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)從水體中隨機采集的分散水樣。當水體水質(zhì)穩定,或其組分在相當長(cháng)的時(shí)間或相當大的空間范圍內變化不大時(shí),瞬時(shí)水樣具有很好的代表性;當水體組分及含量隨時(shí)間和空間變化時(shí),就應隔時(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別。這種水樣在觀(guān)察平均濃度時(shí)非常有用,但不適用于被測組分在貯存過(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,當為幾條排污河、渠建立綜合處理廠(chǎng)時(shí),以綜合水樣取得的水質(zhì)參數作為設計的依據更為合理。
二、地表水樣的采集
(一) 采樣前的準備
采樣前,要根據監測項目的性質(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,還需準備好交通工具。交通工具常使用船只。對采樣器具的材質(zhì)要求化學(xué)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。
(二) 采樣方法和采樣器(或采水器)
在河流、湖泊、水庫、海洋中采樣,常乘監測船或采樣船、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),可用適當的容器如塑料筒等直接采取。
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
從監測井中采集水樣常利用抽水機設備。啟動(dòng)后,先放水數分鐘,將積留在管道內的陳舊水排出,然后用采樣容器(已預先洗凈)接取水樣。對于無(wú)抽水設備的水井,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
對于自噴泉水,在涌水口處直接采樣。對于不自噴泉水,用采集井水水樣的方法采樣。
對于自來(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(cháng)把塑料勺采集。
(二) 深層廢(污)水
對埋層較深的排水管、溝道,可用深層采水器或固定在負重架內的采樣容器,沉入檢測井內采樣。
(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。當廢(污)水排放量和水質(zhì)較穩定時(shí),可采集瞬時(shí)水樣;當排放量較穩定,水質(zhì)不穩定時(shí),可采集時(shí)間等比例水樣;當二者都不穩定時(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。
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(lèi)、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(mǎn)容器;pH、電導率、溶解氧等項目宜在現場(chǎng)測定。另外,采樣時(shí)還需同步測量水文參數和氣象參數。
(2) 采樣時(shí)必須認真填寫(xiě)采樣登記表;每個(gè)水樣瓶都應貼上標簽(填寫(xiě)采樣點(diǎn)編號、采樣日期和時(shí)間、測定項目等);要塞緊瓶塞,必要時(shí)還要密封。
六、流量的測量
為計算地表水污染負荷是否超過(guò)環(huán)境容量和評價(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)需要同步測量水的流量。
(一) 地表水流量測量
對于較大的河流,水利部門(mén)都設有水文測量斷面,應盡可能利用此斷面。若監測河段無(wú)水文測量斷面,應選擇一個(gè)水文參數比較穩定,流量有代表性的斷面作為測量斷面。下面介紹兩種常用的流量測量方法。
1、流速-面積法
該方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,用下式計算:


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)。
一般用流速儀測量流速。流速儀有多種規格,如國產(chǎn)LS25-1型旋漿式流速儀,測速范圍為0.06—2.5,0.20—5m/s;LS68-2型旋杯式流速儀,測速范圍為0.02—3m/s;XKZ10-1型自控直讀流速儀,測速范圍為0.1—3.0m/s。測量時(shí)將儀器放到規定的水深處,按照儀器說(shuō)明書(shū)要求操作。
2、浮標法
浮標法是一種粗略測量小型河、渠中水流速的簡(jiǎn)易方法。測量時(shí),選擇一平直河段,測量該河段2m間距內起點(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,測量浮標流經(jīng)確定河段(L)所需時(shí)間,重復測量幾次,求出所需時(shí)間的平均值(t),即可計算出流速(L/t),再按下式計算流量:

式中:Q——水流量(m
3/s);


——浮標平均流速(m/s),等于L/t;
S——過(guò)水橫斷面面積(m
2);
K——浮標系數,與空氣阻力、斷面上流速分布的均勻性有關(guān),一般需用流速儀對照標定;其范圍為0.84—0.90。
(二) 廢(污)水流量測量
1、流量計法
有多種商品污水流量計,按照它們的使用場(chǎng)合,可分為測量具有自由水面的敞開(kāi)水路用流量計和測量充滿(mǎn)水的管道用流量計兩類(lèi)。第一類(lèi)如堰式流量計、水槽流量計等,是依據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、測壓式等水位計測量水位而得知流量。第二類(lèi)如電磁流量計、壓差式流量計等,是依據污水流經(jīng)磁場(chǎng)所產(chǎn)生的感應電勢大小或插入管道中的節流板前后流體的壓力差與水流量有一定關(guān)系,通過(guò)測量感應電勢或流體的壓力差得知流量。
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(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,適用于測量污水流量較小的連續或間歇排放的污水。
3、溢流堰法
這種方法適用于不規則的污水溝、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,可連續自動(dòng)測量液位。流量計算式如下:
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;
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、閘下出流法等測量流量,根據實(shí)際排水方式選擇。
七、水樣的運輸與保存
(一) 水樣的運輸
水樣采集后,必須盡快送回實(shí)驗室。根據采樣點(diǎn)的地理位置和測定項目最長(cháng)可保存時(shí)間,選用適當的運輸方式,并做到以下兩點(diǎn):
(1) 為避免水樣在運輸過(guò)程中震動(dòng)、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
各種水質(zhì)的水樣,從采集到分析測定這段時(shí)間內,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及化學(xué)組分的變化,不能及時(shí)運輸或盡快分析時(shí),則應根據不同監測項目的要求,放在性能穩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)反應速度。
2、加入化學(xué)試劑保存法
(1)加入生物抑制劑:如在測定氨氮、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;對測定酚的水樣,用H
3PO
4調至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)調節pH值:測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;測定氰化物或揮發(fā)性酚的水樣加入NaOH調至pH為12時(shí),使之生成穩定的酚鹽等。
(3) 加入氧化劑或還原劑:如測定汞的水樣需加入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。
應當注意,加入的保存劑不能干擾以后的測定;保存劑的純度最好是優(yōu)級純的,還應作相應的空白試驗,對測定結果進(jìn)行校正。
水樣的保存期限與多種因素有關(guān),如組分的穩定性、濃度、水樣的污染程度等。表2-2列出我國現行保存方法和保存期。
表2-2 水樣保存方法和保存期
測定項目 |
容器材質(zhì) |
保存方法 |
保存期 |
備注 |
濁度 |
P或G |
4℃,暗處 |
24h |
盡量現場(chǎng)測定 |
色度 |
同上 |
4℃ |
48h |
同上 |
PH |
同上 |
4℃ |
12h |
同上 |
電導 |
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 |
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(cháng)不超過(guò)24h |
DO |
同上 |
加MnSO4、堿性KI-NaN3溶液固定,4℃,暗處 |
24h |
盡量現場(chǎng)測定 |
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 |
盡快測定 |
油類(lèi) |
G |
加HCl,使pH<2,4℃ |
7d |
不加酸,24h內測定 |
揮發(fā)性有機物 |
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 |
盡快測定 |
農藥類(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(shí)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(guò)濾,除去藻類(lèi)和細菌,提高水樣的穩定性,有利于保存。如果測定不可過(guò)濾的金屬時(shí),應保留過(guò)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(guò)濾。用自然沉降后取上清液測定可濾態(tài)組分是不恰當的。