第二章--水和废水监测--环境监测-教学课件.ppt
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1、第二章第二章水和废水监测水和废水监测第一节水质污染与监测第一节水质污染与监测第二节水质监测方案的制定第二节水质监测方案的制定第三节水样的采集和保存第三节水样的采集和保存第四节水样的预处理第四节水样的预处理第五节物理指标检验第五节物理指标检验第六节金属化合物的测定第六节金属化合物的测定第七节非金属无机物的测定第七节非金属无机物的测定第八节有机污染物的测定第八节有机污染物的测定第九节底质监测第九节底质监测第十节活性污泥性质的测定第十节活性污泥性质的测定小结小结2023/2/242023/2/24学习提示学习提示 水和污水监测是环境监测的核心部分,是岗位水和污水监测是环境监测的核心部分,是岗位监测的
2、主要内容。本章任务:监测的主要内容。本章任务:v 理解水体、水质、水体污染、水体的自净作用的理解水体、水质、水体污染、水体的自净作用的涵义;涵义;v掌握水体监测断面的类型和设置方法;掌握水体监测断面的类型和设置方法;v学会采样点的布设、采样方法和采样器的正确使学会采样点的布设、采样方法和采样器的正确使用;了解采样时间和采样频率的确定;用;了解采样时间和采样频率的确定;v掌握水样的保存和预处理方法、原理;掌握水样的保存和预处理方法、原理;v熟练掌握各种水体监测项目的测定方法,通过实熟练掌握各种水体监测项目的测定方法,通过实验加深理解,学会监测操作的全过程。验加深理解,学会监测操作的全过程。202
3、3/2/242023/2/24一、水资源及其水质污染一、水资源及其水质污染地球上存在总水量大约为地球上存在总水量大约为地球上存在总水量大约为地球上存在总水量大约为1.37101.37109 9kmkm3 3,其中,海水约占,其中,海水约占,其中,海水约占,其中,海水约占97973 3,淡水仅占淡水仅占淡水仅占淡水仅占2 27 7。淡水不但占的比例小,而且大部分存在于地球南北。淡水不但占的比例小,而且大部分存在于地球南北。淡水不但占的比例小,而且大部分存在于地球南北。淡水不但占的比例小,而且大部分存在于地球南北极的冰川、冰盖中,可利用的淡水资源只有河流、淡水湖和地下水的极的冰川、冰盖中,可利用的
4、淡水资源只有河流、淡水湖和地下水的极的冰川、冰盖中,可利用的淡水资源只有河流、淡水湖和地下水的极的冰川、冰盖中,可利用的淡水资源只有河流、淡水湖和地下水的一部分,总计不到总量的一部分,总计不到总量的一部分,总计不到总量的一部分,总计不到总量的1 1。其分布情况见图。其分布情况见图。其分布情况见图。其分布情况见图。全球水资源全球水资源全球水资源全球水资源淡水资源淡水资源淡水资源淡水资源2023/2/242023/2/24按人均拥有水量计,我按人均拥有水量计,我按人均拥有水量计,我按人均拥有水量计,我国仅有国仅有国仅有国仅有2200m2200m3 3/人,约占世人,约占世人,约占世人,约占世界平均
5、水平的界平均水平的界平均水平的界平均水平的1/41/4。据上海据上海据上海据上海20002000年的统计,年的统计,年的统计,年的统计,上海淡水资源:上海淡水资源:上海淡水资源:上海淡水资源:不可利用不可利用不可利用不可利用地表水地表水地表水地表水需水量需水量需水量需水量可利用地表水可利用地表水可利用地表水可利用地表水地下水地下水地下水地下水总量:总量:总量:总量:595.6595.6亿亿亿亿mm3 3地表水地表水地表水地表水593.5593.5亿亿亿亿mm33可利用可利用可利用可利用118.8118.8亿亿亿亿mm3 3地下水地下水地下水地下水2.12.1亿亿亿亿mm3 3上海上海上海上海2
6、0002000年需水量为年需水量为年需水量为年需水量为158.5158.5亿亿亿亿mm3 32023/2/242023/2/241.1.水和水体水和水体 水水是人类社会的宝贵资源,分布于由海洋、江、河、湖和地是人类社会的宝贵资源,分布于由海洋、江、河、湖和地下水、大气水分及冰川共同构成的地球水圈中。下水、大气水分及冰川共同构成的地球水圈中。水体水体是河是河流、湖泊、沼泽、冰川、海洋及地下水的总流、湖泊、沼泽、冰川、海洋及地下水的总 称。它不仅包称。它不仅包括括水水,也包括水中的,也包括水中的悬浮物悬浮物、底泥底泥及及水生生物水生生物。世界用水量的统计数据示意图世界用水量的统计数据示意图世界用水
7、量的统计数据示意图世界用水量的统计数据示意图2 2、水体污染、水体污染vv当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能当进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力,就会导致水体的物理、化学及生物特性的改变力,就会导致水体的物理、化学及生物特性的改变力,就会导致水体的物理、化学及生物特性的改变力,就会导致水体的物理、化学及生物特性的改变和水质的恶化,从而影响水的有效利用,危害人类和水质的恶化,从而影响水的有效利用,危害人类和水质的恶化,从而影响水的有效利用,危害人类和水质的恶化,从而影响水的有效利用,危害人类健康,
8、这种现象称为健康,这种现象称为健康,这种现象称为健康,这种现象称为水体污染水体污染水体污染水体污染。v 水体污染是由于人类的生产和生活活动,水体污染是由于人类的生产和生活活动,将大将大量量 的工业污水、生活污水、农业回流水及其他废物的工业污水、生活污水、农业回流水及其他废物未经处理排入水体,使排入水体的污染物的含量超未经处理排入水体,使排入水体的污染物的含量超过了一定程度,使水体受到损害直至恶化,水体的过了一定程度,使水体受到损害直至恶化,水体的物理、化学性质和生物群落生态平衡发生变化,破物理、化学性质和生物群落生态平衡发生变化,破坏了水体功能,降低水体的使用价值。坏了水体功能,降低水体的使用
9、价值。2023/2/242023/2/243.3.水体自净水体自净水体自净水体自净当污染物进入水体后,首先被大量水稀释,随后进当污染物进入水体后,首先被大量水稀释,随后进当污染物进入水体后,首先被大量水稀释,随后进当污染物进入水体后,首先被大量水稀释,随后进行一系列复杂的物理、化学变化和生物转化。这些行一系列复杂的物理、化学变化和生物转化。这些行一系列复杂的物理、化学变化和生物转化。这些行一系列复杂的物理、化学变化和生物转化。这些变化包括挥发、絮凝、水解、络合、氧化还原及被变化包括挥发、絮凝、水解、络合、氧化还原及被变化包括挥发、絮凝、水解、络合、氧化还原及被变化包括挥发、絮凝、水解、络合、氧
10、化还原及被微生物降解等,其结果使污染物浓度降低,并发生微生物降解等,其结果使污染物浓度降低,并发生微生物降解等,其结果使污染物浓度降低,并发生微生物降解等,其结果使污染物浓度降低,并发生质的变化,该过程称为质的变化,该过程称为质的变化,该过程称为质的变化,该过程称为水体自净水体自净水体自净水体自净。当污染物浓度当污染物浓度超过超过水体的自净能力时,污染随之产水体的自净能力时,污染随之产生。生。2023/2/242023/2/24(2 2)水质污染类型)水质污染类型2023/2/242023/2/24化学型污染化学型污染系指随废水及其他废弃物排入水体酸、碱、系指随废水及其他废弃物排入水体酸、碱、
11、有机和无机污染物造成的水体污染。有机和无机污染物造成的水体污染。物理型污染物理型污染物理型污染物理型污染包括色度和浊度物质污染、悬浮固体包括色度和浊度物质污染、悬浮固体包括色度和浊度物质污染、悬浮固体包括色度和浊度物质污染、悬浮固体污染、热污染和放射性污染。污染、热污染和放射性污染。污染、热污染和放射性污染。污染、热污染和放射性污染。生物型污染生物型污染生物型污染生物型污染是由于将生活污水、医院污水等排入是由于将生活污水、医院污水等排入是由于将生活污水、医院污水等排入是由于将生活污水、医院污水等排入水体,随之引入某些病原微生物造成的水体,随之引入某些病原微生物造成的水体,随之引入某些病原微生物
12、造成的水体,随之引入某些病原微生物造成的。2023/2/242023/2/24渤海渤海渤海渤海 污染程度污染程度仍然较重,未仍然较重,未达到清洁海域达到清洁海域的面积约的面积约3.23.2万万kmkm2 2,占渤海,占渤海总面积的比例总面积的比例由上年的由上年的24.6%24.6%增加到增加到41.3%41.3%,主要是受铅污主要是受铅污染的海域面积染的海域面积明显增加。主明显增加。主要污染物是无要污染物是无机氮、磷酸盐、机氮、磷酸盐、铅和汞。铅和汞。2023/2/242023/2/242002年中国沿海各省、市、自治区赤潮发现次数20022002年中国沿年中国沿海各省、市、海各省、市、自治区
13、赤潮发自治区赤潮发生面积百分比生面积百分比2023/2/242023/2/24海上溢油事故发生的海域海上溢油事故发生的海域海上溢油事故发生的海域海上溢油事故发生的海域2023/2/242023/2/24二、水质监测的对象和目的水质监测的对象:水质监测的对象:水质监测的对象:水质监测的对象:水环境现状监测水环境现状监测水环境现状监测水环境现状监测和和和和水污染源监测水污染源监测水污染源监测水污染源监测。2023/2/242023/2/24水质监测的目的水质监测的目的水质监测的目的水质监测的目的地表水地表水经常性监测经常性监测对进入江、河、湖泊、水库、海洋等地表水体的污染物质及渗透到地对进入江、河
14、、湖泊、水库、海洋等地表水体的污染物质及渗透到地下水中的污染物质进行经常性的监测,以掌握水质现状及其发展趋势。下水中的污染物质进行经常性的监测,以掌握水质现状及其发展趋势。生产和生活过程生产和生活过程监视性监测监视性监测对生产过程、生活设施及其他排放源排放的各类废水进行监视性监测,对生产过程、生活设施及其他排放源排放的各类废水进行监视性监测,为污染源管理和排污收费提供依据。为污染源管理和排污收费提供依据。事故监测事故监测应急监测应急监测对水环境污染事故进行应急监测,为分析判断事故原因、危害及采对水环境污染事故进行应急监测,为分析判断事故原因、危害及采取对策提供依据。取对策提供依据。为环境管理为
15、环境管理提供数据和资料提供数据和资料为国家政府部门制订环境保护法规、标准和规划,全面开展环境保为国家政府部门制订环境保护法规、标准和规划,全面开展环境保护管理工作提供有关数据和资料。护管理工作提供有关数据和资料。为环境科学研究为环境科学研究提供数据和资料提供数据和资料为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学研究提供基础数为开展水环境质量评价、预测预报及进行环境科学研究提供基础数据和手段。据和手段。2023/2/242023/2/242023/2/242023/2/24三、监测项目(一)确定监测项目的原则2023/2/242023/2/24地表水监测项目地表水监测项目2023/2/24202
16、3/2/242023/2/242023/2/242023/2/242023/2/24废(污)水废(污)水监测项目监测项目第一类:第一类:是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物,包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、物,包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并(总铅、总镍、苯并(a)芘、总铍、总银、总)芘、总铍、总银、总放射性、放射性、总总放射性。放射性。第二类:第二类:是在排污单位排放口采样测定的污染物,包括是在排污单位排放口采样测定的污染物,包括pH、色度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、石油、色度、悬浮物、生化需氧量
17、、化学需氧量、石油类、动植物油、挥发性酚、总氰化物、硫化物、氨氮、类、动植物油、挥发性酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸盐、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子氟化物、磷酸盐、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、总铜、总锌、总锰表面活性剂、总铜、总锌、总锰。2023/2/242023/2/24四、水质监测分析方法(一)选择分析方法应遵循的原则是:(一)选择分析方法应遵循的原则是:(一)选择分析方法应遵循的原则是:(一)选择分析方法应遵循的原则是:灵敏度和准确度能满足定量要求;灵敏度和准确度能满足定量要求;灵敏度和准确度能满足定量要求;灵敏度和准确度能满足定量要求;方法成熟,准确度高;方法
18、成熟,准确度高;方法成熟,准确度高;方法成熟,准确度高;操作简便,易于普及;操作简便,易于普及;操作简便,易于普及;操作简便,易于普及;抗干扰能力好。抗干扰能力好。抗干扰能力好。抗干扰能力好。2023/2/242023/2/24为使监测数据具有可比性,国际标准化组织(为使监测数据具有可比性,国际标准化组织(为使监测数据具有可比性,国际标准化组织(为使监测数据具有可比性,国际标准化组织(ISOISOISOISO)和各国在)和各国在)和各国在)和各国在大量实践的基础上,对各类水体中的不同污染物质都编制了大量实践的基础上,对各类水体中的不同污染物质都编制了大量实践的基础上,对各类水体中的不同污染物质
19、都编制了大量实践的基础上,对各类水体中的不同污染物质都编制了规范化的监测分析方法。我国国家环境保护总局将现行方法规范化的监测分析方法。我国国家环境保护总局将现行方法规范化的监测分析方法。我国国家环境保护总局将现行方法规范化的监测分析方法。我国国家环境保护总局将现行方法分为三类:分为三类:分为三类:分为三类:A A类方法为国家或行业的标准方法,其成熟性和类方法为国家或行业的标准方法,其成熟性和准确度好,是评价其他监测分析方法的基准方法,也准确度好,是评价其他监测分析方法的基准方法,也是环境污染纠纷法定的仲裁方法;是环境污染纠纷法定的仲裁方法;B B B B类为统一方法,是经研究和多个单位的实验验
20、类为统一方法,是经研究和多个单位的实验验类为统一方法,是经研究和多个单位的实验验类为统一方法,是经研究和多个单位的实验验证表明是成熟的方法;证表明是成熟的方法;证表明是成熟的方法;证表明是成熟的方法;C C C C类为试用方法,是在国内少数单位研究和应用类为试用方法,是在国内少数单位研究和应用类为试用方法,是在国内少数单位研究和应用类为试用方法,是在国内少数单位研究和应用过,或直接从发达国家引进,供监测科研人员试用的过,或直接从发达国家引进,供监测科研人员试用的过,或直接从发达国家引进,供监测科研人员试用的过,或直接从发达国家引进,供监测科研人员试用的方法。方法。方法。方法。A A A A类和
21、类和类和类和B B B B类方法均可在环境监测与执法中使用。类方法均可在环境监测与执法中使用。类方法均可在环境监测与执法中使用。类方法均可在环境监测与执法中使用。2023/2/242023/2/24(二)监测分析方法的分类(二)监测分析方法的分类1.用于测定无机污染物的方法用于测定无机污染物的方法 原子吸收法原子吸收法分光光度法分光光度法等离子发射光谱(等离子发射光谱(ICP-AES)法)法电化学法电化学法离子色谱法离子色谱法其其他他方方法法:化化学学法法、原原子子荧荧光光法法、等等离离子子发发射射光谱光谱-质谱(质谱(ICP-MS)法、气相分子吸收光谱法等。)法、气相分子吸收光谱法等。202
22、3/2/242023/2/242.用于有机污染物的监测分析方法用于有机污染物的监测分析方法气相色谱法气相色谱法气相色谱法气相色谱法(GCGC)高效液相色谱法高效液相色谱法高效液相色谱法高效液相色谱法(HPLCHPLC)气相色谱气相色谱气相色谱气相色谱-质谱法质谱法质谱法质谱法(GC-MSGC-MS)其他方法其他方法其他方法其他方法:有机污染物类别测定、耗氧有机物测定:有机污染物类别测定、耗氧有机物测定:有机污染物类别测定、耗氧有机物测定:有机污染物类别测定、耗氧有机物测定2023/2/242023/2/24五、污染物形态分析五、污染物形态分析1.污染物形态污染物形态污染物形态是指污染物在环境中
23、呈现的化学状态、污染物形态是指污染物在环境中呈现的化学状态、价态和异构状态。一定形态的污染物在环境中有其发价态和异构状态。一定形态的污染物在环境中有其发生和演变过程,并且在不同的条件下可转变为其他形生和演变过程,并且在不同的条件下可转变为其他形态,具有不同强度的毒性。态,具有不同强度的毒性。2.了解污染物形态的意义了解污染物形态的意义 深入认识其环境行为深入认识其环境行为正确评价对环境的影响正确评价对环境的影响设计污染物分析监测方案和治理方法设计污染物分析监测方案和治理方法 2023/2/242023/2/243.对污染物形态进行分析常用的方法对污染物形态进行分析常用的方法 直直接接测测定定法
24、法:专专一一性性的的化化学学方方法法或或物物理理化化学学方方法法,测测定定样样品品中中污污染染物物的的各各种种形形态态,如如用用离离子子选选择择电电极极法法测测定离子态元素。定离子态元素。分分离离测测定定法法:是是将将样样品品中中不不同同形形态态的的待待测测组组分分用用物物理理法法(离离心心、超超滤滤、渗渗析析等等)或或物物理理化化学学法法(萃萃取取、层析、离子交换等)先进行分离,然后逐一测定。层析、离子交换等)先进行分离,然后逐一测定。干干法法:是是用用电电子子探探针针、X射射线线衍衍射射仪仪、核核磁磁共共振振波波谱谱仪仪等等对对颗颗粒粒状状样样品品或或生生物物样样品品进进行行非非破破坏坏性
25、性的的形形态态分分析。析。理理论论计计算算法法:是是利利用用被被研研究究体体系系有有关关热热力力学学数数据据进行计算,确定其形态的方法。进行计算,确定其形态的方法。2023/2/242023/2/24第二节水质监测方案的制订第二节水质监测方案的制订v本节内容:本节内容:v1 1、首先介绍水质监测任务的总体构思和设计原、首先介绍水质监测任务的总体构思和设计原则则v2 2、然后学习按照不同水体分类的水质监测方案、然后学习按照不同水体分类的水质监测方案的制订原则的制订原则v3 3、要求熟练掌握要求熟练掌握地面水、地面水、地下水、水污染源等地下水、水污染源等各种各类水体的监测方案的制定原则和方法各种各
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