水質監測采樣分析

黎雪梅

摘要：人類的生存離不開水，可見水對人類的重要性。由于我國工業的快速發展，水受到的污染程度越來越高，采取有效的監測方法準確地監測水質污染程度，為采取措施提供準確的數據是關鍵。本文主要對水質在采樣過程中如何布設才能保證水質采樣質量進行探討。

關鍵詞：水環境污染；水質采樣；監測布設

前言

由于水污染在水體中的表現是不均勻的，采樣也是在動態的水體中進行，如何在流動式的水體中采集到具有代表性、能真實反映污染水平的試樣，應在以下幾個環節中做好質量控制工作。

1、水質監測斷面的合理布設

1.1掌握監測河段的水文特征、河流運動特點。

水質監測必須通過有效的采樣方法和科學的布點原則，準確尋找所排放的污染物在水體中均勻分布的斷面和采樣點位置，以合理的采樣頻率，采集具有代表性的水樣，從而能以較少的采樣斷面和水樣，來獲取足以反映河流水質污染水平的信息。對于一般小的河流，上述工作并不復雜，而對于較大的河流，則因所排放的污水量相對于河水流量來說為較小，往往容易在岸邊形成較長的污染帶，遂使污染物和河水充分混合的斷面離污染源較遠。因此，在確定采樣斷面時，必須充分考慮到這點。污染物和河水的充分混合受多種因素牽制，從整個流域看，河床的形態、坡降、糙度、河道變化和河水流速決定了河水的力學性質，導致了水質點的不同運動方式，也決定了污染物縱向、橫向的不同變化特點和污染物在水體中的不同擴散能力。河流按其運動特點可分為流速大的主流帶、近岸滯流帶和處于主流、滯流之間的過渡帶。主流帶是河床斷面水流速度最大的部份，在河床的地形、糙度、河道彎曲及礁石影響下，有助于水紊流運動的產生。隨著水質點的不斷向前推進，過渡帶、滯流帶的水質點不斷向主流帶方向移動，最終達到棍合。如不了解河水運動的特點，不掌握污染帶的生、消規律，而在污染物尚未與河水充分混合的位置布設采樣斷面和采樣點，則所汲取的污染物濃度信息就不能反映該河流的污染水平。可見，掌握河流水文地質資料，了解污染物稀釋擴散規律，對于采樣斷面的合理布設，是必不可少的基礎工作。

1.2對監測體系的調查分析

水質監測斷面的布設前期，須全面掌握河流沿岸的自然環境和社會環境概況，綜合分析流域或水系與周圍環境的關系，并對下述資料進行匯總分析，其中主要有：沿岸水文氣候及地貌特征，土地利用和農業發展狀況，沿岸主要廠礦企業分布、生產周期和工藝條件；主要排污口位置、排放方式、排放周期和排放量；城市居民用水狀況和取水點具體位置；城市分布及城市發展規劃，水利設施和魚場、水庫分布；沿岸農田灌區和農業施肥狀況等。

1.3匯總分析已往水質監測資料，借助數理統計方法，進行監測斷面的科學布設和合理化判斷。

利用反映污染物稀釋、擴散規律的數學模式，確定某河段某污染物充分混合的采樣斷面位置。可供選擇的數學模式主要有：

Ruthven從力學角度提出的小河流二維公式

Kilpatick推薦的河中點投放染料用公式 和在岸邊投放染料用公式

Sayte從力學角度提出

Wald在河中點注射示蹤劑公式

其中：L—混合距離

W—河水寬度

u—平均流速

Dy—橫向擴散系數

a一與點源位置及濃度梯度均勻程度有關的常數

d一水深

上述公式的采用，必須基于監測河段的污染物擴散試驗或室內模擬試驗，以確定在該河段的水文地質條件和河流運動條件下，橫向擴散系數的大小。

根據河流水文地質狀況的分析和監測體系的調查研究，對于初步選定的監測斷面和采樣點，應監測一個水文年，然后比較各斷面水質變異性的大小，保留變異性大的斷面，棄去變異性小的斷面。各斷面的變異性大小可采用“圖解法”或“主成份分析法”，前者是通過圖示判斷在各個水期某些污染物超標可能性大的斷面，并確定這些斷面為常規監測斷面。后者是用正交設計的方法，以較少個數的變量（較少斷面）來代替原來較多數的變量（較多斷面），.以便在盡可能節省人力和物力的條件下，使斷面設置更加合理和具有代表性。

此外，還可采用多種功能的水質自動監測儀器，在可供選擇的斷面進行一段時期的監測分析，沿水流方向，在污染源下游逐個斷面設點測定電導率、濁度等指標，與污染源上游對照斷面比較其變化差系數，并選擇那些接近于對照斷面變化差系數的斷面為水質監測斷面。

1.4采樣斷面布設原則

在充分占有上述資料的基礎上，水質采樣斷面布設原則如下：

在清潔河段或監測河段上游設置背景采樣斷面或采樣點，在進入污染河段前設置對照斷面；在大城市、大型廠礦、工業集中的區域和大排污口下游河水與污水充分混合處設置污染斷面（控制斷面），以了解某一城市、工業區或廠礦排污對水體的影響。城市主要飲用水源、水產資源集中的水域、大型灌區和重要風景游覽區、大型水利設施和大型養魚場所在河段上游，一般亦應設置監測斷面。支流入口、出口處或監測河段入海口前設置監測斷面，以了解支流匯入對主河道水質的影響和主河道分支前的水質狀況。為了解監測河段的水體自凈作用，可在遠離污染源的河段下游或在監測河段下游設置消減斷面（自凈斷面）。湖泊（水庫）采樣時，在用水點、湖（庫）中心和湖，（庫）水流入或流出口布設采樣點。

2、采樣頻率的確定

水質來樣頻率的確定，必須基于對監測河段水文資料和當地氣象資料的分析，根據監測項目和水質變化情況確定每期監測（例行監測）或單位時間（特定項目的監測）的采樣次數。如果水質比較穩定，只要取代表性水樣測定即可。如水質不穩定，就必須采集不同時間間隔的水樣，以觀察排污量的變化對水質產生的影響。采樣次數的多少；最好用統計學方法估計。增加采樣次數可提高監測結果的準確性和代表性，但必須考慮由此而增加的工作量和費用。在保證采樣質量和代表性的前提下，全面衡量，安排采樣時間和采樣次數是十分必要的。對河流在枯水期，因水量少、流速低，而工農業生產排污又較頻繁時，可適當考慮增加采樣次數。一般河水應二周采樣一次；地下水可三個月采樣一次。如人力物力許可，則應適當增加采樣次數。

3、水質采樣質量控制

環境監測分析中，環境樣品的采集是確保監測質量的重要環節。不正確的樣品分析，不僅浪費人力、物力，還將導致對環境污染現狀的錯誤判斷和對未來環境問題的錯誤推論。在水質采樣分析中，代表環境水體真實情況的水樣獲取，既取決于監測斷面的合理布設、采樣頻率的確定，亦取決于采樣容器的選擇、采樣方法和水樣存放條件。

3.1采樣器皿的選擇

不同料質的采樣器皿對環境水樣的穩定性影響不同。因此，應根據待測項目的性質選擇所需采樣器血。如盛裝預分析重金屬元素的環境水樣，應選用聚乙烯塑料器皿；而盛裝分析有機物的水樣，可選用硬質玻璃瓶。采樣器皿均要求用細口容器，且保證封口塞材料與容器材料的一致。

無論那種料質的來樣器皿，均應在采樣前進行嚴格清洗。如盛裝預分析微量元素的水質采樣器皿，分經10%的鹽酸浸飽8小時后，用1：1的HN03浸泡3～4天，然后用自來水漂洗干凈，再用高純水淋洗瀝干后備用。盛裝預分析油類的水質采樣器皿，按一般通用方法洗滌后，還須用萃取劑（如石油醚等）徹底蕩洗2～3次后備用。總之，不同料質和待測項目的水質采樣器皿，均有相應嚴格的洗滌程序，以避免因容器內壁對痕量組份的吸附或其它相互作用而造成沾污，從而導致水質監測結果的失真。

3.2樣品保存

以合理的布點原則和正確的采樣方法獲取具有代表性的水樣如不能妥善保存，同樣會造成水質監測結果的失真。原則上采集好的水樣應立即進行分析。如條件不允許，水樣需放置一段時間后才分析時，亦應設法盡量縮短樣品保存時間，并對不同待測項目的水樣，分別采取冷藏法、化學法和酸化法，否則水樣在一定的溫度條件下，會發生物理、化學和生物變化，從而導致待測組份含量的變化。一般未經任何處理水樣的最長存放時間，清潔水為72小時，輕度污染水為48小時；嚴重污染水為12小時。懸浮物會吸附水樣中的重金屬和極性有機物質，因此，對于需保存的水樣最好采用孔徑為。0.45 的微孔濾膜進行過濾，以除去懸浮物質。有時為了防止樣品保存過程中變質，在不干憂待測組份的情況下，可適當加入防腐劑保存。

4、結束語

綜上所述，要想在流動性的水體中采取到具有代表性的試樣，必須了解水體特征，在水質采樣的過程中做好質量控制工作，才能取得真實反映污染水平的試樣。