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水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
水質(zhì)監(jiān)測(cè),是監(jiān)視和測(cè)定水體中污染物的種類、各類污染物的濃度及變化趨勢(shì),評(píng)價(jià)水質(zhì)狀況的過(guò)程。監(jiān)測(cè)范圍十分廣泛,包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、海和地下水)及各種各樣的工業(yè)排水等。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目可分為兩大類:一類是反映水質(zhì)狀況的綜合指標(biāo),如溫度、色度、濁度、pH值、電導(dǎo)率、懸浮物、溶解氧、化學(xué)需氧量和生化需氧量等;另一類是一些有毒物質(zhì),如酚、氰、砷、鉛、鉻、鎘、汞和有機(jī)農(nóng)藥等。為客觀的評(píng)價(jià)江河和海洋水質(zhì)的狀況,除上述監(jiān)測(cè)項(xiàng)目外,有時(shí)需進(jìn)行流速和流量的測(cè)定。
水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范圍非常廣泛,包括經(jīng)常性的地表及地下水監(jiān)測(cè)、監(jiān)視性的生產(chǎn)和生活過(guò)程監(jiān)測(cè)以及應(yīng)急性的事故監(jiān)測(cè)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)可以為環(huán)境管理提供數(shù)據(jù)和資料,可以為評(píng)價(jià)江河和海洋水質(zhì)狀況提供依據(jù)。
1.地表水及地下水——經(jīng)常性監(jiān)測(cè)。
2.生產(chǎn)和生活過(guò)程——監(jiān)視性監(jiān)測(cè)。
3.事故監(jiān)測(cè)——應(yīng)急監(jiān)測(cè)。
4.為環(huán)境管理——提供數(shù)據(jù)和資料。
5.為環(huán)境科學(xué)研究——提供數(shù)據(jù)和資料。
當(dāng)前,我國(guó)水環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)取得了較快速度的發(fā)展,當(dāng)前我國(guó)水質(zhì)監(jiān)測(cè)技術(shù)主要以理化監(jiān)測(cè)技術(shù)為主,包括化學(xué)法、電化學(xué)法、原子吸收分光光度法、離子選擇電極法、離子色譜法、氣相色譜法、等離子體發(fā)射光譜(ICP—AES)法等。其中,離子選擇電極法(定性、定量)、化學(xué)法(重量法、容量滴定法和分光光度法)在國(guó)內(nèi)外水質(zhì)常規(guī)監(jiān)測(cè)中還普遍被采用。近幾年來(lái)生物監(jiān)測(cè)、遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)也被應(yīng)用到了水質(zhì)監(jiān)測(cè)中。
傳統(tǒng)理化監(jiān)測(cè)
在地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)中,由于監(jiān)測(cè)儀器比較簡(jiǎn)單,因此,物理監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)往往比較容易獲得。常用的物理指標(biāo)監(jiān)測(cè)儀器有測(cè)定水濁度的濁度儀,測(cè)定色度所用的濾光光度計(jì),測(cè)定電導(dǎo)率用電導(dǎo)率儀等,還有多功能的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀實(shí)現(xiàn)了同時(shí)測(cè)定多項(xiàng)物理指標(biāo)的效果。
化學(xué)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)是地表水監(jiān)測(cè)的重點(diǎn),隨著國(guó)家對(duì)有毒有機(jī)物污染監(jiān)測(cè)的重視,在儀器的引起及研發(fā)方面取得了一定的進(jìn)步,一些監(jiān)測(cè)站已經(jīng)引進(jìn)了大中型實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測(cè)儀,可現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)Zn、Fe、Pb、Cd、Hg、Mn等重金屬及鹵族元素、銨態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、酚類、陰離子洗滌劑及Se等物質(zhì)。
生物監(jiān)測(cè)
生物監(jiān)測(cè)是水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)方法之一,它是利用生物個(gè)體、種群或群落對(duì)環(huán)境污染變化所產(chǎn)生的反應(yīng)闡明環(huán)境的污染狀況,具有敏感性、富集性、長(zhǎng)期性和綜合性等特點(diǎn)。在實(shí)際監(jiān)測(cè)中已經(jīng)應(yīng)用的生物監(jiān)測(cè)方法主要包括生物指數(shù)法、種類多樣性指數(shù)法、微型生物群落監(jiān)測(cè)方法、生物毒性試驗(yàn)、生物殘毒測(cè)定、生態(tài)理毒學(xué)方法等,涉及的水生生物涵蓋單細(xì)胞藻類、原生生物、底棲生物、魚類和兩棲類。
遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)
內(nèi)陸水體水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)是基于經(jīng)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)分析或水質(zhì)參數(shù)的光譜特性、選擇遙感波段數(shù)據(jù)與地面實(shí)測(cè)水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析,建立水質(zhì)參數(shù)反演算法實(shí)現(xiàn)的。水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)方法可以反映水質(zhì)在空間和時(shí)間上的分布情況和變化,發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)方法難以揭示的污染源和污染物遷徙特征,而且具有監(jiān)測(cè)范圍廣、速度快、成本低和便于長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)。
監(jiān)測(cè)任務(wù)總體構(gòu)思
1.明確監(jiān)測(cè)目的。
2.進(jìn)行調(diào)查研究。
3.確定監(jiān)測(cè)對(duì)象。
4.設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)。
5.安排采樣時(shí)間和頻率。
6.選定采樣和保存方法。
7.選定分析測(cè)定技術(shù)。
8.提出監(jiān)測(cè)報(bào)告要求。
9.制訂質(zhì)量保證程序、措施和方案的實(shí)施計(jì)劃。
地面水質(zhì)監(jiān)測(cè)方案制訂
(一)基礎(chǔ)資料收集
1、水體的水文、氣候、地質(zhì)和地貌資料。如水位、水量、流速及流向的變化;降雨量、蒸發(fā)量的水情;河寬、河深、河床結(jié)構(gòu)及地質(zhì)狀況等。
2.水體沿岸城市分布、工業(yè)布局、污染源及其排污情況、城市給排水情況等。
3.水體沿岸水資源現(xiàn)狀及用途。如飲用水源分布和重點(diǎn)水源保護(hù)區(qū),水體流域土地功能及近期使用計(jì)劃等。
4.歷年水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料、水文實(shí)測(cè)資料、水環(huán)境研究成果等。
(二)監(jiān)測(cè)斷面和采樣點(diǎn)的設(shè)置
1、監(jiān)測(cè)斷面的布設(shè)原則。
2.監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置。
(1)河流監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置。
(2)湖泊(水庫(kù))監(jiān)測(cè)斷面設(shè)置。
3.采樣位置的確定
(1)在對(duì)調(diào)查研究結(jié)果和有關(guān)資料進(jìn)行綜合分析的基礎(chǔ)上,監(jiān)測(cè)斷面的布設(shè)應(yīng)有代表性,即能較真實(shí)、全面地反映水質(zhì)及污染物的空間分布和變化規(guī)律;根據(jù)監(jiān)測(cè)目的和監(jiān)測(cè)項(xiàng)目,并考慮人力、物力等因素確定監(jiān)測(cè)斷面和采樣點(diǎn)。
(2)有大量廢水排入河流的主要居民區(qū)、工業(yè)區(qū)的上游和下游。較大支流匯合口上游和匯合后與干流充分混合處,入海河流的河口處,受潮汐影響的河段和嚴(yán)重水土流失區(qū)。湖泊、水庫(kù)、河口的主要入口和出口。國(guó)際河流出入國(guó)境線的出入口處。
(3)飲用水源區(qū)、水資源集中的水域、主要風(fēng)景游覽區(qū)、水上娛樂(lè)區(qū)及重大水力設(shè)施所在地等功能區(qū)。
(4)斷面位置應(yīng)避開死水區(qū)及回水區(qū),盡量選擇河段順直、河床穩(wěn)定、水流平穩(wěn)、無(wú)急流淺灘處。
(5)應(yīng)盡可能與水文測(cè)量斷面重合;并要求交通方便,有明顯岸邊標(biāo)志。
(三)采樣時(shí)間與采樣頻率的確定
(1)飲用水源地:全年采樣不少于12次,采樣時(shí)間根據(jù)具體情況選定。
(2)河流:較大水系干流和中、小河流全年采樣不少于6次,采樣時(shí)間為豐水期、枯水期和平水期,每期采樣兩次。流經(jīng)城市或工業(yè)區(qū),污染較重的河流、游覽水域,全年采樣不少于12次。采樣時(shí)間為每月一次或視具體情況選定。
(3)排污渠:全年采樣不少于3次。
(4)底泥:每年在枯水期采樣一次。
(5)背景斷面:每年采樣一次。在污染可能較重的季節(jié)進(jìn)行。
(6)潮汐河流:全年按豐、枯、平三期,每期采樣2天,分別在大潮期和小潮期進(jìn)行,每次應(yīng)當(dāng)在當(dāng)天漲潮、退潮時(shí)采樣,并分別加以測(cè)定。漲潮水樣應(yīng)當(dāng)在各斷面漲平時(shí)采樣,退潮時(shí)也應(yīng)當(dāng)在各斷面退平時(shí)采樣,若無(wú)條件,小潮期可不采樣。
(7)湖泊、水庫(kù):設(shè)有專門監(jiān)測(cè)站的湖、庫(kù),每月采樣不少于1次,全年不少于12次,其他湖、庫(kù)每年采樣2次,枯、豐水期各一次。有廢水排入、污染較重的湖、庫(kù),應(yīng)酌情增加采樣次數(shù)。
(四)采樣及監(jiān)測(cè)技術(shù)的選擇
要根據(jù)監(jiān)測(cè)對(duì)象的性質(zhì)、含量范圍及測(cè)定要求等因素選擇適宜的采樣、監(jiān)測(cè)方法和技術(shù)。
(五)結(jié)果表達(dá)、質(zhì)量保證及實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃
對(duì)監(jiān)測(cè)中獲得的眾多數(shù)據(jù),應(yīng)進(jìn)行科學(xué)地計(jì)算和處理,并按照要求的形式在監(jiān)測(cè)報(bào)告中表達(dá)出來(lái)。質(zhì)量保證概括了保證水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正確可靠的全部活動(dòng)和措施。質(zhì)量保證貫穿監(jiān)測(cè)工作的全過(guò)程。實(shí)施進(jìn)度計(jì)劃是實(shí)施監(jiān)測(cè)方案的具體安排,要切實(shí)可行,使各環(huán)節(jié)工作有序、協(xié)調(diào)地進(jìn)行。
地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)方案的制訂
(一)調(diào)查研究和收集資料
1、收集、匯總監(jiān)測(cè)區(qū)域的水文、地質(zhì)、氣象等方面的有關(guān)資料和以往的監(jiān)測(cè)資料。
2.調(diào)查監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)城市發(fā)展、工業(yè)分布、資源開發(fā)和土地利用情況,尤其是地下工程規(guī)模應(yīng)用等;了解化肥和農(nóng)藥的施用面積和施用量;查清污水灌溉、排污、納污和地面水污染現(xiàn)狀。
3.測(cè)量或查知水位、水深,以確定采水器和泵的類型,所需費(fèi)用和采樣程序。
4.在完成以上調(diào)查的基礎(chǔ)上,確定主要污染源和污染物,并根據(jù)地區(qū)特點(diǎn)與地下水的主要類型把地下水分成若干個(gè)水文地質(zhì)單元。
(二)采樣點(diǎn)的設(shè)置
1、背景值監(jiān)測(cè)點(diǎn)的設(shè)置
設(shè)在污染區(qū)外圍不受或少受污染的地方。在垂直于地下水流方向的上方設(shè)置。
2.監(jiān)測(cè)井的布設(shè)
(1)點(diǎn)狀污染區(qū)(滲坑、滲井和堆渣區(qū)的污染物在含水層滲透小的地區(qū)形成的),監(jiān)測(cè)井設(shè)在距污染源最近的地方。
(2)塊狀污染區(qū)(污灌區(qū)、污養(yǎng)區(qū)及缺乏衛(wèi)生設(shè)施的居民區(qū)),監(jiān)測(cè)井設(shè)在地下水流向的平行和垂直方向上。
(3)條(帶)狀污染區(qū)(滲坑、滲井和堆渣區(qū)的污染物在含水層滲透大地區(qū)及沿河、渠排放的工業(yè)廢水和生活污水),宜用網(wǎng)格布點(diǎn)法設(shè)置監(jiān)測(cè)井。一般監(jiān)測(cè)井在液面下0.3~0.5m處采樣。
(三)采樣時(shí)間和采樣頻率的確定
1、每年在豐水期、枯水期分別采樣測(cè)定;四季采樣;月采樣。
2.每一采樣期至少監(jiān)測(cè)1次,飲用水每一采樣期監(jiān)測(cè)2次,其間隔至少10天,即采一次分析檢驗(yàn)一次,10天后再采、檢一次,可作為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)出。
3.對(duì)有異常情況的井點(diǎn),應(yīng)適當(dāng)增加采樣監(jiān)測(cè)次數(shù)。
水污染源監(jiān)測(cè)方案的制訂
(一)調(diào)查研究,收集資料
(二)采樣點(diǎn)設(shè)置
1、工業(yè)廢水
(1)在車間或車間處理設(shè)備的廢水排放口設(shè)置采樣點(diǎn),測(cè)一類污染物(汞、鎘、砷、鉛、六價(jià)鉻、有機(jī)氯化合物、強(qiáng)致癌物質(zhì)等)。
(2)在工廠廢水總排放口布設(shè)采樣點(diǎn),測(cè)二類污染物(懸浮物、硫化物、揮發(fā)酚、有機(jī)磷化合物、石油類、銅、鋅、氟、硝基苯類、苯胺類等)。
(3)已有廢水處理設(shè)施的工廠,在處理設(shè)施的排放口布設(shè)采樣點(diǎn)。為了解廢水處理效果,可在進(jìn)出口分別設(shè)置采樣點(diǎn)。
(4)在排污渠道上,采樣點(diǎn)應(yīng)設(shè)在渠道較直,水量穩(wěn)定,上游無(wú)污水匯入的地方??稍谒嫦?/4~1/2處采樣,作為代表平均濃度水樣采集。
2.城市污水(生活污水(sanitarywaste)和醫(yī)院污水(hospitalsewage)、綜合排污口等)
(1)城市污水管網(wǎng):在一個(gè)城市的主要排污口或總排污口設(shè)點(diǎn)采樣,城市污水干管的不同位置,污水進(jìn)入水體的排放口,非居民生活排水支管接入城市污水干管的檢查井。
(2)城市污水處理廠:在污水處理廠的污水進(jìn)出口處設(shè)點(diǎn)采樣
(三)采樣時(shí)間和頻率
工業(yè)廢水:每年采樣監(jiān)測(cè)2-4次。
生活污水:每年采樣監(jiān)測(cè)2次,春、夏季各1次。
醫(yī)院污水:每年采樣監(jiān)測(cè)4次,每季度1次。