水質(zhì)監(jiān)測采樣分析

黎雪梅

摘要：人類的生存離不開水，可見水對人類的重要性。由于我國工業(yè)的快速發(fā)展，水受到的污染程度越來越高，采取有效的監(jiān)測方法準(zhǔn)確地監(jiān)測水質(zhì)污染程度，為采取措施提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是關(guān)鍵。本文主要對水質(zhì)在采樣過程中如何布設(shè)才能保證水質(zhì)采樣質(zhì)量進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境污染；水質(zhì)采樣；監(jiān)測布設(shè)

前言

由于水污染在水體中的表現(xiàn)是不均勻的，采樣也是在動態(tài)的水體中進(jìn)行，如何在流動式的水體中采集到具有代表性、能真實(shí)反映污染水平的試樣，應(yīng)在以下幾個(gè)環(huán)節(jié)中做好質(zhì)量控制工作。

1、水質(zhì)監(jiān)測斷面的合理布設(shè)

1.1掌握監(jiān)測河段的水文特征、河流運(yùn)動特點(diǎn)。

水質(zhì)監(jiān)測必須通過有效的采樣方法和科學(xué)的布點(diǎn)原則，準(zhǔn)確尋找所排放的污染物在水體中均勻分布的斷面和采樣點(diǎn)位置，以合理的采樣頻率，采集具有代表性的水樣，從而能以較少的采樣斷面和水樣，來獲取足以反映河流水質(zhì)污染水平的信息。對于一般小的河流，上述工作并不復(fù)雜，而對于較大的河流，則因所排放的污水量相對于河水流量來說為較小，往往容易在岸邊形成較長的污染帶，遂使污染物和河水充分混合的斷面離污染源較遠(yuǎn)。因此，在確定采樣斷面時(shí)，必須充分考慮到這點(diǎn)。污染物和河水的充分混合受多種因素牽制，從整個(gè)流域看，河床的形態(tài)、坡降、糙度、河道變化和河水流速決定了河水的力學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致了水質(zhì)點(diǎn)的不同運(yùn)動方式，也決定了污染物縱向、橫向的不同變化特點(diǎn)和污染物在水體中的不同擴(kuò)散能力。河流按其運(yùn)動特點(diǎn)可分為流速大的主流帶、近岸滯流帶和處于主流、滯流之間的過渡帶。主流帶是河床斷面水流速度最大的部份，在河床的地形、糙度、河道彎曲及礁石影響下，有助于水紊流運(yùn)動的產(chǎn)生。隨著水質(zhì)點(diǎn)的不斷向前推進(jìn)，過渡帶、滯流帶的水質(zhì)點(diǎn)不斷向主流帶方向移動，最終達(dá)到棍合。如不了解河水運(yùn)動的特點(diǎn)，不掌握污染帶的生、消規(guī)律，而在污染物尚未與河水充分混合的位置布設(shè)采樣斷面和采樣點(diǎn)，則所汲取的污染物濃度信息就不能反映該河流的污染水平?？梢姡莆蘸恿魉牡刭|(zhì)資料，了解污染物稀釋擴(kuò)散規(guī)律，對于采樣斷面的合理布設(shè)，是必不可少的基礎(chǔ)工作。

1.2對監(jiān)測體系的調(diào)查分析

水質(zhì)監(jiān)測斷面的布設(shè)前期，須全面掌握河流沿岸的自然環(huán)境和社會環(huán)境概況，綜合分析流域或水系與周圍環(huán)境的關(guān)系，并對下述資料進(jìn)行匯總分析，其中主要有：沿岸水文氣候及地貌特征，土地利用和農(nóng)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，沿岸主要廠礦企業(yè)分布、生產(chǎn)周期和工藝條件；主要排污口位置、排放方式、排放周期和排放量；城市居民用水狀況和取水點(diǎn)具體位置；城市分布及城市發(fā)展規(guī)劃，水利設(shè)施和魚場、水庫分布；沿岸農(nóng)田灌區(qū)和農(nóng)業(yè)施肥狀況等。

1.3匯總分析已往水質(zhì)監(jiān)測資料，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，進(jìn)行監(jiān)測斷面的科學(xué)布設(shè)和合理化判斷。

利用反映污染物稀釋、擴(kuò)散規(guī)律的數(shù)學(xué)模式，確定某河段某污染物充分混合的采樣斷面位置?？晒┻x擇的數(shù)學(xué)模式主要有：

Ruthven從力學(xué)角度提出的小河流二維公式

Kilpatick推薦的河中點(diǎn)投放染料用公式 和在岸邊投放染料用公式

Sayte從力學(xué)角度提出

Wald在河中點(diǎn)注射示蹤劑公式

其中：L—混合距離

W—河水寬度

u—平均流速

Dy—橫向擴(kuò)散系數(shù)

a一與點(diǎn)源位置及濃度梯度均勻程度有關(guān)的常數(shù)

d一水深

上述公式的采用，必須基于監(jiān)測河段的污染物擴(kuò)散試驗(yàn)或室內(nèi)模擬試驗(yàn)，以確定在該河段的水文地質(zhì)條件和河流運(yùn)動條件下，橫向擴(kuò)散系數(shù)的大小。

根據(jù)河流水文地質(zhì)狀況的分析和監(jiān)測體系的調(diào)查研究，對于初步選定的監(jiān)測斷面和采樣點(diǎn)，應(yīng)監(jiān)測一個(gè)水文年，然后比較各斷面水質(zhì)變異性的大小，保留變異性大的斷面，棄去變異性小的斷面。各斷面的變異性大小可采用“圖解法”或“主成份分析法”，前者是通過圖示判斷在各個(gè)水期某些污染物超標(biāo)可能性大的斷面，并確定這些斷面為常規(guī)監(jiān)測斷面。后者是用正交設(shè)計(jì)的方法，以較少個(gè)數(shù)的變量（較少斷面）來代替原來較多數(shù)的變量（較多斷面），.以便在盡可能節(jié)省人力和物力的條件下，使斷面設(shè)置更加合理和具有代表性。

此外，還可采用多種功能的水質(zhì)自動監(jiān)測儀器，在可供選擇的斷面進(jìn)行一段時(shí)期的監(jiān)測分析，沿水流方向，在污染源下游逐個(gè)斷面設(shè)點(diǎn)測定電導(dǎo)率、濁度等指標(biāo)，與污染源上游對照斷面比較其變化差系數(shù)，并選擇那些接近于對照斷面變化差系數(shù)的斷面為水質(zhì)監(jiān)測斷面。

1.4采樣斷面布設(shè)原則

在充分占有上述資料的基礎(chǔ)上，水質(zhì)采樣斷面布設(shè)原則如下：

在清潔河段或監(jiān)測河段上游設(shè)置背景采樣斷面或采樣點(diǎn)，在進(jìn)入污染河段前設(shè)置對照斷面；在大城市、大型廠礦、工業(yè)集中的區(qū)域和大排污口下游河水與污水充分混合處設(shè)置污染斷面（控制斷面），以了解某一城市、工業(yè)區(qū)或廠礦排污對水體的影響。城市主要飲用水源、水產(chǎn)資源集中的水域、大型灌區(qū)和重要風(fēng)景游覽區(qū)、大型水利設(shè)施和大型養(yǎng)魚場所在河段上游，一般亦應(yīng)設(shè)置監(jiān)測斷面。支流入口、出口處或監(jiān)測河段入海口前設(shè)置監(jiān)測斷面，以了解支流匯入對主河道水質(zhì)的影響和主河道分支前的水質(zhì)狀況。為了解監(jiān)測河段的水體自凈作用，可在遠(yuǎn)離污染源的河段下游或在監(jiān)測河段下游設(shè)置消減斷面（自凈斷面）。湖泊（水庫）采樣時(shí)，在用水點(diǎn)、湖（庫）中心和湖，（庫）水流入或流出口布設(shè)采樣點(diǎn)。

2、采樣頻率的確定

水質(zhì)來樣頻率的確定，必須基于對監(jiān)測河段水文資料和當(dāng)?shù)貧庀筚Y料的分析，根據(jù)監(jiān)測項(xiàng)目和水質(zhì)變化情況確定每期監(jiān)測（例行監(jiān)測）或單位時(shí)間（特定項(xiàng)目的監(jiān)測）的采樣次數(shù)。如果水質(zhì)比較穩(wěn)定，只要取代表性水樣測定即可。如水質(zhì)不穩(wěn)定，就必須采集不同時(shí)間間隔的水樣，以觀察排污量的變化對水質(zhì)產(chǎn)生的影響。采樣次數(shù)的多少；最好用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法估計(jì)。增加采樣次數(shù)可提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性，但必須考慮由此而增加的工作量和費(fèi)用。在保證采樣質(zhì)量和代表性的前提下，全面衡量，安排采樣時(shí)間和采樣次數(shù)是十分必要的。對河流在枯水期，因水量少、流速低，而工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排污又較頻繁時(shí)，可適當(dāng)考慮增加采樣次數(shù)。一般河水應(yīng)二周采樣一次；地下水可三個(gè)月采樣一次。如人力物力許可，則應(yīng)適當(dāng)增加采樣次數(shù)。

3、水質(zhì)采樣質(zhì)量控制

環(huán)境監(jiān)測分析中，環(huán)境樣品的采集是確保監(jiān)測質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。不正確的樣品分析，不僅浪費(fèi)人力、物力，還將導(dǎo)致對環(huán)境污染現(xiàn)狀的錯(cuò)誤判斷和對未來環(huán)境問題的錯(cuò)誤推論。在水質(zhì)采樣分析中，代表環(huán)境水體真實(shí)情況的水樣獲取，既取決于監(jiān)測斷面的合理布設(shè)、采樣頻率的確定，亦取決于采樣容器的選擇、采樣方法和水樣存放條件。

3.1采樣器皿的選擇

不同料質(zhì)的采樣器皿對環(huán)境水樣的穩(wěn)定性影響不同。因此，應(yīng)根據(jù)待測項(xiàng)目的性質(zhì)選擇所需采樣器血。如盛裝預(yù)分析重金屬元素的環(huán)境水樣，應(yīng)選用聚乙烯塑料器皿；而盛裝分析有機(jī)物的水樣，可選用硬質(zhì)玻璃瓶。采樣器皿均要求用細(xì)口容器，且保證封口塞材料與容器材料的一致。

無論那種料質(zhì)的來樣器皿，均應(yīng)在采樣前進(jìn)行嚴(yán)格清洗。如盛裝預(yù)分析微量元素的水質(zhì)采樣器皿，分經(jīng)10%的鹽酸浸飽8小時(shí)后，用1：1的HN03浸泡3～4天，然后用自來水漂洗干凈，再用高純水淋洗瀝干后備用。盛裝預(yù)分析油類的水質(zhì)采樣器皿，按一般通用方法洗滌后，還須用萃取劑（如石油醚等）徹底蕩洗2～3次后備用?？傊?，不同料質(zhì)和待測項(xiàng)目的水質(zhì)采樣器皿，均有相應(yīng)嚴(yán)格的洗滌程序，以避免因容器內(nèi)壁對痕量組份的吸附或其它相互作用而造成沾污，從而導(dǎo)致水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果的失真。

3.2樣品保存

以合理的布點(diǎn)原則和正確的采樣方法獲取具有代表性的水樣如不能妥善保存，同樣會造成水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果的失真。原則上采集好的水樣應(yīng)立即進(jìn)行分析。如條件不允許，水樣需放置一段時(shí)間后才分析時(shí)，亦應(yīng)設(shè)法盡量縮短樣品保存時(shí)間，并對不同待測項(xiàng)目的水樣，分別采取冷藏法、化學(xué)法和酸化法，否則水樣在一定的溫度條件下，會發(fā)生物理、化學(xué)和生物變化，從而導(dǎo)致待測組份含量的變化。一般未經(jīng)任何處理水樣的最長存放時(shí)間，清潔水為72小時(shí)，輕度污染水為48小時(shí)；嚴(yán)重污染水為12小時(shí)。懸浮物會吸附水樣中的重金屬和極性有機(jī)物質(zhì)，因此，對于需保存的水樣最好采用孔徑為。0.45 的微孔濾膜進(jìn)行過濾，以除去懸浮物質(zhì)。有時(shí)為了防止樣品保存過程中變質(zhì)，在不干憂待測組份的情況下，可適當(dāng)加入防腐劑保存。

4、結(jié)束語

綜上所述，要想在流動性的水體中采取到具有代表性的試樣，必須了解水體特征，在水質(zhì)采樣的過程中做好質(zhì)量控制工作，才能取得真實(shí)反映污染水平的試樣。