第二章

水體污染監測

第一節概述第二節水質監測方案的制訂第三節水樣的采集與保存第四節水樣的預處理第五節水樣物理性質的檢驗第六節金屬化合物的測定第七節非金屬無機物的測定第八節有機化合物的測定第九節水質污染生物監測第十節底質監測第十一節活性污泥性質的測定

第二章學習內容要點

1）

清楚水資源及其水質污染監測的對象、目的、監測項目和主要的水質監測分析方法；

2）

掌握水質在物理性質、金屬化合物和非金屬無機物、有機化合物、水質污染生物監測的項目及監測方法；

3）

掌握水質監測方案制訂、水樣采集保存和預處理以及底質監測。第一節概述一、水資源及水質污染

水質污染：分化學型污染、物理型污染、生物型污染。水體自凈：當污染物進入水體后，首先被大量水稀釋，隨后經一系列物理、化學和生物變化，其結果使污染物濃度降低，并發生質的變化。二、水質監測的對象、目的（一）監測對象：環境水體、水污染源（二）監測目的：1掌握水質現狀及其發展趨勢。2為污染源管理和排污收費提供依據。3為分析判斷事故原因、危害及采取對策提供依據。4為國家政府部門制定環境保護法規、標準和規劃，全面開展環境保護管理工作提供有關數據和資料。5為開展水環境質量評價，預測預報及進行環境科學研究提供基礎數據和手段。三、水質監測項目（一）確定監測項目的原則

依水體功能和污染源類型不同而異。通常選擇環境標準中要求控制的危害

大、影響范圍廣、并已建立可靠分析測定方法的項目。（二）地面水監測項目（三）工業廢水監測項目（四）生活污水監測項目：COD、BOD、懸浮物、NH3-N、總N、總P、陰離子洗滌劑、細菌總數、大腸菌群等。（五）醫院污水監測項目：PH、色度、濁度、懸浮物、余氯、COD、BOD、致病菌、細菌總數、大腸菌群等。四、水質監測分析方法

1、選擇分析方法應遵循的原則：①靈敏度能滿足定量要求；②方法成熟，準確度高；③操作簡便，易于普及；④抗干擾能力(選擇性)好。四、水質監測分析方法

2、監測方法分類

（1）國家標準分析方法（GB），比較經典，準確度較高，為環境監測基準方法，也是我國環境污染糾紛法定仲裁方法。（2）全國統一分析方法，又稱通用法，尚未成熟，但急需測定。（3）等效方法（試行法,可采用的新技術)，與前兩類方法在靈敏度、準確度方面具有可比性，但需經方法驗證和對比實驗。常用水質監測方法測定項目

方法測定項目重量法SS,可濾殘渣，礦化度，油類，SO42-

Ca2+等容量法酸度，堿度，CO2,溶解氧，總硬度，Ca2+,Mg2+,氨氮,Cl-,F-,CN-,SO42-,S2-,Cl2,COD,BOD5，揮發酚等分光光度法Ag,Al,As,Be,Bi,Ba,Cd,Co,Cr,Cu,Hg,Mn,Ni,Pb,Sb,Se,Th,U,Zn,氨氮，NO2--N,NO3--N,凱氏氮，PO43-,F-,Cl-,C,S2-,SO42-,BO32-,Cl2，揮發酚，甲醛，三氯乙醛，苯胺類，硝基苯類，陰離子洗滌劑等熒光分光光度法Se,Be,U,油類，BaP等原子吸收法Ag,Al,Ba,Be,Bi,Ca,Cd,Co,Cr,Cu,Fe,Hg,K,Na,Mg,MnNi,Pb,Sb,Se,Sn,Te,Tl,Zn等氫化物及冷原子吸收法As,Sb,Bi,Ge,Sn,Pb,Se,Te,Hg原子熒光法As,Sb,Bi,Se,Hg等火焰光度法Li,Na,K,Sr,Ba等電極法Eh,pH,DO,F-,Cl-,CN-,S2-,NO3-,K+,Na+,NH3等離子色譜法F-,Cl-,Br-,NO2-,SO32-,SO42-,H2PO4-,K+,Na+,NH4+等氣相色譜法Be,Se,苯系物，揮發性鹵代烴，氯苯類，六六六，DDT,有機磷農藥，三氯已醛，硝基苯類，PCB等液相色譜法多環芳烴類ICP-AES用于水中基體金屬元素，污染重金屬以及底質中多種元素的同時測方法我國水和廢水監測分析方法美國水和廢水標準檢驗法測定項目數比例(%)測定項目數比例(%)重量法73.9137.0容量法3519.44121.9分光光度法6335.0,7037.4熒光光度法31.7

原子吸收法2413.32312.3火焰光度法21.142.1原子熒光法31.7

電極法52.884.3極譜法95.0

離子色譜法63.3

氣相色譜法116.163.2液相色譜法10.5

其他116.12211.8合計180100187100各類分析方法在水質監測中所占比重

五、地面水質監測方案的制訂

制訂流程：明確監測目的——確定監測對象——設計監測網點——安排采樣時間和采樣頻率——選定采樣方法和分析測定技術——提出監測報告要求——制訂全過程質量保證措施和方案實施的進度計劃。（一）基礎資料收集（二）監測斷面和采樣點的設置1、監測斷面的布設原則（1）布設前，摸清監測河段內水流出入情況；（2）應有代表性；（3）選擇優化方案，以較少的斷面、垂線和測點取得代表性最好的樣品。（4）避開死水區及回水區，選擇河段順直、河床穩定、水流平穩、無急流湍灘且交通方便處。2、監測斷面設置（1）河流監測斷面種類：對照斷面:反映河流水質的初始情況，具有參比和對照作用,一個河段一般只設一個

。控制斷面：反映本地區排放的廢水對河段水質的影響，排污口下游500－1000m處，。削減斷面：反映河流對污染物的稀釋凈化情況，通常設在城市或工業區最后一個排污口下游1500m以外的河段上。（2）湖泊（水庫）監測斷面設置a.主要出入口、中心區、滯流區、飲用水源地、魚類產卵區和游覽區。b.主要排污口匯入處，在下游100～1000m設1～5個斷面。c.湖泊（水庫）網格法均勻布設斷面，與附近水流方向垂直。3、采樣點的設置（1）布點原則：16頁（2）采樣垂線的設置

水面寬

垂

線

數

＜50m一條（中泓垂線）50-100m二條（左、右近岸明顯水流處）

100-1000m三條（左、中、右）＞1500m至少5條等距離采樣垂線（3）垂線上采樣點的設置

水

深

采

樣

點

數

＜5m一點（水面下0.5m）

5-10m二點（水面下0.5m，河底上

0.5m）

10-50m三點（水面下0.5m，1/2水深、河底以上0.5m處）

＞50m酌情增加

1)水深不足1m時，在1/2水深處；

2)河流封凍時，在冰下0.5m處；

3)若垂線上水質均勻，可酌情減少采樣點數；

4)凡布設于河口，要計算污染物排放通量的斷面，必須按本規定設置采樣點。（4）海域采樣點布點原則

1）重點河口：沿河口岸；入海口為中心半徑10－30浬區域設若干橫斷面及一個縱斷面

2）海港：港口沿岸設點；依具體情況再設設若干橫斷面及一個縱斷面

3）開闊海域：網格狀布設。

（三）采樣時間與頻率1、河流①飲用水源地：全年不少于12次②長江、黃河干流和全國重點基本站：全年不少于12次，每月中旬

③流經城市或工業區，污染較重的河流、游覽水域：全年不少于12次④一般中小河流，全年采樣不少于6次，按豐、枯、平三期，每期采樣2次。2、潮汐河流全年按豐、枯、平三期，每期采樣2天，分別在大潮期和小潮期進行。每次應當在當天漲潮、退潮時采樣。3、湖泊、水庫①設有專門監測站的湖、庫：每月采樣不少于1次，全年不少于12次②其他湖、庫：每年采樣2次，枯、豐水期各一次。③有廢水排入、污染較重的湖、庫：應酌情增加采樣次數。4、排污渠：全年采樣不少于3次。

5、背景斷面：每年一次。

6、底泥：每年在枯水期采樣一次。

（四）采樣及監測技術的選擇

要根據監測對象的性質、含量范圍及測定要求等因素選擇適宜的采樣、監測方法和技術。

（五）結果表達、質量保證及實施進度計劃

對監測中獲得的眾多數據，應進行科學地計算和處理，并按照要求的形式在監測報告中表達出來。

質量保證概括了保證水質監測數據正確可靠的全部活動和措施。質量保證貫穿監測工作的全過程。

實施進度計劃是實施監測方案的具體安排，要切實可行，使各環節工作有序、協調地進行。六、地下水質監測方案的制訂

地下水(groundwater)：儲存在土壤和巖層空隙中的水統稱地下水。（一）調查研究和收集資料（二）采樣點的設置

1、背景值監測點的設置污染區外圍不受或少受污染的地方。在垂直于地下水流方向的上方

。2、監測井的布設：（1）點狀污染區：距污染源最近的地方。（2）塊狀污染區：地下水流向的平行和垂直方向上。（3）條（帶）狀污染區:網格布點法。一般監測井在液面下0.3～0.5m處采樣。（三）采樣時間與采樣頻率的確定1、每年在豐水期、枯水期分別采樣測定；四季采樣；月采樣。2、每一采樣期至少監測1次，飲用水每一采樣期監測2次，其間隔至少10天。3、對有異常情況的井點，應適當增加采樣監測次數。七、水污染源監測方案制訂（一）調查研究，收集資料（二）采樣點設置1、工業廢水（1）在車間或車間處理設備的廢水排放口設置采樣點，測一類污染物

第一類污物最高允許排放濃度

mg/L

污染物最高允許排放濃度１總汞0.05２烷基汞不得檢出３總鎘0.1４總鉻1.5５六價鉻0.5６總砷0.5７總鉛1.0８總鎳1.0９苯并芘0.00003（2）在工廠廢水總排放口布設采樣點，測二類污染物

（3）已有廢水處理設施的工廠，在處理設施的排放口布設采樣點。

（4）在排污渠道上，采樣點應設在渠道較直，水量穩定，上游無污水匯入的地方。

2、綜合排污口和排污渠道采樣點的確定1）在城市的主要排污口或總排污口2）在污水處理廠的污水進出口處3）在污水泵站的進水和安全溢流口處4）在市政排污管線的入水處第二類污染物最高允許排放濃度一級標準二級標準三級標準新擴改現有新擴改現有

1PH值6-96-96-96-91)

6-92色度508080100-3懸浮物701002002502)

4004生化需氧量306060803003)

5化學需氧量1001501502005003)

6石油類10151020307動植物油203020401008揮發性酚0.51.00.51.02.09氰化物0.50.50.50.51.010硫化物1.01.01.02.02.011氨氮15252540-12氟化物10-15-10204)

15304)

20-13磷酸鹽0.51.01.02.0-14甲醛1.02.02.03.0-15苯胺類1.02.02.03.05.016硝基苯類2.03.03.05.05.017陰離子合成洗滌劑5.01010152018銅0.50.51.01.02.019鋅2.02.04.05.05.020錳2.05.02.06)

5.06)

5.0（三）采樣時間和頻率1、一個生產周期內每隔半小時或1小時采樣一次，將其混合后取平均值；2、有規律的廢水排放按規律采樣；3、城市排污管道廢水，可每隔1小時采樣1次，連續8小時或24小時，混合測定平均濃度。第二節

水樣采集與保存一、采樣前的準備1、采樣器具要求：①化學性質穩定②不吸附欲測組分③易清洗并可反復使用④大小和形狀適宜二、采樣方法和采樣器

采樣前，先用水樣洗滌取樣瓶及塞子2-3次。1、自來水或抽水設備中的水

先放水幾分鐘2、表層水：適當的容器和水桶采樣。3、一定深度的水：急流采水器4、泉水、井水

1)自噴泉水：涌出口直接采樣。不自噴泉水：抽汲，新水更替后再采樣。

2)井水：充分抽汲后進行。三、水樣采集的類型1、瞬時水樣某一時間和地點，隨機采集的分散水樣。2、混合水樣（時間混合樣）同一采樣點，不同時間，瞬時水樣混合后得到的樣品。3、綜合水樣不同采樣點，同時采集的各個瞬時水樣混合起來所得到的樣品。四、水樣的運輸

1）塞緊采樣器塞子；2）避免因震動、碰撞而損失或玷污；3）需冷藏的樣品，應配備專門的隔熱容器，放入制冷劑；4）冬季應注意保溫，以防樣瓶凍裂。五、水樣的保存

地表水現場測定項目：pH值、色度、水溫、濁度、透明度、電導率和溶解氧。（一）保存容器材料：性能穩定，不易吸附預測組分，雜質含量低（二）保存時間：即最長貯放時間污水：越短越好清潔水樣：72h

輕污染水樣：48h

嚴重污染水樣：12h（三）保存措施1、選擇適當材料的容器。2、控制溶液的PH值。3、加入化學試劑抑制氧化還原反應和生化作用。4、冷藏或冷凍，以降低細菌活性和化學反應速度。

常用保存劑的作用和適用范圍

保存劑作

用適

用

范

圍HgCl2

抑制微生物生長各種形式的氮和磷HNO3防止金屬沉淀多種金屬H2SO4抑制微生物生長，與堿作用含有機物水樣、胺類NaOH防止化合物的揮發氰化物、有機酸、酚類（四）容器材質的選擇原則1、

容器不能是新的污染源。2、

容器壁不應吸收或吸附某些待測組分。3、

容器不能與某些待測組分發生反應。4、

測定對光敏感的組分，則水樣應貯于棕色試劑瓶中。（五）容器清洗原則根據待測項目的要求來清洗容器。第三節

水樣的預處理

目的：使欲測組分達到測定方法和儀器要求的形態、濃度，消除

共存組分的干擾。主要方法：水樣消解、富集和分離。

一、懸浮物的去除自然澄清法、離心沉降法、過濾法二、水樣消解

目的：破壞有機

物，溶解懸浮性固體，將各種價態欲測元素氧化成單一高價態，或轉變成

易于分離的無機化合物。消解后的水樣清澈、透明無沉淀。（一）濕式消解法

1、硝酸消解法：適用于較清潔水樣2、硝酸-高氯酸消解法適用:含難氧化有機物的水樣3、硝酸-硫酸（5∶2）消解法

不適用：易生成難溶硫酸鹽組分的水樣。

4、硫酸-磷酸消解法適用:含Fe3+等離子的水樣

5、硫酸-高錳酸鉀（5%）消解法

適用:消解測定汞的水樣先用硝酸消解，再用高氯酸消解，以避免高氯酸與羥基反應產生爆炸性物質。6、多元消解方法指三元以上酸或氧化劑組成的消解體系。7、堿分解法

NaOH+H2O2或

NH3·H2O+H2O2

適用：當酸體系消解水樣易造成揮發組分損失時，可改用堿分解法。（二）干灰化法（干式分解法、高溫分解法）

氧瓶燃燒法過程：水浴蒸干→馬福爐內450-550℃灼燒至殘渣呈灰白色→冷卻后

用2%HNO3（或HCL）溶解樣品灰分→過濾→濾液定容后供測定。

不適用：易揮發組分（如砷、汞、鎘、硒、錫等）的水樣。三、富集與分離

常用的方法：過濾、揮發、蒸

餾、溶劑萃取、離子交換、吸附、共沉淀、層析、低溫濃縮等。

（一）揮發、蒸發濃縮和蒸餾

1、揮發分離法

易揮發物質，用惰性氣體帶出。2、蒸發濃縮電熱板上或水浴

3、蒸餾法不同沸點（二）溶劑萃取法

物質在不同溶劑相中分配系數不同，而達到組分的富集與分離。（三）離子交換法離子交換劑與溶液中的離子發生交換反應（四）

共沉淀法

共沉淀：溶液中一種難溶化合物在形成沉淀過程中，將共存的某些痕量組分一起載帶沉淀出來的現象。分離、富集微量組分

(五）

吸附法多孔性的固體吸附劑將水樣中一種和數種組分吸附于表面

（六）其他（1）膜分離方法：（2）泡沫浮選法（3）離心分離法（4）紙色譜法和薄層色譜法第四節物理性指標測定一、水溫（現場進行）

儀器：水溫計、深水溫度計、顛倒溫度計和熱敏電阻溫度計。

1、水溫計法

2、顛倒溫度計法二、

顏色

真色：去除懸浮物后水的顏色；

表色：沒有去除懸浮物的水所具有的顏色。水的色度(colority)一般是針對真色而言。

1、鉑鈷標準比色法（或鉻鈷標準比色法）標準色列：由氯鉑酸鉀與氯化鈷(或重鉻酸鉀與硫酸鈷）配成。適用于：較清潔的、帶有黃色色調的天然水和飲用水。2、稀釋倍數法

適用于：受工業廢水污染的地面水和工業廢水。用稀釋倍數表示該水樣的色度。三、臭

1、定性描述法2、臭閾值法

原理：用無臭水稀釋水樣，直至聞出最低可辨別臭氣的濃度，用稀釋倍數表示臭的閾值。臭閾值

=[水樣體積(ml)+無臭水體積(ml)]/水樣體積(ml)四、殘渣1、總殘渣（包括總可濾殘渣和總不可濾殘渣）

測定方法：取適量（50ml）振蕩均勻的水樣于稱至恒重的蒸發皿中，在蒸汽浴或水浴上蒸干，移入103-105度烘箱中烘至恒重，蒸發皿增加的重量即為總殘渣。

2、總可濾殘渣過濾后的水樣3、總不可濾殘渣（懸浮物

SuspendedSubstance,SS）水樣經過過濾后留在過濾器上的固體物質五、電導率

常用于推測水中離子的總濃度或含鹽量

電導儀

六、濁度(turbidity)

濁度是表現水中懸浮物對光線透過時所發生的阻礙程度。

1、分光光度法

（最低3度）濁度標準溶液：硫酸肼與6-次甲基四胺聚合生成的白色高分子聚合物。適用于：天然水、飲用水及高濁度水2、目視比濁法（最低1度）濁度標準溶液：硅藻土（或白陶土）適用于：飲用水、水源水等低濁度水3、濁度計測定法濁度測量儀單位：FTU和

NTU七、透明度

1、鉛字法透明度計能清楚辨認其底部鉛字的水樣高度為該水的透明度

大于30cm為透明水。主觀影響較大，取平均值。適用于：天然水或處理后的水。2、塞氏盤法塞氏盤背光平放人水，剛好看不到它時的水深表示透明度，以cm為單位。3、十字法玻璃筒（具刻度）底部放一白瓷片（有黑色十字和四個黑點）明顯看到十字，而看不到黑點為止。大于1m算透明。八、pH值1、

酸度計法（常用）主要問題：在pH值大于10時，誤差較大，讀數偏低。2、比色法簡便易行，但準確度較差，且受到水體顏色、濁度及其它物質干擾。九、礦化度（mg/L）評價水中總含鹽量，是農田灌溉用水適用性評價的主要指標之一。一般只用于天然水。對無污染水樣，與其在103-105度時烘干的總可濾殘渣值相近。測定方法重量法電導法陰陽離子法離子交換法比重計法重量法：取過濾后水樣于蒸發皿中，水浴蒸干，加H2O2并蒸干，移至105－110℃烘箱中烘至恒重，蒸發皿重量之差即為礦化度。十、Eh值

水體中多種氧化物質與還原物質發生氧化還原反應的綜合結果。現場測定，原電池法水質綜合測定儀

第五節

金屬化合物的測定

一、汞

二、鎘三、鉛

四、銅五、鋅

六、鉻

七、砷

八、其他金屬化合物

一、汞我國飲用水標準限值為0.001mg/L。總汞：未過濾的水樣，經劇烈消解后測得的汞濃度，它包括無機的和有機結合的，可溶的和懸浮的全部汞。常用冷原子吸收分光光度法和高錳酸鉀-過硫酸鉀消解雙硫腙分光光度法。（一）冷原子吸收法

方法原理：汞原子蒸汽對波長為253.7nm的紫外光有選擇性吸收，在一定濃度范圍內，吸光度與汞濃度成正比。水樣經消解后，將各種形態的汞轉變成二價汞，再用氯化亞錫將二價汞還原為元素汞，用載氣（N2或干燥清潔的空氣）將產生的汞蒸汽帶入測汞儀的吸收池測定吸光度，與汞標準溶液吸光度進行比較定量。最低檢測濃度為0.1-0.5ug/L汞

測定要點

1）水樣預處理：硫酸-硝酸介質中，加入高錳酸鉀和過硫酸鉀消解水樣，使水中汞全部轉化為二價汞，過剩氧化劑用鹽酸羥胺溶液還原。

2）繪制標準曲線：配制系列汞標準溶液，吸取適量汞標準液于還原瓶內，加入氯化亞錫溶液，迅速通入載氣，測定吸光度，繪制標準曲線。

3）水樣的測定：取適量處理好的水樣于還原瓶內，按照標準溶液測定方法測其吸光度，經空白校正后，從標準曲線上查得汞濃度，再乘以樣品的稀釋倍數，即得水樣中汞濃度。（二）冷原子熒光法該方法是將水樣中的汞離子用氯化亞錫還原為基態汞原子蒸氣，吸收253.7nm的紫外光后，被激發而產生特征共振熒光，在一定的測量條件下和較低的濃度范圍內，熒光強度與汞濃度成正比。

方法最低檢出濃度為0.05μg/L，測定上限可達1μg/L,且干擾因素少,適用于地面水、生活污水和工業廢水的測定。冷原子熒光測汞儀測定吸收池中的汞原子蒸氣吸收特征紫外光后被激發后所發射的特征熒光（波長較紫外光長）強度，其光電倍增管必須放在與吸收池相垂直的方向上。

測定特征紫外光在吸收池中被汞蒸氣吸收后的透射光強。

冷原子吸收測汞儀區別（三）雙硫腙分光光度法

方法原理

水樣于95度，在酸性介質中用高錳酸鉀和過硫酸鉀消解，將無機汞和有機汞轉變為二價汞。用鹽酸羥胺還原過剩的氧化劑，加入雙硫腙溶液，與汞離子生成橙色螯合物，用三氯甲烷或四氯化碳萃取，再用堿溶液洗去過量的雙硫腙，于485nm波長處測定吸光度，以標準曲線法定量。

汞的最低檢出濃度為2μg/L,測定上限為40μg/L。適用于工業廢水和受汞污染的地面水的監測。二、鎘鎘的毒性很強，可在人體的肝、腎、骨骼等組織中積蓄，造成各內臟器官組織的損害，尤以對腎臟的損害最大。還可以導致骨質疏松和軟化。測定鎘的方法1.原子吸收分光光度法（AAs）2.雙硫腙分光光度法3.示波極譜法

4.陽極溶出伏安法

1.原子吸收分光光度法（AAs）可測定Cu、Pb、Zn、Cd等元素，測定快速，干擾少，應用范圍廣，可在同一試樣中分別測定多種元素。測定時可采用直接吸入、萃取或離子交換富集后再吸入或石墨爐原子化等方法。

原理及儀器

將含待測元素的溶液通過原子化系統噴成細霧，隨載氣進入火焰，并在火焰中解離成基態原子，當空心陰極燈輻射出待測元素特征波長光通過火焰時，被其吸收，在一定條件下，特征波長光強的變化與火焰中待測元素基態原子的濃度有定量關系，從而與試樣中待測元素的濃度C有定量關系。

原子吸收分光光度計光源：空心陰極燈，是一種低壓輝光放電管，陰極由待測元素材料制成，其特征光譜線寬度窄，干擾少，稱銳線光源。原子化系統：（1）火焰原子化系統：包括噴霧器、霧化室、燃燒器、火焰及氣體供給部分；（2）無火焰原子化系統：如電熱高溫石墨管原子化器，其原子化效率高，靈敏度高，但精密度差。分光系統：將特征譜線與鄰近譜線分開，又稱單色器，由色散元件、凹面鏡、狹縫等組成。檢測系統：將光信號轉變為電信號并進行測量的裝置。

三、鉛鉛是可在人體和動植物組織中蓄積的有毒金屬，其主要毒性效應是導致貧血、神經機能失調和腎損傷等。鉛對水生生物的安全濃度為0.16mg/L。

原子吸收分光光度法四、

銅銅是人體所必須的微量元素，缺銅會發生貧血、腹瀉等病癥，但過量攝入銅亦會產生危害。金屬銅毒性較小，易溶性銅化合物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0.002ug/L，但一般認為水體含銅0.01mg/L對魚類是安全的。銅對排水管網和凈化工程也有影響，主要是腐蝕和使沉淀池運轉效率降低。原子吸收分光光度法、二乙氨基二硫代甲酸鈉萃取分光光度法和新亞銅靈萃取分光光度法，還可以用陽極溶出伏安法。

二乙氨基二硫代甲酸鈉（DDTC）萃取分光光度法原理：pH9-10氨性溶液中，銅離子與DDTC作用，生成黃棕色膠體絡合物，用四氯化碳萃取，于440nm處測吸光度。

此法最低檢測濃度為0.01mg/L，測定上限可達2.0mg/L。已用于地面水和工業廢水中銅的測定。

新亞銅靈萃取分光光度法原理：將水樣中的二價銅離子用鹽酸羥胺還原為亞銅離子，在中性或微酸性介質中，亞銅離子與新亞銅靈反應，生成黃色絡合物，用三氯甲烷-甲醛混合溶劑萃取，于457nm處測吸光度。

如用10mm比色皿，該方法最低檢出濃度為0.06mg/L，測定上限為3mg/L。測定時注意對干擾物（Be2+、Cr6＋、Sn4＋、氰化物、硫化物、有機物）進行掩蔽。五、

鋅鋅在生物體中是一種必不可少的有益元素，成人每天約需攝入80mg/kg（體重）的鋅，兒童每日必須攝入0.3mg/kg（體重）鋅，攝入不足會造成發育不良。但鋅對魚類和其他水生生物影響較大，鋅對魚類的安全濃度約為0.1mg/L原子吸收分光光度法六、鉻

鉻是生物體所必須的微量元素之一。三價鉻能參與正常的糖代謝過程，而六價鉻有強毒性，為致癌物質，并易被人體吸收而在體內蓄積。

通常認為六價比三價毒性大，但是對于魚類三價比六價毒性高。水中不同價態的鉻的在一定條件下可以互相轉換，所以在排放標準中，既要求測定六價鉻，也要求測定總鉻。

分光光度法是國內外的標準方法；滴定法適用于含鉻量較高的水樣。

六、鉻二苯碳酰二肼分光光度法（1）六價鉻的測定

原理：在酸性介質中，六價鉻與二苯碳酰二肼（DPC）反應，生成紫紅色絡合物，于540nm處進行比色測定。

本方法最低檢出濃度為0.004mg/L，使用10mm比色皿，測定上限為1mg/L。

測定中需注意消除某些金屬離子及氧化還原物的干擾。二苯碳酰二肼分光光度法（2）總鉻的測定

原理：在酸性溶液中，首先將水樣中的三價鉻氧化成六價鉻，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，加入二苯碳酰二肼顯色，于540nm處比色測定。

檢測限為：0.004-1mg/L。七、砷

砷不是生物所必需的元素。元素砷毒性極低，而砷的化合物均有劇毒，三價砷化合物比其他砷化物毒性更強，如As2O3（砒霜）毒性最大。工業生產中大部分是三價砷的化合物。

砷化物容易在人體內積累，造成急性或慢性中毒。砷污染主要來源于采礦、冶金、化工、化學制藥、農藥生產、玻璃制革等工業廢水。砷化物能隨粉塵、煙塵和污水等形式進入水體中。

測定方法：新銀鹽分光光度法、二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法和原子吸收分光光度法等。新銀鹽分光光度法原理：硼氰化鉀在酸性溶液中產生新生態氫，將水樣中無機砷還原為砷化氫氣體，以HNO3-AgNO3-聚乙烯醇-乙醇溶液吸收，則砷化氫將吸收液中的銀離子還原為單質膠態銀，使溶液顯黃色，其顏色強度與生成氫化物的量成正比，于400nm處測其吸光度，比色測定。

特點：靈敏度高，操作嚴格，應用范圍廣。適用于地面水和地下水中痕量砷的測定，最低檢測濃度可達0.16PPb，并可進行不同形態砷分析。檢測限為：0.4-12μg/L。

二乙氨基二硫代甲酸銀分光光度法

——總砷的測定原理：在碘化鉀、酸性氯化亞錫作用下，五價砷被還原為三價砷，并與新生態氫（由鋅與酸作用產生）反應，生成氣態砷化氫（胂），被吸收于二乙氨基二硫代甲酸銀（AgDDC）-三乙醇胺的三氯甲烷溶液中，生成紅色的膠體銀，在510nm波長處，以三氯甲烷為參比測其經空白校正后的吸光度，用標準曲線法定量。

該法最低檢測濃度為0.007mg/L砷，測定上限為0.50mg/L。八、其他金屬化合物

根據水和廢水污染類型和對用水水質的要求不同，有時還需監測其他金屬元素，具體監測方法可參閱《水和廢水監測分析方法》。第六節非金屬無機物的測定一、氮的測定（一）總氮的測定原理：120－140℃，堿性條件下，過硫酸鉀作氧化劑，用紫外分光光度法測定。

A＝A220－2A275

N總（mg/L）＝m/Vm—從標準曲線查得的含N量（ug）v—所取水樣體積。（二）亞硝酸鹽氮的測定乙二胺光度法：亞硝酸鹽＋對胺基苯磺酰胺重氮鹽

紅色染料（540nm）

(三)硝酸鹽氮的測定酚二磺酸光度法：硝酸鹽＋酚二磺酸硝基二磺酸酚黃色化合物（410nm）N－（1－萘基）－乙二胺堿性溶液(四)氨氮

氨氮：以游離氨(或稱非離子氨，NH3)和離子氨(NH4+)形式存在的氮，兩者的組成比決定于水的pH值。

測定水中氨氮的方法有納氏試劑分光光度法、水楊酸－次氯酸鹽分光光度法、電極法和容量法。

水樣有色或渾濁及含其他干擾物質影響測定，需進行預處理。對較清潔的水，可采用絮凝沉淀法消除干擾;對污染嚴重的水或廢水應采用蒸餾法。

1、納氏試劑分光光度法

水樣中加入碘化汞和碘化鉀的強堿溶液(納氏試劑)，與氨反應生成黃棕色膠態化合物，410-425nm范圍波長光比色定量。反應式如下：

2K2[HgI4]+3KOH+NH3→NH2Hg2IO+7KI+2H2O本法最低檢出濃度為0．025mg／L。測定上限為2mg／L。2、水楊酸—次氯酸鹽分光光度法在亞硝基鐵氰化鈉存在下，氨與水楊酸和次氯酸反應生成藍色化合物，697nm處比色定量。該法最低檢出濃度為0．01mg／L，測定上限lmg／L。(四)

氨氮（續）3、電極法電極響應氨氣敏電極是一種復合電極。它以平板型pH玻璃電極為指示電極，銀－氯化銀電極為參比電極。

該方法不受水樣色度和濁度的影響，水樣不必進行預蒸餾，最低檢出濃度為0．03mg／L，測定上限可達1400mg／L。

4．滴定法

當水樣中的氨氮較高時，可用該方法．取一定量水樣，調節pH在6．0一7．4，加入氯化鎂使呈微堿性。加熱蒸餾，釋出的氨用硼酸溶液吸收。取全部吸收液，以甲基紅-亞甲藍為指示劑，用酸標準溶液滴定。(四)氨氮（續）(五)凱氏氮

凱氏氮：以基耶達(Kjeldahl)法測得的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能轉化為銨鹽而被測定的有機氮化合物。

凱氏氮的測定要點是取適量水樣于凱氏燒瓶中，加濃硫酸和催化劑(K2S04)，加熱消解，有機氮轉變成氨氮，然后在堿性介質中蒸餾出氨，用硼酸溶液吸收，以分光光度法或滴定法測定氨氮含量。二、磷的測定步驟：（一）預處理1、總磷：取混合水樣強氧化分解（過硫酸鉀消解法、硝酸－硫酸消解法）。2、可溶性正磷酸鹽：0.45um濾膜過濾，取濾液。3、可溶性總磷：上述濾液強氧化分解。（二）鉬銻抗分光光度法正磷酸鹽＋鉬酸銨＋酒石酸銻氧鉀磷鉬雜多酸磷鉬藍（700nm）抗壞血酸還原三、氯化物的測定指示劑：鉻酸鉀硝酸銀＋氯化物氯化銀溶解度：硝酸銀＞氯化銀＞鉻酸銀（磚紅色）適用：100－500mg/L四、硫化物的測定

碘量法（＞1mg/L）：酸性，與過量碘作用，剩余碘用硫代硫酸鈉滴定，由硫代硫酸鈉消耗量間接求出。硫化物

式中：V0－空白試驗中，硫代硫酸鈉標準溶液用量（mL）

V1－水樣滴定時，硫代硫酸鈉標準溶液用量（mL）

C－硫代硫酸鈉標準溶液濃（mol/L）五、氰化物的測定

水樣＋酒石酸＋硝酸鋅氰化氫PH＝4，蒸餾

氰化鈉（＞1mg/L）

銀氰鉻離子

過量銀離子＋試銀靈指示劑：黃色變為橙色氰化物式中：C－硝酸銀標液濃度

Va－測定水樣時，硝酸銀標液用量

V0－空白試驗，硝酸銀標液用量

V1－水樣體積

V2－測定水樣時，所取餾出待測液體積硝酸銀滴定氫氧化鈉吸收六、其它非金屬無機物

根據水體類型和對水質要求不同，還可能要求測定其他非金屬無機物，如二氧化硅、余氯、硼等。關于它們的監測分析方法，可參閱有關水質分析參考

第七節水質有機污染指標分析一、溶解氧（DO）測定原理與方法溶解氧：溶解于水中的氧。

測定方法：

1、碘量法

原理：水樣中加入堿性KI和MnSO4,生成棕色沉淀，加酸溶解，并與碘離子反應，釋出等當量I2。，用硫代硫酸鈉標液滴定測碘量(以淀粉為指示劑)。式中：M——硫代硫酸鈉標液濃度

V——滴定水樣時，硫代硫酸鈉標液用量(ml)。

8——(1/4O2)的摩爾質量(g)注意：修正的碘量法——水樣應預處理防止干擾。正干擾：含使碘氧化的物質負干擾：含使碘還原的物質。終點不明顯：某些有機物。2、膜電極法

特點：快速簡便，但測定的準確和儀器的可靠性需用化學法校準。

分類：

(1)原電池式

(2)極譜式二、化學需氧量（COD）的測定

COD：在一定條件下，用強氧化劑處理水樣時所消耗的氧化劑的量。[mg/L]測定：重鉻酸鉀法，也可以用與其測定結果一致的庫侖滴定法或各種專用儀器測定。（一）高錳酸鉀法1、酸性高錳酸鉀法（CODMn）(1)原理：酸性條件下，過量KMnO4氧化水中有機物及某些還原物質。剩余高錳酸鉀，以過量草酸鈉還原，再以KMnO4回滴過量草酸鈉（至微紅色）。(2)計算：①未稀釋水樣：式中：V1——滴定時，消耗KMnO4溶液的體積。

K——KMnO4溶液的校正系數。

M——草酸鈉標液濃度。2、堿性高錳酸鉀法（CODCH）（1）原理：堿性條件下，過量KMnO4標液氧化水中有機物及某些還原物質。剩余KMnO4，以過量酸化草酸鈉還原，再以KMnO4回滴過量草酸鈉（至微紅色）。（2）計算：同上。（二）重鉻酸鉀法（CODCr）（1）原理CODCH（約為CODMn

的2/3）＜CODMn＜CODCr（2）計算：式中：V0——空白試驗中，消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液的體積。

V1——滴定水樣時，消耗（NH4）2F（SO4）2溶液的體積。

V——水樣體積。

c——（NH4）2Fe（SO4）2標準溶液濃度。三、生化需氧量(BOD)

BOD：好氧條件下，微生物分解水中有機物的生物化學過程中所需溶解氧的量。(一)五天培養法(標準稀釋法)：BOD51、原理：水樣稀釋后，在20±1℃下培養5天，培養前后DO的差值。

BOD5＜7mg/L時，無需稀釋2、稀釋倍數的選擇根據COD估算：

(1)根據CODMn：CODMn/4的值，大于此值。

(2)根據CODCr：CODCr/5的值，小于此值。3、測定結果計算：①未稀釋水樣：②稀釋水樣：式中：D1、D2——水樣培養前后DO的值

B1、B2——稀釋水培養前后DO的值

f1、f2——分別為稀釋水和水樣在培養液中所占比例。

(二)BOD儀器測定法1、BOD庫侖儀電化學分析法(庫侖法)

優點：可持續供氧，簡單，準確度高。2、BOD100F型測定儀水浴恒溫，氣體壓力平衡。四、總需氧量（TOD）1、定義水中能被氧化的有機和無機物質燃燒變成穩定的氧化物所需要的氧量。

2、儀器分析法測定

原理：900℃下，水樣中還原物質使載氣中氧濃度降低，用氧化鋯氧濃度檢測儀測定。樣品峰高與已知TOD的標準物質峰高比較，可得樣品TOD。

五、總有機碳（TOC）1、定義以碳的含量表示水體中有機物質總量的綜合指標。2、TOC分析儀燃燒氧化-非分散紅外吸收法、電導法、氣相色譜法、濕法氧化-非分散紅外吸收法等。3、燃燒氧化-非分散紅外吸收優點：一次性轉化，流程簡單，重現性好，靈敏度高。

原理：①差減法：水樣分別注入900℃和150℃燃燒管，催化氧化，使有機化合物和無機碳酸鹽均轉化為CO2，依次導入非分散紅外檢測器，分別測得TC和IC。TOC=TC－IC②直接法(不可吹出的TOC)：

水樣酸化后曝氣，驅除生成的CO2，再注入高溫管中，可直接測定TOC。六、揮發酚類

揮發酚：沸點在230℃以下的酚。

分析方法：容量法、分光光度法、色譜法等。1、預蒸餾：

作用：分離出揮發酚；消除顏色、渾濁和金屬離子等的干擾。2、4-氨基安替比林分光光度法（1）直接光度法

原理：堿性條件下，酚類被鐵氰化鉀氧化，生成吲哚酚安替比林染料(桔紅色，510nm)

適用：含酚0.1-5mg/L（2）萃取光度法氯仿萃取染料，460nm。

適用：0.002-6mg/L3、溴化測定法原理：酸性溶液中，溴酸鹽與KI反應析出溴，溴與酚生成三溴酚。加入KI與多余溴作用析出碘，用Na2S2O3標液滴定析出的碘。七、油分(一)重量法

原理：硫酸酸化水樣，同時加入NaCl，用低沸點有機溶劑從水樣中提取油類，蒸發除去溶劑，殘余物恒重稱量。(二)紫外或非分散紅外光度法

波長：視實際情況而定。

標準油：受浸染地點水樣中的石油醚萃取物。

適用：0.05-10mg/L八、其他有機污染物質

根據水體污染的不同情況，常常還需要測定陰離子洗滌劑、有機磷農藥、有機氯農藥、苯系物、氯苯類化合物，苯并(a)芘、多環芳烴、甲醛、三氯乙醛、苯胺類，硝基苯類等。其監測方法多用氣相色譜法和分光光度法。對于大分子量的多環芳烴、苯并(a)芘等要用液相色譜法或熒光分光光度法。第八節水質污染生物監測

一、生物群落法二、細菌學檢驗法三、水生生物毒性試驗一、生物群落法

水環境中各種不同的水生生物由于對環境的要求和適應能力不同，而對水污染產生不同的反應，據此了解污染對水生生物的直接危害，判斷水體污染的類型和程度。我國水環境生物監測技術規范對河流、湖泊、水庫等淡水環境的生物監測項目、頻率等要求列于下表。

一、生物群落法(一)指示生物

對某一特定環境條件特別敏感的水生生物，稱之為指示生物。水體中生活著各種水生生物，如浮游生物、著生生物、底犧動物、魚類和細菌等。

(二)監測方法

按照規定的采樣、檢驗和計數方法獲得各生物類群的種類和數量的數據后，評價水污染狀況的幾種比較有代表性的方法為．一、生物群落法（續）(二)監測方法1.污水生物系統法

該方法將受有機物污染的河流按其污染程度和自凈過程劃分為幾個互相連續的污染帶，每一帶中會出現不同的生物學特征（指示生物）和化學特征，據此評價水質狀況。根據河流的污染程度，通常將其分為四個污染帶，即多污帶、α-中污帶、β-中污帶和寡污帶。各污染帶水體內存在著特有的生物種群。

一、生物群落法（續）(二)監測方法2.生物指數法

是指運用數學公式反映生物種群或群落結構的變化，以評價環境質量的數值。

貝克生物指數（BI）=2n1+n2

BI=0時，屬嚴重污染區域，BI=1-6時，為中等有機物污染區域，BI=10-40時，為清潔水區。

二、細菌學檢驗法水的細菌學檢驗，特別是腸道細菌的檢驗，在衛生學上具有重要意義。實際工作中，常以檢驗細菌總數，特別是檢驗作為糞便污染的指示細菌，來間接判斷水的衛生學質量。

(一)水樣的采集

嚴格按無菌操作要求進行，防止在運輸過程中被污染，并應迅速進行檢驗。

.二、細菌學檢驗法（續）(二)細菌總數的測定

細菌總數是指lmL水樣在營養瓊脂培養基中，于37℃經24小時培養后，所生長的細菌菌落的總數。它是判斷飲用水，水源水、地表水等污染程度的標志。其主要測定程序如下：(1)滅菌；(2)制備培養基；(3)培養；(4)計數。二、細菌學檢驗法（續）(三)總大腸菌群的測定

總大腸菌群是指那些能在35℃、48小時之內使乳糖發酵產酸，產氣、需氧及兼性厭氧的、革蘭氏陰性的無芽孢桿菌．以每升水樣中所含有的大腸菌群的數目表示。1、多管發酵法

多管發酵法是根據大腸茁群細菌能發酵乳糖、產酸產氣以及具備革蘭氏染色陰性、無芽胞、呈桿狀等特性進行檢驗的。其檢驗程序如下：

1)配備平板基；2）初步發酵試驗；3）平板分離；4）復發酵試驗；5）大腸菌群計數。1、濾膜法

水樣抽濾，濾膜培養，由濾膜上生長的大腸苗群菌落總數和所取過濾水樣量計算：

總大腸菌群數/L＝所計數的大腸桿菌群數*1000/過濾水樣量（ml）(四)其他細菌的測定1、糞大腸菌群。糞大腸菌群也用多管發酵法或濾膜法測定。2、沙門氏菌屑。是常常存在于污水中的病源微生物，也是引起水傳播疾病的重要來源。測定時需先用濾膜法濃縮水樣，進行培養和平板分離，再進行生物化學和血清學鑒定。。3、鏈球菌(通稱糞鏈球菌)。也是糞便污染的指示菌。糞鏈球菌敷的測定采用多管發酵法或濾膜法．三、水生生物毒性試驗

進行水生生物毒性試驗可用魚類、藻類等，其中以魚類毒性試驗應用較廣泛。魚類對水環境的變化反應十分靈敏，當水體中的污染物達到一定濃度或強度時就會引起一系列的中毒反應。例如，行為異常、生理功能紊亂、組織細胞病變，直至死亡。

根據試驗水所含毒物濃度的高低和暴露時間的長短，毒性試驗可分為急性試驗和慢性試驗。

毒性試驗方法可分為靜水式試驗和流水式試驗兩大類。第九節底質監測一、底質監測的意義及采樣方法底質是沉積在水體底部的堆積物質的統稱，是礦物、巖石、土壤的自然侵蝕產物，是生物活動及降解有機質等過程的產物。一般不包括工廠廢水沉積物及廢水處理廠污泥。底質是水體的主要組成部分。

二、底質樣品的制備和預處理

（一）采樣（二）制備

1、脫水：自然風干；離心分離；真空冷凍干燥；無水硫酸鈉脫水。

2、篩分:脫水干燥后的樣品置于硬質白紙板上，用玻璃棒壓散，剔除礫石及動植物殘體，過20目篩，四分法縮量至所需量，瑪瑙研缽或碎樣機研磨至全部樣品過80-200目篩，裝入棕色廣口瓶中，貼上標簽，冷凍保存備用。

注意：測金屬元素試樣，用尼龍材質網篩；測有機物試樣，用銅材質網篩。二、底質樣品的制備和預處理（三）預處理

1、全量分解法：硝酸（或王水）－氫氟酸－高氯酸分解法，適用于測定底質中元素含量水平及隨時間變化和空間分布的樣品分解。

2、硝酸分解法：可溶解出由于水解和懸浮物吸附而沉淀的大部分重金屬，適用于了解受污染的狀況。

3、水浸取法：適用于了解底質中重金屬向水體釋放情況的樣品分解。

4、有機溶劑提取法：適用于處理測定有機污染組分的底質樣品。

三、底質監測

底質中需測定的污染物質視水體污染源