水質(zhì)監(jiān)測就是水體質(zhì)量檢測。而水體不僅包括水，而且還包括水中共存的懸浮物、底質(zhì)和水生生物等。因此，水質(zhì)監(jiān)測及評價應(yīng)該包括水相(水、水溶液)、固相(懸浮物、底質(zhì))和生物相，才能得出全面、正確的結(jié)論。
一、 水質(zhì)檢測的對象和目的
1、水質(zhì)監(jiān)測的對象
水質(zhì)監(jiān)測可分為水環(huán)境現(xiàn)狀監(jiān)測和水污染源監(jiān)測對它們的監(jiān)測可概括為以下幾個方面：
A、對進入江、河、湖、庫、海洋等地表水體的污染物質(zhì)及滲透到地下水中的污染物質(zhì)進行經(jīng)常性監(jiān)測，掌握水質(zhì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
B、對生產(chǎn)過程、生活設(shè)施及其他排放源排放的各類污水進行監(jiān)視性監(jiān)測，為污染源管理和排污收費提供依據(jù)。
2、監(jiān)測的目的：
A、環(huán)境保護：判斷水體質(zhì)量是否符合國家制訂的水體質(zhì)量標準，并且提供環(huán)保依據(jù)。
B、規(guī)劃計劃：對天然水進行監(jiān)測，確定建廠、建區(qū)的工程方案。
C、評價水處理設(shè)施的處理效果。
D、科學(xué)研究：在水處理技術(shù)、水質(zhì)監(jiān)測方法等研究中，對新工藝、新方法作出評價。
E、積累資料：為水質(zhì)標準的制訂和修改提供資料。
3、按照水質(zhì)污染物的性質(zhì)可將水體污染分為化學(xué)性污染、物理性污染和生物污染三大方面。
A、化學(xué)性污染：各種礦農(nóng)企業(yè)排出的污水。污染物有無機酸、堿、鹽、無機有毒物質(zhì)Hg、Pb、Cd、Cr、氟化物、氰化物、砷化物。有機有毒物質(zhì)：有機農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、酚類等，耗氧物質(zhì)(蛋白、脂肪、木質(zhì)素等)，氮磷營養(yǎng)物質(zhì)、油類等。
B、物理性污染：懸浮物(影響水質(zhì)外觀、妨礙植物光合作用等)、熱污染(提高水溫、降低溶解氧)、放射性物質(zhì)。
C、生物性污染：由生活污水，特別是醫(yī)院污水、工業(yè)污水帶入的一些病原微生物，如傷寒、霍亂、細菌性痢疾、各種病毒、寄生蟲。
4、正確選擇監(jiān)測分析方法是獲得準確結(jié)果的關(guān)鍵因素之一。選擇方法時遵循的原則是：靈敏度高、方法成熟、操作簡便、易于普及、抗干擾強。具體有以下三種方法：
A、國家標準分析方法：是一些比較經(jīng)典、準確度高的方法是環(huán)境污染糾紛仲裁方法，也是用于評價其他分析方法的基準方法。
B、統(tǒng)一分析方法：有些項目的監(jiān)測方法尚不夠成熟，但又急需測定，因此經(jīng)過研究作為統(tǒng)一方法推廣，在使用中積累經(jīng)驗不斷完善，為上升為國家標準創(chuàng)造條件。
C、等效方法：與1、2類方法的靈敏度、準確度具有可比性的分析方法。
二、污水檢測方案的制訂
1、收集資料
A、水體的水文、氣候、地質(zhì)和地貌資料。
B、水體沿岸城市分布、工業(yè)布局、污染源及其排污情況、城市給排水情況等。
C、水體沿岸的飲用水源分布和重點水源保護區(qū)等。
D、歷年水質(zhì)監(jiān)測資料。
2、監(jiān)測斷面和采樣點的設(shè)置
(1)監(jiān)測斷面的設(shè)置原則
應(yīng)在水質(zhì)、水量發(fā)生變化及水體不同用途的功能區(qū)處設(shè)置監(jiān)測斷面:
A、大量污水排入河流的居民區(qū)、工業(yè)區(qū)上下游;
B、湖泊、水庫的主要出入口;
C、飲用水源區(qū);
D、入海河流的河口處、較大支流匯合口上游和匯合后與干流混合處;
(2)采樣時間和采樣頻率的確定
A、飲用水源地全年采樣監(jiān)測12次，采樣時間根據(jù)具體情況選定。
B、對于較大水系干流和中、小河流，全年采樣監(jiān)測次數(shù)不少于6次。采樣時間為豐水期、枯水期和平水期，每期采樣兩次。
C、流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū)，污染較重的河流，游覽水域，全年采樣監(jiān)測不少于12次。采樣時間為每月一次或視具體情況選定。
(3)湖泊、水庫采樣點布設(shè)
對不同類型的湖泊、水庫應(yīng)區(qū)別對待。為此，首先判斷湖、庫的河 流數(shù)量，水體的徑流量、季節(jié)變化及動態(tài)變化，沿岸污染源分布及污染物擴散與自凈規(guī)律、生態(tài)環(huán)境特點等。然后按照前面講的設(shè)置原則確定監(jiān)測斷面的位置：
A、在進出湖泊、水庫的河流匯合處分別設(shè)置監(jiān)測斷面。
B、以各功能區(qū)(如城市和工廠的排污口、飲用水源、風(fēng)景游覽 區(qū)、排灌站等)為中心，在其輻射線上弧形設(shè)置監(jiān)測斷面。
C、在湖庫中心，深、淺水區(qū)，滯流區(qū)，不同魚類的回游產(chǎn)卵區(qū)，水生生物經(jīng)濟區(qū)等設(shè)置監(jiān)測斷面。
三、水樣的采集、保存和預(yù)處理
1、水樣的采集
采樣前的準備
(1)容器準備 容器的選擇原則：水樣不溶于容器、容器材質(zhì)不吸附水樣中某些組分、水樣與容器不發(fā)生直接化學(xué)反應(yīng)、避開物質(zhì)的“相似相溶”原理。
(2)采樣器的準備：選擇合適的采樣器、沖洗干凈(三洗)
2、采樣方法和采樣器
A、采樣方法：船只采樣、橋梁采樣、涉水采樣、索道采樣
B、采樣器：水桶、單層采樣器、急流采水器、雙層溶解氣體采樣器
C、水樣的類型：瞬時水樣、混合水樣、綜合水樣
工業(yè)污水的采集
污水污染源一般經(jīng)管道或渠、溝排放，截面積比較小，不需設(shè)置斷面，而直接確定采樣點位。
(1)在車間或車間設(shè)備污水排放口設(shè)置采樣點監(jiān)測類污染物。這類污染物主要有汞、鎘、砷、鉛，六價鉻有機氯化合物和強致癌物質(zhì)等。
(2)在工廠污水總排放口布設(shè)采樣點監(jiān)測二類污染物。這類污染物主要有懸浮物、硫化物、揮發(fā)酚、氰化物、有機磷化合物、石油類、銅、鋅、氟、硝基苯類、苯胺類等。
(3)已有污水處理設(shè)施的工廠，在處理設(shè)施的進出口布設(shè)采樣點。
地下水的采集
地下水監(jiān)測以淺層地下水(又稱潛水)為主，應(yīng)盡可能利用各水文地質(zhì)單元中原有的水井(包括機井)。還可對深層地下水(也稱承壓水)的各層水質(zhì)進行監(jiān)測。
A、背景值監(jiān)測點的設(shè)置：背景值采樣點應(yīng)設(shè)在污染區(qū)的外圍不受或少受污染的地方。對于新開發(fā)區(qū)，應(yīng)在
引入污染源之前設(shè)立背景值監(jiān)測點。
B、監(jiān)測井的布設(shè)：對于工業(yè)區(qū)和重點污染源所在地的監(jiān)測井(點)布設(shè)，主要根據(jù)污染物在地下水中的擴散形式
確定。例如，滲坑、滲井和堆渣區(qū)的污染物在含水層滲透性較大的地區(qū)易造成條帶狀污染;污灌區(qū)、污養(yǎng)區(qū)及缺乏衛(wèi)生設(shè)施的居民的污水滲透到地下易造成塊狀污染，此時監(jiān)測井(點)應(yīng)設(shè)在地下水流向的平行和垂直方向上，以監(jiān)測污染物在兩個方向上的擴散程度。一般監(jiān)測井在液面下0.3～0.5m處采樣。若有多含水層分布，可按具體情況分層采樣。
3、流量的測定
A、流速儀法：對于水深大于0.05m，流速大于0.015m/s的河、渠，可用流速儀測定水流速度，然后按 Q=V•S
B、浮標法：選一平直河段，測量該河段2m間距內(nèi)水流橫斷面的面積，求出平均橫斷面積。在上游投入浮標，測量浮標流經(jīng)河段(L)所需時間，重復(fù)測定幾次，求出所需時間的平均值(t)，計算出流速，再按Q=60V•S計算出流量。
C、堰板法：用三角形或柜形、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。
4、水樣的運輸和保存
A、水樣在運輸過程中不應(yīng)有損失和丟失，要包裝好，貼上標簽、密封好。
B、儲存水樣的容器可能吸附、玷污水樣，因此，要選擇性能穩(wěn)定、雜質(zhì)含量低的材料作容器，常用的有硼硅玻璃、石英、聚乙烯、聚四氟乙烯，比較常用的是硼硅玻璃、聚乙烯瓶。
C、運輸過程要求盡快，常用監(jiān)測車、汽車、船，甚至飛機。
(1)、水樣的運輸
水樣采集后，原則上要盡快分析。因為水樣離開水源后，原來的平衡可能遭到破壞，在各種物理、化學(xué)和微生物作用下使樣品的成分發(fā)生變化。樣品分析越快越好。有些項目如pH、電導(dǎo)率、水溫等還要求現(xiàn)場測定。但由于各種條件的限制(如儀器、場地等)，往往只有少數(shù)項目可以在現(xiàn)場進行，大多數(shù)項目仍需送往實驗室內(nèi)分析測定，有時因人力、時間不足，還需將水樣在實驗室放置一段時間后才能測定。所以水樣有運輸和保存的問題。
(2)、水樣的保存
水樣保存期的長短取決于水樣的性質(zhì)、測定要求和保存條件，未經(jīng)任何處理的水樣比較長保存時間大致為：
清潔水： 72小時(3天)
輕度污染： 48小時(2天)
嚴重污染水： 12小時(半天)
冷藏冷凍法：溫度小于5度，有的需要深度冷藏。
加化學(xué)試劑：可以在采樣后立即加入化學(xué)試劑，也可以事先加到容器中。
控制pH：比較常用的是加酸，它能大大抑制和防止微生物的徐寧和沉淀，減少容器表面地的吸附。多使pH<2。
四、物理性質(zhì)的檢驗
1、水溫：可用溫度計來測定，比較普遍的溫度計有水銀溫度計，在一些特殊的場合如深層水的溫度測定也可以選用顛倒溫度計，顛倒溫度計一般裝在采水器上，由主溫表和副溫表組成，主溫表觀測水溫，副溫表觀測氣溫，已校正因環(huán)境溫度改變而引起的主溫表讀數(shù)的變化，測試時隨采水器伸入預(yù)定深度，放置5～7min，提出、讀數(shù)。
2、濁度：所謂濁度是指水的混濁程度。水的濁度是由于水中含有泥沙、粘土、有機物、浮游生物、微生物等懸浮物質(zhì)引起的。水中所含的雜質(zhì)中，除呈溶解狀態(tài)的分子、離子和其他粒子外，其它全部物質(zhì)都是使水呈混濁的原因，混濁度是水樣對光線散射和吸收所產(chǎn)生的一種光學(xué)現(xiàn)象。飲用水的濁度不僅影響水的外觀，更重要的是產(chǎn)生混濁的物質(zhì)中容易隱藏病原微生物，因此，飲用水的水質(zhì)對濁度有嚴格要求(≤30，特殊情況≤50)。
某些工業(yè)用水也不能太混濁，如冷卻水濁度太高易堵塞冷凝器和管道。地面水濁度太高，有些是由于泥沙造成的，如黃河水濁度可達幾十克/升，通常稱之為高濁度水。但有的也可能是由工業(yè)污染造成的。因此，在選擇給水水源時必須測濁度。
濁度的測定方法有以下幾種：
目視比濁法：將水樣與硅藻土(或白陶土)制成的濁度標準也進行比較。
定義1mg一定粒度(<150目)的硅藻土在1升蒸餾水中所形成的混濁度為10，配成一系列的標準來對比。
分光光度法：將硫酸肼與六次甲基四胺聚合物形成白色的高分子聚合物，以此作為參比濁度液，用3cm比色皿在660nm處測吸光度，配成標準系列并與水樣進行比較。
濁度儀法：濁度儀是通過測量水樣對一定波長光的透射或散射強度而實現(xiàn)濁度測定的專用儀器，有透射光式濁度儀、散射光式濁度儀和透射光—散射光式濁度儀。
3、色度
水的色度往往是由于水中融入的各種腐殖質(zhì)、各種有機物及無機雜質(zhì)所引起的，另外，工業(yè)污水也可引起水的色度。水色分為真色和表色。簡單說表色是可以去除的，是由于水中懸浮物質(zhì)引起的，真色則是溶解性物質(zhì)引起的，水樣的色度是指真色，即去除了懸浮物質(zhì)后水顯的顏色。無論是飲用水還是工業(yè)用水都不希望有顏色，因此，色度是衡量水質(zhì)好外的重要指標。
A、鉑鈷比色法：用氯鉑酸鉀和氯化鈷的混合液作為標準溶液，規(guī)定1升蒸餾水中1mg氯鉑酸離子形式存在的鉑和0.5mg鈷離子所形成的顏色為10。測量時用目視比色法。若水樣混濁，可放置澄清或離心澄清后目視比色，
但不能用濾紙過濾。該法適用于較清潔地面水及地下水(帶黃色調(diào))，不適用于污染嚴重的工業(yè)污水。
B、稀釋倍數(shù)法：該方法適用于受污染的地面水和工業(yè)污水顏色測定。取一定量的污水樣品置于100mL或50mL比色管中，用蒸餾水反復(fù)稀釋到剛好看不到顏色為止(和蒸餾水一樣顏色)，稀釋水的倍數(shù)為水樣的色度，單位為倍。
4、臭味
臭味是檢驗源水和處理水中水質(zhì)必測項目之一，可追蹤污染源和判斷水處理效果。臭味來源于生活污水和工業(yè)污水中的污染物、天然物質(zhì)的分解或微生物的活動。無臭無味的水雖然不能保證不含污染物，但有利于使用者對水質(zhì)的信任，也是人類對水的美學(xué)評價的感官指標。其主要測定方法有定性描述法和閾值法。
5、殘渣
水中的殘渣分為，總殘渣、可濾殘渣和不可濾殘渣三種。它們是表征 水中溶解性物質(zhì)和不溶解性物質(zhì)含量的指標。
總殘渣：總殘渣是水或污水樣在一定的溫度下蒸發(fā)、烘干后剩余的物質(zhì)，包括不可濾殘渣和可濾濾殘渣。
可濾殘渣(含鹽量)：可濾殘渣量是指將過濾后的水樣放在稱至恒重的蒸發(fā)皿內(nèi)蒸干，再在一定溫度下恒重所增加的重量。
不可濾殘渣[懸浮物(SS)]：將經(jīng)過濾后留在濾紙上的物質(zhì)，在103～105℃烘箱內(nèi)烘至恒重。
6、電導(dǎo)率
電導(dǎo)率是常用于推測水中各種離子總濃度或含鹽量的一個指標。常用微西門子/厘米(S/cm)作單位。水的純度不同，其電導(dǎo)率值也不相同。電導(dǎo)率是監(jiān)測水體被無機鹽污染情況的水質(zhì)指標之一。
7、濁度
濁度(turbidity)是由于水中含有泥沙、粘土、有機物、無機物、生物、微生物的懸浮體造成的。濁度的測定方法主要有分光光度法(適用于高濁度水)、濁度計測定法(利用渾濁液對光的散射原理而制成)和目視比色法(適用于低濁度水)等，同時可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多關(guān)于污水檢測的技術(shù)文檔。
五、無機物的監(jiān)測
(一)、金屬化合物的測定
水體中的金屬元素有些是人體健康必須的常量元素和微量元素，有些是有害于人體健康的，如汞、鎘、鉻、鉛、砷、銅、鋅、鎳、鋇、釩等。受“三廢”污染的地面水和工業(yè)污水中有害金屬化合物的含量往往明顯增加。有害物質(zhì)侵入人體的肌體后，將會使某些酶失去活性而使人體出現(xiàn)不同程度的中毒癥狀。測定水體中金屬元素廣泛采用的方法有分光光度法、原子吸收分光光度法、容量法。
1、汞的測定：汞及其化合物屬于劇毒物質(zhì)，無機鹽中以氯化汞毒性比較大，有機汞以甲基汞、乙基汞毒性比較大。汞是唯一一個常溫下呈液態(tài)的金屬，易揮發(fā)進入人體呼吸道，亦可為皮膚吸收，造成汞中毒。水體中的微量汞可經(jīng)食物鏈成百萬倍的富集，引發(fā)“水俁病”。天然水中含汞極少，一般不超過0.1μg/L。我國飲用水標準限值為0.001mg/L。汞的比較低檢出濃度為2μg/L，測定上限為40μg/L。方法適用于工業(yè)污水和受汞污染的地面水的監(jiān)測。
測定方法：冷原子吸收法、雙硫腙分光光度法
2、鎘的測定：鎘在濃度很低的情況下都具有很強的毒性，可在人體的肝、腎等組織中蓄積，造成各臟器組織的損壞，尤以對腎臟損害比較為明顯。還可以導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和軟化。鎘在土壤和巖石中的自然存在，通常情況下與鋅及其化合物共存。絕大多數(shù)淡水的含鎘量低于1μg/L，海水中鎘的平均濃度為0.15μg/L。鎘的主要污染源是電鍍、采礦、冶煉、染料、電池和化學(xué)工業(yè)等排放的污水。
測定方法：(測定鎘、銅、鉛、鋅等元素時)
直接火焰原子吸收分光光度法(適用于污水和受污染的水)
萃取或離子交換法富集FAAS(適用于清潔水)
石墨爐AAS(適用于清潔水，其測定靈敏度高于前兩種方法，但基體干擾較火焰原子化法嚴重)
A、直接吸入FAAS測定鎘(銅、鉛、鋅) 清潔水樣可不經(jīng)預(yù)處理直接測定;污染的地面水和污水需用硝酸或硝酸-高氯酸消解，并進行過濾、定容。
定量分析方法：標準曲線法、標準加入法
測定條件和方法適用濃度范圍列于表2-9。
B、雙硫腙分光光度法
原理：方法基于在強堿性介質(zhì)中，鎘離子與雙硫腙生成紅色螯合物，用三氯甲烷萃取分離后，于518nm處測其吸光度，與標準溶液比較定量。
干擾情況：水樣中含鉛20mg/L、鋅30mg/L、銅40mg/L、錳和鐵4mg/L，不干擾測定，鎂離子濃度達20mg/L時，需多加酒石酸鉀鈉掩蔽。
本方法適用于受鎘污染的天然水和污水中鎘的測定，測定前應(yīng)對水樣進行消解處理。
3、鉛的測定
鉛是可在人體和動植物組織中蓄積的有毒金屬，其主要毒性效應(yīng)是導(dǎo)致貧血、神經(jīng)機能失調(diào)和腎損傷等。鉛對水生生物的安全濃度為0.16mg/L。鉛的主要污染源是蓄電池、冶煉、五金、機械、涂料和電鍍工業(yè)等部門的排放污水。
測定方法：測定水體中鉛的方法與測定鎘的方法相同。廣泛采用原子吸收分光光度法和雙硫腙分光光度法，也可以用陽極溶出伏安法和示波極譜法。
雙硫腙分光光度法基于在pH8.5—9.5的氨性檸檬酸鹽-氰化物的還原介質(zhì)中，鉛與雙硫腙反應(yīng)生成紅色螯合物，用三氯甲烷(或四氯化碳)萃取后于510nm波長處比色測定。
測定時，要特別注意器皿、試劑及去離子水是否含痕量鉛，這是能否獲得準確結(jié)果的關(guān)鍵。Bi3+、Sn2+等干擾測定，可預(yù)先在pH2—3時用雙硫腙三氯甲烷溶萃取分離。為防止雙硫腙被一些氧化物質(zhì)如Fe3+等氧化，在氨性介質(zhì)中加入了鹽酸羥胺。
4、銅的測定
銅是人體所必須的微量元素，缺銅會發(fā)生貧血、腹泄等病癥，但過量攝入銅亦會產(chǎn)生危害。銅對水生生物的危害較大，有人認為銅對魚類的毒性濃度始于0.002mg/L，但一般認為水體含銅0.01mg/L對魚類是安全的。銅對水生生物的毒性與其形態(tài)有關(guān)，游離銅離子的毒性比絡(luò)合態(tài)銅大得多。世界范圍內(nèi)，淡水平均含銅3μg/L，海水平均含銅0.25μg/L。銅的主要污染源是電鍍、冶煉、五金加工、礦山開采、石油化工和化學(xué)工業(yè)等部門排放的污水。
測定方法：二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取分光光度法、新亞銅靈萃取分光光度法
5、鉻的測定
鉻化合物的常見價態(tài)有Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ) ，受水溫、pH值、氧化還原物質(zhì)、有機物等因素的影響，二者之間可以互相轉(zhuǎn)化。鉻的毒性與其存在價態(tài)有關(guān)。鉻的工業(yè)污染源主要來自鉻礦石加工、金屬表面處理、皮革鞣制、印染。照相材料等行業(yè)的污水。鉻是水質(zhì)污染控制的一項重要指標。
(1)六價鉻的測定 在酸性介質(zhì)中，六價鉻與二苯碳酰二肼(DPC)反應(yīng)，生成紫紅色絡(luò)合物，于540nm波長處進行比色測定。
本方法比較低檢出濃度為0.004mg/L，使用10mm比色皿，測定上限為1mg/L。其測定要點如下：
對于清潔水樣可直接測定;
對于色度不大的水樣，可用以丙酮代替顯色劑的空白水樣 作參比測定;
對于渾濁、色度較深的水樣，以氫氧化鋅做共沉淀劑，調(diào)節(jié)溶液pH至8—9，此時Cr3+、Fe3+、Cu2+均形成沉淀被過濾除去;
存在亞硫酸鹽、二價鐵等還原性物質(zhì)和次氯酸鹽等氧化性物質(zhì)時，也應(yīng)采取相應(yīng)消除干擾措施。
(2)總鉻的測定 在酸性溶液中，首先，將水樣中的三價鉻用高錳酸鉀氧化成六價鉻，過量的高錳酸鉀用亞硝酸鈉分解，過量的亞硝酸鈉用尿素分解;然后，加入二苯碳酰肼顯色，于540nm處進行分光光度測定。其比較低檢出濃度同六價鉻。清潔地面水可直接用高錳酸鉀氧化后測定;水樣中含大量有機物時，用硝酸-硫酸消解。
硫酸亞鐵銨滴定法：
本法適用于總鉻濃度大于Img/L的污水。其原理為在酸性介質(zhì)中，以銀鹽作催化劑，用過硫酸銨將三價鉻氧化成六價鉻。加少量氯化鈉并煮沸，除去過量的過硫酸銨和反應(yīng)中產(chǎn)生的氯氣。以苯基代鄰氨基苯甲酸作指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，至溶液呈亮綠色。
(二)、非金屬無機物的測定
1、PH值的測定
pH是常用的水質(zhì)指標之一，反映水的酸堿性的強弱。
A、pH=-log[H+]
活度與濃度：考慮離子強度影響
B、水的離子積
Kw=[H+][OH-]=1x10-14 (25℃時)
C、天然水的pH
二氧化碳、重碳酸鹽、碳酸鹽平衡系統(tǒng)
4.5~8.5
pH值的測定方法
A、電位測定法——pH計
構(gòu)成：溶液中的指示電極(玻璃電極)和參比電極(飽和甘汞電極)構(gòu)成電池
原理：能斯特方程 E=E0+0.059log[H+]=E0-0.059pH
標準溶液校準——磷酸二氫鉀+磷酸氫二鈉
溫度補償
精度：0.1pH單位
B、比色測定法
利用常用pH指示劑
pH試紙
2、溶解氧的測定
(1)影響氣體在水中溶解度的因素
• 氣體性質(zhì)：
– 與水反應(yīng)的程度越大，溶解度越大
– 溶解度增大：氧氣、氮氣、氫氣→二氧化碳、二氧化硫、硫化氫→氨
• 氣體的分壓
• 溫度-溫度升高，溶解度下降
• 其它雜質(zhì)，如對氧：清水100%，生活污水95%，海水82%
(2)水中溶解氣體的來源
• 空氣的溶入
空氣中的氮氣78%、氧氣21%在水中都有一定的溶解度
• 水中有機物質(zhì)的分解
二氧化碳-主要分解產(chǎn)物，一部分以氣態(tài)溶于水中，一部分變成碳酸鹽和重碳酸鹽
氨-含氮物質(zhì)的分解產(chǎn)物。pH升高時有氣態(tài)氨
硫化氫和甲烷-厭氧分解產(chǎn)物
• 水生生物的新陳代謝--藻類呼吸作用：氧氣和二氧化碳
DO測定意義
水的類型 DO值
地表水清潔水DO接近飽和
含大量藻類水體DO過飽和(光合作用)
受污染水體DO小于飽和值(微生物氧化好氧)
地下水一般較小,深層為0
(3)溶解氧水樣的采集
A、碘量法
原理：氧在堿性溶液中使二價錳氧化成四價錳，而四價錳在酸溶液中使I-氧化成I2，釋放出來的碘量=水中的溶解氧量，碘用Na2S2O3測定。普通法適用于比較清潔的水;疊氮化鈉修正法用于消除亞硝酸鹽的干擾;高錳酸鹽修正法用于消除亞硝酸鹽、鐵及有機物的干擾;
B、溶解氧電極法
原理：將兩個金屬電極浸沒在一個電解質(zhì)溶液中，電極和電解質(zhì)溶液裝在一個用氧半透膜(僅氧和其它一些氣體可以通過)包圍的容器內(nèi)。當(dāng)外加電壓時，產(chǎn)生電極反應(yīng)產(chǎn)生一個擴散電流。該擴散電流在一定溫度下與水中氧的濃度成正比。
優(yōu)點：
干擾少
易于現(xiàn)場測定和深水測定
易于自動連續(xù)測定
(4)注意事項 避免和空氣接觸、避免攪動用溶解氧瓶，磨口塞、裝滿，不留氣泡河、湖、水池取水，專用取樣器比較好現(xiàn)場測定，避免生物活動引起DO變化保存樣品于暗處，在6小時內(nèi)測定。
3、含氮化物的測定
氮的形態(tài)：氨氮(包括游離氨、離子氨)、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮、有機氮、總氮。前四種之間通過生物化學(xué)作用可以相互轉(zhuǎn)化測定各種形態(tài)的含氮化合物，有助于評價水體被污染和自凈狀況。
(1)氨氮 生活污水中含氮有機物受微生物作用分解焦化、合成氨等工業(yè)污水、農(nóng)田排水
測定方法：
1)納氏試劑分光光度法
HgI2和KI的強堿溶液(納氏試劑)與氨作用生成黃棕色膠態(tài)化合物，410-425nm測定
2)水楊酸-次氯酸鹽分光光度法
3)電極法
4)酸堿滴定法
(2)亞硝酸鹽氮 亞硝酸鹽氮是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物
測定方法：
1)N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法
2)離子色譜法：
(3)硝酸鹽氮 比較終分解產(chǎn)物，比較為穩(wěn)定。
測定方法：
1. 酚二磺酸分光光度法
原理：硝酸鹽在無水存在情況下與酚二磺酸反應(yīng)，生成硝基二磺酸酚，于堿性溶液中生成黃色硝基酚二磺酸三鉀鹽，410nm測定吸光度。
測定范圍：0.02-2.0mg/L
2. 鎘柱還原法
一定條件下，水樣通過鎘柱，NO3-還原為NO2-，用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法測定。
(4)凱氏氮 凱氏氮指以Kjeldahl測得的含氮量。包括氨氮和在此條件下轉(zhuǎn)化為銨鹽而被測定的有機氮(包括蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、胨、核酸、尿素及合成的N為負三價形態(tài)的有機氮化合物)。
蒸餾：適量水樣置于凱氏燒瓶中，加入濃硫酸和K2SO4，加熱消解，將有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，然后在堿性介質(zhì)中蒸餾出NH3，以HBO3溶液吸收。
測定：分光光度法或滴定法測定
(5)總氮 一般通過測定有機氮和無機氮(氨氮、亞硝基氮、硝基氮)后加和。
直接測定總氮 水樣加堿性過硫酸鉀溶液，于過熱水蒸汽中將大部分有機氮及無機氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，然后用紫外光度法測定。
含氮化合物不同測定結(jié)果的環(huán)境意義
測定結(jié)果環(huán)境意義
氨氮亞硝酸鹽氮硝酸鹽氨氮
---清潔水或未污染水
+--新近受到污染水
++-污染不久的水，正在分解中
+++受到污染，正在分解自凈
-++所受污染已基本分解完畢
--+歷史上曾受污染，現(xiàn)已分解自凈
+-+過去受過污染，現(xiàn)又正受污染
-+-水中NO3-反硝化成NO2-所致
4、硫化物的測定
水中硫化物包括：溶解性的H2S、HS-和S2-，酸溶性金屬硫化物、不溶性硫化物、有機硫化物等，通常所測硫化物指前二者。
三種溶解性硫化物的互相轉(zhuǎn)化取決于水的pH值：
pH <5：只有H2S;
pH=5～9： H2S +HS-
pH >9： H2S 可以忽略不計
pH >10：出現(xiàn)S2-
測定方法：
碘量法：硫化物與ZnAC2生成ZnS沉淀，將其酸溶，加入過量的I2, 生成的S，過量的I2用Na2S2O3滴定。
對氨基二甲基苯胺分光光度法：含F(xiàn)e3+的酸性溶液中，S2-與對氨基二甲基苯胺作用，生成亞甲藍，665 nm測定。
監(jiān)測范圍：0.02-0.8mg/L
六、有機化合物的測定
(一)、化學(xué)需氧量: (COD) 是指在一定條件下1升水中的還原性物質(zhì)，包括有機物、NO2-、S2-、Fe2+等無機物，在外加強氧化劑K2Cr2O7的作用下被氧化分解時所消耗的氧化劑的量，以O(shè)2的mg/L表示。
1、重鉻酸鉀法 在水樣中加入一定體積的K2Cr2O7標準溶液,加入H2SO4、Ag2SO4(催化劑)，回流，以試鐵靈作指示劑，用(NH4)2Fe(SO4)2標液滴定水樣中未被還原的K2Cr2O7，計算水樣的COD.
Cr2O72− + 14H+ + 6e → 2Cr3+ + 7H2O
Cr2O72− + 14H+ + 6Fe2+→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
若水樣中C(Cl−)> 30 mg/L,則預(yù)先加HgSO4
Hg2+ + 4Cl− → HgCl42−
終點：藍綠 紅棕
2、COD測定儀測定水樣COD的原理：以一定量的K2Cr2O7標液作為氧化劑，在10.2 mol/L H2SO4中回流15分鐘，冷卻，加Fe2(SO4)3,攪拌
Fe3+ + e→Fe2+
Cr2O72− + 14H+ + 6Fe2+→2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
(二)、高錳酸鹽指數(shù)：高錳酸鹽指數(shù)又稱錳法化學(xué)耗氧量，它是指在一定條件下，以高錳酸鉀為氧化劑，氧化水中還原性物質(zhì)時所消耗的高錳酸鉀的量，以O(shè)2的mg/L來表示。在高錳酸鹽指數(shù)法規(guī)定的條件下，高錳酸鉀的氧化能力有限，因此常用高錳酸鹽指數(shù)法作比較清潔水的有機物含量的評價。
A、堿性法
堿性法適用于CCl > 300 mg/L 的水樣，在堿性溶液中：
MnO4– + 2H2O + 3e →MnO2 + 4OH –
B、酸性法
酸性法適用于CCl < 300 mg/L 的水樣，在酸性溶液中：
MnO4– +8H++5e→Mn2++ 4H2O(沸水浴加熱30分鐘)
剩余的KMnO4用一定量、過量的Na2C2O4還原，再用KMnO4標液返滴定過量的Na2C2O4，滴定反應(yīng)為：
2MnO4 – + 5C2O42 – + 16H+→2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O
測定過程可以表示為：
取水樣100 mL
(1:3) H2SO4 5mL
混勻
加C(KMnO4) = 0.01 mol/L標液10.0 mL
沸水浴加熱30分鐘
加C( Na2C2O4) = 0.01 mol/L標液10.0 mL
褪色
用0.01mol/L KMnO4標液回滴
終點微紅色
(三)、生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand, BOD)是指在有溶解氧的條件下，水中可以分解的有機物由于好氧微生物的作用被氧化分解成H2O、CO2等無機物的過程所需要的氧量。結(jié)果以O(shè)2的mg/L表示。有機物質(zhì)的生物氧化過程進行的比較緩慢，在20 oC時培養(yǎng)5天，此時完成大約70%左右，由此測出的BOD稱為5日生化需氧量，用BOD5表示。
1、 有機物在微生物的作用下的好氧分解分兩個階段進行：
階段是含碳物質(zhì)氧化階段，主要是含碳物質(zhì)氧化為CO2和H2O;第二階段是硝化階段，主要是在硝化菌的作用下將NH3或NH4+進一步氧化為NO2-和NO3-的過程，這個過程稱為消化需氧量。
通常所說的BOD只是指階段的生化需氧量(即：碳化需氧量)。有機污水的硝化過程要到大約5~7天后才顯著進行，所以測定的BOD5值不包括硝化階段。
五天培養(yǎng)法(20 oC)
該方法也稱為標準稀釋法。
直接測定法
原理：將水樣稀釋后，測定水中的溶解氧含量，在20±1oC條件下培養(yǎng)5天后再測定水中的溶解氧含量，兩次測定值之差即為BOD5，若水樣的BOD5< 7 mg/L,則不必對水樣進行稀釋。
對于不經(jīng)稀釋，直接培養(yǎng)的水樣：
BOD5(mg/L)= ρ1-ρ2
ρ1 水樣在培養(yǎng)前溶解氧的濃度(mg/L);
ρ2 水樣經(jīng)5天培養(yǎng)后剩余溶解氧的濃度(mg/L).
2、稀釋水 對于絕大多數(shù)污水和工業(yè)污水，它們的BOD > 7 mg/L，為了保證測定過程中有充足的溶解氧存在，就需要稀釋后再培養(yǎng)、測定。
稀釋的程度應(yīng)達到使培養(yǎng)過程中：
消耗的溶解氧量 > 2 mg/L,
剩余的溶解氧量 > 1 mg/L.
稀釋水一般用蒸餾水配制，先曝氣2~8 小時，在20 oC下放置數(shù)小時，臨用前加入少量CaCl2、 FeCl3、NH4Cl、MgSO4等營養(yǎng)鹽溶液和K2HPO4-NaH2PO4緩沖溶液，混勻，使稀釋水pH = 7.2, BOD5 < 0.2 mg/L.
3、 對不含微生物或微生物含量很少的工業(yè)污水，在測定BOD5時應(yīng)當(dāng)進行接種，即往污水中加入的稀釋水中應(yīng)當(dāng)含有一些能降解有機物的微生物。即在每升稀釋水中加入：
生活污水的上層清液1~10mL;
表層土壤浸出液20~30 m;，
河水、湖水10~100 mL。
這種水稱為接種稀釋水，調(diào)節(jié)其pH = 7.2，
BOD5=0.3~1.0 mg/L.
配制含葡萄糖和谷氨酸各150 mg/L的標液，按1︰50的倍數(shù)稀釋后，與水樣同步測定BOD5，測定結(jié)果應(yīng)當(dāng)在BOD5 = 180~230 mg/L之間。
4、水樣稀釋倍數(shù)
例如，工業(yè)污水：
由K2Cr2O7法測得的COD值分別乘以0.075，0.15，0.25，獲得3個稀釋倍數(shù)。
按幾種不同的稀釋比，將水樣稀釋成若干個稀釋試樣。經(jīng)過20 oC 5天的培養(yǎng)后：
水中剩余的溶解氧應(yīng)≧1 mg/L，
培養(yǎng)期間溶解氧的損失應(yīng)≧2 mg/L.
方法：水樣經(jīng)稀釋后，測定其培養(yǎng)前和20±1 oC培養(yǎng)5日后的溶解氧量，再按稀釋比計算BOD5.
(四)、總有機碳
總有機碳(Total Organic Carbon, TOC)是以碳的含量表示水中有機物質(zhì)總量的一項綜合性指標，把水中所有的有機物的碳通過燃燒法轉(zhuǎn)變成CO2而加以測定的，以C;mg/L表示。TOC比BOD5或COD更能反映有機物的總含量。
常用方法：燃燒氧化-非色散紅外吸收法
(五)、揮發(fā)酚 揮發(fā)酚一般是指沸點 < 230 oC的酚。它們一般屬于一元酚，例如苯酚(BP，181.8 oC)。 4-氨基安替比林分光光度法，該方法適用于測定酚含量 < 5 mg/L的比較清潔水。
溴化滴定法
七、水質(zhì)污染生物監(jiān)測
(一)、生物監(jiān)測的意義
生物和環(huán)境之間存在著相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約的關(guān)系。從某種意義上來說，生物監(jiān)測能夠更直接地綜合反映環(huán)境質(zhì)量對生態(tài)系統(tǒng)的影響，比理化方法得到的數(shù)據(jù)更具有說服力。生物監(jiān)測也是保護生物生存條件、維護生態(tài)平衡的手段，是環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分。
1、在污染比較嚴重的河段，生物幾乎絕跡，甚至微生物都受到影響。
2、隨著污染的降低和污染物性質(zhì)變化，比較耐污染生物出現(xiàn)。
3、當(dāng)水體自凈到一定程度，耐污染種群消失，取而代之種類繁多的各類生物。
4、當(dāng)各種清水性生物出現(xiàn)后，水質(zhì)恢復(fù)到正常狀態(tài)。
(二)、生物群落法
利用水生生物監(jiān)測水體污染——水污染的生物監(jiān)測，其常用方法：
1、污水生物系統(tǒng)法
細菌總數(shù)
大腸桿菌數(shù)：發(fā)酵法、濾膜法
2、生物指數(shù)法
利用生物在各種污染狀態(tài)下的表現(xiàn)作為衡量污染物毒性的一種方法。
(1)毒性測量單位、致死濃度 (LC)、效應(yīng)濃度(EC)、原法致死水平(比較終平均忍受限)、安全濃度(SC)
(2)測試裝置
靜態(tài)生物測試
適于測定和評價不致過量耗氧，比較穩(wěn)定的物質(zhì)毒性
流水生物測試
用于生物耗氧量較高的化學(xué)物質(zhì)和工業(yè)出水。
(3)測試方法
短期生物測試：一般4-7天，比較長不超過14天，測定LC50或EC50
中期生物測試：15-90天
長期生物測試：一般用流水生物測試，測試時間為部分生命周期，也可以是整個生命周期，也可以是幾個世代。
(三)、細菌學(xué)檢驗法
1、水樣的采集：采樣水樣必須嚴格按無操作要求進行，從采樣到檢驗不宜超過2h。
2、采集江、河、湖、庫等水樣時，可將采樣瓶沉入水面下10~15cm處，瓶口朝水流上游方向。
3、細菌總數(shù)的測定：細菌總數(shù)指一mL水樣在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于37 ℃經(jīng)24h小時培養(yǎng)后，所生長的細菌菌落的總數(shù)。
八、底質(zhì)監(jiān)測
底質(zhì)是礦物、巖石、土壤的自然侵蝕產(chǎn)物，生物活動及降解有機質(zhì)等過程的產(chǎn)物，污水排出物和河(湖)床母質(zhì)等隨水流遷移而沉積的水體底部的堆積物質(zhì)的統(tǒng)稱。
(一)、制備
1、脫水：不能直接曝曬和高溫烘干，一般陰涼處風(fēng)干、離心分離、冷凍干燥或用無水硫酸鈉脫水。
2、篩分：四分法縮分、過篩
(二)、樣品的分解
隨監(jiān)測目的和監(jiān)測項目的不同而異。常用方法有：全量分解法、硝酸分解法、水浸取法、有機溶劑提取法。
(三)、污染物質(zhì)的測定
底質(zhì)中需測定的污染物質(zhì)視水體污染源而定。
一般測定總汞、有機汞、銅、鉛、鋅、鉻、鎳、鎘、砷化物、硫化物、有機氯農(nóng)藥、有機質(zhì)等。
測定方法與水體中的污染物測定方法相似。
(4)、活性污泥性質(zhì)的測定
對處理效果良好的污泥的要求：
顆粒松散：易于吸附和氧化有機物，混凝效果好
沉降性能好：經(jīng)曝氣后澄清時，泥水能迅速分離
群體及它們所吸附的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的總稱。
1、活性污泥中的微生物 活性污泥是微生物群體及它們所吸附的有機物質(zhì)和無機物質(zhì)的總稱。
2、活性污泥性質(zhì)的測定
污泥沉降比(SV30)
用ml/L表示
污泥濃度 1L污泥混合液所含干泥重量，用g/L or mg/L表示
污泥體積指數(shù)(Slurry Volumn Index，SVI)污泥混合液沉降30min后，1g干泥所占的體積。
SVI一般控制在50~150 g/mL 之間。
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