HJ T 52-1999 水质.河流采样技术指导.pdf

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1、国家环境保护总局标准水质河流采样技术指导发布实施国家环境保护总局发布前言本标准等效采用国际标准水质采样第六部分河流和溪流采样指导本标准的附录附录都是标准的附录本标准由国家环境保护总局科技标准司提了本标准由中国环境监测总站负责起草本标准由国家环境保护总局负责解释国家环境保护总局标准水质河流采校技术指导本标准是水质采样标准第五部分主题内容与适用范围本标准确立了评价河流水质的物理化学和微生物特性时的采样方案设计采样技术样品的保存和管理的基本原则本标准不适用于入海河口区对于运河和其它水流不畅的内陆水体可酌情使用沉积物和生物群的检验需用专门的采样方法不包括在本标准之内选择采样方法时首先要明确采样目的河流

2、的采样目的通常有以下几种评价河流水质确定河水能否用于饮用水源确定河水能否用于农用水如喷灌和畜禽用水等确定河水维持和发展渔业的适宜性确定河水对娱乐用途的适应性如水上运动和游泳等研究污水排放或偶然泄漏对承纳水体产生的影响评价土地的利用对河流水质造成的影响评价河底沉积物中污染物的积累和释放对水生生物和沉积物的影响研究抽水河水调节与河水输送对河水的理化性质和水生生物的影响研究河流上拦河堰坝的设置与拆除等构筑工程对水质的影响引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文在标准出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性水质采样方案设计技术

3、规定水质采样技术指导水质采样样品的保存和管理技术规定水质湖泊和水库采样技术指导水质词汇第一部分和第二部分明渠中液流的测量稳流测量的稀释法第一部分恒流注射法明渠中液流的测量稳流测量的稀释法第二部分积分法明渠中液流的测量稳流测量的稀释法第三部分恒流注射法和放射示踪剂积分法明渠中液流的测量速度面积法明渠中液流的测量斜速面积法国家环境保护总局批准实施定义本标准采用下列定义河流沿着限定河槽连续或间歇地流入洋海湖内陆洼地沼泽或其它水道的天然水体采样为检验各种规定的水质特性从水体中采集具有代表性水样的过程代表性样品所采样品能代表采样地点的水质特性自动采样采样过程中不需人介入通过仪器设备能按预先编制的程序进行

4、间歇或连续地采样等动力采样流动水的采样技术采样时水流进入采样头的采样嘴的流速等于紧临采样头的水流速度随机采样采样过程中获得被测物不同浓度值的几率正好为研究对象中被测物的概率分布所给定的概率系统采样最常见的非随机采样方式采样时按预定的间隔采样常为等时间采样采样地点从水体中采集水样时的大体位置采样点采样区域内的准确的采样位置采样设备器材在大多数采样情况下可使用聚乙烯聚丙烯聚碳酸酯不锈钢和玻璃材质的容器玻璃瓶的优点是内表面易清洗在采微生物样品时采样前可以灭菌在测定有机组分时应使用玻璃容器当所采集的样品的待测组分为玻璃的主要成分如钠钾硼及硅和痕量金属杂质时最好选用聚乙烯容器可是聚乙烯容器不适用于采集分

5、析某些痕量金属的样品如汞当预先试验表明容器的污染水平可以接受方可使用聚乙烯容器用玻璃瓶贮存带弱缓冲的水时不应采用钠玻璃瓶而宜选用硼硅玻璃容器采样器类型表层采样器与水质化学分析相关的采样可把敞口容器如吊桶或瓶浸没于河流表层水下采集当采集规定深度样品或采集溶解性气体样品时要用能够密闭的采样器采集表层水样检验微生物特别是细菌学的时使用容积不少于带螺旋盖磨口玻璃或其它灭菌过的塞子的玻瓶覆盖薄的铝箔于盖或塞上使用螺旋盖时应衬耐的湿热灭菌或干热灭菌的硅橡胶衬垫密封浸入式装置密封浸入式装置是由充满空气或惰性气体的密闭容器组成用缆绳将其下放到所要求的深度然后打开密封装置如环形塞用水取代空气或惰性气体如果把适宜

6、的样品瓶置于装置内部如双瓶溶解气体采水器就可用于溶解性气体的采样这种装置主要适用于规定深度的采样开管或圆筒装置这种类型的装置由管或圆筒组成两端装有折页或阀门装置下放时折页或阀门打开水流自由通过提升时则关闭这样的装置适用于死水或低流速的河流采样混合式采样装置为水平的开管式装置便于等动力采样适用于流速快的河流采样抽吸装置通常被认为是一种方便的采集水样方法抽吸系统由浸入水中的吸水管和蠕动泵组成自动采样装置自动装置能连续采样或在无人照管下采集一组样品特别适用于混合样品和研究水质随时间变化时的情况自动采样装置有连续和间歇式两种类型可按时问或流量比例原理操作选择哪种类型的设备取决于特定的采样要求例如为了评

7、价河流中被溶解痕量金属的平均负荷最好使用带蠕动泵系统的连续比例流量装置采样步骤采样点的选择选择采样点时需要考虑以下三个方面的内容采样断面的选择在断面上确定采样垂线然后确定采样点采样断面的选择采样断面的选择与采样目的有关污水排放特性的测定常常要求准确的采样地点而在表征河流流域性质时仅需给出大致的采样断面的位置对于单一功能的采样采样断面的选择相对比较容易可选择适宜的桥梁当上游排放污水或有支流汇入时采样断面应设在已充分混合的下游用于监测供水取水点的站可以定在一个有限的范围内即非常接近取水点选择采样断面应考虑以下因素混合当支流或污水的汇入影响到特定区域的水质时至少需要布设两个采样断面一个在汇合点的上游

8、对照断面另一个在足够远的下游以保证河水与汇入水的完全混合控制断面污水与河水充分混合所需要的距离在很大程度上取决于河道的自然特性河道中水流在三维空间进行混合垂直混合水深方向上的混合横向混合河宽方向上的混合纵向混合按流向方向的混合使水质均一化在选择采样断面和采样点时需要研究水流在三维空间达到混匀的距离该距离受水流速度的影响研究混合过程时可使用染料示踪和电导测量技术排放到大多数河流中的污水在一公里之内可以完全达到垂直混合这时可在垂直方向的任意深度布设一个采样点在慢流速的河流中即使受温度和密度影响出现热分层通常也只布设一个采样点在有些情况下则需要进行分层程度的调研以确定在垂直方向布设的采样点数横向充分

9、混合的距离与河流的相对弯曲度河床宽深比水流速度分布有关通常达到混合均匀的距离需几公里或更长的距离为了采集有代表性的样品需要在污水排放和支流汇合的下游若干地点的断面上设两个或更多的采样点纵向混合距离的研究对选定采样频率很重要为了采集有代表性的样品在靠近无规律排放口下游选定的采样频率应比在一定距离的下游达到很大程度的纵向混合的采样频率要高测定混合距离的方法有实测法和计算法实测法是在需要测量的河流断面上等距离地设若干条垂线在垂直方向上布设不同深度的测点同步取样测定水质参数计算法建议用下述公式近似计算达到完成混合不均匀度不超过的距离式中达到混合的距离河段的平均宽度河段谢才系数其适用范围为重力加速度河段

10、的平均深度移动时间移动时间常常与采样位置的选择有关在追踪某些组分或污染物特别是追踪间歇污染源的某些组分的信息而布设采样断面时需要掌握污染物在河道内移动的状况移动时间的信息对研究不稳定组分在河水中变化的速率很重要如在水体的自净过程中可用移动时间计算动力学速率系数测定移动时间可以使用水面浮标示踪物和仪器测量流速等方法至少应测量五个不同的流量值用得到的移动时间和相应的流量作图用外推或内插法算出其它移动时间当外推值超出流量测量值的外推法就不能提供准确的移动时间数据采样点的选择最好避免在水体中待测物分布不均匀的地点采样如果所选择的地点有特殊意义要在三维空间对不均匀的性质和程度进行检验如果检验结果表明待测

11、物分布均匀可任意布设一个采样点否则为了采集有代表性的样品要在采样断面上布设适当多的垂线和采样点把采集的单个样品混合得到一个混合样这种混合样仅代表采样断面的质量但不能提供采样点之间水质的变化状况在分析溶解性气体和挥发性组分时不能使用混合样采样点应设在水质发生明显变化或者河流有重要用途的地点例如汇流口主要污水排放口和引水处采样频率和采样时间采样频率和时间应以统计学为基础在采样方案中要明确规定允许差值的范围按方案所得到的结果在规定的允许差范围内对所需要的数据作出评价当存在周期性和其它持续性变化时用有规则的采样评价平均浓度比随机采样更准确但采样间隔要短使其足以显示出相邻样品之间的变化系统采样时必须保证

12、采样频率不与系统中天然的或其它基于时间效应的周期相一致在河流系统中有时水质存在着如日月和年的周期性变化为了评价这些变化的性质应仔细选择采样时间如果这些循环不持续或者这些变化幅度明显小于随机变化就可以选择任意的采样时间或在整个研究期间有计划地安排采样时间使样品均匀分布否则应选择一个周期的不同时间段采集样品如果需要得到最高或最低浓度的样品则要在对应的时间采样采样方法的选择用于物理化学检测样品的采集在表层水下采样时通常把容器敞口瓶或桶浸入河流中取水然后将样品再注入样品贮存容器亦可直接用样品贮存容器采样除非有特殊的分析要求采样时应避免采到表面膜从规定的深度采样时应使用密封浸入式装置开管或圆筒装置用于河

13、流的采样设备要仔细选择和安装避免碎屑堵塞进水口进水口要用大小二种孔径的网如不锈钢丝网保护并要经常检查清除聚集的碎屑要求采样器的进口对水流保持最小的阻力在露天安装设备时如岸边要防止遭受破坏和温度剧烈变化的影响当用泵采集检验水中溶解性气体时潜水泵优于抽吸式泵抽吸式泵在操作时产生负压易使溶解性气体逸出和悬浮物上升到表层如果采用这种类型的泵应把开始抽入的水样弃去在使用手提式自动蠕动泵采样时也存在同样的情况因此采溶解性气体样品时应使用密封浸入装置此外还可能存在采样系统本身的污染其中包括泵部件材质的污染当存在这个问题时管道应当采用由惰性材料或硅橡胶管做成的蠕动泵泵管道中的细菌和藻类的繁殖会给采样带来困难要

14、经常清洗或采取其它适宜的手段清除另外当选择管道系统的材质时还应考虑由不同类型管道带来的有机物质的潜在污染当抽吸速度很低时由于受重力的影响样品中的悬浮物浓度可能降低所以在检测悬浮物质时不能使用低的泵速这就限制了常常通用于许多自动采样设备的低功率蠕动抽吸泵的使用等动力采样是理想的在采样管的入口处水的线流速要限定为采集不溶物样品时为了采到有代表性的样品使用等动力采样操作时把采样系统的进口直接对准水流方向在水位变化明显的地点可将采样装置或抽水管安装在浮台上使采样更为方便但是浮台易损坏其它可选用的方法有使用潜入式进水管进水管用浮标或类似装置浮起用固定于河床重物上的软管将采样装置同进水管连接起来作为长远安

15、排可将采样装置同固定的多点入口连接这样的装置可在许多适宜的深度进行特定目的的采样但这种方法耗费较大微生物检验样品的采集采集微生物样品时如细菌学的应使用清洁的灭菌过的样品瓶在注入样品前瓶塞要包一张金属箔要保护好样品瓶采样时将包有金属箔的塞夹在手上要特别小心防止手污染瓶塞和瓶口注入样品时样品瓶不要冲洗注入样品后迅速盖好瓶塞采样时手持瓶底瓶口朝下浸入水中约将瓶倾斜使瓶口微微向上直接对准水流方向这样在大多数情况下被手接触过的水流不会进入样品瓶中不过在湍流条件下易产生污染遇到这种情况时倒掉所采集的样品重新选择湍流小的地点采集样品也可将瓶子缚在夹子或棍上采样在规定的深度采样时也可以使用灭菌过的专用采样装置

16、样品的运输固定和保存从远离实验室的河流采样样品的运输固定和保存等条件尤其重要有关指导见国家标准水质采样样品的保存和管理技术规定此外应强调下列注意事项在某些应用于涉及可溶性组分评价的采样时如河水中的痕量金属采样后必须尽快最好在采样现场利用过滤等技术把溶解物和不溶物分开这样可以使采样后可能发生的组分变化降至最小用作滤膜的物质种类很多除玻璃纤维和聚碳酸酯外还有其它材质的纤维滤膜玻璃纤维滤膜的优点是不易堵塞能提供相似的过滤效率滤膜的通用孔径为视其采样目的和待测物的不同也不排除其它的滤膜孔径无论用何种介质过滤报告分析结果时建议使用滤过的物质标出所用滤膜的孔径而不用溶解的物质表达因气体交换化学反应和生物代

17、谢样品质量变化很快因此送往实验室的样品容器要密封防震避免日光照射和过热当样品当天不能分析时根据相应标准分析方法的要求对样品进行固定妥善保存短期最长小时贮存时可以于冷藏长时间大于一个月的贮存应将样品冷冻至一样品冷冻过程中部分组分可能浓缩到最后冰冻的部分所以在使用冷冻样品时要将样品全部融化应该指出样品的冷冻可能因沉淀或在沉淀物质上的吸收吸附导致待测物例如磷酸钙和硫酸钙的损失样品融化时溶解常常不完全可能产生错误的结果这种情况对磷酸盐农药多氯联苯尤其严重也可以采用加化学品的方法保存但应注意所选择的保存方法不能干扰以后的分析检验在加入固定剂的情况下所用容器不能用被采的河水冲洗如果样品瓶事先已被清洗或用前

18、已干燥过预冲洗就没有必要了在现场测定记录中要记录所有样品的处理及保存步骤测量并记录现场温度一些物理和化学参数如值应现场测定或者尽快测定质量控制措施需要用专门的质量控制和检验程序对采样方法进行定期地考查特别需要对样品的运输固定和贮存方法进行考查质量控制可采取对采样仪器设备的校准和检定现场空白检验采集平行样品和加标回收试验等方法应对所有采样方法按特定设计采用现场质检和审查步骤定期进行试验以检验这些方法的有效性安全保护采样时要注意以下情况的安全在任何气候条件下能方便地到达采样地点非常重要如果到达采样地点的安全得不到保证即使该地点有意义也应舍去当涉水进入河流中采样时要考虑可能存在的软泥流沙深坑和急流所

19、带来的危险为了保证安全涉水时要用测量杆或者类似的探测工具当情况不明时应把安全绳系在河岸的固定目标上如果采样地点偏僻或邻近深水区域一个人采样时应使用救生圈信号旗及联络装置等相应的安全措施在许多河流的采样地点必须考虑细菌病毒和动物的危害样品的标识和记录为了使随后的分析结果能得到正确的解释样品贮存器的标志应清楚与样品有关的所有细节应记录在样品瓶的标签上样品标签可根据实际情况设计一般包括采样目的课题代号采样点位置及名称采样时间采样人员等为了便于识别样品贮存器通常采用编号并用相应的样品单记下采样的有关细节标签和样品单的填写应在采样时完成采样报告的表格取决于采样目的采样报告见附录附录标准的附录河流采样报告日期年月日河流名称采样地点的描述采样点采样时间开始结束采样器名称水体外观状况水温样品的外观水和悬浮的颜色悬浮物的性质和量透明度嗅味地区天气情况气温降水量云量日照备注记录人附录标准的附录水样采集记录表河流名称断面采样时间采样点名称编号水文参数水质参数流量流速水位水温溶解氧采样人员接样人