，需綜合出污水水質的平均值*3、廢水的成分和性質(2)工業廢水污染強度大、污染物質多、治理難度大無機工業廢水：冶金、建筑等工業廢水有機工業廢水：食品、農藥、石油化工等廢水混合工業廢水：焦化廢水、皮革廢水等*四、水質監測的對象和目的水質污染監測的內容是很廣泛的*

未被污染或已被污染的天然水：包括江、河、湖、海和地下水。

各種各樣的工業排水

反映水質污染的綜合項目:如溫度、色度、濁度、pH值、電導率、懸浮物、溶解氧、化學需氧量、BOD等。

一些有毒物質：如酚、氰、As、Pb、Cr、Cd、Hg、有機農藥等。監測對象監測項目*五、水質標準我國的環境標準體系分為六類兩級：六類標準：

兩級標準： 國家環境標準 地方/行業環境標準標準我國已有環境國家標準300多項*1、飲用水水質標準(1)水質標準制定的原則流行病學上安全可靠，不含各種病源細菌和寄生蟲卵，防治傳染病的傳播化學組成上對人體無害，所含的有毒有害物質的濃度對人體健康不產生毒害或不良影響感官性狀良好，對感官無不良刺激(2)飲用水水質標準(中國、WHO、美國）*2、工業用水水質標準生產技術用水——原料用水、生產工藝用水和生產過程用水鍋爐用水——懸浮固體、硬度、溶解氧指標冷卻用水——盡可能低的水溫、無水垢或泥渣沉積、對金屬腐蝕小、避免微生物或其它生物的繁殖*3、農業用水水質標準灌溉用水水質指標中，總含鹽量是一個重要指標。用總含鹽量小于500mg/L的水灌溉農田不會引起鹽堿化問題，我國規定灌溉用水的總含鹽量不得超過1500mg/L*4、漁業用水水質標準考慮魚類的生存和繁殖以及毒物通過食物鏈在魚體內的富集*5、水體污染控制標準(1)地面水環境質量標準（GB3838-2002）

將水體劃分為五類（pH、DO、CODMn）同一水體兼有多種功能的，以高功能分類；有季節性功能的，可按季節分類。*(2)污水綜合排放標準（GB8978-1996）地面水環境質量標準中的I類和II類水域，不得新建排污口排入III類水域的污水，執行一級標準排入IV類和V類水域的污水，執行二級標準排入城鎮下水道并進入二級污水處理廠進行生物處理的污水執行三級標準*兩類污染物：第一類污染物是指能在環境和動物、植物中蓄積，對人體健康產生長遠不良影響的污染物質(13種）第二類污染物是指其長遠影響小于第一類的污染物質（pH、SS、BOD5、COD）*六、水質監測分析方法原則：靈敏度滿足定量要求；方法成熟、準確；操作簡便、易于普及；抗干擾能力好。根據上述原則為使監測數據具有可比性，在大量實踐的基礎上，對各類水體中的不同污染物都制定了相應的分析方法，包括三個層次：國家標準分析方法：環境方法標準統一分析方法等效方法*第二節水質監測方案的制訂

監測方案是一項監測任務的總體構思和設計,制訂時必須首先明確監測目的，然后在調查研究的基礎上確定監測對象、設計監測網點，合理安排采樣時間和采樣頻率，選定采樣方法和分析測定技術，提出監測報告要求，制訂質量保證程序、措施和方案的實施計劃等。

制定水質監測方案首先取決于監測目的，根據監測目的的要求，必須進行實地污染調查，在掌握污染源和水體污染的基礎上，結合分析測定條件來確定監測項目和選擇適當的分析方法，然后進行布點、采樣和測定。*

水質監測方案包括水質監測目的污染調查，收集基礎資料監測項目的確定監測方法的選擇水樣的采集和保存測定結果表達、質量保證及實施計劃*本節內容一、地面水質監測方案的制訂二、地下水質監測方案的制訂三、水污染源監測方案的制訂*一、地面水質監測方案的制訂（一）基礎資料的收集

在制訂監測方案之前，應盡可能完備地收集欲監測水體及所在區域的有關資料，主要有：（1）水體的水文、氣候、地質和地貌資料。如水位、水量、流速及流向的變化；降雨量、蒸發量及歷史上的水情；河流的寬度、深度、河床結構及地質狀況；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）水體沿岸的資源現狀和水資源的用途；飲用水源分布和重點水源保護區；水體流域土地功能及近期使用計劃等。（4）歷年的水質資料等。*（二）采樣斷面和采樣點的布設地面水采樣通常是以先設置采樣斷面，再在采樣斷面上設采樣點的方法進行的。在對調查研究結果和有關資料進行綜合分析的基礎上，根據監測目的和監測項目，并考慮人力、物力等因素確定監測斷面和采樣點。*1.監測斷面的設置原則在水域的下列位置應設置監測斷面：（1）有大量廢水排入河流的主要居民區、工業區的上游和下游。（2）湖泊、水庫、河口的主要入口和出口。（3）飲用水源區、水資源集中的水域、主要風景游覽區、水上娛樂區及重大水力設施所在地等功能區。（4）較大支流匯合口上游和匯合后與干流充分混合處；入海河流的河口處；受潮汐影響的河段和嚴重水土流失區。（5）國際河流出入國境線的出入口處。（6）應盡可能與水文測量斷面重合，并要求交通方便，有明顯岸邊標志。*2.河流監測斷面的設置對于江、河水系或某一河段，要求設置三種斷面（1）對照斷面：為了解流入監測河段前的水體水質狀況而設置。這種斷面應設在河流進入城市或工業區以前的地方，避開各種廢水、污水流入或回流處。一個河段一般只設一個對照斷面。有主要支流時可酌情增加。（2）控制斷面：為評價、監測河段兩岸污染源對水體水質影響而設置。控制斷面的數目應根據城市的工業布局和排污口分布情況而定。斷面的位置與廢水排放口的距離應根據主要污染物的遷移、轉化規律，河水流量和河道水力學特征確定，一般設在排污口下游500—1000m處。因為在排污口下游500m橫斷面上的1/2寬度處重金屬濃度一般出現高峰值。對特殊要求的地區，如水產資源區、風景游覽區等的河段上也應設置控制斷面。（3）削減斷面（凈化斷面）

：是指河流受納廢水和污水后，經稀釋擴散和自凈作用，使污染物濃度顯著下降，其左、中、右三點濃度差異較小的斷面，通常設在城市或工業區最后一個排污口下游1500m以外的河段上。水量小的小河流應視具體情況而定。*背景斷面有時為了取得水系和河流的背景監測值，還應設置。這種斷面上的水質要求基本上未受人類活動的影響，應設在清潔河段上。*3.湖泊、水庫監測斷面的設置對不同類型的湖泊、水庫應區別對待。為此，首先判斷湖、庫是單一水體還是復雜水體；考慮匯入湖、庫的河流數量，水體的徑流量、季節變化及動態變化，沿岸污染源分布及污染物擴散與自凈規律、生態環境特點等。然后按照前面講的設置原則確定監測斷面的位置：（1）在進出湖泊、水庫的河流匯合處分別設置監測斷面。（2）以各功能區為中心，在其輻射線上設置弧形監測斷面。（3）在湖庫中心，深、淺水區，滯流區，不同魚類的回游產卵區，水生生物經濟區等設置監測斷面。，*4.采樣點位的確定(1)采樣點位置的選擇

對于江、河水系的每個監測斷面，采樣點的設置其數目和位置的確定應視水面(采樣斷面)寬度、水深和水質均勻程度及監測目的等因素而定。以水面寬窄來考慮確定河流采樣點多少.*對照斷面控制斷面削減斷面500m1500m控制斷面河流監測斷面設置*AA’BB’C’CDD’EE’FF’GG’河流監測斷面設置示意圖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*(2)采樣數目的選擇當水深小于或等于5m時，只在水面下0.3—0.5m處設一個采樣點；水深5—10m時，在水面下0.3—0.5m處和河底以上約0.5m處各設一個采樣點；水深10—50m時，設三個采樣點，即水面下0.3—0.5m處一點，河底以上約0.5m處一點，1/2水深處一點；水深超過50m時，應酌情增加采樣點數。*<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*對于湖、庫監測斷面上采樣點位置和數目的確定方法與河流相同。一般以2Km2布設一個采樣點的比例設點采樣監測監測斷面和采樣點的位置確定后，其所在位置應該有固定而明顯的岸邊天然標志。如果沒有天然標志物，則應設置人工標志物，如豎石柱、打木樁等。每次采樣要嚴格以標志物為準，使采集的樣品取自同一位置上，以保證樣品的代表性和可比性。*（三）采樣時間和采樣頻率的確定

為使采集的水樣具有代表性，能夠反映水質在時間和空間上的變化規律，必須確定合理的采樣時間和采樣頻率。一般原則：（1）對于較大水系干流和中、小河流全年采樣不少于6次；采樣時間為豐水期、枯水期和平水期，每期采樣兩次。流經城市工業區、污染較重的河流、游覽水域、飲用水源地全年采樣不少于12次；采樣時間為每月一次或視具體情況選定。底泥每年在枯水期采樣一次。（2）潮汐河流全年在豐、枯、平水期采樣，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。*（3）排污渠每年采樣不少于三次。（4）設有專門監測站的湖、庫，每月采樣1次，全年不少于12次。其他湖泊、水庫全年采樣兩次，枯、豐水期各1次。有廢水排入、污染較重的湖、庫，應酌情增加采樣次數。（5）背景斷面每年采樣1次。*（四）采樣及監測技術的選擇

要根據監測對象的性質、含量范圍及測定要求等因素選擇適宜的采樣、監測方法和技術，其詳細內容將在本章以下各節中分別介紹。*（五）結果表達、質量保證及實施計劃水質監測所測得的眾多化學、物理以及生物學的監測數據，是描述和評價水環境質量，進行環境管理的基本依據，必須進行科學地計算和處理，并按照要求的形式在監測報告中表達出來。質量保證概括了保證水質監測數據正確可靠的全部活動和措施。質量保證貫穿監測工作的全過程。詳細內容參閱第九章。實施計劃是實施監測方案的具體安排，要切實可行，使各環節工作有序、協調地進行。*二、地下水質監測方案的制訂儲存在土壤和巖石空隙（孔隙、裂隙、溶隙）中的水統稱地下水。地下水埋藏在地層的不同深度，相對地面水而言，其流動性和水質參數的變化比較緩慢。地下水質監測方案的制訂過程與地面水基本相同。*（一）調查研究和收集資料(1）收集、匯總監測區域的水文、地質、氣象等方面的有關資料和以往的監測資料。（2）調查監測區域內城市發展、工業分布、資源開發和土地利用情況，尤其是地下工程規模、應用等；了解化肥和農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狀。（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）在完成以上調查的基礎上，確定主要污染源和污染物，并根據地區特點與地下水的主要類型把地下水分成若干個水文地質單元。*（二）采樣點的設置由于地質結構復雜，使地下水采樣點的設置也變得復雜。自監測井采集的水樣只代表含水層平行和垂直的一小部分，所以，必須合理地選擇采樣點。目前，地下水監測以淺層地下水（又稱潛水）為主，應盡可能利用各水文地質單元中原有的水井（包括機井）。還可對深層地下水（也稱承壓水）的各層水質進行監測。*1.背景值監測點的設置

背景值采樣點應設在污染區的外圍不受或少受污染的地方。對于新開發區，應在引入污染源之前設背景值監測點。*2.監測井（點）的布設監測井布點時，應考慮環境水文地質條件、地下水開采情況、污染物的分布和擴散形式，以及區域水化學特征等因素。對于工業區和重點污染源所在地的監測井（點）布設，主要根據污染物在地下水中的擴散形式確定。一般監測井在液面下0.3—0.5m處采樣。若有間溫層或多含水層分布，可按具體情況分層采樣。*（三）采樣時間和采樣頻率的確定（1）每年應在豐水期和枯水期分別采樣測定；有條件的地方按地區特點分四季采樣；已建立長期觀測點的地方可按月采樣監測。（2）通常每一采樣期至少采樣監測1次；對飲用水源監測點，要求每一采樣期采樣監測兩次，其間隔至少10天；對有異常情況的井點，應適當增加采樣監測次數。*三、水污染源監測方案的制訂水污染源包括工業廢水源、生活污水源、醫院污水源等。在制訂監測方案時，首先也要進行調查研究，收集有關資料，查清用水情況、廢水或污水的類型、主要污染物及排污去向和排放量，車間、工廠或地區的排污口數量及位置，廢水處理情況，是否排入江、河、湖、海，流經區域是否有滲坑等。然后進行綜合分析，確定監測項目、監測點位，選定采樣時間和頻率、采樣和監測方法及技術，制訂質量保證程序、措施和實施計劃等。*（一）采樣點的設置水污染源一般經管道或渠、溝排放，截面積比較小，不需設置斷面，而直接確定采樣點位。*1.工業廢水（1）在車間或車間設備廢水排放口設置采樣點監測一類污染物。這類污染物主要有汞、鎘、砷、鉛的無機化合物，六價鉻的無機化合物及有機氯化合物和強致癌物質等。（2）在工廠廢水總排放口布設采樣點監測二類污染物。這類污染物主要有懸浮物、硫化物、揮發酚、氰化物、有機磷化合物、石油類、銅、鋅、氟的無機化合物、硝基苯類、苯胺類等。（3）已有廢水處理設施的工廠，在處理設施的排放口布設采樣點。為了解廢水處理效果，可在進出口分別設置采樣點。（4）在排污渠道上，采樣點應設在渠道較直、水量穩定，上游無污水匯入的地方。*2.生活污水和醫院污水采樣點設在污水總排放口。對污水處理廠，應在進、出口分別設置采樣點采樣監測。*（二）采樣時間和頻率

工業廢水的污染物含量和排放量常隨工藝條件及開工率的不同而有很大差異，故采樣時間、周期和頻率的選擇是一個較復雜的問題。我國《環境監測技術規范》中對向國家直接報送數據的廢水排放源規定：工業廢水每年采樣監測2—4次；生活污水每年采樣監測2次，春、夏季各1次；醫院污水每年采樣監測4次，每季度1次。*第三節水樣的采集和保存一、地面水樣的采集（一）采樣前的準備采樣前，要根據監測項目的性質和采樣方法的要求，選擇適宜材質的盛水容器和采樣器，并清洗干凈，此外，還需準備好交通工具。交通工具常使用船只。對采樣器具的材質要求化學性能穩定，大小和形狀適宜，不吸附欲測組分，容易清洗并可反復使用。采樣儀器:水桶、簡單采樣瓶、急流采樣器、測定水中氣體的采樣裝置，還有多種結構較復雜的采樣器，例如，深層采水器、電動采水器、自動采水器、連續自動定時采水器等。*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*（二）采樣方法采集表層水時，可用桶、瓶等容器直接采取。一般將其沉至水面下0.3—0.5m處采集。采集深層水時，可使用如圖2－4（圖略）所示的帶重錘的采樣器沉入水中采集。將采樣容器沉降至所需深度（可從繩上的標度看出），上提細繩打開瓶塞，待水樣充滿容器后提出。對于水流急的河段，宜采用圖2－5（圖略）所示的急流采樣器。測定溶解氣體（如溶解氧）的水樣，常用圖2－6（圖略）所示的雙瓶采樣器采集。*（三）水樣的的類型1.瞬時水樣指在某一時間和地點從水體中隨機采集的分散水樣。當水體水質穩定，或其組分在相當長的時間或相當大的空間范圍內變化不大時，瞬時水樣具有很好的代表性；當水體組分及含量隨時間和空間變化時，就應隔時、多點采集瞬時樣，分別進行分析，摸清水質的變化規律。2.混合水樣

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，這種水樣在觀察平均濃度時非常有用，但不適用于被測組分在貯存過程中發生明顯變化的水樣。*3.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。這種水樣在某些情況下更具有實際意義。例如，當為幾條廢水河、渠建立綜合處理廠時，以綜合水樣取得的水質參數作為設計的依據更為合理。*二、廢水樣品的采集（一）采樣方法1.淺水采樣：可用容器直接采集，或用聚乙烯塑料長把勺采集。2.深層水采樣：可使用專制的深層采水器采集，也可將聚乙烯筒固定在重架上，沉入要求深度采集。3.自動采樣：采用自動采樣器或連續自動定時采樣器采集。例如，自動分級采樣式采水器，可在一個生產周期內，每隔一定時間將一定量的水樣分別采集在不同的容器中；自動混合采樣式采水器可定時連續地將定量水樣或按流量比采集的水樣匯集于一個容器內。*（二）廢水樣類型1.瞬時廢水樣

對于生產工藝連續、穩定的工廠，所排放廢水中的污染組分及濃度變化不大，瞬時水樣具有較好的代表性。對于某些特殊情況，如廢水中污染物質的平均濃度合格，而高峰排放濃度超標，這時也可間隔適當時間采集瞬時水樣，并分別測定，將結果繪制成濃度-時間關系曲線，以得知高峰排放時污染物質的濃度；同時也可計算出平均濃度。*2.平均廢水樣由于工業廢水的排放量和污染組分的濃度往往隨時間起伏較大，為使監測結果具有代表性，需要增大采樣和測定頻率，但這勢必增加工作量，此時比較好的辦法是采集平均混合水樣或平均比例混合水樣。前者系指每隔相同時間采集等量廢水樣混合而成的水樣，適于廢水流量比較穩定的情況；后者系指在廢水流量不穩定的情況下，在不同時間依照流量大小按比例采集的混合水樣。有時需要同時采集幾個排污口的廢水樣，并按比例混合，其監測結果代表采樣時的綜合排放濃度。*三、地下水樣的采集從監測井中采集水樣常利用抽水機設備。啟動后，先放水數分鐘，將積留在管道內的雜質及陳舊水排出，然后用采樣容器接取水樣。對于無抽水設備的水井，可選擇適合的專用采水器采集水樣。對于自噴泉水，可在涌水口處直接采樣。對于自來水，也要先將水龍頭完全打開，放水數分鐘，排出管道中積存的死水后再采樣。地下水的水質比較穩定，一般采集瞬時水樣，即能有較好的代表性*四、水樣的的運輸和保存各種水質的水樣，從采集到分析測定這段時間內，由于環境條件的改變，微生物新陳代謝活動和化學作用的影響，會引起水樣某些物理參數及化學組分的變化。為將這些變化降低到最低程度，需要盡可能地縮短運輸時間、盡快分析測定和采取必要的保護措施；有些項目必須在采樣現場測定。*保存水樣的方法（一）、冷藏法（二）、化學試劑加入法1.加抑制細菌試劑法2.酸化法3.堿化法4.加入氧化劑或還原劑*第四節水樣的預處理水質監測中常見問題：水樣中含有懸浮物，不能直接在儀器上測定；水樣組成復雜，某些組分會干擾待測組份的測定；待測組份含量很低，所用的方法不能直接測出其含量。通常采用的預處理方法分為：懸浮物的去除；水樣的消解；待測組份的濃縮和分離。*一、懸浮物的去除兩方面含義：將懸浮物從水樣中分離出去；將懸浮物中的可溶物溶解出來。分離懸浮物的方法：自然澄清法離心沉降法過濾法*二、水樣的消解常用消解方法：1.HNO3消解法：50～200ml水樣加5～10mlHNO3，煮沸、蒸干。2.HNO3-HCl：50ml水樣加5～8ml王水3.HNO3-H2SO4：適于多種類型的水樣，二者的結合可提高消解溫度和消解效果。4.HNO3-HClO4：適于含懸浮物和有機質較多的水樣。5.H2SO4-H3PO4：6.堿分解法：NaOH-H2O2或NH3-H2O27.干灰化法：適于不易發生蒸發升華的成分。*三、富集與分離（一）揮發法（二）蒸發濃縮（三）蒸餾法（四）溶劑萃取（五）離子交換（六）共沉淀法（七）吸附法*水樣的采集采樣布點采樣時間和頻率采樣技術和設備一般水體工業廢水和生活廢水1.在污染源的上中下游和支流入口等布設斷面2.小河流在其中心的主流線單點采樣，大河流采3－5個樣3.表層水樣、中層水樣、底層水樣4.一般采水面下0.2－0.5m1.水面下1／4到1／2水深處采樣2.接納水體離廢水入口20－30倍管徑處1.瞬時水樣2.平均混合水樣3.平均混合比例水樣4.連續比例混合水樣5.單獨水樣1.采樣器2.盛水器3.采樣量（單項分析0.5－1L；一般理化全分析3L)水樣保存1.冷凍或冷藏2.加入藥劑水樣預處理1.去除渾濁度干擾：離心分離、過濾、溶劑萃取、蒸發或揮發2.消除有機物干擾：消解3.提高濃度：濃縮富集（蒸發、蒸餾、萃取、吸附／解吸等）*第五節物理性質的測定水的物理化學性質與水溫有密切關系。水中溶解性氣體（如氧、二氧化碳等）的溶解度、水生生物和微生物活動、化學和生物化學反應速度及鹽度、pH值等都受水溫變化的影響。水中的溶解氧（9.17mg/Lat20℃and1atm）水溫測量應在現場進行。常用的測量儀器有水溫計、顛倒溫度計和熱敏電阻溫度計。一、溫度*二、嗅和味嗅閾值：水樣用無嗅水稀釋至剛能察覺的稀釋倍數。＝（水樣體積＋無嗅稀釋水體積）/水樣體積我國規定飲用水的嗅閾值必須小于2味：也可用類似嗅的六級表示級嗅氣強度性狀0無不可覺察1極微弱有經驗的工作者才能覺察2微弱一般使用者能覺察3明顯容易覺察，并感覺水不好4強具有顯著的、令人不愉快的嗅氣5極強有很強的嗅氣、完全不適于飲用嗅、嗅氣強度的六級標準（見右表）*三、色度真色：由水中的溶解物質和/或膠體物質產生的顏色。水質分析中一般指真色表色：由水中的溶解物質和膠體物質以及懸浮物質綜合產生的顏色測定方法：鈷比色法——規定一升水中含有相當于1mg鉑時所產生的顏色為一度稀釋倍數法分光光度法飲用水規定小于15度*四、懸浮物的測定總固體（TS）——在105－110℃下將水樣蒸發至干時所殘余的固體物質總量溶解固體和懸浮固體揮發性固體和固定性固體——水樣中的固體物質在600℃灼燒時所失去的重量為揮發性固體，殘余物的重量為固定性固體可沉固體——1升水樣在可沉固體錐形筒內靜置1小時后所沉下的懸浮物質重量飲用水中的TS應小于500mg/L*五、渾濁度水中存在的懸浮物對光線透過時所發生的阻礙引起的，不僅與SS有關，而且還與懸浮雜質的成分、粒度大小、形狀、和表面反射性能有關。測定：目視法：濁光，比濁法測定范圍：0－1000（燭光濁度計25－1000，比濁法：0－100）散射法：NTU測定范圍：0－40飲用水規定濁度小于3*六、電導率水中的電導率與所含有的無機酸、堿、鹽的含量有關，電導率水中離子的含量。電導率：長1m、截面積1m2的溶液的電導。單位：s?m-1電導率儀*第六節金屬化合物的測定水體中的金屬元素有些是人體健康必須的常量元素和微量元素，有些是有害于人體健康的，如汞、鎘、鉻、鉛、砷、銅、鋅、鎳、鋇、釩等。受“三廢”污染的地面水和工業廢水中有害金屬化合物的含量往往明顯增加。*一、汞汞及其化合物屬于劇毒物質，特別是有機汞化合物。天然水中含汞極少，一般不超過0.1μg/L。我國飲用水標準限值為0.001mg/L。*（一）冷原子吸收法

該方法適用于各種水體中汞的測定，其最低檢測濃度為0.1—0.5μg/L汞（因儀器靈敏度和采氣體積不同而異）。1.方法原理汞原子蒸氣對253.7nm的紫外光有選擇性吸收。在一定濃度范圍內，吸光度與汞濃度成正比。水樣經消解后，將各種形態汞轉變成二價汞，再用氯化亞錫將二價汞還原為元素汞，用載氣將產生的汞蒸氣帶入測汞儀的吸收池測定吸光度，與汞標準溶液吸光度進行比較定量。參見圖2-17*冷原子吸收法圖2.17冷原子吸收汞儀工作原理示意圖*2.測定要點(1)水樣預處理：在硫酸-硝酸介質中，加入高錳酸鉀和過硫酸鉀溶液消解水樣，也可以用溴酸鉀-溴化鉀混合試劑在酸性介質中于20℃以上室溫消解水樣。過剩的氧化劑在臨測定前用鹽酸羥胺溶液還原。(2)繪制標準曲線：依照水樣介質條件，配制系列汞標準溶液。分別吸取適量汞標準溶液于還原瓶內，加入氯化亞錫溶液，迅速通入載氣，記錄表頭的最高指示值或記錄儀上的峰值。以經過空白校正的各測量值（吸光度）為縱坐標，相應標準溶液的汞濃度為橫坐標，計算線性方程。(3)水樣的測定：取適量處理好的水樣于還原瓶中，按照標準溶液測定方法測其吸光度，經空白校正后，由曲線方程計算汞濃度，再乘以樣品的稀釋倍數，即得水樣中汞濃度。*（二）冷原子熒光法

該方法是將水樣中的汞離子還原為基態汞原子蒸氣，吸收253.7nm的紫外光后，被激發而產生特征共振熒光，在一定的測量條件下和較低的濃度范圍內，熒光強度與汞濃度成正比。方法最低檢出濃度為0.05μg/L，測定上限可達1μg/L，且干擾因素少，適用于地面水、生活污水和工業廢水的測定。冷原子熒光測汞儀的工作原理示于圖2-18。*（三）冷原子熒光法圖2.18冷原子熒光測汞儀示意圖*（三）雙硫腙分光光度法1.方法原理

樣品的預處理:水樣于95℃，在酸性介質中用高錳酸鉀和過硫酸鉀消解，將無機汞和有機汞轉變為二價汞。測定：用鹽酸羥胺還原過剩的氧化劑，加入雙硫腙溶液，與汞離子生成橙色螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再用堿溶液洗去過量的雙硫腙，于485nm波長處測定吸光度，以標準曲線法定量。*

汞的最低檢出濃度為2μg/L，測定上限為40μg/L。方法適用于工業廢水和受汞污染的地面水的監測。*2.注意事項：該方法對測定條件控制要求較嚴格。在酸性介質中測定，常見干擾物主要是銅離子，可在雙硫腙洗脫液中加入1%（m/V）EDTA二鈉鹽進行掩蔽。還應注意，因汞處理和三氯甲烷的回收*二、鎘

鎘甚至在很低的濃度下都具有很強的毒性，可在人體的肝、腎等組織中蓄積，造成各臟器組織的損壞，尤以對腎臟損害最為明顯。還可以導致骨質疏松和軟化。鎘在土壤和巖石中的自然存在，通常情況下與鋅及其化合物共存。絕大多數淡水的含鎘量低于1μg/L，海水中鎘的平均濃度為0.15μg/L。鎘的主要污染源是電鍍、采礦、冶煉、染料、電池和化學工業等排放的廢水。*（一）原子吸收分光光度法測定鎘、銅、鉛、鋅等元素時，可采用:直接火焰原子吸收分光光度法（適用于廢水和受污染的水）；萃取或離子交換法富集FAAS（適用于清潔水）；石墨爐AAS（適用于清潔水，其測定靈敏度高于前兩種方法，但基體干擾較火焰原子化法嚴重）。*1.直接吸入FAAS測定鎘（銅、鉛、鋅）

清潔水樣可不經預處理直接測定；污染的地面水和廢水需用硝酸或硝酸-高氯酸消解，并進行過濾、定容。1.基本原理2.定量分析方法：(1)標準曲線法：(2)標準加入法：測定條件和方法適用濃度范圍列于表2-9。*2.萃取FAAS測定微量鎘（銅、鉛）

本方法適用于含量較低，需進行富集后測定的水樣。對一般儀器的適用濃度范圍為：鎘、銅1—50μg/L；鉛10—200μg/L。清潔水樣或經消解的水樣中待測金屬離子在酸性介質中與吡咯烷二硫代氨基甲酸銨（APDC）生成絡合物，用甲基異丁基甲酮（MIBK）萃取后吸入火焰進行原子吸收分光光度測定。當水樣中的鐵含量較高時，采用碘化鉀-甲基異丁基甲酮（KI-MIBK）萃取體系的效果更好。其操作條件同直接吸入原子吸收法。*3.離子交換FAAS測定微量鎘（銅、鉛）

用強酸型陽離子交換樹脂吸附富集水樣中的銅、鉛、鎘，再用酸洗脫后吸入火焰進行原子吸收測定。該方法的最低檢出濃度為：銅0.93μg/L；鉛1.4μg/L；鎘0.1μg/L。*4.GFAAS測定痕量鎘（銅、鉛）將清潔水樣和標準溶液直接注入石墨爐內進行測定。每次進樣量10—20μL石墨爐的工作條件對組成簡單的水樣可用直接比較法，對組成復雜的水樣，則宜用標準加入法。*（二）雙硫腙分光光度法原理：方法基于在強堿性介質中，鎘離子與雙硫腙生成紅色螯合物，用三氯甲烷萃取分離后，于518nm處測其吸光度，與標準溶液比較定量。反應式如下：干擾情況：水樣中含鉛20mg/L、鋅30mg/L、銅40mg/L、錳和鐵4mg/L，不干擾測定，鎂離子濃度達20mg/L時，需多加酒石酸鉀鈉掩蔽。本方法適用于受鎘污染的天然水和廢水中鎘的測定，測定前應對水樣進行消解處理。*（三）示波極譜及陽極溶出伏安法*三、鉛鉛是可在人體和動植物組織中蓄積的有毒金屬，其主要毒性效應是導致貧血、神經機能失調和腎損傷等。鉛對水生生物的安全濃度為0.16mg/L。鉛的主要污染源是蓄電池、冶煉、五金、機械、涂料和電鍍工業等部門的排放廢水。*測定方法

測定水體中鉛的方法與測定鎘的方法相同。廣泛采用原子吸收分光光度法和雙硫腙分光光度法，也可以用陽極溶出伏安法和示波極譜法。雙硫腙分光光度法基于在pH8.5—9.5的氨性檸檬酸鹽-氰化物的還原介質中，鉛與雙硫腙反應生成紅色螯合物，用三氯甲烷（或四氯化碳）萃取后于510nm波長處比色測定。測定時，要特別注意器皿、試劑及去離子水是否含痕量鉛，這是能否獲得準確結果的關鍵。Bi3+、Sn2+等干擾測定，可預先在pH2—3時用雙硫腙三氯甲烷溶萃取分離。為防止雙硫腙被一些氧化物質如Fe3+等氧化，在氨性介質中加入了鹽酸羥胺。*該方法適用于地面水和廢水中痕量鉛的測定。當使用10mm比色皿，取水樣100mL，用10mL雙硫腙三氯甲烷溶液萃取時，最低檢測濃度可達0.01mg/L，測定上限為0.3mg/L。原子吸收等測定鉛的方法見鎘的測定。*四、銅

銅是人體所必須的微量元素，缺銅會發生貧血、腹泄等病癥，但過量攝入銅亦會產生危害。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。銅對水生生物的毒性與其形態有關，游離銅離子的毒性比絡合態銅大得多。世界范圍內，淡水平均含銅3μg/L，海水平均含銅0.25μg/L。銅的主要污染源是電鍍、冶煉、五金加工、礦山開采、石油化工和化學工業等部門排放的廢水。*測定水中銅的方法主要有原子吸收分光光度法、二乙氨基二硫代甲酸鈉（DDTC)萃取分光光度法和新亞銅靈萃取分光光度法，還可以用陽極溶出伏安法或示波極譜法。關于原子吸收分析法、陽極溶出伏安法和示波極譜法在鎘的測定中已介紹過，此處不再贅述。*（一）二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取分光光度法

在pH為9—10的氨性溶液中，銅離子與DDTC作用，生成摩爾比為1:2的黃棕色膠體絡合物。

該絡合物可被四氯化碳或三氯甲烷萃取，其最大吸收波長為440nm。在測定條件下，有色絡合物可以穩定1h，但當水樣中含鐵、錳、鎳、鈷和鉍等離子時，也與DDTC生成有色絡合物，干擾銅的測定。除鉍外，均可用EDTA和檸檬酸銨掩蔽消除。鉍干擾可以通過加入氰化鈉予以消除。當水樣中含銅較高時，可加入明膠、阿拉伯膠等膠體保護劑，在水相中直接進行分光光度測定。方法最低檢測濃度為0.01mg/L，測定上限可達2.0mg/L。已用于地面水和工業廢水中銅的測定。*（二）新亞銅靈萃取分光光度法

將水樣中的二價銅離子用鹽酸羥胺還原為亞銅離子。在中性或微酸性介質中，Cu+與新亞銅靈反應，生成摩爾比為1:2的黃色絡合物，用三氯甲烷-甲醇混合溶劑萃取，于457nm波長處測定吸光度，用標準曲線法進行定量測定。當25mL有機相中含銅不超過0.15mg時，符合比爾定律。在三氯甲烷-甲醇溶液中，黃色絡合物的顏色可穩定數日。*

用新亞銅靈測定銅，具有靈敏度高，選擇性好等優點。經試驗表明，只有鈹、大量鉻（VI）、錫（IV）等氧化性離子及氰化物、硫化物、有機物對測定有干擾。若在水樣中和之前加入鹽酸羥胺和檸檬酸鈉，則可消除鈹的干擾。大量鉻（VI）可用亞硫酸鹽還原；錫（IV）等氧化性離子可用鹽酸羥胺還原。樣品通過消解可除去氰化物、硫化物和有機化合物的干擾。用10mm比色皿，該方法最低檢出濃度為0.06mg/L，測定上限為3mg/L。適用于地面水、生活污水和工業廢水中銅的測定。*五、鋅鋅也是人體必不可少的有益元素，每升水含數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。此外，鋅對水體的自凈過程有一定抑制作用。鋅的主要污染源是電鍍、冶金、顏料及化工等部門的排放廢水。原子吸收分光光度法測定鋅，靈敏度較高，干擾少，適用于各種水體。此外，還可選用雙硫腙分光光度法、陽極溶出伏安法或示波極譜法。*雙硫腙分光光度測定法

pH4.0—5.5的乙酸緩沖介質中，鋅離子與雙硫腙反應生成紅色螯合物，用CCl4或CHCl3萃取后，于535nm處，測其經空白校正后的吸光度，用標準曲線法定量。水中存在少量鉍、鎘、鈷、銅、鉛、汞、鎳、亞錫等離子均產生干擾，采用硫代硫酸鈉掩蔽和控制溶液的pH值來消除。這種方法稱為混色測定法。如果上述干擾離子含量較大，混色法測定誤差大，就需要使用單色法測定。單色法與混色法不同之處在于：將萃取有色螯合物后的有機相先用硫代硫酸鈉-乙酸鈉-硝酸混合液洗滌除去部分干擾離子，再用新配制的0.04％Na2S洗去過量的雙硫腙。使用20mm比色皿，混色法的最低檢測濃度為0.005mg/L。適用于天然水和輕度污染的地面水中鋅的測定。*六、鉻

鉻化合物的常見價態有Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)，受水溫、pH值、氧化還原物質、有機物等因素的影響，二者之間可以互相轉化。鉻的毒性與其存在價態有關。鉻的工業污染源主要來自鉻礦石加工、金屬表面處理、皮革鞣制、印染。照相材料等行業的廢水。鉻是水質污染控制的一項重要指標。*（一）二苯碳酰二肼分光光度法1.六價鉻的測定在酸性介質中，六價鉻與二苯碳酰二肼（DPC）反應，生成紫紅色絡合物，于540nm波長處進行比色測定。其反應式:

本方法最低檢出濃度為0.004mg/L，使用10mm比色皿，測定上限為1mg/L。其測定要點如下：*對于清潔水樣可直接測定；對于色度不大的水樣，可用以丙酮代替顯色劑的空白水樣作參比測定；對于渾濁、色度較深的水樣，以氫氧化鋅做共沉淀劑，調節溶液pH至8—9，此時Cr3+、Fe3+、Cu2+均形成沉淀被過濾除去；存在亞硫酸鹽、二價鐵等還原性物質和次氯酸鹽等氧化性物質時，也應采取相應消除干擾措施。*2.總鉻的測定

在酸性溶液中，首先，將水樣中的Cr(Ⅲ)用KMnO4氧化成Cr(Ⅵ)，過量的高錳酸鉀用亞硝酸鈉分解，過量的亞硝酸鈉用尿素分解；然后，加入二苯碳酰二肼顯色，于540nm處進行分光光度測定。其最低檢測濃度同六價鉻。清潔地面水可直接用高錳酸鉀氧化后測定；水樣中含大量有機物時，用硝酸-硫酸消解。*（二）硫酸亞鐵銨滴定法

原理:在酸性介質中，以銀鹽作催化劑，用過硫酸銨將Cr(Ⅲ)氧化成Cr(Ⅵ)。

2Cr3++S2O82-+8H2O=CrO42-+SO42-+16H+

加少量氯化鈉并煮沸，除去過量的過硫酸銨和反應中產生的氯氣。以苯基代鄰氨基苯甲酸作指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，至溶液呈亮綠色。其滴定反應式如下：

6Fe2+＋Cr2O72-＋14H+＝6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O根據硫酸亞鐵銨的濃度和進行試劑空白校正后的用量，可計算出水樣中總鉻的含量。本法適用于總鉻濃度大于1mg/L的廢水。*七、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積累，造成急性或慢性中毒。砷污染主要來源于采礦、冶金、化工、化學制藥、農藥生產、玻璃、制革等工業廢水。測定方法：*（一）新銀鹽分光光度法

該方法基于用KBH4在酸性溶液中產生AsH3，以硝酸-硝酸銀-聚乙烯醇-乙醇溶液吸收，則砷化氫將吸收液中的銀離子還原成單質膠態銀，使溶液呈黃色，其顏色強度與生成氫化物的量成正比。該黃色溶液對400nm光有最大吸收，且吸收峰形對稱。該方法適用于地面水和地下水痕量砷的測定，其最大優點是靈敏度高（但操作條件要求較嚴格），其應用范圍還在不斷擴大。據近期資料介紹，其最低檢測限可達0.16ppb（As3+），并可進行不同形態砷的分析。*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2.19砷化氫發生與吸收裝置示意圖*（二）二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法

在KI、酸性氯化亞錫作用下，As(Ⅴ)被還原為As(Ⅲ),并與新生態氫反應，生成氣態砷化氫（胂），被吸收于二乙氨基二硫代甲酸銀（AgDDC）-三乙醇胺的三氯甲烷溶液中，生成紅色的膠體銀，在510nm波長處，測其吸光度，用標準曲線法定量。顯色反應式如下：清潔水樣可直接取樣加硫酸后測定；含有機物的水樣應用硝酸-硫酸消解。水樣中共存銻、鉍和硫化物時干擾測定。砷化氫劇毒，整個反應應在通風櫥內進行。該方法最低檢測濃度為0.007mg/L砷，測定上限為0.50mg/L。*八、其他金屬化合物

根據水和廢水污染類型和對用水水質的要求不同，有時還需要監測其他金屬元素。表2－12列出某些元素的測定方法，詳細內容可查閱《水和廢水監測分析方法》和其他水質監測資料。*金屬化合物的測定小結汞鎘鉛砷鉻鋅銅原子吸收(AAS)、雙硫腙比色法、陽極溶出伏安法冷原子吸收法（CV-AAS）、冷原子熒光法（CV-AFS）、雙硫腙比色法

AAS、雙硫腙比色法、陽極溶出伏安法新銀鹽分光光度法、二乙氨基二硫代甲酸銀光度法AAS、二苯碳酰二肼（DPC）分光光度法、硫酸亞鐵銨滴定法

AAS、雙硫腙比色法、陽極溶出伏安法AAS、DDTC萃取光度法、新亞銅靈光度法

*雙硫腙分光光度法

雙硫腙：學名二苯基硫代卡巴腙，是硫脲的衍生物能與雙硫腙絡合的金屬共有20多種，按元素周期表排列如下：

其中Fe、Sn、Pt三種元素只有低價離子能與雙硫腙絡合，而高價Fe3+、Sn4+、Pt4+則不能

。雙硫腙萃取金屬應注意以下幾點：*★紅色線內元素可與雙硫腙絡合

*調節溶液的pH值，不同的金屬－雙硫腙絡合物穩定常數不同，反應所需pH不同。調節pH可取得最大萃取效率，并可以達到排除干擾離子的作用控制雙硫腙的濃度。選擇合適的濃度，使測定時吸光度最大加入掩蔽劑。所用掩蔽劑種類較多，不同條件下起的作用不同，選擇合適的掩蔽劑掩蔽干擾離子Notice*第七節非金屬無機物的測定一、pH的測定二、水中的酸度三、水中的堿度四、溶解氣體和溶解氧五、氰化物的測定六、氟化物的測定七、含氮化合物的測定八、硫化物的測定九、其它非金屬無機物*一、pH值的測定

1、pH值的概念pH是常用的水質指標之一，反映水的酸堿性的強弱。（1）pH＝-log[H+]活度與濃度：考慮離子強度影響（2）水的離子積Kw＝[H+][OH-]=1x10-14(25℃時)（3）天然水的pH二氧化碳、重碳酸鹽、碳酸鹽平衡系統4.5~8.5*2、pH值測定的意義（1）供水和給水處理飲用水：6.5-8.5鍋爐用水：7-8.5影響水的混凝、消毒、軟化、脫鹽、腐蝕控制等處理過程（2）排水和廢水處理生活污水：7.2-7.6工業廢水進入下水道：6－9影響生物處理工藝（3）影響有毒物質的毒性*3、pH值的測定方法（1）電位測定法——pH計構成：溶液中的指示電極（玻璃電極）和參比電極（飽和甘汞電極）構成電池原理：能斯特方程E＝E0+0.059log［H+］＝E0-0.059pH標準溶液校準——磷酸二氫鉀＋磷酸氫二鈉溫度補償精度：0.1pH單位（2）比色測定法利用常用pH指示劑pH試紙*pH和酸度、堿度的區別和聯系

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2.20pH測定示意圖*二、水中的酸度水的酸度是水中所有能與強堿相互作用的物質的總量，包括強酸、弱酸、強酸弱堿鹽等。

水中酸的來源有哪些？*（1）主要的弱酸碳酸來源于CO2在水中的平衡溶于水中的CO2決大多數為游離CO2水中的CO2來源于大氣中和有機物的分解（2）強酸來源于冶金、化工等工業廢水（3）味精等含硫廢水在硫酸鹽菌作用下產生硫酸1、水中酸度來源*2、測定意義防止酸性腐蝕－－水中二氧化碳高于15mg/L時，混凝土腐蝕酸性廢水和其它廢水反應形成有害物質廢水處理的適宜酸度影響水生生物的生長繁殖*3、酸度的分類酸度分類定義甲基橙(methylorange,MO)酸度甲基橙終點時（pH4.4）的酸度酚酞(phenolphthalein,PP)酸度酚酞終點時（pH8.3的酸度*4、酸度的測定（1）酸堿滴定法用標準NaOH溶液滴定至一定pH，根據所消耗的量計算酸度。*（2）電位滴定法pH玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極，分別滴定至pH4.4和8.3，根據滴定終點消耗的堿量分別計算酸度。優點：不受水體顏色、渾濁度的限制，適于各種水樣的測定。*三、水中的堿度水的堿度是水中所有能與強酸相互作用的物質的總量，包括強堿、弱堿、強堿弱酸鹽等*1、水中堿的來源有哪些？天然水：重碳酸鹽、碳酸鹽、氫氧化物等藻類吸收水中游離和化合的二氧化碳廢水中的洗滌劑、農藥、化肥等含有磷酸鹽造紙、印染、化工、電鍍等工業廢水含有堿度*2、堿度的分類Review堿度分類定義甲基橙堿度（總堿度）甲基橙終點時（pH4.4）的堿度酚酞堿度酚酞終點時（pH8.3的堿度*3、堿度的測定和計算（1）酸堿滴定法酸堿指示劑滴定法電位滴定法*（2）三種堿度的計算法由總堿度、酚酞堿度測定值計算T——總堿度P——酚酞堿度M——由酚酞堿度滴定至總堿度時消耗的酸量T＝P+M*ⅰM=0(或P=T）：水中只含有氫氧化物ⅱP>M(或P>T/2)：水中氫氧化物與碳酸鹽共存ⅲP=M：水樣中只含有碳酸鹽ⅳP<M(或P<T/2)：碳酸鹽與酸式碳酸鹽共存ⅴP=0(或M=T)：只含有酸式碳酸鹽三者之間可能的關系：*測定結果OH-CO32-HCO3-P=TP00P>1/2T2P-T2T-2P0P=1/2T02P0P<1/2T02PT-2PP=0(M=T)00T堿度的組成*4、測定實例水的混凝處理——酸化后影響效果水的軟化處理——石灰蘇打法水質穩定和管道腐蝕控制堿性工業廢水的中和處理生物處理的適宜酸堿度*四、水中的溶解氣體和溶解氧1）氣體性質與水反應的程度越大，溶解度越大溶解度增大：氧氣、氮氣、氫氣→二氧化碳、二氧化硫、硫化氫→氨2）氣體的分壓3）溫度溫度升高，溶解度下降4)其它雜質，如對氧：清水100％，生活污水95％，海水82％1.影響氣體在水中溶解度的因素*2.水中溶解氣體的來源1)、空氣的溶入空氣中的氮氣78％、氧氣21％在水中都有一定的溶解度2)、水中有機物質的分解二氧化碳－－主要分解產物，一部分以氣態溶于水中，一部分變成碳酸鹽和重碳酸鹽氨－－含氮物質的分解產物。pH升高時有氣態氨硫化氫和甲烷－－厭氧分解產物3)、水生生物的新陳代謝－－藻類呼吸作用：氧氣和二氧化碳*3.水中溶解氧及其來源1）水中的溶解氧是指水中的分子氧2）來源大氣中21％氧在水中的溶解，水生生物的新陳代謝等3）影響其含量的因素：大氣壓、水溫、含鹽量*4.DO測定意義（1）衡量地面水體污染的一個重要指標水的類型DO值地表水清潔水DO接近飽和含大量藻類水體DO過飽和(光合作用)受污染水體DO小于飽和值(微生物氧化好氧)地下水一般較小,深層為0*2)在廢水生化處理過程中控制曝氣速度：既保持好氧條件，又避免過多DO，浪費能源DO對活性污泥和生物膜的生長及活性影響很大3)DO是BOD測定的基礎*4)給水水源中DO過高加速水處理設備（泵、管道等金屬）的腐蝕鍋爐給水：DO≤0.05mg/L（高壓），0.1mg/L（中壓），除氧處理使供水帶有鐵味造成玷污Reason:Fe2+

氧化成Fe3+，從而生成Fe(OH)3沉淀，造成水中的Fe2+濃度下降，平衡被破壞，使新的鐵溶解*5.測溶解氧水樣的采集避免和空氣接觸、避免攪動用溶解氧瓶，磨口塞、裝滿，不留氣泡河、湖、水池取水，專用取樣器最好現場測定，避免生物活動引起DO變化保存樣品于暗處，在6小時內測定*6.測定方法1）碘量法原理：氧在堿性溶液中使二價錳氧化成四價錳，而四價錳在酸溶液中使I-氧化成I2，釋放出來的碘量＝水中的溶解氧量，碘用Na2S2O3測定普通法適用于比較清潔的水疊氮化鈉修正法用于消除亞硝酸鹽的干擾高錳酸鹽修正法用于消除亞硝酸鹽、鐵及有機物的干擾*2）溶解氧電極法原理：將兩個金屬電極浸沒在一個電解質溶液中，電極和電解質溶液裝在一個用氧半透膜（僅氧和其它一些氣體可以通過）包圍的容器內。當外加電壓時，產生電極反應產生一個擴散電流。該擴散電流在一定溫度下與水中氧的濃度成正比優點：干擾少易于現場測定和深水測定易于自動連續測定*圖2.21極譜型氧電極的

結構示意圖圖2.22溶解氧測定儀

原理示意圖*五、氰化物的測定1.毒性：劇毒物，與人體內高鐵細胞色素氧化酶結合，從而使之失去傳遞氧的功能，引起組織缺氧窒息

。2.來源：電鍍、煤氣、煉焦、選礦、石油化工、農藥等工業廢水。

分類簡單氰化物：有劇毒，NaCN、KCN

絡合氰化物：化學性質與毒性不同Cu(CN)42-、Cu(CN)4-、Zn(CN)42-

等極毒；Fe(CN)64-毒性較小

*3.

測定方法（1）Ag(NO)3滴定法

Ag+滴定CN-，過量的Ag＋與試銀靈反應，黃色→橙紅色檢測范圍：1－100mg/L*3.

測定方法中性條件下，氯胺T將CN-氧化生成氯化氰；再加入異煙酸－吡啶啉酮，氯化氰與異煙酸反應，經水解生成戊烯二醛，與吡啶啉酮縮合，生成藍色染料，638nm測定。

(2)異煙酸－吡啶啉酮分光光度法檢測范圍：0.004－0.25mg/L*