水质检测专项方案.docx

眉湖水质监测方案指导老师：

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组长：

组员：

1．眉湖介绍及污染源情况 1
2．眉湖水质分析 3
2.1．水质采样 3
2.2．固定指标分析 4
2.3．附加指标：总氮测定 5
3．质量控制方法 10
3.1．质量控制意义及方法 10
3.2.加标回收法 10
3.3．测定率 11
3.4．注意事项 11
3.5．加标回收法不足 11
3.6．加标回收率公式 12
3.7．铬加标回收 12
4．总结分析数据 13
4.1．基于模糊理论贴近度综合评价法 13
4.2．计算公式 13
4.3．不足 14
5．水质分类： 15
5.1．国家标准标准 15
5.2．水分类 15
5.3分级参数 17

1.眉湖介绍及污染源情况
眉湖是郑州大学新校区内构筑景观湖，宽度从窄处30米到宽处100米左右，长度为800米左右，半包围关键教学楼西半部，西临厚德大道，东临湖滨路，呈长弧形，因其整体外形像眉，故取名为“眉湖”。眉湖又名“博雅湖”，此关键景观湖设计了一系列富有中原特色人文景观，意在展现中原文化博大精深和高雅文明，寄予学子博采众长、雅趣共享。
经过走访和调查，我们了解到：眉湖采取是循环水系统，包含局部喷泉和上扬式曝气管循环和整体南北循环。供水水源有地下水和雨水两部分，其中地下水补给占关键部分，雨水来自处理过贮存雨水，贮存池在校园侧边杨树林。供水水源头有两个：南端一个，北端一个；湖面较大，春夏秋蒸发量较大，在雨水较少季节里，为保持湖面维持在一定水位，后勤管理部门每三天会依据具体情况进行补水；因为湖中放有大量观赏鱼，为确保湖水中有足够溶解氧维持鱼类生存，整个湖共设计了11个潜入式曝气机，3个上扬式曝气机，采取交叉方位安置，不仅有充氧功效，还能促进水流动，预防湖水腐败。湖分北、中、南三段，中段较长且水流和水质相对稳定，北端地势高（高１０ＣＭ左右）相对比较封闭，南端因为设计有高低阶，所以南段和中段流通性好于北端和中段流通。
最近我们发觉眉湖湖水发绿、能见度低，有时还伴有异味。为此我们环境监测自主小组决定对眉湖进行采样并检测其水质情况，了解眉湖水质现实状况并分析其污染原因，期望能够依据试验结果对学校相关部门提出提议，从而愈加好共同保护我们大家共同眉湖。
经过分析，我们发觉眉湖污染源关键来自以下几处：
（1）湖边绿化草皮和树施肥、喷灌浇水过程，造成水体磷、氨氮含量超标，引发水体富营养化；
（2）眉湖作为一个人工湖，水体更新速度较慢，水体流通不畅，易造成水质腐败，水中微生物增多，进而造成溶解氧降低；
（3）部分同学及外来人员从岸边或桥上向湖中随意丢弃垃圾；
（4） 北段眉湖岸边有一咖啡馆，时不时见到她们在眉湖里洗拖把，可能造成了眉湖水质污染；
（5） 重金属污染，不过这种可能性很小；

2．眉湖水质分析
2.1．水质采样
2.1.1．采样方法
（1）采水器：
  聚乙烯塑料桶；直立式采水器（该采水器由采水桶，采水器壳和溶解
氧采水瓶组成）；有机玻璃采水器（该采水器由桶体，带輖两个半圆上盖和活动底板等组成）。
（2）采样方法
水样通常采瞬时样：水桶适合于采表层水，在水流较急时，水桶应固定在铁杆上。水下采样通常可用直立式采水器，有机玻璃采水器，当水深较急时，则应配置对应物件。采时间混合样，可用连续自动采水器。
2.1.2．采样注意事项
⑴采样时不搅动底部沉底物。
⑵采样时应确保采样点位置正确。
⑶洁净容器在装入水样前，应先用该采样点水冲洗3次，然后装入水样。并按要求加对应固定剂，添写标签。
⑷待测溶解氧水样应严格不接触空气，其它水样尽可能少接触空气。
⑸认真填写水样采集统计，现场统计清楚，项目完整。
⑹应确保采样按时，正确，安全。
2.1.3．采样点位置，频率
因为本组人员比较少（共四人），考虑到实际情况，故选择两个点。
采样连续三天，位置图所表示

时间
温度
天气

2.2．固定指标分析
检测项目
关键试验仪器
保留方法
保留期
备注
PH 电导率
数字酸度计

12h
立即测定
COD
微波闭式消解仪
加硫酸至ph≤2
48h
G
总铬
722型分光光度计
硝酸硫酸消解排除干扰

立即测定
DO
培养瓶，移液管
加硫酸锰，碱性碘化钾固定，避光（充满容器）
24h
当场固定，G
BOD5
恒温培养箱，特制玻璃搅拌棒
1-5℃，避光
6h
取样充满容器，G
铜含量
原子吸收分光光度计
1L水加浓硝酸10ml
14d
P
氨氮含量
722型分光光度计
加硫酸至ph≤2
24h
需使用无氨水
2.3．附加指标：总氮测定
2.3.1．试验目标
大量生活污水、农田排水或含氮止业废水排入水体，使水中有机氮和多种无机氮化物含量增加，生物和微生物类大量繁殖，消耗水中溶解氧，使水体质量恶化。湖泊、水库中含有超标氮、磷类物质时，造成浮游植物繁殖旺盛，出现富营养化状态。所以，总氮是衡量水质关键指标之一。
2.3.2.方法选择
总氮测定方法通常采取过硫酸钾氧化，使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐后，再以紫外法、偶氮比色法，和离子色谱法或气相分了吸收法进行测定。
2.3.3.样品保留
水样采集后，用硫酸酸化到pH<2,在24h内进行测定。
过硫酸钾氧化紫外分光光度法（GB-11849-89）
2.3.4.方法原理
在60℃以上水溶液中过硫酸钾按以下反应式分解，生成氢离子和氧。
K2S2O8+H2O→2KHSO4+1/2O2
KHSO4→K-1+HSO4- HSO4-→H++SO42-
加入氢氧化钠用以中和氢离子，使过硫酸钾分解完全。
在120~124℃碱性介质条件下，压过硫酸钾作氧化剂，不仅可将水样中氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。以后，用紫外分光光度法分别于波长220nm和275nm处测定其吸光度，按A=A220-2A275计算硝酸盐氮吸光度值，从而计算总氮含量。其摩尔吸光系数为1.47×103L/(mol*cm).
2.3.5.干扰及消除
⑴水样中含有六价铬离子及三价铁离子时，可加入5%盐酸羟胺溶液1 -2ml以消除其对测定影响。
⑵碘离子及溴离了对测定有干扰。测定20ug硝酸盐氮时，碘离子含量相对于总氮含量0.2倍时无干扰;溴离子含量相对于总氮含量3.4倍时无干扰。
⑶碳酸盐及碳酸氢盐对测定影响，在加入一定量盐酸后可消除。 ⑷硫酸盐及氯化物对测定无影响。
⑸方法适用范围 该法关键适适用于湖泊、水库、江河水中总氮测定。方法检测下限为0.05mg/L,上限为4mg/L.
2.3.6.仪器和试剂选择
紫外分光光度计；压力蒸汽消毒器或民用压力锅，压力为 1.1 ~1.3kg/cm² ,对应温度为120~ 124℃； 25ml具塞玻璃磨口比色管；
无氨水:每升水中加入0.1ml浓硫酸，蒸馏。搜集馏出液于玻璃容器中或用新制备去离子水；20%氢氧化钠溶液:称取20g氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至100ml；碱性过硫酸钾溶液:称取40g过硫酸钾（K2S2O8）, 15g氢氧化钠，溶于无氨水中，稀释至1000ml。溶液存放在聚乙烯瓶内，可贮存一周；（1+9）盐酸；
硝酸钾标准溶液
⑴标准贮备液:称取0.7218g经105一110℃烘干4h优级纯硝酸钾（KNO3）溶于无氨水中，移至1000ml容量瓶中定容。此溶液每毫升含100ug硝酸盐氮。加入2ml三氯甲烷为保护剂最少可稳定6个月。
⑵硝酸钾标准使用液:将贮备液用无氨水稀释10倍而得，此溶液每毫升含10ug硝酸盐氮。
2.3.7.试验步骤
⑴校准曲线绘制
①分别吸收0、0.50、1.00、2.00、3.00、5.00、7.00、8.00ml硝酸钾标准使用溶液于25ml比色管中，用无氨水稀释至10ml标线。
②加入5ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布及纱绳裹紧管塞，以防迸溅出。 ③将比色终置于压力蒸汽消毒器中，加热0.5h，放气使压力指针回零。然后升温至120℃~124℃开始计时(或将比色管置于民用压力锅中，加热至顶压溉吹气开始计时)，使比色管在过热水蒸气中加热0.5h。
④自然冷却，开阀放气，移去外盖，取出比色管并冷至室温。
⑤加入(1+9)盐酸1 ml，用无氨水稀释至25ml标线。
⑥在紫外分光光度计上，以无氨水作参比，用10mm石英比色皿分别在220nm及275nm波优点测定吸光度。用校正吸光度绘制校准曲线。
(2)样品测定步骤
取10ml水样，或取适量水样(使氮含量为20~80ug ) 。按校准曲线绘制步骤②至⑥操作。然后按校正吸光度，在校准曲线上查出对应总氮量，再用下列公式计算总氮含量:
总氮(mg/L)=𝑚/𝑉
式中:m—从校准曲线上查得含氮量（ug); V一所取水样体积(ml)。
2.3.8.精密度和正确度
⑴21个试验室对二种含总氮1.15~ 2.64mg/L统一样品进行了测定，室内相对标准偏差为1.6%^~2.5%;空间相对标准偏差为1.9%-4.9%.
⑵21个试验室，共测定64种水样(水库、湖水、河水等地表水55种，井水两种，废水七种)。每种水样反复测定六次。相对标准偏差通常小于5%，最大为7% 平均回收率在95%一105%之间，仅两种水样回收率为90%。
2.3.9.注意事项
⑴考吸光度比值A275/A220×100%大于20%时，应予判别(参见硝酸盐氮测定中(四)紫外分光光度法)。
⑵玻璃具塞比色管密合性应良好。使用压力蒸汽消毒器时.冷却后放气要缓慢;使用民用压力锅时，要充足冷却方可揭开锅盖，以免比色管塞蹦出。
⑶玻璃器皿可用10%盐酸浸洗，用蒸馏水冲洗后再用无氨水冲洗。
⑷使用高压蒸汽消毒器时，应定时校核压力表:使用民用压力锅时，应检验橡胶密封圈，使不致漏气而减压。
⑸测定悬浮物较多水样时，在过硫酸钾氧化后可能出现沉淀。遇此情况，可吸收氧化后上清液进行紫外分光光度法测定。

3．质量控制方法
3.1．质量控制意义及方法
⑴环境监测质量确保是环境监测中十分关键技术工作和管理工作。
质量确保和质量控制，是一个确保监测数据正确可靠方法，也是科学管理试验室和监测系统有效方法，它能够确保数据质量，使环境监测建立在可靠基础之上。
试验室设施，检验场地及能源，照明，采暖，和通风等应便于检验工作正常运行。检验方法符合标准。所用试剂，试液符合实际需要，合理使用对应规格试剂，妥善保留。
⑵为确保试验过程正确性，可合适采取数次测量，平行测定，空白试验或加标法，以检验所测结果正确性。本试验采取“加标回收”法，即在样品中加入标准物质，测定其回收率，以确定正确度，次回收试验还可发觉方法系统误差，这是现在常见而方便方法，加标回收率测定。
3.2.加标回收法
（1）密码加标：由专职人员在随机抽取常规样品中加入适量标准物质（或标准溶液），和样品同时交付分析人员进行分析，其编号和加标量为分析者未知，测量结果有专职人员计算加标回收率，以控制结果精密度和正确度。
（2）明码加标：分析人员在分取测定样品同时，另取一份，加入已知量标准物质（或标准溶液），由测定结果计算加标回收率。
样品和加标样按同一操作步骤和方法同时测定，确保试验条件一致。为提升正确度，样品和加标样分别进行平行测试，以平均值带入计算。
3.3．测定率
能够和平行样测定率相同。在一批样品中，随机抽取10%—20%样品进行加标回收率测定。当样品数较少不足10时，合适增加测定比率。
3.4．注意事项
加标物质形态应该和待测物形态相同。加标样中原始样品所取体积、稀释倍数及测试体积，尽可能和样品测试时一致。加标样品和样品所含待测物浓度应控制在精密度相等范围内，通常情况下要求：加标量应尽可能和样品中待测无含量相等或相近；注意对样品容积影响，加入标准物质（或标准溶液）浓度宜较高，体积应很小，通常不超出原样品体积1%，用以简化计算方法；当样品中待测物含量靠近方法检出限时，加标量应控制在校准曲线低浓度范围；加标量不宜过大，通常为样品中待测物含量０．５—2倍，任何情况下加标量均不得大于待测物含量3倍，且加标后总含量不得超出该分析方法监测上限；加标后测定值不应超出方法测定测定上线90%；当样品中待测物浓度高于校准曲线中间浓度时，加标量应控制在待测物浓度半量。
3.5．加标回收法不足
因为加标样和样品分析条件完全相同，其中干扰物质和不正确操作等原因所致效果相等。当以其测定结果减差计算回收率时，常不能确切反应样品测定结果实际差错。如样品中待测物质浓度和加入标准物质浓度对回收率影响，加入标准物质和样品中待测物质形态及价态未必一致，基体亦有差异，样品中一些干扰物质对待测物质产生正干扰或负干扰，有时不能为回收率试验所发觉。
3.6．加标回收率公式
回收率=加标试样测定值-试样测定值加标率×100%
P=XVV+V'-BT×100%
式中，P—百分回收率
X——加标后分析结果（浓度）
B——加标前（背景）样品浓度
V——样品体积
Vˊ——加标体积
T——加标已知浓度
3.7．铬加标回收
依据上述方法，进行加标回收，计算加标回收率，检验结果正确度。

4．总结分析数据
4.1．基于模糊理论贴近度综合评价法
水环境质量评价实际上是依据水体污染物浓度分级标准，比较待评价水体各污染物实测值和某级标准浓度最靠近，则它就被认为符合该级水环境质量。所以水环境质量综合评价实际上是一个多指标模式识别问题。不过水环境质量好坏和评定等级划分，其界限是模糊，没有一个确定等级边界，所以用基于模糊理论贴近度来进行综合评价，能够得到靠近客观实际结果。
4.2．计算公式
水环境质量贴近度综合评价步骤以下：
（1）选择参评因子（假设选定了n个因子，i=1，2，……，n）并计算各参评因子各级标准值（水环境质量标准级数，j=1，2，……m）隶属度，以下式计算：
（2）
（2）计算各因子实测值隶属度，以下式计算；
（3）
上述（2）、（3）两式中，Sij为第i因子第j级标准值，Ci为i因子实测值，H为一正整数，而且需要满足（Ci/H∑Sij）≤1。
（3）计算各级标准下A和B贴近度，以下式计算：
（4）
下标i意义同上。对于m个等级水环境质量标准，总共能够计算出m个贴近度。依据贴近度评价择近标准，取m个贴近度中最大贴近度所属水质类别作为评价水体总体水质类别。
4.3．不足
这种基于模糊理论评价方法概念比较清楚，即使公式看上去较复杂，但实际计算较简单，所以使用也较广。不过，这种方法也没有考虑各因子权重。

5．水质分类：
国家要求多种用水在物理性质、化学性质和生物性质方面要求。依据供水目标不一样，存在着饮用水水质标准、农用浇灌水水质标准等。多种工业生产对水质要求标准也各不相同。农田浇灌用水水质通常需考虑pH值、含盐量、盐分组成、钠离子和其它阴离子相对百分比、硼和其它有益或有毒元素浓度等指标。
5.1．国家标准标准
水资源保护和水体污染控制要从两方面着手：首先制订水体环境质量标准，确保水体质量和水域使用目标；其次要制订污水排放标准，对必需排放工业废水和生活污水进行必需而合适处理。对水质要求最基础是《地表水环境质量标准》，由国家环境保护总局公布GB3838-。GB表示国家标准，3838表示标准号，表示公布年代。
5.2．水分类
依据《地表水环境质量标准》（GB3838-）中要求，地面水使用目标和保护目标，中国地面水分五大类：
Ⅰ类
关键适适用于源头水，国家自然保护区；
Ⅱ类
-- 关键适适用于集中式生活饮用水、地表水源地一级保护区，珍稀水生生物栖息地，鱼虾类产卵场，仔稚幼鱼索饵场等；
Ⅲ类
-- 关键适适用于集中式生活饮用水、地表水源地二级保护区，鱼虾类越冬、回游通道，水产养殖区等渔业水域及游泳区；
Ⅳ类
关键适适用于通常工业用水区及人体非直接接触娱乐用水区；
Ⅴ类
-- 关键适适用于农业用水区及通常景观要求水域。
参考：
一类水质：水质良好。地下水只需消毒处理，地表水经简易净化处理（如过滤）、消毒后即可供生活饮用者。
二类水质：水质受轻度污染。常常规净化处理（如絮凝、沉淀、过滤、消毒等），其水质即可供生活饮用者。
三类水质：适适用于集中式生活饮用水源地二级保护区、通常鱼类保护区及游泳区。[2]
四类水质：适适用于通常工业保护区及人体非直接接触娱乐用水区。
五类水质：适适用于农业用水区及通常景观要求水域。超出五类水质标准水体基础上已无使用功效。

5.3．分级参数
序号
分类
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅳ类
Ⅴ类
标准值
项目
1
水温 (℃)

人为造成环境水温改变应限制在：
周平均最大温升≤1
周平均最大温降≤2
2
pH值(无量纲)

　　　6～9
3
溶解氧（DO）
≥
饱和率 90% (或7.5)
6
5
3
2
4
高锰酸盐指数
≤
2
4
6
10
15
5
化学需氧量（COD）
≤
15
15
20
30
40
6
五日生化需氧量（BOD5）
≤
3
3
4
6
10
7
氨氮(NH3-N)
≤
0.15
0.5
1
1.5
2
8
总磷（以 P 计）
≤
0.02
0.1
0.2
0.3
0.4
(湖、库O.01)
(湖、库O.025)
(湖、库O.05)
(湖、库O.1)
(湖、库O.2)
9
总氮(湖、库．以N计)
≤
0.2
0.5
1
1.5
2
10
铜
≤
0.01
1
1
1
1
17
铬（六价）
≤
0.01
0.05
0.05
0.05
0.1