環(huán)境檢測(cè)中的水質(zhì)分析是最常規(guī)的分析實(shí)驗(yàn)，作為實(shí)驗(yàn)室工作人員僅僅了解項(xiàng)目檢測(cè)實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，了解水質(zhì)分析的各個(gè)環(huán)節(jié)是非常重要的。
一、水質(zhì)監(jiān)測(cè)的基本概念
水質(zhì)監(jiān)測(cè)的分類(功能)、對(duì)象
1、監(jiān)測(cè)分類：
A監(jiān)視性監(jiān)測(cè)(例行監(jiān)測(cè))
對(duì)污染源：污染物濃度、排放總量、污染趨勢(shì)。
對(duì)環(huán)境質(zhì)量：a.環(huán)境介質(zhì)(大氣、水、土壤、生物)b.監(jiān)測(cè)對(duì)象(化學(xué)、物理、生物)。
B.特定目的的監(jiān)測(cè)。
C.研究性監(jiān)測(cè)。
2、監(jiān)測(cè)對(duì)象：
水質(zhì)監(jiān)測(cè)可分為環(huán)境水體監(jiān)測(cè)、水污染源監(jiān)測(cè)、特殊水樣。
環(huán)境水體、水質(zhì)、水質(zhì)指標(biāo)，優(yōu)先監(jiān)測(cè)概念
環(huán)境水體：包括地表水(江、河、湖、庫(kù)、海水)和地下水;包括水中的懸浮物、溶解物、底泥和水生生物等完整的生態(tài)系統(tǒng)。
水質(zhì)：水的品質(zhì)，指水及其所含雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的綜合特性。
水質(zhì)指標(biāo)：水中除水分子以外所含其他物質(zhì)的種類和數(shù)量，是描述或表征水質(zhì)質(zhì)量?jī)?yōu)劣的參數(shù)
優(yōu)先監(jiān)測(cè)：對(duì)眾多有毒污染物進(jìn)行分級(jí)排隊(duì)，從中篩選出潛在危害性大，在環(huán)境中出現(xiàn)頻率高的污染物作為監(jiān)測(cè)和控制對(duì)象。對(duì)選上的污染物進(jìn)行的監(jiān)測(cè)即為優(yōu)先監(jiān)測(cè)。
3、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的六類兩極
六類是環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境方法標(biāo)準(zhǔn)、 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。
兩級(jí)是國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和地方環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。
4、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與排放標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別
兩種標(biāo)準(zhǔn)都是對(duì)水中雜質(zhì)含量或水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行限制，但質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的水體是可用水，而排放標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的水是可排放的廢水。
5、水質(zhì)監(jiān)測(cè)的任務(wù)和目的
提供數(shù)據(jù)供評(píng)價(jià)水體環(huán)境質(zhì)量使用;
預(yù)測(cè)水體污染變化;
判斷水污染對(duì)環(huán)境生物和人體健康的影響，評(píng)價(jià)污染防治措施的實(shí)際效果;
建立和驗(yàn)證水質(zhì)模型提供依據(jù)。
水質(zhì)監(jiān)測(cè)：通過(guò)對(duì)影響水環(huán)境質(zhì)量因素的代表值的測(cè)定，確定水環(huán)境質(zhì)量(或污染程度)及其變化趨勢(shì)。
二、水樣采集保存及預(yù)處理
水樣的三種類型
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(a.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)大空間范圍內(nèi)變化不大;b.測(cè)水體組分及含量隨時(shí)間和空間變化程度、頻率及周期的變化規(guī)律)。
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)水樣混合后的水樣，有時(shí)稱“時(shí)間混合水樣”(觀察平均濃度時(shí)非常有用)。
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為綜合水樣。
容器的選擇
容器材料具有化學(xué)和生物學(xué)惰性，一般不會(huì)出現(xiàn)樣品組分與容器發(fā)生反應(yīng)造成水樣污染情況;
容器壁吸附待測(cè)物或吸附極弱;
容易清洗干凈，可反復(fù)使用;
大小形狀適宜，方便使用和儲(chǔ)運(yùn)
采樣方法
污廢水采集：(1)從淺埋的污水排放管(渠、溝)中采樣，一般用采集器直接采集，或用聚乙烯塑料長(zhǎng)把采樣(2)對(duì)于埋層較深的，將深層采水器或固定負(fù)重架的采樣容器沉入監(jiān)測(cè)井內(nèi)一定深度的污水中采樣，也可用塑料手搖泵或電動(dòng)采水泵采樣。
地表水/地下水采樣：(1)表層水;直接汲取;系有繩子，帶有墜子的采樣瓶(2)一定深度的水：當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定深度，能閉合，汲取(3)泉水;自噴-涌口處，不自噴-抽水管汲取(4)井水：抽汲(5)自來(lái)水：先放數(shù)分鐘-排雜質(zhì)，陳舊水。
地表水采樣注意事項(xiàng)
不可攪動(dòng)水底沉積物
油類：300mm，單獨(dú)采樣，全部用于測(cè)定，不能用采集水樣沖洗容器2.DO,BOD,COD:水樣必須注滿容器，不留空間，并用水封口
若水樣含沉降性固體，應(yīng)分離除去，測(cè)總懸浮物和油類的水樣除外
單獨(dú)采樣：油類、BOD5、DO、硫化物、余氯、糞大腸桿菌群、懸浮物、放射性
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定;水溫、PH、DO、透明度、電導(dǎo)率、氧化還原電位、濁度。
廢(污)水采樣注意事項(xiàng)
用采樣容器直接采樣時(shí)，須用水樣沖洗三次后再行采樣，但當(dāng)水面有浮油時(shí)，采油容器不能清洗;
注意去除水面雜物、垃圾等漂浮物;
在分時(shí)間單元采集樣品時(shí)，測(cè)定PH、COD、BOD5、DO、硫化物、油類、有機(jī)物、余氯糞大腸桿菌群、懸浮物、放射性等物質(zhì)時(shí)，只能單獨(dú)采樣;
凡須現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。
水質(zhì)采樣時(shí)通常分析有機(jī)物的樣品使用簡(jiǎn)易玻璃瓶采樣，分析無(wú)機(jī)物時(shí)塑料瓶采樣。
引起水樣水質(zhì)變化的原因有物理、化學(xué)、生物作用。
水樣保存方法
冷藏或冷凍保存法
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)速率。
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HgCI2，可抑制生物的氧化還原作用;對(duì)測(cè)定酚的水樣，用H3PO4調(diào)至pH為4，加入適量CuSO4，即可抑制苯酚菌的分解活動(dòng)。
(2)調(diào)節(jié)pH：測(cè)定金屬離子的水樣常用HN03溶液酸化至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)酚的水樣中加入NaOH溶液調(diào)pH至12，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HNO3(至pH<1)和K2Cr2O7(0.5 g/L)，使汞保持高價(jià)態(tài);測(cè)定硫化物的水樣，加入抗壞血酸，可以防止硫化物被氧化;測(cè)定溶解氧的水樣則需加入少量MnSO4溶液和KI溶液固定(還原)溶解氧等。
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，還應(yīng)做相應(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列出了部分測(cè)定項(xiàng)目水樣的保存方法和保存期。
注：表中P表示聚乙烯瓶(桶),G表示硬質(zhì)玻璃瓶，BG表示硼硅酸鹽玻璃瓶。
在《水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》( HJ 493-2009)中，還規(guī)定了測(cè)定放射學(xué)分析等水樣的保存方法。
水樣的過(guò)濾或離心分離
如欲測(cè)水樣中某組分的全量，充分搖勻后取樣測(cè)定。如果測(cè)定可濾(溶解)態(tài)組分含量，所采水樣應(yīng)用0.45 um微孔濾膜過(guò)濾，除去藻類和細(xì)菌，提高水樣的穩(wěn)定性，有利于保存。如果測(cè)定不可濾態(tài)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的方法測(cè)定可濾態(tài)組分是不恰當(dāng)?shù)摹?
水樣運(yùn)輸注意事項(xiàng)
(防震、防污、保溫)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):
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。
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。
水樣預(yù)處理的目的及原則
提高分析的靈敏度、消除干擾。消解的目的：破壞有機(jī)物，溶解懸浮性固性，將各種價(jià)態(tài)的欲測(cè)元素氧化成單一高價(jià)態(tài)或轉(zhuǎn)變成易于分離的無(wú)機(jī)化合物。濕式消解與干式消解區(qū)別：濕式消解法用液體或液體與固體混合物作氧化劑，在一定溫度下分解樣品中的有機(jī)質(zhì);干式消解是進(jìn)行金屬離子或無(wú)機(jī)離子測(cè)定時(shí)，通過(guò)高溫灼燒去除有機(jī)物，將灼燒后的殘?jiān)孟跛峄螓}酸溶解，濾于容量瓶中再進(jìn)行測(cè)定。
富集與分離的目的：當(dāng)水樣中的欲測(cè)組分含量低于分析方法的檢測(cè)限時(shí)須進(jìn)行富集;當(dāng)有共存干擾組分時(shí)就必須分離。氣提：使一個(gè)氣體介質(zhì)破壞原氣液兩相平衡而建立一種新的氣液平衡狀態(tài)，使溶液中的某一組分由于分壓降低而解吸出來(lái)，從而達(dá)到分離物質(zhì)的目的。
蒸餾法是利用水樣中各污染組分具有不同的沸點(diǎn)而使其彼此分離的方法。測(cè)定水樣中的揮發(fā)酚、氰化物、氟化物時(shí)，均需先在酸性介質(zhì)中進(jìn)行預(yù)蒸餾分離。
萃取法是基于物質(zhì)在不同的溶劑相中分配系數(shù)不同，而達(dá)到組分的富集與分離。用分光光度法測(cè)定。
吸附是利用多孔性的固體吸附劑將水樣中一種或數(shù)種組分吸附于表面，以達(dá)到分離的目的。常用的吸附劑有活性炭、氧化鋁、分子篩、大網(wǎng)狀樹(shù)脂等。
離子交換是利用離子交換劑與溶液中的離子發(fā)生交換反應(yīng)進(jìn)行分離的方法。離子交換劑可分為無(wú)機(jī)離子交換劑和有機(jī)離子交換劑，目前廣泛應(yīng)用的是有機(jī)離子交換劑，即離子交換樹(shù)脂。
共沉淀的原理是表面吸附、形成混晶、異電核膠態(tài)物質(zhì)相互作用。形成硫酸銅沉淀。
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