空气过滤环境监测.doc

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第一章 绪论

内容提要：
第一章：绪论
环境监测的内容、分类/环境标准与监测质量保证

目的要求：
了解环境监测的内容、分类和体系结构
了解环境标准
掌握环境监测中误差与数据处理的知识
掌握优先监测的原则

重点难点：
优先监测的原则
误差处理
数据处理

作业、实验：
P9 2

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第一章 绪论

一、 环境与环境问题
1、环境 指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括：大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。
2、第一环境问题 由自然力引起的原生环境问题，如火山爆发、洪涝、干旱、流行病和地震等自然界的异常变化
3、第二环境问题 由人类活动引起的次生环境问题，是人类目前面临的最为严峻的环境挑战。
4、环境污染特点：
污染物浓度范围宽
污染物稳定性差异大
污染物自身转化可能性大，产生不同危害
污染物影响对象广泛
二、环境监测及程序
1、环境监测定义
运用现代科学技术手段测定代表环境质量的各种标志数据，监控环境质量及其变化趋势的过程。
2、环境监测程序
确定目的→现场调查→制定监测方案→实施方案→结果评价→编制报告 ↓
布点 采样 运送保存 分析测试 数据处理
三、环境监测目的与分类
1、环境监测目的：
监控环境质量
为制定各类环境标准以及目标管理提供依据
提供司法依据
科学研究
2、环境监测分类：
按监测介质分 大气、水质、固体物质、噪声、生物污染及物理污染等。
按监测目的分 监视性、特殊性、研究性。

四、环境监测对象与选择
1、环境监测对象
污染类型 大气污染物、水体污染物、土壤污染物等
污染物的形态 气体污染物、液体污染物和固体废物
污染物的性质 化学污染物、物理污染物和生物污染物
2、优先监测原则：
对环境影响大，潜在危险性大（难降解、生物积累性、毒性）
已有确定的环境标准或有其他规定和要求的
已有可靠检测方法，能获得准确数据
在环境中的量已接近或超过规定标准值，其污染趋势还在上升
样品有广泛代表性，能反映环境综合质量

五、环境监测的特点
由于环境污染具有自身的特点，监测也相应具有特点：
测定方法具有较高灵敏度，选择性好
采样要求多点位、高频数采样
监测手段多样化：化学法、物理法、生物技术等
监测要有完整的质量保证体系
六、环境监测技术
化学分析方法
重量法、容量法
仪器分析方法
光谱法、电化学分析法、色谱法
七、环境标准
环境标准
物质标准
环保仪器
设备标准
环境方法标准
环境基础标准
环境质量标准
污染物排放标准
环境质量标准
污染物排放标准
地方环境标准
国家环境标准
环境标准体系

根据《中华人民共和国环境保护标准管理办法》，我国环境标准由2级4类组成。
水质标准：包括水环境质量标准和污水排放标准
1、 地表水环境质量标准
根据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：
Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区
Ⅱ类：适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区
Ⅲ类：适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区
Ⅳ类：用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区
Ⅴ类：用于农业用水区及一般景观要求水域
指标有：水温、pH值、生化需氧量、化学需氧量、溶解氧、磷、氮、大肠菌群
2、 生活饮用水指标：
为保证水质适用于生活饮用，饮用水包括自来水、井水、深井水等，基本指标与地表水同，不同的是饮用水不存在自净问题，因此无生化需氧量、溶解氧指标。
增加的指标有：细菌总数、游离性余氯
3、 污水综合排放标准
污水分为一、二、三级标准
排入Ⅲ类水域的执行一级标准
排入Ⅳ类Ⅴ类水域的执行二级标准
排入设置二级污水处理厂的，执行三级标准
Ⅰ类Ⅱ类水域位特殊保护水域，不得排污

大气标准：包括质量标准和污染物排放标准
1、 环境空气质量标准，空气过滤器分为3级
一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触下不发生任何危害。
适用于：自然保护区、风景游览区、疗养地
二级标准：为保护人群健康和动植物，在长期短期情况下，不发生上海的空气质量要求。
适用于：城市居民区、混合区和广大农村
三级标准：为保护人群不发生急、慢性中毒，一般动植物能正常生长。
适用于：大气污染程度较重的城镇和工业区

2、 大气污染综合排放标准
各项目有各自的标准
如：《锅炉大气污染物排放标准》
《火电厂大气污染物排放标准》
《汽车大气污染物排放标准》等

固体废物标准
《生活垃圾焚烧污染控制标准》
《生活垃圾填埋污染控制标准》
《危险废物贮存污染控制标准》
《危险废物填埋污染控制标准》

噪声标准
5类环境噪声
0类：疗养区、高级宾馆空气过滤器
1类：居住区
2类：商业、工业区
3类：工业区
4类：道路干线、铁路两侧
第二章 环境监测基本知识

内容提要：
第二章：环境监测基本知识
误差及数据处理基础/环境标准与监测质量保证
校准曲线及数据表格绘制
环境监测中常用玻璃器皿的洗涤

目的要求：
了解环境监测的内容、分类和体系结构
了解数据处理的基本知识
掌握环境监测中误差与数据处理的知识
掌握优先监测的原则

重点难点：
优先监测的原则
误差处理
数据处理

作业、实验：
P30 2，3，4
第二章 环境监测基本知识
第一节 数据处理基础
一、 概念
1、 真值：
理论真值
约定真值
标准器（包括标准物质）的相对真值
误差：
是客观存在的；任何测量结果都具有一定误差；存在于一切测量过程中
偏差：
2、 误差分类
系统误差（包括方法误差、仪器误差、试剂误差、人员误差、环境误差）
特点：具单向性（大小、正负一定 ）
可消除（原因固定）
重复测定重复出现
偶然误差
特点：
1)不具单向性（大小、正负不定）
2)不可消除（原因不定）
但可减小（测定次数↑）
3) 分布服从统计学规律（正态分布）
过失误差
3、 减少误差的方法
减少系统误差： 校准仪器→减少仪器误差
空白试验→减少试剂误差
对照试验/回收试验→通过用标准物质进行测定，校正方法误差
减少偶然误差：增加测定次数
减少过失误差：认真细致工作，提高操作水平
空白试验又叫空白测定,是指用蒸馏水代替试样的测定。其所加试剂和操作步骤与试验测定完全相同。空白试验应与试样测定同时进行，试样分析时仪器的响应值（如吸光度、峰高等）不仅是试样中待测物质的分析响应值，还包括所有其他因素，如试剂中杂质、环境及操作进程的沾污等的响应值，这些因素是经常变化的，为了了解它们对试样空气过滤器测定的综合影响，在每次测定时，均进行空白试验，空白试验所得的响应值称为空白试验值。
4、 误差的表示方法：
准确度与误差
1．准确度：指测量结果与真值的接近程度
2．误差
（1）绝对误差：测量值与真实值之差
E=x-μ
（2）相对误差：绝对误差占真实值的百分比

注：μ未知，E已知，可用χ代替μ
注： 1）测高含量组分，RE可小；测低含量组分，RE可大
2）仪器分析法——测低含量组分，RE大
化学分析法——测高含量组分，RE小
精密度与偏差
1．空气过滤器精密度：平行测量的各测量值间的相互接近程度
2．偏差：
（1）绝对偏差 ：单次测量值与平均值之差

（2）相对偏差：绝对偏差占平均值的百分比

（3）平均偏差：各测量值绝对偏差的算术平均值

（4）相对平均偏差：平均偏差占平均值的百分比

（5）标准偏差：
μ未知
μ已知
（6）相对标准偏差（变异系数）

准确度与精密度的关系
1. 准确度高，要求精密度一定高
但精密度好，准确度不一定高
2. 准确度反映了测量结果的正确性
精密度反映了测量结果的重现性

二、灵敏度与检出限
灵敏度：
分析方法的灵敏度是指该方法对单位浓度或单位量的待测物质的变化所引起的响应量变化的程度，它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述，因此空气过滤器常用标准曲线的斜率来度量灵敏度。灵敏度因实验条件而变。
检出限：
某一分析方法在给定的可靠程度内可以从样品中检测出的待测物质的最小浓度或最小量。所谓检测是指定性检测，即断定样品中确定存在浓度高于空白值的待测物质。
测定限分测定下限和测定上限。测定下限是指在测定误差能满足预定要求的前提下，用特定方法能够准确地定量测定待测物质的最小浓度或量；测定上限是指在测定定误差能满足预定要求的前提下，用特定方法能够准确地定量测定待测物质的最大浓度或量。

三、监测数据的处理
1、有效数字
包括两个部分：可靠数字和可疑数字
从可疑数字算起，到该数的左起第一个非零数字的数字个数称为有效数字位数。
修约规则：
四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零视奇偶：五前为偶应舍去，五前为奇则进一。
只能对数字进行一次性修约
2、可疑数据的取舍
（1）“4d”检验法
较早采用的方法，简单易行，但该法不够严格，只能用于处理一些要求不高的实验数据。
（2）Q检验法
①将各数据按递增的顺序排列，计算级差R
②求可疑值与其相邻值差值得绝对值
③求出Q
④根据测定次数n和要求的置信度在表中查相应的Q值，若Q的计算值大于表值，则舍去可疑值，否则应保留。
举例
置信度（置信水平）：某一 t 值时，测量值出现在μ± t •s范围内的概率
显著性水平：落在此范围之外的概率
显著性水平= 1- 置信水平
（3）Dixon检验法
D检验法是对Q检验法的改进，这种方法目前广泛使用。该法与Q检验法不同的是按不同的测定次数范围，采用不同的计算公式。
举例
（4）Grubbs检验法
①将各数据按递增的顺序排列，计算平均值和标准偏差
②计算G值。

③根据测定次数n和要求的置信度在表中查相应的G值，若G的计算值大于表值，则舍去可疑值，否则应保留。
适用于一组数据中有两个或以上可疑数据
举例
小结
可疑数据检验方法：
1、仅有一个可疑数据（最大值或最小值）时，可用D法和G法。与D法比较，G法不但能处理一个可疑数据，还能适用于2个或多个的情况
2、如果可疑数据在同侧，空气过滤器应首先检验内侧数据，若内侧数据为离群值，则外侧的也应被舍去；若保留再检验外侧。在检验内侧数据时，平均值和标准偏差计算均不含外侧数据，次数也相应减一。
3、最大值和最小值皆为可疑时，应按G法先后检验X1和Xn是否舍去。如果经检验去除X1后，再检验Xn时，测定次数作为少一次来处理，且此时选取99%置信水平。
3、监测结果的数值表示方法
（1）算术平均值
（2）几何平均值
（3）中位值
（4）平均值的置信区间

第二节 常用溶液浓度表示方法
一、物质的量浓度
二、质量浓度
三、质量分数浓度
四、体积分数浓度
五、以V1+V2表示的浓度
六、滴定度
溶液标签书写格式（略）
第三节 校准曲线及表格绘制
一、 校准曲线
描述待测物质浓度或良与相应的测量仪器响应量或其他指示量之间的定量关系曲线。
校准曲线根据分析步骤不同分为工作曲线和标准曲线。
二、 标准曲线的绘制
三、 绘制时注意的问题

第四节 常用玻璃器皿的洗涤
一、 洗涤液的配制和使用
1、 一般洗涤液：
肥皂、洗衣粉、去污粉。。。
2、 洗液：
用于不易清洗或不能直接刷洗的玻璃器皿：如吸管、容量瓶
（1） 强酸性氧化剂洗液
20g工业纯重铬酸钾于40ml热水中，冷却后，缓缓加入
360ml工业硫酸，放冷后装入聚塞玻璃瓶中备用。
颜色：暗红色 失效：绿色
六价铬被还原成三价铬
优点：很强氧化能力，侵蚀性小（对玻璃）洗涤效果好
缺点：不适于洗涤测定铬的容器，且废液含铬要做处理。
（2） 洗涤玻璃器皿上的油污
碱性高锰酸钾洗液
碱性乙醇洗液
（3） 洗涤有机染料染色的器皿
（1+2）盐酸-乙醇洗液
（4） 水垢、盐垢：
（1+1）盐酸、（1+1）硝酸
（5） 油脂性污物（吸管、滴管内。。。）
汽油、甲苯、丙酮、酒精浸泡清洗
二、 洗涤方法

第五节 实验室用水
(一)蒸馏水
金属蒸馏器，玻璃蒸馏器，石英蒸馏器，亚沸蒸馏器。
（二）去离子水
• 无氯水
• 无氨水
• 无二氧化碳水
• 无铅（重金属）水
• 无砷水
• 无酚水
• 不含有机物的蒸馏水
（三）特殊要求的纯水

第三章 环境监测质量保证与控制
内容提要：

第三章：环境监测质量保证与控制
数据处理的质量保证
空气过滤器精密度评价方法
回归分析/分析测定质量控制/标准分析方法和环境标准物质

目的要求：
掌握环境监测中误差与数据处理的知识
掌握准确度精密度评价方法
了解标准分析方法和环境标准物质常用溶液浓度表示方法
掌握环境监测中回归分析和质量控制图

重点难点：
准确度精密度评价方法
回归分析和质量控制图

作业、实验：
P58 1，3，4
第三章 环境监测质量保证与控制

第一节 概述

定义：
对监测全过程进行技术上、管理上的全面监督，以保证监测数据的准确可靠。
内容：
监测全过程：监测计划的制定，采样网络，采样频率、采样时段，样品的运输和保存，分析的方法，实验室条件，人员培训，数据处理和结果表达以及编写有关的文件指南和手册等。
意义：
保证数据准确性和可比性，以便作出正确的结论。
质量控制：
是质量保证的一部分，主要是对实验室的质量、管理进行监督，包括实验室内部质量控制和外部质量控制。

第二节 数据处理的质量保证
准确度是反映分析方法或测量系统存在的系统误差和随机误差两者的综合指标，并决定其分析结果的可靠性。
评价方法常用：加标回收法和对照试验法。
一、 加标回收率试验
在试样中加入一定量的标准物质，同时测定加标试样，并计算回收率。常用来判断某方法是否适合于特定试样的测定。
二、 对照试验
两种对照：将标准物质与环境样品分别用同一种方法测定后比较。
将同一种环境样品用不同方法测定，检验两种方法的测定结果。
对照试验的结果比较通常采用t检验法，也称为显著性检验。
1、 显著性检验的基本知识：
（1） 概念：利用统计的方法来检验被处理的问题是否存在显著性差异
（2） 步骤：
A、 提出一个假设
B、 确定计算统计量：t,F等
C、 查表
D、 根据统计值与临界值的关系，判断假设是否成立

（3） 双侧检验和单侧检验
只要检验是否相等时，使用双侧检验
专门研究两者之间哪个值大或小，则使用单侧空气过滤器检验。
2、 平均值与已知值的显著性检验
目的：用来发现总体均值与一已知值或目标值之间是否存在明显差异，当已知值为真值时，这一检验可以发现测量中是否存在系统误差。
最常用t检验法。
步骤：
A、 由测量值求得均值和标准偏差
B、 由测量次数n，均值，标准偏差和已知值求统计值t.

C、求得f=n-1，给定显著性水平
由，f在表中查临界值ta (单侧检验查t2a)
D、若>ta 认为总体均值与已知值不一致，即有显著性差别
若≤ta , 认为总体均值与已知值一致，即无显著性差别，测定正常。
（单侧检验将ta改为t2a）
3、 两个平均值的检验
空气过滤器目的：比较不同条件下或不同方法下的两组测量数据之间是否存在差异，或差异是否等于d。因为两组测定的平均值来自两个不同的分析系统，都不是真值，因此两个平均值的显著性检验有别于平均值与已知值的显著性检验。
检验步骤为：
A 、使用F检验法。若无显著性差异，则继续
B、进行假设，计算t
C、查表、判断

第三节 精密度评价方法
1、 常用术语
平行性
重复性
再现性
2、 F检验法
（1） 目的：用于比较不同条件下测量的两组数据是否具有相同的精密度
（2） 步骤
假设S12=S22
计算S12 S22
计算F=SMAX2 / SMIN2
查表Fa/2（f1，f2）
判断 若F≤Fa/2（f1，f2）则假设成立
若F>Fa/2（f1，f2）则假设不成立
举例

第四节 回归分析
一、 直线回归
Y=a+bx
举例
二、相关系数及显著性检验

正相关的两种图形
负相关的两种图形

显著性检验
举例

第五节 质量控制图
[例]某一铜的控制水样，累计测定20个平行样，结果见教材表9-11，试作均数控制图。
1.均数控制图
均数控制图

[例]用二乙基二硫代基甲酸银Ag-DDC法测定砷时，测得空白试验值如教材表9-12所示，作精密度控制图。
空白试验控制图

[例]用双硫腙法测定水中痕量汞，加标量为0.4mg/（100mL），测得加标回收率如教材表9-13所示，作准确度控制图。
准确度控制图

2.均数-极差控制图
均数-级差控制图

[例]用镉试剂法测镉。以浓度为1mg/L的控制样品每次作两个平行测定，其结果如教材表9-15所示，绘制均数-极差控制图。
镉的均数-级差控制图

第六节 标准分析方法和环境标准物质
国际标准化组织（ ISO ）对标准物（ Reference Material 简称 RM ）所下定义：这种物质具有一种或数种已被确定的性质，这些性质可以用作校准仪器或验证测量方法。标准气体可以是纯的，空气过滤器也可以是混合的气体、液体、固体，甚至是简单的人造物体。
我国的标准物质以 BW 为代号，分为国家一级标准物质，和二级标准物质，国家一级标准物质应具备以下条件：
①绝对测量法或两种以上不同原理的准确、可靠的测量方法进行定值。此外，亦可在多个实验室中分别使用准确可靠的方法进行协作定值。
②定值的准确度应具有国内最高水平。
③应具有国家统一编号的标准物质证书。
④稳定时间应在一年以上。
⑤应保证其均匀度在定值的精密度范围内。
⑥应具有规定的合格的包装形式。
作为标准物质中的一类，环境标准物质除具备上述性质外，还应具备：
（ 1 ）是由环境样品直接制备或人工模拟环境样品制备的混合物；
（ 2 ）具有一定的环境基体代表性。

环境标准物质在环境监测中主要用于：
（ 1 ）评价分析方法的准确度和精密度，研究和验证标准方法，发展新的监测方法。
（ 2 ）校正并标定监测分析仪器，发展新的监测技术。
（ 3 ）在协作实验中用于评价实验室的管理效能和监测人员的技术水平。
（ 4 ）把标准物质当作工作标准和监控标准使用。
（ 5 ）实现数据的可比性和时间上的一致性。
（ 6 ）作为仲裁依据。
（ 7 ）以一级标准物质作为真值，控制二级标准物质和质量控制样品的制备和定值，也可为新类型的标准物质的研制与生产提供保证。
在环境监测中应根据分析方法和被测样品的具体情况运用适当的标准物质。
第四章 水质污染监测

内容提要：
第四章：水质污染监测
水质监测项目
结果表示方法
水样采集与保存
底质样品采集与制备
水流总量计算与流量测定
金属污染物测定

目的要求：
了解水质监测项目和结果表示方法
了解底质样品采集与制备和水流总量计算与流量测定
掌握环境监测常用的水样采集与保存方法和操作步骤

重点难点：
环境监测常用的水样采集与保存方法和操作步骤
采样点的布设
作业、实验：
P149，1，2，7，8，11，12

第四章 水质污染监测
第一节 水质监测项目及标准
一、水体污染
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和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人类健康，这种现象称为水体污染。
按排放形式不同：点污染源、面污染源
根据污染物质及其形成污染的性质：化学性污染、物理性污染、生物性污染
二、水质监测的对象和目的
水质监测的目的
（1）对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规律。
（2）对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。
（3）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。
（4）为国家政府部门制定环境保护法规、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。
（5）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。
三、 监测项目
由于各种条件的限制，不可能也没必要对各监测项目一一监测，应根据实际情况，选择那些排放量大、危害严重、影响范围广、有可靠的分析方法保证获得准确的数据，并能对数据作出解释和判断的项目。根据该原则，我国环境监测总站提出了68种水环境优先监测污染物“黑名单”。
我国《环境监测技术规范》分别规定的监测项目如下：
生活污水：化学需氧量、生化需氧量、悬浮物、氨氮、总氮、总磷、阴离子洗涤剂、细菌总数、大肠菌群等。
医院污水：pH、色度、浊度、悬浮物、余氯、化学需氧量、生化需氧量、致病菌、细菌总数、大肠菌群等。
地表水监测项目
工业废水监测项目
四、水质监测分析方法
选择分析方法应遵循的原则：灵敏度能满足定量要求；方法成熟、准确；操作简单，易于普及；抗干扰能力好。
根据上述原则，为使监测数据具有可比性，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相应的分析方法。
水质监测分析方法体系
（1）国家标准分析方法
比较经典、准确度较高的方法，是环境污染纠纷法定的仲裁方法，也是用于评价其他分析方法的基准方法。
（2）统一分析方法
一些项目的监测方法尚不够成熟，但这些项目又急需测定，经过研究作为统一方法予以推广，在使用中积累经验，不断完善，为上升为国家标准方法创造条件。
（3）等效方法
与前两类方法灵敏度、准确度具有可比性的分析方法称为等效方法。采用新技术，有条件的先用，以推动监测技术进步。但是，新方法必须经过方法验证和对比实验，证明其与标准方法或统一方法是等效的才能使用。
五、水质监测方案的制定
监测方案的内容如下：
（1）FFU明确地、具体地规定监测目的；
（2）确定监测介质和监测项目，以此选择分析方法，前后统一，使监测数据具有可比性；
（3）规定采样地点、方法、时间和频次，并具体责任到人；
（4）明确排放特点、自然环境条件、居民分布情况等，据此确定采样设备、交通工具及运行路线；
（5）对监测结果尽可能提出定量要求，如监测项目结果的表示方法、有效数字的位数及可疑数据的取舍等。
按照不同水体的水质监测方案的制订
1 地面水质监测方案的制订
流过或汇集在地球表面上的水，如海洋、河流、湖泊、水库、沟渠中的水，统称为地表水。
（1）基础资料收集
①水体的水文、气候、地质、地貌特征；
②水体沿岸城市分布和工业布局、污染源分布与排污情况、城市的给排水情况等；
③水体沿岸的资源现状，特别是植被破坏和水土流失情况；
④水资源的用途、饮用水源分布和重点水源保护区；
⑤实地勘察现场的交通情况、河宽、河床结构、岸边标志等。对于湖泊，还需了解生物、沉积物特点，间温层分布、容积、平均深度、等深线和水更新时间等；
⑥收集原有的水质分析资料或在需要设置断面的河段上设若干调查断面进行采样分析。
（2）监测断面和采样点的设置
①监测断面设置原则
a.有大量废水排入河流的主要居民区、工业区的上游和下游；
b.湖泊、水库、河口的主要入口和出口；
c.饮用水源区、水资源集中的水域、主要风景游览区、水上娱乐区及重大水力设施所在地等功能区；
d.较大支流汇合口上游和汇合后与干流充分混合处；入海河流的河口处；受潮汐影响的河段和严重水土流失区；
e.国际河流出入国境线的出入口处；
f.应尽可能与水文测量断面重合，并要求交通方便，有明显岸边标志。
② 河流监测断面的设置
三断面法
对于江、河水系或某一河段，要求设置三种断面：
a对照断面、b控制断面、c削减断面。
对照断面
设置目的：了解流入某一区域（监测段）前的水质状况，提供这一水系区域本底值。
设置方法：（位于该区域所有污染源上游处,排污口上游100～500m处）
a. 设在河流进入城市或工业区以前的地方
b. 避开各种废水、污水流入或回流处
断面数目：一个河段区域一个对照断面。（有主要支流时可酌情增加。）
控制断面
设置目的：监测污染源对水质影响。
设置方法：（主要排污口下游较充分混合的断面下游）根据主要污染物的迁移、转化规律，河水流量和河道水力学特征确定，在排污口下游500—1000m处。因为在排污口下游500m横断面上的1／2宽度处重金属浓度一般出现高峰值。对特殊要求的地区，如水产资源区、风景游览区、自然保护区、与水源有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化学异常区等的河段上也应设置控制断面。
断面数目：多个。根据城市的工业布局和排污口分布情况而定
削减断面
设置目的：了解经稀释扩散和自净后，河流水质情况。
设置方法：最后一个排污口下游1500m处。（左中右浓度差较小的断面。小河流视具体情况）
断面数目： 1个。
背景断面：
③ 湖泊、水库监测断面的设置
首先，判断是单一水体还是复杂水体：考虑汇入的河流数量，水体的径流量、季节变化及动态变化，沿岸污染源分布及污染物扩散与自净规律、生态环境特点等。然后，按照监测断面的设置原则确定监测断面的位置：
a.在进出湖泊、水库的河流汇合处分别设置监测断面；
b.以各功能区为中心，在其辐射线上设置弧形监测断面；
c.在湖库中心，深、浅水区，滞流区，不同鱼类的洄游产卵区，水生生物经济区等设置监测断面。
湖、库监测断面设置示意图
④FFU采样点位的确定
小结：三断面法采样部位的确定
河流上 ——选取采样断面；
采样断面上 ——选取采样垂线；
采样垂线上 ——选取采样点。
（3）采样时间和采样频率的确定
所采水样要具代表性，能反映出水质在时间和空间上的变化规律。
一般原则：
①对于较大水系干流和中、小河流全年采样不少于6次；采样时间为丰水期、枯水期和平水期，每期采样两次。流经城市工业区、污染较重的河流、游览水域、饮用水源地全年采样不少于12次；采样时间为每月一次或视具体情况而定。底泥每年在枯水期采样1次。
②潮汐河流全年在丰、枯、平水期采样，每期采样两天，分别在大潮期和小潮期进行，每次应采集当天涨、退潮水样分别测定。
③排污渠每年采样不少于3次。
④设有专门监测站的湖、库，每月采样1次，全年不少于12次。其他湖泊、水库全年采样两次，枯、丰水期各一次。有废水排入、污染较重的湖、库，应酌情增加采样次数。
⑤背景断面每年采样1次。
2 地下水质监测方案的制订
储存在土壤和岩石空隙中的水，统称为地下水。
（1）地下水的特征
①流动较慢，水质参数变化慢，一旦污染很难恢复，甚至无法恢复。
②埋藏深度不同，温度变化规律也不同。
③取出后水质状况容易发生改变。
④由于采水器的吸附或沾污及某些组分的损失，水样的真实性将受到影响。
（2）调查研究和收集资料
①收集和汇总有关FFU监测资料。
②收集区域内基本气象资料。
③搞清区域内各含水层和地质阶梯，地下水补给，径流和排泄方向。
④ 调查城市发展、工业分布、资源开发和土地利用等情况;了解化肥和农药的施用面积和施用量；查清污水灌溉、排污、纳污和地表水污染现状。
⑤要对水位及水深进行实际测量。
⑥在完成以上调查研究的基础上，确定主要污染源和污染物，根据地区特点和地下水的主要类型，把地下水分成若干个水文地质单元。
（3）采样点的设置
①背景监测点应设在污染区的外围不受或少受污染的地方。
②监测井（点）的布设
监测井布点时，应考虑环境水文地质条件、地下水开采情况、污染物的分布和扩散形式，以及区域水化学特征等因素。对于工业区和重点污染源所在地的监测井（点）布设，主要根据污染物在地下水中的扩散形式确定。
一般监测井在液面下0.3－0.5m处采样，若有间温层或多含水层分布，可按具体情况分层采样。
（4）采样时间和采样频率的确定
①每年应在丰水期和枯水期分别采样测定；有条件的地方按地区特点分四季采样；已建立长期观测点的地方可按月采样监测。
② 通常每一采样期至少采样监测1次；对饮用水源监测点，要求每一采样期采样监测2次，其间隔至少10天；对有异常情况的井点，应适当增加采样监测次数。
3 水污染源监测方案的制订
（1）采样点的设置
水污染源一般经管道或渠、沟排放，截面积比较小，不需设置断面，而直接确定采样点位。
①工业废水
a.在车间或车间设备出口处应布点采样测定一类污染物。 这些污染物主要包括汞、镉、砷、铅和它们的无机化合物，六价铬的无机化合物，有机氯和强致癌物质等。
b.在工厂总排污口处应布点采样测定二类污染物。这些污染物有：悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷、石油类、酮、锌、氟和它们的无机化合物、硝基苯类、苯胺类。
②生活污水和医院污水
采样点设在污水总排放口。对污水处理厂，应在进、出口分别设置采样点采样监测。
（2）采样时间和频率
车间和工厂废水
1. 可在一个生产周期内每隔0.5或1h采样1次，混合后测定污染物的平均值。
2. 取3～5个生产周期的废水样监测，可每隔2h取样1次。
3. 排污复杂、变化大的废水，时间间隔要短，有时要5~10min采样1次，使用连续自动采样装置。
4. 水质和水量变化稳定或排放规律好的废水，找出污染物在生产周期内的变化规律，采样频率可降低，如每30天采样测定2次。
城市污水
城市排污管道大多数受纳10个以上工厂排放的废水，由于在管道内废水已经进行了混合，故在管道出水口，可每隔1 h 采样 1 次，FFU连续采集 8 h，也 可连 续采集 24h，然后将其混合制成混合水样，测定各污染组分的平均浓度。
我国《环境监测技术规范》中对向国家直接报送数据的废水排放源规定：
——工业废水每年采样监测2—4次；
——生活污水每年采样监测2次，春、夏季各1次;
——医院污水每年采样监测4次，每季度1次。

第二节 水样的采集、保存和处理
一、地表水样的采集
1采样前的准备
（1）容器的准备
高压低密度聚乙烯塑料容器用于测定金属及其他无机物的监测项目，玻璃容器用于测定有机物和生物等的监测项目。
（2）采样器的准备
采样前，选择合适的采样器清洗干净，晾干待用。
（3）交通工具的准备
最好有专用的监测船和采样船，若没有，根据气体和气候选用适当吨位的船只。根据交通条件选用陆上交通工具。
2 采样方法和采样器
（1）采样方法
①船只采样 适用于一般河流和水库的采样，但不容易固定采样地点，往往使收据不具有可比性。
②桥梁采样 安全、可靠、方便，不受天气和洪水的影响，适合于频繁采样，并能在横向和纵向准确控制采样点位置。
③涉水采样 较浅的小河和靠近岸边浅的采样点可涉水采样，但要避免搅动沉积物而使水样受污染。
④索道采样 在地形复杂、险要，地处偏僻处的小河流，可架索道采样。
（2）采样器
①水桶 适于采集表层水。
②单层采水瓶 最常用的采样器。
③急流采水器 适用于水流湍急的采样点处的采样。
④双层溶解气体采样瓶 测定溶解气体的水样。
⑤其他采样器 如塑料手摇泵、电动采水泵等。
3 水样的类型
（1）瞬时水样
在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。
当水体水质稳定，或其组分在相当长的时间或相当大的空间范围内变化不大时，瞬时水样具有很好的代表性，当水体组分及含量随时间和空间变化时，就应隔时、多点采集瞬时样，分别进行分析，摸清水质的变化规律。
（2）混合水样
混合水样是指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合水样，有时称“时间混合水样”，以与其他混合水样相FFU区别。
这种水样在观察平均浓度时非常有用，但不适用于被测组分在保存过程中发生明显变化的水祥。
（3）综合水样
综合水样是把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品。
这种水样在某些情况下更具有实际意义。例如，当为几条废水河、渠建立综合处理厂时，以综合水样取得的水质参数作为设计的依据更为合理。
二、废水样品的采集
采样方法：
（1）浅水采样
可用容器直接采集，或用聚乙烯塑料长把勺采集。
（2）深层水采样
可使用专制的深层采水器采集，也可将聚乙烯筒固定在重架上，沉入要求深度采集。
（3）自动采样
采用自动采样器或连续自动定时采样器采集。
废水样类型：
（1）瞬时废水样
对于生产工艺连续、稳定的工厂，所排放废水中的污染组分及浓度变化不大，瞬时水样具有较好的代表性。
（2）平均废水样
当废水的排放量和污染组分的浓度随时间起伏较大时，需要根据实际情况采集平均混合水样或平均比例混合水样。
三、地下水样的采集
地下水的水质比较稳定，一般采集瞬时水样。
（1）从监测井中采集水样常利用抽水机设备。
（2）对于自喷泉水，可在涌水口处直接采样。
（3）对于自来水，放水数分钟后再采样。
四、 底质样品的采集
底质在水环境体系中的意义
1、记录污染历史，反映难降解物的积累情况，污染的潜在危险。
2、底质对水质、水生生物有明显影响，是天然水污染的重要标志。
3、底质监测是水质监测重要组成部分。
底质监测断面的设置原则
与水质监测断面相比：
设置原则——相同
设置位置——重合
原因——便于比较
底质样品的采样频率和采样量
（一）采样频率
远较水样低
每年枯水期1次，必要时可在丰水期增采1次
原因：底质比较稳定，受水文、气象条件影响较小
（二）采集量
底质样品采集量视监测项目、目的而定，一般为重一2kg，如样品不易采集或测定项目较少时，可予酌减。
五、 流量的测定
a.测量参数：水位(m)、流速(m／s)、流量(m3／s)等水文参数。
b.意义:计算水体污染负荷是否超过环境容量、控制污染源排放量、估价污染控制效果等工作中，都必须知道相应水体的流量。
c. 测量方法原则：
对于较大的河流，水文部门一般设有水文监测断面，应尽量利用其所测参数。
小河流、明渠和废水、污水流量的测量方法。