全国xx杯说课大赛物理、化学类一等奖作品：教学课件-第二单元 水体监测.ppt

1、第二单元第二单元 水体监测水体监测 授课老师：麦茵茵 1 1） 清楚水资源及其水质污染监测的对象、目的、监测项目清楚水资源及其水质污染监测的对象、目的、监测项目 和主要的水质监测分析方法；和主要的水质监测分析方法； 2 2） 掌握水质在物理性质、金属化合物和非金属无机物、有掌握水质在物理性质、金属化合物和非金属无机物、有 机化合物监测的项目及监测方法；机化合物监测的项目及监测方法； 3 3） 掌握水质监测方案制订、水样掌握水质监测方案制订、水样 采集保存和预处理以及底质监测。采集保存和预处理以及底质监测。 2.12.1概述概述 2.22.2水质监测方案的制定水质监测方案的制定 2.32.3水样

2、的采集和保存水样的采集和保存 2.42.4水样的预处理水样的预处理 2.52.5物理性质的检验物理性质的检验 2.62.6金属化合物的测定金属化合物的测定 2.72.7非金属无机物的测定非金属无机物的测定 2.82.8有机化合物的测定有机化合物的测定 2.92.9底质监测底质监测 2.102.10活性污泥性质的测定活性污泥性质的测定 2.112.11水质污染生物监测水质污染生物监测 主要内容主要内容 第一节第一节 概概 述述 一、水资源及水质污染一、水资源及水质污染 1 1、水资源、水资源 海洋海洋 97.41% 2.59% 冰帽和冰帽和 冰河冰河 1.984% 地下水地下水 0.592% 生

3、物体生物体 0.0001% 冰流冰流0.0001% 大气中的水蒸大气中的水蒸 气气0.001% 土壤含水土壤含水0.005% 全球总贮水量估计为全球总贮水量估计为13.913.9亿立方千米亿立方千米；其中；其中淡水总量仅为淡水总量仅为 0.360.36亿立方干米亿立方干米；除冰川和冰帽外，；除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量可利用的淡水总量不足不足世界世界 总贮水量的总贮水量的1%1%。 水体的定义 从自然地理的角度，水体是指地表 被水覆盖地区的自然综合体。 在环境科学领域上，水体不仅包括 水，也包括水中的悬浮物、底泥及 水生生物等，是一个完整的生态系 统。 水体的类型水体的类型 按按有无径流有

4、无径流划分：划分： 外流水体外流水体 降水量蒸发、蒸腾量 入海 内流水体内流水体 降水量蒸发、蒸腾量 不入海 按按化学成分和溶解于水中的盐含量化学成分和溶解于水中的盐含量划分：划分： 咸水体咸水体 淡水体淡水体 按按成因成因划分：划分： 自然水体自然水体 人工水体人工水体 2 2、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，随后经当污染物进入水体后，首先被大量水稀释，随后经 一系列物理、化学和生物变化，其结果使污染物浓度一系列物理、化学和生物变化，其结果使污染物浓度 降低，并发生质的变化。降低，并发生质的变化。 3 3、水质污染（、水质污染（water pollution wat

5、er pollution ） 三 门 峡 大 坝 出 水 口 处 的 水 三 门 峡 大 坝 出 水 口 处 的 水 质 污 染 严 重 质 污 染 严 重 水体污染水体污染：污染物含量水体自净能力污染物含量水体自净能力， 导致水体物理和化学特征发生不良变化，导致水体物理和化学特征发生不良变化， 破坏水体生态系统、功能及其在经济发展破坏水体生态系统、功能及其在经济发展 和人民生活中的作用。和人民生活中的作用。 分为：分为：化学型污染、物理型污染、生物型化学型污染、物理型污染、生物型 污染污染。 水质污染类型水质污染类型 赤潮发生时的红色波涛赤潮发生时的红色波涛 船行过赤潮海域时的红色浪花船行过

6、赤潮海域时的红色浪花 2000年发生在渤海湾的大面积赤潮年发生在渤海湾的大面积赤潮 海上溢油事故发生的海域海上溢油事故发生的海域 大肠杆菌 寄生虫 1 1、水质监测的对象、水质监测的对象 二、水质监测的对象和目的二、水质监测的对象和目的 2 2、水质监测的目的、水质监测的目的 1 1）地表水及地下水）地表水及地下水- -经常性监测，以掌握水质现状及变化趋势。经常性监测，以掌握水质现状及变化趋势。 2 2）生产和生活过程）生产和生活过程监视性监测，评价是否符合排放标准。监视性监测，评价是否符合排放标准。 3 3）事故监测）事故监测应急监测，分析事故原因及危害。应急监测，分析事故原因及危害。 4

7、4）为环境管理）为环境管理提供数据和资料。提供数据和资料。 5 5）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。 三、监测项目（三、监测项目（monitoring itemsmonitoring items） 1 1、确定监测项目的依据、确定监测项目的依据 2. 2. 监测项目的确定原则监测项目的确定原则 选择国家和地方的地表水选择国家和地方的地表水环境质量标准中要求控制环境质量标准中要求控制的监的监 测项目；测项目； 选择对人和生物选择对人和生物危害大危害大、对地表水环境、对地表水环境影响范围广影响范围广的的 污染物；污染物； 选择国家水污染物选择国家水污染物排放标准中要求

8、控制排放标准中要求控制的监测项目；的监测项目； 所选监测项目有所选监测项目有“标准分析方法标准分析方法”、“全国统一监测分析方全国统一监测分析方 法法”。 各地区可根据本地区污染源的特征和水环境保护功能的各地区可根据本地区污染源的特征和水环境保护功能的 划分，酌情增加某些选测项目；根据本地区经济发展、监测划分，酌情增加某些选测项目；根据本地区经济发展、监测 条件的改善及技术水平的提高，可酌情增加某些污染源和地条件的改善及技术水平的提高，可酌情增加某些污染源和地 表水监测项目。表水监测项目。 地表水环境质量标准（地表水环境质量标准（GB3838GB3838- -20022002） 基本项目基本项

9、目：水温、水温、pHpH值、溶解氧、化学需氧量、值、溶解氧、化学需氧量、BOD5BOD5、氨氮、氨氮等；等； 其中：其中： 感官性状指标：浊度、水温等；细菌学指标：大肠菌群；感官性状指标：浊度、水温等；细菌学指标：大肠菌群； 保证水质自净的指标：保证水质自净的指标：pHpH值、生化需氧量和化学需氧量等；值、生化需氧量和化学需氧量等； 防止封闭水域富营养化的指标：磷和氮；防止封闭水域富营养化的指标：磷和氮； 化学、毒理指标：化学、毒理指标：重金属、氧化物、多环芳重金属、氧化物、多环芳烃等其他烃等其他 江河、湖泊、渠道、水库监测江河、湖泊、渠道、水库监测 (1) (1) 地表水监测项目地表水监测项

10、目 3 3、监测项目、监测项目 (2) (2) 海水监测项目海水监测项目 海水水质标准海水水质标准GB3097GB3097- -19971997，将水质分成四类。，将水质分成四类。 监测项目包括：水温、漂浮物质、悬浮物质、色、臭、味、溶监测项目包括：水温、漂浮物质、悬浮物质、色、臭、味、溶 解氧、化学需氧量、汞、镉、氰化物、挥发性酚等；解氧、化学需氧量、汞、镉、氰化物、挥发性酚等； 生活饮用水水质卫生规范生活饮用水水质卫生规范（20012001年）分为常规和非常规检年）分为常规和非常规检 验项目。验项目。 常规检验项目：色、臭和味、锰、挥发性酚、阴离子合成常规检验项目：色、臭和味、锰、挥发性酚

11、、阴离子合成 洗涤剂、砷、氟化物、总大肠菌群、总洗涤剂、砷、氟化物、总大肠菌群、总放射性等放射性等3434项项 非常规检验项目及限值：铍、铊、非常规检验项目及限值：铍、铊、1,11,1- -二氯乙烯、甲草胺、二氯乙烯、甲草胺、 滴滴涕、乐果、林丹、五氯酚、氯化氰等滴滴涕、乐果、林丹、五氯酚、氯化氰等6262项。项。 (3) 生活饮用水监测项目生活饮用水监测项目 污水综合排放标准污水综合排放标准GB8978GB8978- -19961996 第一类，第一类，在车间或车间处理设施排放口在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物，采样测定的污染物， 包括包括总汞、烷基汞、总镉、六价铬、总砷、总铅、总

12、镍、苯总汞、烷基汞、总镉、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯 并（并（a a）芘、总铍、总银、总）芘、总铍、总银、总放射性、总放射性、总放射性放射性； 第二类，第二类，在排污单位排放口在排污单位排放口采样测定的污染物，包括采样测定的污染物，包括pHpH、色、色 度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、石油类、动植物油、度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、石油类、动植物油、 挥发酚、总氰化物、硫化物挥发酚、总氰化物、硫化物等；等； 测量废（污）水排放量；测量废（污）水排放量； (4) 废（污）水监测项目废（污）水监测项目 四、水质监测分析方法四、水质监测分析方法 应遵循：应遵循：灵敏度和准确度能满足测定要

13、求灵敏度和准确度能满足测定要求；方法成熟方法成熟；抗抗 干扰能力好干扰能力好；操作简便。操作简便。 我国环保部将现行方法分为三类：我国环保部将现行方法分为三类：A A类为类为国家或行业的国家或行业的标准标准 方法方法，是评价其它监测方法的，是评价其它监测方法的基准方法基准方法，也是环境纠纷法定的，也是环境纠纷法定的 仲裁方法仲裁方法；B B类为统一方法类为统一方法，被实验验证是成熟的方法；，被实验验证是成熟的方法；C C类为类为 试用方法，少数人研究和应用，或直接从国外引进，供监测科试用方法，少数人研究和应用，或直接从国外引进，供监测科 研人员试用。研人员试用。 1 1、选择监测分析方法的原则

14、、选择监测分析方法的原则 2 2、监测分析方法的分类、监测分析方法的分类： 原子吸收法：冷原子吸收法、火焰原子吸收法和石墨炉原子原子吸收法：冷原子吸收法、火焰原子吸收法和石墨炉原子 吸收法。吸收法。 分光光度法：可见、紫外和红外分光光度法。分光光度法：可见、紫外和红外分光光度法。 等离子体发射光谱等离子体发射光谱( (ICPICP- -AES)AES)法：法： 电化学法：库仑分析法、电位分析法和近代极谱分析法电化学法：库仑分析法、电位分析法和近代极谱分析法 离子色谱法：离子色谱法： 其他方法：化学法、原子荧光法、气相分子吸收光谱法、等其他方法：化学法、原子荧光法、气相分子吸收光谱法、等 离子发

15、射光谱离子发射光谱- -质谱（质谱（ICPICP- -MS)MS) 用于测定用于测定无机污染物无机污染物的方法的方法 气相色谱气相色谱(GC)(GC)和高效液相色谱法和高效液相色谱法(HPLC)(HPLC)：分离多种有机物。：分离多种有机物。 气相色谱气相色谱- -质谱法质谱法(GC(GC- -MS)MS) ：可对浮渣环境样品中的微量组：可对浮渣环境样品中的微量组 分进行定性和定量分析。分进行定性和定量分析。 其他方法：常规监测中的有机物类别测定、好氧有机物测定其他方法：常规监测中的有机物类别测定、好氧有机物测定 等，分光光度法、化学法等也有一定应用。等，分光光度法、化学法等也有一定应用。 用

16、于测定用于测定有机污染物有机污染物的方法的方法 还有生物测定法、放射性监测法和污染物形态分析还有生物测定法、放射性监测法和污染物形态分析 等用于水和废水污染因子的测定。等用于水和废水污染因子的测定。 部分监测分析方法测定项目部分监测分析方法测定项目 第二节第二节 水质监测方案的制定水质监测方案的制定 监测方案是检测程序和技术方法的总体设计。监测方案是检测程序和技术方法的总体设计。 首先首先明确监测目的，明确监测目的， 然后在调查研究基础上然后在调查研究基础上确定监测项目；确定监测项目； 其次，布设其次，布设监测断面和采样点，监测断面和采样点，安排采样时间与采样频率；安排采样时间与采样频率； 再

17、者，选定再者，选定采样方法和分析测定技术；采样方法和分析测定技术； 最后，提出要求，制定质量控制和保证措施及实施进度计划。最后，提出要求，制定质量控制和保证措施及实施进度计划。 明确监测目的明确监测目的确定监测对象确定监测对象设计监测网点设计监测网点 安排采样时间和采样频率安排采样时间和采样频率选定采样方法和分选定采样方法和分 析测定技术析测定技术提出监测报告要求提出监测报告要求制订全过程制订全过程 质量保证措施和方案实施的进度计划。质量保证措施和方案实施的进度计划。 一、地面水质监测方案的制订一、地面水质监测方案的制订 1 1、基础资料收集、基础资料收集 水体的水文、气候、地质和地貌资料。如

18、水位、水量、流水体的水文、气候、地质和地貌资料。如水位、水量、流 速及流向的变化；降雨量、蒸发量及历史上的水情；河宽、速及流向的变化；降雨量、蒸发量及历史上的水情；河宽、 河深、河床结构及地质状况等。河深、河床结构及地质状况等。 水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城水体沿岸城市分布、工业布局、污染源及其排污情况、城 市给排水情况等。市给排水情况等。 水体沿岸水资源现状及用途。如饮用水源分布和重点水源水体沿岸水资源现状及用途。如饮用水源分布和重点水源 保护区，水体流域土地功能及近期使用计划等。保护区，水体流域土地功能及近期使用计划等。 历年水质监测资料、水文实测资料、水环境研究成果

19、等。历年水质监测资料、水文实测资料、水环境研究成果等。 布置原则布置原则 2 2、监测断面和采样点的设置、监测断面和采样点的设置 A. 在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上，在对调查研究结果和有关资料进行综合分析的基础上， 根据水体尺度范围，考虑根据水体尺度范围，考虑代表性代表性、可控性可控性及及经济性经济性等因素、等因素、 确定断面类型和采样点数量，并不断优化。确定断面类型和采样点数量，并不断优化。 B. 有大量废水排入河流的有大量废水排入河流的主要居民区主要居民区、工业区的上游和下工业区的上游和下 游游，支流与干流汇合处支流与干流汇合处，入海河流河口处及受潮汐影响河入海河流河口处

20、及受潮汐影响河 段段，国际河流出入国境线出入口国际河流出入国境线出入口，湖泊、水库出入口湖泊、水库出入口，应应 设监测断面。设监测断面。 C. 饮用水水源地和流经主要风景游览区、自然保护区，以饮用水水源地和流经主要风景游览区、自然保护区，以 及与水质有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化及与水质有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化 学异常区的水域或河段，应设置监测断面。学异常区的水域或河段，应设置监测断面。 D. 监测断面的位置应避开死水区、回水区、排污口处，监测断面的位置应避开死水区、回水区、排污口处， 尽量选择尽量选择水流平稳水流平稳、水面宽阔、无浅滩的顺直河流。、水面宽阔、无浅

21、滩的顺直河流。 E. 监测断面应尽可能与水文测量断面重合；要求有明显岸监测断面应尽可能与水文测量断面重合；要求有明显岸 边标志。边标志。 河流监测断面需设置河流监测断面需设置背景断面背景断面、对照断面对照断面、控制断面控制断面和和消减断面消减断面 为特定的环境管理还可设管理断面。 问题： 对照断面对照断面 控制断面控制断面 削减断面削减断面 蓄电池生产厂蓄电池生产厂 该厂为蓄电池生产厂（蓄电池污染物主要为该厂为蓄电池生产厂（蓄电池污染物主要为Pb、硫酸），、硫酸）， 但生产废水不外排，仅排员工食堂生活污水。但生产废水不外排，仅排员工食堂生活污水。 问：如何设置监测断面？并写出监测项目。问：如何

22、设置监测断面？并写出监测项目。 湖泊、水库湖泊、水库监测垂线（或断面）的布设监测垂线（或断面）的布设 湖泊、水库通常只设监测垂线，当水体复杂时，可湖泊、水库通常只设监测垂线，当水体复杂时，可 参考河流的有关规定。参考河流的有关规定。 在湖（库）的不同水域，如进水区、深水区、湖心区、在湖（库）的不同水域，如进水区、深水区、湖心区、 岸边区，按照水体类别和功能设置监测垂线。岸边区，按照水体类别和功能设置监测垂线。 湖（库）若无明显功能区别，可用网格法均匀设置监湖（库）若无明显功能区别，可用网格法均匀设置监 测垂线，其垂线数根据湖（库）面积、湖内形成环流的测垂线，其垂线数根据湖（库）面积、湖内形成环

23、流的 水团及入湖（库）河流数等因素酌情确定。水团及入湖（库）河流数等因素酌情确定。 海洋海洋 根据污染物在较大面积海域分布不均匀性和局部海域的根据污染物在较大面积海域分布不均匀性和局部海域的 相对均匀性的时空特征，用统计方法将监测海域分为相对均匀性的时空特征，用统计方法将监测海域分为污染区污染区、 过渡区过渡区和和对照区对照区，在三类区域分别设置适量监测断面和采样，在三类区域分别设置适量监测断面和采样 垂线。垂线。 3、采样点位的确定采样点位的确定 根据水面宽度确定断面上的采样垂线，在根据采样垂线水深确根据水面宽度确定断面上的采样垂线，在根据采样垂线水深确 定采样点的数目和位置。定采样点的数目

24、和位置。 对于江、河水系：对于江、河水系： 1500m 等间距设置 采样点位确定采样点位确定 说明说明: : 1 1) )监测断面上采样垂线的布设监测断面上采样垂线的布设，应避开岸边污染带应避开岸边污染带。对有对有 必要进行监测的污染带必要进行监测的污染带，可在污染带内酌情增加垂线可在污染带内酌情增加垂线。 2 2) )对无排污河段或有充分数据证明断面上水质均匀时对无排污河段或有充分数据证明断面上水质均匀时，可可 只设一条中泓垂线只设一条中泓垂线。 3 3) )凡布设于河口凡布设于河口，要计算污染物排放通量的断面要计算污染物排放通量的断面，必须按必须按 本规定设置采样垂线本规定设置采样垂线。

25、说明：说明： 1)1)水深不足水深不足1 1m m时，在时，在1/21/2水深处；水深处； 2)2)河流封冻时，在冰下河流封冻时，在冰下0.50.5m m处；处； 3)3)若有充分数据证明垂线上水质均匀，可酌情减少采样点数；若有充分数据证明垂线上水质均匀，可酌情减少采样点数； 4)4)凡布设于河口，要计算污染物排放通量的断面，必须按本规定设置采样点。凡布设于河口，要计算污染物排放通量的断面，必须按本规定设置采样点。 采样点位确定采样点位确定 200mg/L200mg/L先定量稀释；先定量稀释； 含含ClCl- -水样，先加入水样，先加入HgSOHgSO4 4，使，使ClCl- -与与HgHg2

26、+ 2+络合，消除干扰； 络合，消除干扰； 3 3CODcrCODcr高，应先稀释。高，应先稀释。 0.25mol/L0.25mol/L重铬酸钾溶液可测定大于重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L50mg/L的的CODCOD值；值； 0.025 mol/L0.025 mol/L重铬酸钾溶液可测定重铬酸钾溶液可测定5 5 50mg/L50mg/L的的 CODCOD值值 （二）高锰酸盐指数（二）高锰酸盐指数 高锰酸盐指数：以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化高锰酸盐指数：以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化 学耗氧量。学耗氧量。 按测定溶液的介质不同，分为酸性高锰酸钾法和碱按测定溶液的介质不同，分为酸性高锰酸钾法

27、和碱 性高锰酸钾法。性高锰酸钾法。 当当ClCl- -含量高于含量高于300mg/L300mg/L时，应采用碱性高锰酸钾法；时，应采用碱性高锰酸钾法； 对于较清洁的地面水和被污染的水体中氯化物含量不对于较清洁的地面水和被污染的水体中氯化物含量不 高高(Cl(Cl- -300mg/L300mg/L）的水样，常用酸性高锰酸钾法。）的水样，常用酸性高锰酸钾法。 （三）生化需氧量（三）生化需氧量Biological Oxygen Demand (BOD)Biological Oxygen Demand (BOD) 生化需氧量生化需氧量：是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物：是指在有溶解氧的条件下，好氧微

28、生物 在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶 解氧量。同时亦包括如硫化物、亚铁等还原性无机物解氧量。同时亦包括如硫化物、亚铁等还原性无机物 质氧化所消耗的氧量。质氧化所消耗的氧量。 有机物在微生物作用下好氧分解大体为有机物在微生物作用下好氧分解大体为两个阶段两个阶段：1 1 、 含碳物质氧化阶段，主要是含碳有机物氧化为二氧化含碳物质氧化阶段，主要是含碳有机物氧化为二氧化 碳和水；碳和水；2 2 、硝化阶段，主要是含氮有机化合物在硝、硝化阶段，主要是含氮有机化合物在硝 化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。化菌的作用下分解为亚硝酸盐和硝酸盐。

29、BODBOD测定方法测定方法 1.1.五天培养法（五天培养法（2020） 2.2.微生物电极法微生物电极法 3.3.其他方法其他方法 1 1检压库仑式检压库仑式BODBOD测定仪测定仪 2 2测压法测压法 1 1、五天培养法五天培养法 取两份水样分别置于溶解氧瓶中，须全充满，无气泡，取两份水样分别置于溶解氧瓶中，须全充满，无气泡， 加塞，水封。取一份放入加塞，水封。取一份放入2020培养箱中培养培养箱中培养5 5天，测定天，测定 溶解氧；另一份当天测定。溶解氧；另一份当天测定。 培养培养5 5天后：剩余天后：剩余DO1mg/LDO1mg/L，消耗，消耗DO2mg/LDO2mg/L，若不，若不

30、能满足以上条件，一般应舍掉该组结果，重新稀释培养。能满足以上条件，一般应舍掉该组结果，重新稀释培养。 测定结果计算测定结果计算 B B1 1稀释水（接种稀释水）在培养前的溶解氧稀释水（接种稀释水）在培养前的溶解氧 （mg/Lmg/L）；）； B B2 2稀释水（接种稀释水）在培养后的溶解氧稀释水（接种稀释水）在培养后的溶解氧 （mg/Lmg/L）；）； f f1 1稀释水（接种稀释水）在培养液中所占比例；稀释水（接种稀释水）在培养液中所占比例； f f2 2水样在培养液中所占比例；水样在培养液中所占比例； （五）（五） 石油类石油类 测定矿物油的方法有重量法、非色散红外法、紫外测定矿物油的方法

31、有重量法、非色散红外法、紫外 分光光度法、荧光法、比浊法等。分光光度法、荧光法、比浊法等。 1 1、重量法、重量法 重量法是常用的方法，适用于测定重量法是常用的方法，适用于测定10mg/L10mg/L以上的以上的 含油水样。含油水样。 2 2、红外分光光度法、红外分光光度法 3 3、非色散红外法、非色散红外法 4 4、紫外分光光度法、紫外分光光度法 本章结束，谢谢！ 主要居民区、工业区的上下游主要居民区、工业区的上下游 较大支流汇合口上游、汇合后与主干流充分混合后较大支流汇合口上游、汇合后与主干流充分混合后 国际河流出入国境线的出入口处国际河流出入国境线的出入口处 湖泊、水库、河口的主要出入口湖泊、水库、河口的主要出入口