水质监测采样分析

黎雪梅

摘要：人类的生存离不开水，可见水对人类的重要性。由于我国工业的快速发展，水受到的污染程度越来越高，采取有效的监测方法准确地监测水质污染程度，为采取措施提供准确的数据是关键。本文主要对水质在采样过程中如何布设才能保证水质采样质量进行探讨。

关键词：水环境污染；水质采样；监测布设

前言

由于水污染在水体中的表现是不均匀的，采样也是在动态的水体中进行，如何在流动式的水体中采集到具有代表性、能真实反映污染水平的试样，应在以下几个环节中做好质量控制工作。

1、水质监测断面的合理布设

1.1掌握监测河段的水文特征、河流运动特点。

水质监测必须通过有效的采样方法和科学的布点原则，准确寻找所排放的污染物在水体中均匀分布的断面和采样点位置，以合理的采样频率，采集具有代表性的水样，从而能以较少的采样断面和水样，来获取足以反映河流水质污染水平的信息。对于一般小的河流，上述工作并不复杂，而对于较大的河流，则因所排放的污水量相对于河水流量来说为较小，往往容易在岸边形成较长的污染带，遂使污染物和河水充分混合的断面离污染源较远。因此，在确定采样断面时，必须充分考虑到这点。污染物和河水的充分混合受多种因素牵制，从整个流域看，河床的形态、坡降、糙度、河道变化和河水流速决定了河水的力学性质，导致了水质点的不同运动方式，也决定了污染物纵向、横向的不同变化特点和污染物在水体中的不同扩散能力。河流按其运动特点可分为流速大的主流带、近岸滞流带和处于主流、滞流之间的过渡带。主流带是河床断面水流速度最大的部份，在河床的地形、糙度、河道弯曲及礁石影响下，有助于水紊流运动的产生。随着水质点的不断向前推进，过渡带、滞流带的水质点不断向主流带方向移动，最终达到棍合。如不了解河水运动的特点，不掌握污染带的生、消规律，而在污染物尚未与河水充分混合的位置布设采样断面和采样点，则所汲取的污染物浓度信息就不能反映该河流的污染水平。可见，掌握河流水文地质资料，了解污染物稀释扩散规律，对于采样断面的合理布设，是必不可少的基础工作。

1.2对监测体系的调查分析

水质监测断面的布设前期，须全面掌握河流沿岸的自然环境和社会环境概况，综合分析流域或水系与周围环境的关系，并对下述资料进行汇总分析，其中主要有：沿岸水文氣候及地貌特征，土地利用和农业发展状况，沿岸主要厂矿企业分布、生产周期和工艺条件；主要排污口位置、排放方式、排放周期和排放量；城市居民用水状况和取水点具体位置；城市分布及城市发展规划，水利设施和鱼场、水库分布；沿岸农田灌区和农业施肥状况等。

1.3汇总分析已往水质监测资料，借助数理统计方法，进行监测断面的科学布设和合理化判断。

利用反映污染物稀释、扩散规律的数学模式，确定某河段某污染物充分混合的采样断面位置。可供选择的数学模式主要有：

Ruthven从力学角度提出的小河流二维公式

Kilpatick推荐的河中点投放染料用公式 和在岸边投放染料用公式

Sayte从力学角度提出

Wald在河中点注射示踪剂公式

其中：L—混合距离

W—河水宽度

u—平均流速

Dy—横向扩散系数

a一与点源位置及浓度梯度均匀程度有关的常数

d一水深

上述公式的采用，必须基于监测河段的污染物扩散试验或室内模拟试验，以确定在该河段的水文地质条件和河流运动条件下，横向扩散系数的大小。

根据河流水文地质状况的分析和监测体系的调查研究，对于初步选定的监测断面和采样点，应监测一个水文年，然后比较各断面水质变异性的大小，保留变异性大的断面，弃去变异性小的断面。各断面的变异性大小可采用“图解法”或“主成份分析法”，前者是通过图示判断在各个水期某些污染物超标可能性大的断面，并确定这些断面为常规监测断面。后者是用正交设计的方法，以较少个数的变量（较少断面）来代替原来较多数的变量（较多断面），.以便在尽可能节省人力和物力的条件下，使断面设置更加合理和具有代表性。

此外，还可采用多种功能的水质自动监测仪器，在可供选择的断面进行一段时期的监测分析，沿水流方向，在污染源下游逐个断面设点测定电导率、浊度等指标，与污染源上游对照断面比较其变化差系数，并选择那些接近于对照断面变化差系数的断面为水质监测断面。

1.4采样断面布设原则

在充分占有上述资料的基础上，水质采样断面布设原则如下：

在清洁河段或监测河段上游设置背景采样断面或采样点，在进入污染河段前设置对照断面；在大城市、大型厂矿、工业集中的区域和大排污口下游河水与污水充分混合处设置污染断面（控制断面），以了解某一城市、工业区或厂矿排污对水体的影响。城市主要饮用水源、水产资源集中的水域、大型灌区和重要风景游览区、大型水利设施和大型养鱼场所在河段上游，一般亦应设置监测断面。支流入口、出口处或监测河段入海口前设置监测断面，以了解支流汇入对主河道水质的影响和主河道分支前的水质状况。为了解监测河段的水体自净作用，可在远离污染源的河段下游或在监测河段下游设置消减断面（自净断面）。湖泊（水库）采样时，在用水点、湖（库）中心和湖，（库）水流入或流出口布设采样点。

2、采样频率的确定

水质来样频率的确定，必须基于对监测河段水文资料和当地气象资料的分析，根据监测项目和水质变化情况确定每期监测（例行监测）或单位时间（特定项目的监测）的采样次数。如果水质比较稳定，只要取代表性水样测定即可。如水质不稳定，就必须采集不同时间间隔的水样，以观察排污量的变化对水质产生的影响。采样次数的多少；最好用统计学方法估计。增加采样次数可提高监测结果的准确性和代表性，但必须考虑由此而增加的工作量和费用。在保证采样质量和代表性的前提下，全面衡量，安排采样时间和采样次数是十分必要的。对河流在枯水期，因水量少、流速低，而工农业生产排污又较频繁时，可适当考虑增加采样次数。一般河水应二周采样一次；地下水可三个月采样一次。如人力物力许可，则应适当增加采样次数。

3、水质采样质量控制

环境监测分析中，环境样品的采集是确保监测质量的重要环节。不正确的样品分析，不仅浪费人力、物力，还将导致对环境污染现状的错误判断和对未来环境问题的错误推论。在水质采样分析中，代表环境水体真实情况的水样获取，既取决于监测断面的合理布设、采样频率的确定，亦取决于采样容器的选择、采样方法和水样存放条件。

3.1采样器皿的选择

不同料质的采样器皿对环境水样的稳定性影响不同。因此，应根据待测项目的性质选择所需采样器血。如盛装预分析重金属元素的环境水样，应选用聚乙烯塑料器皿；而盛装分析有机物的水样，可选用硬质玻璃瓶。采样器皿均要求用细口容器，且保证封口塞材料与容器材料的一致。

无论那种料质的来样器皿，均应在采样前进行严格清洗。如盛装预分析微量元素的水质采样器皿，分经10%的盐酸浸饱8小时后，用1：1的HN03浸泡3～4天，然后用自来水漂洗干净，再用高纯水淋洗沥干后备用。盛装预分析油类的水质采样器皿，按一般通用方法洗涤后，还须用萃取剂（如石油醚等）彻底荡洗2～3次后备用。总之，不同料质和待测项目的水质采样器皿，均有相应严格的洗涤程序，以避免因容器内壁对痕量组份的吸附或其它相互作用而造成沾污，从而导致水质监测结果的失真。

3.2样品保存

以合理的布点原则和正确的采样方法获取具有代表性的水样如不能妥善保存，同样会造成水质监测结果的失真。原则上采集好的水样应立即进行分析。如条件不允许，水样需放置一段时间后才分析时，亦应设法尽量缩短样品保存时间，并对不同待测项目的水样，分别采取冷藏法、化学法和酸化法，否则水样在一定的温度条件下，会发生物理、化学和生物变化，从而導致待测组份含量的变化。一般未经任何处理水样的最长存放时间，清洁水为72小时，轻度污染水为48小时；严重污染水为12小时。悬浮物会吸附水样中的重金属和极性有机物质，因此，对于需保存的水样最好采用孔径为。0.45 的微孔滤膜进行过滤，以除去悬浮物质。有时为了防止样品保存过程中变质，在不干忧待测组份的情况下，可适当加入防腐剂保存。

4、结束语

综上所述，要想在流动性的水体中采取到具有代表性的试样，必须了解水体特征，在水质采样的过程中做好质量控制工作，才能取得真实反映污染水平的试样。