水质监测

水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。
 
监测目的
 
1.地表水及地下水--经常性监测。
 
2.生产和生活过程--监视性监测。
 
3.事故监测--应急监测。
 
4.为环境管理--提供数据和资料。
 
5.为环境科学研究--提供数据和资料。
 
监测方法
 
化学法、电化学法、原子吸收分光光度法、离子选择电极法、离子色谱法、气相色谱法、等离子体发射光谱(ICP-AES)法等。其中，离子选择电极法(定性、定量)、化学法(重量法、容量滴定法和分光光度法)在国内外水质常规监测中还普遍被采用。
 
发展
 
环保部在"十二五"规划中，已明确将氨氮、氮氧化物的监测约束性指标加入到现有的监测指标中，因此水质监测行业必将在现有基础上增加这两方面设备的投入，水质监测行业今后将会继续稳定、持续地发展;运营市场方面，随着有关部门监管力度的加强，运营企业的数量将逐渐缩小，少数规模大、实力强的运营企业将逐渐成为运营市场的主力军。随着国家对环保的日益重视，水质监测行业竞争将不断加剧，国内优秀的水质监测企业将迅速崛起，逐渐成为水质监测行业中的翘楚!
 
随着我国人口的不断增加，以及城市数量与规模的迅速增加与扩张，城市生活污水问题日益严重。从我国污水排放结构来看，居民污水排放量在1999年首次超过工业污水排放量，之后的十多年间，居民污水在我国城市污水排放中一直处于首要地位，且比重逐年增加。
 
从2006-2010年我国居民和工业污水排放数据来看，2006年，全国城镇生活污水排放量296.6亿吨，工业污水排放量240.2亿吨;2010年，全国城镇生活污水排放量为379.8亿吨，工业污水排放量为237.5亿吨。
 
2011年，全国地表水总体为轻度污染，湖泊(水库)富营养化问题仍然较突出，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西南诸河和内陆诸河十大水系监测的469个国控断面中，Ⅰ——Ⅲ类、Ⅳ——Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面比例分别为61.0%、25.3%和13.7%，主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总磷，其中又以海河、淮河、松花江和辽河等地表水污染较其他水系污染严重。同时，在2011年监测的26个国控重点湖泊(水库)中，Ⅰ——Ⅲ类、Ⅳ——Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的湖泊(水库)比例分别为42.3%、50.0%和7.7%，主要污染指标为总磷和化学需氧量。
 
环境保护已经越来越受到国家的重视，我国已将环境保护列为一项基本国策，狠抓环境质量，作为环境保护细分领域的水质监测行业，也受到了各级政府部门的重视。为了治理水污染问题，我国《水污染防治行动计划》有望在2014年下半年全面实施。根据该计划，政府将投入近2万亿元的资金治理水污染，这必将会带动一批与此相关的行业发展。
 
《2014-2018年中国水质监测行业发展前景与投资机会分析报告》的数据显示，2012年，我国水质监测设备的市场销量12130套，共实现销售收入总额约为19.80亿元，同比增长21.32%。2013年，我国水质监测设备市场销量大约在15769套，行业共实现销售收入约为23.76亿元。
 
水质监测是监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况的过程。水质监测的主要监测项目可分为两大类:一类是反映水质状况的综合指标，如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生物需氧量等;另一类是一些有毒物质，如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等。为客观的评价江河和海洋水质的状况，除上述监测项目外，有时需进行流速和流量的测定。
 
制定方案
 
监测任务的总体构思和设计(制订流程)
 
1.明确监测目的。
 
2.进行调查研究。
 
3.确定监测对象。
 
4.设计监测网点。
 
5.安排采样时间和频率。
 
6.选定采样和保存方法。
 
7.选定分析测定技术。
 
8.提出监测报告要求。
 
9.制订质量保证程序、措施和方案的实施计划。
 
地面水质监测方案制订
 
(一)基础资料收集
 
1、水体的水文、气候、地质和地貌资料。如水位、水量、流速及流向的变化;降雨量、蒸发量及历史上的水情;河宽、河深、河床结构及地质状况等。
 
2.水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城市给排水情况等。
 
3.水体沿岸水资源现状及用途。如饮用水源分布和重点水源保护区，水体流域土地功能及近期使用计划等。
 
4.历年水质监测资料、水文实测资料、水环境研究成果等。
 
(二)监测断面和采样点的设置
 
1、监测断面的布设原则。
 
2.监测断面设置。
 
(1)河流监测断面设置。
 
(2)湖泊(水库)监测断面设置。
 
3.采样位置的确定
 
(1)在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上，监测断面的布设应有代表性，即能较真实、全面地反映水质及污染物的空间分布和变化规律;根据监测目的和监测项目，并考虑人力、物力等因素确定监测断面和采样点。
 
(2)有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游。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。湖泊、水库、河口的主要入口和出口。国际河流出入国境线的出入口处。
 
(3)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。
 
(4)断面位置应避开死水区及回水区，尽量选择河段顺直、河床稳定、水流平稳、无急流浅滩处。
 
(5)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。
 
(三)采样时间与采样频率的确定
 
(1)饮用水源地:全年采样不少于12次，采样时间根据具体情况选定。
 
(2)河流: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。流经城市或工业区，污染较重的河流、游览水域，全年采样不少于12次。采样时间为每月一次或视具体情况选定。
 
(3)排污渠:全年采样不少于3次。
 
(4)底泥:每年在枯水期采样一次。
 
(5)背景断面:每年采样一次。在污染可能较重的季节进行。
 
(6)潮汐河流:全年按丰、枯、平三期，每期采样2天，分别在大潮期和小潮期进行，每次应当在当天涨潮、退潮时采样，并分别加以测定。涨潮水样应当在各断面涨平时采样，退潮时也应当在各断面退平时采样，若无条件，小潮期可不采样。
 
(7)湖泊、水库:设有专门监测站的湖、库，每月采样不少于1次，全年不少于12次，其他湖、库每年采样2次，枯、丰水期各一次。有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数。
 
(四)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。
 
(五)结果表达、质量保证及实施进度计划
 
对监测中获得的众多数据，应进行科学地计算和处理，并按照要求的形式在监测报告中表达出来。质量保证概括了保证水质监测数据正确可靠的全部活动和措施。质量保证贯穿监测工作的全过程。实施进度计划是实施监测方案的具体安排，要切实可行，使各环节工作有序、协调地进行。
 
地下水质监测方案的制订
 
(一)调查研究和收集资料
 
1、收集、汇总监测区域的水文、地质、气象等方面的有关资料和以往的监测资料。
 
2.调查监测区域内城市发展、工业分布、资源开发和土地利用情况，尤其是地下工程规模应用等;了解化肥和农药的施用面积和施用量;查清污水灌溉、排污、纳污和地面水污染现状。
 
3.测量或查知水位、水深，以确定采水器和泵的类型，所需费用和采样程序。
 
4.在完成以上调查的基础上，确定主要污染源和污染物，并根据地区特点与地下水的主要类型把地下水分成若干个水文地质单元。
 
(二)采样点的设置
 
1、背景值监测点的设置
 
设在污染区外围不受或少受污染的地方。在垂直于地下水流方向的上方设置。
 
2.监测井的布设
 
(1)点状污染区(渗坑、渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透小的地区形成的)，监测井设在距污染源最近的地方。
 
(2)块状污染区(污灌区、污养区及缺乏卫生设施的居民区)，监测井设在地下水流向的平行和垂直方向上。
 
(3)条(带)状污染区(渗坑、渗井和堆渣区的污染物在含水层渗透大地区及沿河、渠排放的工业废水和生活污水)，宜用网格布点法设置监测井。一般监测井在液面下0.3——0.5m处采样。
 
(三)采样时间和采样频率的确定
 
1、每年在丰水期、枯水期分别采样测定;四季采样;月采样。
 
2.每一采样期至少监测1次，饮用水每一采样期监测2次，其间隔至少10天，即采一次分析检验一次，10天后再采、检一次，可作为监测数据报出。
 
3.对有异常情况的井点，应适当增加采样监测次数。
 
水污染源监测方案的制订
 
(一)调查研究，收集资料
 
(二)采样点设置
 
1、工业废水
 
(1)在车间或车间处理设备的废水排放口设置采样点，测一类污染物(汞、镉、砷、铅、六价铬、有机氯化合物、强致癌物质等)。
 
(2)在工厂废水总排放口布设采样点，测二类污染物(悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷化合物、石油类、铜、锌、氟、硝基苯类、苯胺类等)。
 
(3)已有废水处理设施的工厂，在处理设施的排放口布设采样点。为了解废水处理效果，可在进出口分别设置采样点。
 
(4)在排污渠道上，采样点应设在渠道较直，水量稳定，上游无污水汇入的地方。可在水面下1/4——1/2处采样，作为代表平均浓度水样采集。
 
2.城市污水(生活污水(sanitarywaste)和医院污水(hospitalsewage)、综合排污口等)(1)城市污水管网:在一个城市的主要排污口或总排污口设点采样，城市污水干管的不同位置，污水进入水体的排放口，非居民生活排水支管接入城市污水干管的检查井。
 
(2)城市污水处理厂:在污水处理厂的污水进出口处设点采样(三)采样时间和频率
 
工业废水:每年采样监测2-4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。
 
水样处理
 
水样的采集
 
1.测定悬浮物、pH、溶解氧、BOD、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需单独采样;在测定溶解氧、BOD和有机污染物等项目的水样必须充满容器;测定pH、溶解氧和电导率等项目宜在现场测定。采样时要同步测量水文和气象参数。
 
2.填写登记表
 
水样的保存
 
1.保存要求
 
不发生物理、化学、生物变化;不损失组分
 
不玷污(不增加待测组分和干扰组分)
 
2.容器的要求
 
选性能稳定，不易吸附预测组分，杂质含量低的材料制成的容器，如聚乙烯和硼硅玻璃材质的容器是常规监测中广泛使用的，也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器，但价格昂贵。
 
3.保存时间要求:
 
即最长贮放时间，一般污水的存放时间越短越好。
 
清洁水样72h;轻污染水样48h;严重污染水样12h;运输时间24h以内。
 
4.保存方法
 
(1)冷藏或冷冻法
 
(2)加入化学试剂保存法:加入生物抑制剂、调节pH值、加入氧化剂或还原剂。
 
水样的运输
 
水样运输注意事项:
 
1.塞紧采样器塞子，必要时用封口胶、石蜡封口;避免因震动、碰撞而损失或玷污，因此最好将样瓶装箱，用泡沫塑料或纸条挤紧2.需冷藏的样品，应配备专门的隔热容器，放入制冷剂，将样瓶置于其中;冬季应注意保温，以防样瓶冻裂。
 
水样的消解
 
(一)目的:破坏有机物，溶解悬浮性固性，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。
 
(二)要求:消解后的水样应清澈、透明、沉淀。
 
(三)方法:消解水样的方法有湿式消解法和干式分解法(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，水浴蒸干，移入马弗炉，450-550℃灼烧到残渣呈灰白色，有机物完全分解除去。取出蒸发皿，冷却，用适量2%HN03(或HCl)溶解样品灰分，过滤，滤液定容后供测定。
 
干灰化法不适用于处理测定易挥发组分(如砷、汞、镉、硒、锡等)的水样。
 
?分析指标
 
1、色度:饮用水的色度如大于15度时多数人即可察觉，大于30度时人感到厌恶。标准中规定饮用水的色度不应超过15度。
 
2、浑浊度:为水样光学性质的一种表达语，用以表示水的清澈和浑浊的程度，是衡量水质良好程度的最重要指标之一，也是考核水处理设备净化效率和评价水处理技术状态的重要依据。浑浊度的降低就意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少，这不仅可提高消毒杀菌效果，又利于降低卤化有机物的生成量。
 
3、臭和味:水臭的产生主要是有机物的存在，可能是生物活性增加的表现或工业污染所致。公共供水正常臭味的改变可能是原水水质改变或水处理不充分的信号。
 
4、余氯:余氯是指水经加氯消毒，接触一定时间后，余留在水中的氯量。在水中具有持续的杀菌能力可防止供水管道的自身污染，保证供水水质。
 
5、化学需氧量:是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需氧量。化学耗氧量越高，表示水中有机污染物越多。水中有机污染物主要来源于生活污水或工业废水的排放、动植物腐烂分解后流入水体产生的。
 
6、细菌总数:水中含有的细菌，来源于空气、土壤、污水、垃圾和动植物的尸体，水中细菌的种类是多种多样的，其包括病原菌。我国规定饮用水的标准为1ml水中的细菌总数不超过100个。
 
7、总大肠菌群:是一个粪便污染的指标菌，从中检出的情况可以表示水中有否粪便污染及其污染程度。在水的净化过程中，通过消毒处理后，总大肠菌群指数如能达到饮用水标准的要求，说明其他病原体原菌也基本被杀灭。标准是在检测中不超过3个/L。
 
8、耐热大肠菌群:它比大肠菌群更贴切地反应食品受人和动物粪便污染的程度，也是水体粪便污染的指示菌。 9、大肠埃希氏菌:大肠细菌(E. coli)为埃希氏菌属(Escherichia)代表菌。一般多不致病，为人和动物肠道中的常居菌，在一定条件下可引起肠道外感染。某些血清型菌株的致病性强，引起腹泻，统称病致病大肠杆菌。肠道杆菌是一群生物学性状相似的G-杆菌，多寄居于人和动物的肠道中。埃希菌属(Escherichia)是其中一类， 包括多种细菌，临床上以大肠埃希菌最为常见。大肠埃希菌(E.coli)通称大肠杆菌，是所有哺乳动物大肠中的正常寄生菌，一方面能合成维生素B及K供机体吸收利用。另一方面能抑制腐败菌及病原菌和真菌的过度增殖。但当它们离开肠道的寄生部位，进入到机体其他部位时，能引起感染发病。有些菌型有致病性，引起肠道或尿路感染性疾患。简而言之，大肠埃希菌=大肠杆菌水质检测的标准指数和方法
 
感官性状和一般化学指标 色度不超过15度，并不得呈现其他异色 浑浊度度 不超过3度，特殊情况不超过5度嗅和味 不得有异臭、异味
 
肉眼可见物 不得含有
 
PH 6.5-8.5
 
总硬度以CaCO3,计mg/L 450
 
铁Femg/L 0.3
 
锰Mnmg/L 0.1
 
铜Cumg/L 1.0
 
锌Znmg/L 1.0
 
挥发性酚类以苯酚计mg/L 0.002
 
硫酸盐mg/L 250
 
氯化物mg/L 250
 
溶解性总固体mg/L 1000
 
毒理学指标
 
氟化物mg/L 1.0
 
氰化物mg/L 0.05
 
砷Asmg/L 0.05
 
硒Semg/L 0.01
 
汞Hgmg/L 0.001
 
镉Cdmg/L 0.01
 
铬六价Cr6+mg/L 0.05
 
铅Pbmg/L 0.05
 
银 0.05
 
硝酸盐以N计mg/L 20
 
氯仿μg/L 60
 
四氯化碳μg/L 3
 
苯并(a)芘μg/L 0.01
 
滴滴滴μg/L >1.0
 
六六六μg/L >5.0
 
细菌学指标
 
菌落总数cfu/mL 100
 
总大肠菌群(MPN/100mL) 3
 
游离余氯 在与水接触30min后应不低于0.3mg/L。
 
集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不应低于0.05mg/L放射性指标 总σ放射性Bq/L 0.1
 
总β放射性Bq/L 1.0
 
检验项目在一般情况下，细菌学指标和感官性状指标列为必检项目，其他指标可根据当地水质情况和需要选定。对水源水、出厂水和部分有代表性的管网末梢水，每月进行一次全分析。