一、水樣的類(lèi)型
(一)瞬時(shí)水樣
瞬時(shí)水樣是指在某一時(shí)間和地點(diǎn)從水體中隨機(jī)采集的分散水樣。當(dāng)水體水質(zhì)穩(wěn)定,或其組分在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間或相當(dāng)大的空間范圍內(nèi)變化不大時(shí),瞬時(shí)水樣具有很好的代表性;當(dāng)水體組分及含量隨時(shí)間和空間變化時(shí),就應(yīng)隔時(shí)、多點(diǎn)采集瞬時(shí)樣,分別進(jìn)行分析,摸清水質(zhì)的變化規(guī)律。
(二)混合水樣
混合水樣是指在同一采樣點(diǎn)于不同時(shí)間所采集的瞬時(shí)水樣的混合水樣,有時(shí)稱(chēng)“時(shí)間混合水樣”,以與其他混合水樣相區(qū)別。這種水樣在觀察平均濃度時(shí)非常有用,但不適用于被測(cè)組分在貯存過(guò)程中發(fā)生明顯變化的水樣。
如果水的流量隨時(shí)間變化,必須采集流量比例混合樣,即在不同時(shí)間依照流量大小按比例采集的混合樣??墒褂脤?zhuān)用流量比例采樣器采集這種水樣。
(三)綜合水樣
把不同采樣點(diǎn)同時(shí)采集的各個(gè)瞬時(shí)水樣混合后所得到的樣品稱(chēng)綜合水樣。這種水樣在某些情況下更具有實(shí)際意義。例如,當(dāng)為幾條排污河、渠建立綜合處理廠時(shí),以綜合水樣取得的水質(zhì)參數(shù)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)更為合理。
二、地表水樣的采集
(一) 采樣前的準(zhǔn)備
采樣前,要根據(jù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的性質(zhì)和采樣方法的要求,選擇適宜材質(zhì)的盛水容器和采樣器,并清洗干凈。此外,還需準(zhǔn)備好交通工具。交通工具常使用船只。對(duì)采樣器具的材質(zhì)要求化學(xué)性能穩(wěn)定,大小和形狀適宜,不吸附欲測(cè)組分,容易清洗并可反復(fù)使用。
(二) 采樣方法和采樣器(或采水器)
在河流、湖泊、水庫(kù)、海洋中采樣,常乘監(jiān)測(cè)船或采樣船、手劃船等交通工具到采樣點(diǎn)采集,也可涉水和在橋上采集。
采集表層水水樣時(shí),可用適當(dāng)?shù)娜萜魅缢芰贤驳戎苯硬扇 ?BR>采集深層水水樣時(shí),可用簡(jiǎn)易采水器、深層采水器、采水泵、自動(dòng)采水器等。
三、地下水樣的采集
(一) 井水
從監(jiān)測(cè)井中采集水樣常利用抽水機(jī)設(shè)備。啟動(dòng)后,先放水?dāng)?shù)分鐘,將積留在管道內(nèi)的陳舊水排出,然后用采樣容器(已預(yù)先洗凈)接取水樣。對(duì)于無(wú)抽水設(shè)備的水井,可選擇適合的采水器采集水樣,如深層采水器、自動(dòng)采水器等。
(二) 泉水、自來(lái)水
對(duì)于自噴泉水,在涌水口處直接采樣。對(duì)于不自噴泉水,用采集井水水樣的方法采樣。
對(duì)于自來(lái)水,先將水龍頭完全打開(kāi),將積存在管道中的陳舊水排出后再采樣。
地下水的水質(zhì)比較穩(wěn)定,一般采集瞬時(shí)水樣即能有較好的代表性。
四、廢(污)水樣的采集
(一) 淺層廢(污)水
從淺埋排水管、溝道中采樣,用采樣容器直接采集,也可用長(zhǎng)把塑料勺采集。
(二) 深層廢(污)水
對(duì)埋層較深的排水管、溝道,可用深層采水器或固定在負(fù)重架內(nèi)的采樣容器,沉入檢測(cè)井內(nèi)采樣。
(三) 自動(dòng)采樣
采用自動(dòng)采水器可自動(dòng)采集瞬時(shí)水樣和混合水樣。當(dāng)廢(污)水排放量和水質(zhì)較穩(wěn)定時(shí),可采集瞬時(shí)水樣;當(dāng)排放量較穩(wěn)定,水質(zhì)不穩(wěn)定時(shí),可采集時(shí)間等比例水樣;當(dāng)二者都不穩(wěn)定時(shí),必須采集流量等比例水樣。
底質(zhì)樣品的采集方法見(jiàn)本章第九節(jié)。
五、采集水樣注意事項(xiàng)
(1) 測(cè)定懸浮物、pH、溶解氧、生化需氧量、油類(lèi)、硫化物、余氯、放射性、微生物等項(xiàng)目需要單獨(dú)采樣;其中,測(cè)定溶解氧、生化需氧量和有機(jī)污染物等項(xiàng)目的水樣必須充滿(mǎn)容器;pH、電導(dǎo)率、溶解氧等項(xiàng)目宜在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。另外,采樣時(shí)還需同步測(cè)量水文參數(shù)和氣象參數(shù)。
(2) 采樣時(shí)必須認(rèn)真填寫(xiě)采樣登記表;每個(gè)水樣瓶都應(yīng)貼上標(biāo)簽(填寫(xiě)采樣點(diǎn)編號(hào)、采樣日期和時(shí)間、測(cè)定項(xiàng)目等);要塞緊瓶塞,必要時(shí)還要密封。
六、流量的測(cè)量
為計(jì)算地表水污染負(fù)荷是否超過(guò)環(huán)境容量和評(píng)價(jià)污染控制效果,掌握廢(污)水源排放污染物總量和排水量,采樣時(shí)需要同步測(cè)量水的流量。
(一) 地表水流量測(cè)量
對(duì)于較大的河流,水利部門(mén)都設(shè)有水文測(cè)量斷面,應(yīng)盡可能利用此斷面。若監(jiān)測(cè)河段無(wú)水文測(cè)量斷面,應(yīng)選擇一個(gè)水文參數(shù)比較穩(wěn)定,流量有代表性的斷面作為測(cè)量斷面。下面介紹兩種常用的流量測(cè)量方法。
1、流速-面積法
該方法首先將測(cè)量斷面分成若干小塊,測(cè)出每小塊的面積和流速,計(jì)算出相應(yīng)的流量,再將各小斷面的流量累加,即為斷面上的水流量,用下式計(jì)算:
式中:Q——水流量(m
3/s);
——各小斷面上水平均流速(m/s);
F
1,…,F
n——各小斷面面積(m
2)。
一般用流速儀測(cè)量流速。流速儀有多種規(guī)格,如國(guó)產(chǎn)LS25-1型旋漿式流速儀,測(cè)速范圍為0.06—2.5,0.20—5m/s;LS68-2型旋杯式流速儀,測(cè)速范圍為0.02—3m/s;XKZ10-1型自控直讀流速儀,測(cè)速范圍為0.1—3.0m/s。測(cè)量時(shí)將儀器放到規(guī)定的水深處,按照儀器說(shuō)明書(shū)要求操作。
2、浮標(biāo)法
浮標(biāo)法是一種粗略測(cè)量小型河、渠中水流速的簡(jiǎn)易方法。測(cè)量時(shí),選擇一平直河段,測(cè)量該河段2m間距內(nèi)起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)三個(gè)過(guò)水橫斷面面積,求出平均橫斷面面積。在上游投入浮標(biāo),測(cè)量浮標(biāo)流經(jīng)確定河段(L)所需時(shí)間,重復(fù)測(cè)量幾次,求出所需時(shí)間的平均值(t),即可計(jì)算出流速(L/t),再按下式計(jì)算流量:
式中:Q——水流量(m
3/s);
——浮標(biāo)平均流速(m/s),等于L/t;
S——過(guò)水橫斷面面積(m
2);
K——浮標(biāo)系數(shù),與空氣阻力、斷面上流速分布的均勻性有關(guān),一般需用流速儀對(duì)照標(biāo)定;其范圍為0.84—0.90。
(二) 廢(污)水流量測(cè)量
1、流量計(jì)法
有多種商品污水流量計(jì),按照它們的使用場(chǎng)合,可分為測(cè)量具有自由水面的敞開(kāi)水路用流量計(jì)和測(cè)量充滿(mǎn)水的管道用流量計(jì)兩類(lèi)。第一類(lèi)如堰式流量計(jì)、水槽流量計(jì)等,是依據(jù)堰板上游水位或截流形成臨界射流狀態(tài)時(shí)的水位與水流量有一定的關(guān)系,通過(guò)用超聲波式、靜電式、測(cè)壓式等水位計(jì)測(cè)量水位而得知流量。第二類(lèi)如電磁流量計(jì)、壓差式流量計(jì)等,是依據(jù)污水流經(jīng)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)大小或插入管道中的節(jié)流板前后流體的壓力差與水流量有一定關(guān)系,通過(guò)測(cè)量感應(yīng)電勢(shì)或流體的壓力差得知流量。
2、容積法
將污水導(dǎo)入已知容積的容器或污水池中,測(cè)量流滿(mǎn)容器或污水池的時(shí)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(jiǎn)單易行,適用于測(cè)量污水流量較小的連續(xù)或間歇排放的污水。
3、溢流堰法
這種方法適用于不規(guī)則的污水溝、污水渠中水流量的測(cè)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(cè)量堰板前后水頭和水位,計(jì)算流量。如果安裝液位計(jì),可連續(xù)自動(dòng)測(cè)量液位。流量計(jì)算式如下:
Q=Kh
5/2式中:Q——水流量(m
3/s);
h——過(guò)堰水頭高度(m);
K——流量系數(shù);
D——從水流底至堰緣的高度(m);
B——堰上游水流寬度(m)。
在下述條件下,上式誤差<±1.4%:
0.5m≤B≤1.2m
0.1m≤D≤0.75m
0.07m≤h≤0.26m
h≤
還可以用量水槽(如巴氏槽)法、閘下出流法等測(cè)量流量,根據(jù)實(shí)際排水方式選擇。
七、水樣的運(yùn)輸與保存
(一) 水樣的運(yùn)輸
水樣采集后,必須盡快送回實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)采樣點(diǎn)的地理位置和測(cè)定項(xiàng)目最長(zhǎng)可保存時(shí)間,選用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)輸方式,并做到以下兩點(diǎn):
(1) 為避免水樣在運(yùn)輸過(guò)程中震動(dòng)、碰撞導(dǎo)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(biāo)記。
(2) 需冷藏的樣品,應(yīng)采取致冷保存措施;冬季應(yīng)采取保溫措施,以免凍裂樣品瓶。
(二) 水樣的保存方法
各種水質(zhì)的水樣,從采集到分析測(cè)定這段時(shí)間內(nèi),由于環(huán)境條件的改變,微生物新陳代謝活動(dòng)和化學(xué)作用的影響,會(huì)引起水樣某些物理參數(shù)及化學(xué)組分的變化,不能及時(shí)運(yùn)輸或盡快分析時(shí),則應(yīng)根據(jù)不同監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的要求,放在性能穩(wěn)定的材料制做的容器中,采取適宜的保存措施。
1、冷藏或冷凍法
冷藏或冷凍的作用是抑制微生物活動(dòng),減緩物理?yè)]發(fā)和化學(xué)反應(yīng)速度。
2、加入化學(xué)試劑保存法
(1)加入生物抑制劑:如在測(cè)定氨氮、硝酸鹽氮、化學(xué)需氧量的水樣中加入HgCl
2,可抑制生物的氧化還原作用;對(duì)測(cè)定酚的水樣,用H
3PO
4調(diào)至pH為4時(shí),加入適量CuSO
4,即可抑制苯酚菌的分解活動(dòng)。
(2)調(diào)節(jié)pH值:測(cè)定金屬離子的水樣常用HNO
3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(cè)定氰化物或揮發(fā)性酚的水樣加入NaOH調(diào)至pH為12時(shí),使之生成穩(wěn)定的酚鹽等。
(3) 加入氧化劑或還原劑:如測(cè)定汞的水樣需加入HNO
3(至pH<1)和K
2Cr
2O
7(0.05%),使汞保持高價(jià)態(tài);測(cè)定硫化物的水樣,加入抗壞血酸,可以防止被氧化;測(cè)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。
應(yīng)當(dāng)注意,加入的保存劑不能干擾以后的測(cè)定;保存劑的純度最好是優(yōu)級(jí)純的,還應(yīng)作相應(yīng)的空白試驗(yàn),對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行校正。
水樣的保存期限與多種因素有關(guān),如組分的穩(wěn)定性、濃度、水樣的污染程度等。表2-2列出我國(guó)現(xiàn)行保存方法和保存期。
表2-2 水樣保存方法和保存期
測(cè)定項(xiàng)目 |
容器材質(zhì) |
保存方法 |
保存期 |
備注 |
濁度 |
P或G |
4℃,暗處 |
24h |
盡量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定 |
色度 |
同上 |
4℃ |
48h |
同上 |
PH |
同上 |
4℃ |
12h |
同上 |
電導(dǎo) |
同上 |
4℃ |
24h |
同上 |
懸浮物 |
同上 |
4℃,避光 |
7d |
|
堿度 |
同上 |
4℃ |
24h |
|
酸度 |
同上 |
4℃ |
24h |
|
高錳酸鹽指數(shù) |
G |
加H2SO4,使pH<2,4℃ |
48h |
|
COD |
G |
加H2SO4,使pH<2,4℃ |
48h |
|
BOD5 |
溶解氧瓶(G) |
4℃,避光 |
6h |
最長(zhǎng)不超過(guò)24h |
DO |
同上 |
加MnSO4、堿性KI-NaN3溶液固定,4℃,暗處 |
24h |
盡量現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定 |
TOC |
G |
加硫酸,使pH<2,4℃ |
7d |
常溫下保存24h |
氟化物 |
P |
4℃,避光 |
14d |
|
氯化物 |
P或G |
同上 |
30d |
|
氰化物 |
P |
加NaOH,使pH>12,4℃,暗處 |
24h |
|
硫化物 |
P或G |
加NaOH和Zn(Ac)2溶液固定,避光 |
24h |
|
硫酸鹽 |
同上 |
4℃,避光 |
7d |
|
正磷酸鹽 |
P或G |
4℃ |
24h |
|
總磷 |
同上 |
加H2SO4,使pH≤2 |
24h |
|
氨氮 |
同上 |
加H2SO4,使pH<2,4℃ |
24h |
|
亞硝酸鹽 |
同上 |
4℃,避光 |
24h |
盡快測(cè)定 |
硝酸鹽 |
同上 |
4℃,避光 |
24h |
|
總氮 |
同上 |
加H2SO4,使pH<2,4℃ |
24h |
|
鈹 |
同上 |
加HNO3,使pH<2;污水加至1% |
14d |
|
銅、鋅、鉛、鎘 |
同上 |
加HNO3,使pH<2;污水加至1% |
14d |
|
鉻(六價(jià)) |
同上 |
加NaOH溶液,使pH8—9 |
24h |
盡快測(cè)定 |
砷 |
同上 |
加H2SO4使pH<2;污水加至1% |
14d |
|
汞 |
同上 |
加HNO3,使pH≤1;污水加至1% |
14d |
|
硒 |
同上 |
4℃ |
24h |
盡快測(cè)定 |
油類(lèi) |
G |
加HCl,使pH<2,4℃ |
7d |
不加酸,24h內(nèi)測(cè)定 |
揮發(fā)性有機(jī)物 |
G |
加HCl,使pH<2,4℃,避光 |
24h |
|
酚類(lèi) |
G |
加H3PO4,使pH<2,加抗壞血酸,4℃,避光 |
24h |
|
硝基苯類(lèi) |
G |
加H2SO4,使pH1—2,4℃ |
24h |
盡快測(cè)定 |
農(nóng)藥類(lèi) |
G |
加抗壞血酸除余氯,4℃,避光 |
24h |
|
除草劑類(lèi) |
G |
同上 |
24h |
|
陰離子表面活性劑 |
P或G |
4℃,避光 |
24h |
|
微生物 |
G |
加Na2S2O3溶液除余氯,4℃ |
12h |
|
生物 |
G |
用甲醛固定,4℃ |
12h |
|
微生物 |
G |
加Na2S2O3溶液除余氯,4℃ |
12h |
|
生物 |
G |
加甲醛固定,4℃ |
12h |
|
注:G為硬質(zhì)玻璃瓶;P為聚乙烯瓶(桶)。
(三) 水樣的過(guò)濾或離心分離
如欲測(cè)定水樣中某組分的含量,采樣后立即加入保存劑,分析測(cè)定時(shí)充分搖勻后再取樣。如果測(cè)定可濾(溶解)態(tài)組分含量,所采水樣應(yīng)用0.45μm微孔濾膜過(guò)濾,除去藻類(lèi)和細(xì)菌,提高水樣的穩(wěn)定性,有利于保存。如果測(cè)定不可過(guò)濾的金屬時(shí),應(yīng)保留過(guò)濾水樣用的濾膜備用。對(duì)于泥沙型水樣,可用離心方法處理。對(duì)含有機(jī)質(zhì)多的水樣,可用濾紙或砂芯漏斗過(guò)濾。用自然沉降后取上清液測(cè)定可濾態(tài)組分是不恰當(dāng)?shù)摹?BR>