水污染常規分析指標
水體污染會(huì )引起水質(zhì)的惡化。水污染常規分析指標是反映水質(zhì)狀況的重要指標,是對水體進(jìn)行監測、評價(jià)、利用以及污染治理的主要依據。環(huán)境保護機構和其他有關(guān)部門(mén)通常按照不同的要求制定各種水質(zhì)標準,以及相應的測定方法。
水污染常規分析指標主要有以下幾項:
臭
臭味是判斷水質(zhì)優(yōu)劣的感官指標之一。潔凈的水是沒(méi)有氣味的,受到污染后會(huì )產(chǎn)生各種臭味。常見(jiàn)的水臭味有:霉爛臭味(主要來(lái)自生物體的腐爛)、糞便臭味、汽油臭味、臭蛋味(來(lái)自硫化氫);瘜W(xué)品引起的臭味是多種多樣的,如氯氣味、藥房氣味(主要來(lái)自酚類(lèi)的污染)等,飲用有臭味的水會(huì )引起厭惡感。在有臭味的水中生長(cháng)的魚(yú)類(lèi)和其他水生生物也可能有異味。游覽區的河水和湖水有臭味會(huì )影響旅游。中國頒布的《生活飲用水衛生標準》和《地面水衛生標準》都規定水不得有異臭。
人對某些污染物臭味的辨別能力很高,例如據測定人能嗅出10-12克的硫醇化合物。不過(guò)人的嗅覺(jué)難以定量地反映出臭味的差別,F行的方法是用文字描述臭的種類(lèi),用強、弱等字樣表示臭的強度。比較準確的臭的定量方法是嗅閾法,即用無(wú)臭水將待測水樣稀釋到接近無(wú)臭程度的稀釋倍數表示臭的強度。水的臭味與水溫有密切關(guān)系,在報告測定結果時(shí)要注明水溫,常用的水溫為40℃和60℃。水臭的測定結果會(huì )因檢定者的年齡、性別、精神狀態(tài)以及主觀(guān)傾向等而不同,所以應以一群人的檢定結果的幾何平均值來(lái)表示。
水溫
溫度是水體的一項重要物理指標。日常監測中發(fā)現水溫突然升高,表明水體可能受到新污染源的污染。熱污染也可能引起生物繁殖增快而使水體產(chǎn)生生物性污染。衛生和農業(yè)用水都很重視水溫這項指標。水溫通常用刻度為0.l℃的溫度計測定。深水可用倒置溫度計。用熱敏電阻溫度計能快速而準確測定水溫。水溫要在現場(chǎng)測定。
渾濁度
渾濁是懸浮于水中的膠體顆粒產(chǎn)生的散射現象。水的渾濁程度叫渾濁度,F行通用的計量方法是把lL水中含有相當于lmg標準硅藻土所形成的渾濁狀況作為一個(gè)渾濁度單位,簡(jiǎn)稱(chēng)1度。渾濁度同膠體顆粒的物質(zhì)種類(lèi)、粒徑大小、表面狀態(tài)有關(guān)。計量渾濁度時(shí)應有渾濁度標準品作為對照。
渾濁度檢定一般采用濁度計法。濁度過(guò)低時(shí)可用目視法將水樣與標準渾濁度液進(jìn)行比較。
地面水渾濁主要是泥土、有機物、微生物等物質(zhì)造成的。渾濁度升高表明水體受到膠體物質(zhì)污染。中國規定飲用水的渾濁度不得超過(guò)5度。
pH pH是水中氫離子活度的負對數,pH為7表示水是中性,大于7的水呈堿性,小于7的水呈酸性。清潔天然水的pH為6.5~8.5,pH異常,表示水體受到污染。
測量pH常用的和準確的方法是玻璃電極法。此法是以玻璃電極為指示電極,飽和甘泵電極為參比電極,兩者組成電極對。用電壓表指示水樣的電勢差,以25℃時(shí),電勢差改變59.19mV為一個(gè)pH單位。測定時(shí)能在儀器上直接讀出pH。測定不受水樣的色度、渾濁度和氧化還原性物質(zhì)的干擾。測定時(shí)必須用有準確pH的標準緩沖溶液作為對照,溫度對于pH讀數的影響可用儀器上的溫度補償裝置進(jìn)行調整。
比色法測定pH是在水樣中加入定量指示劑后與pH標準色列進(jìn)行目視比較。此法不需電源,簡(jiǎn)便易行,但受到水的色度、渾濁度和各種氧化還原物質(zhì)的干擾,只能用于概略測定。
電導率 水中存在離子會(huì )產(chǎn)生導電現象,電導率表示水中電離性物質(zhì)的總量。電導率的大小同溶于水中物質(zhì)濃度、活度和溫度有關(guān)。電導單位為西門(mén)子,電導率的標準單位是西/米。為了計算方便,常以微西/厘米表示。清潔的水的電導率為數十至數百微西/厘米。水的電導率用電導儀側定。電導儀的電極由相距1cm的一對面積為lcm2的鉑電極組成,電極的常數經(jīng)校正計算。溫度的影響由儀器上的補償裝置調整。校正溶液用純氯化鉀配制。
溶解性固體
水樣經(jīng)濾除懸浮固體后烘干,所得的固體物質(zhì)稱(chēng)為溶解性固體。溶解性固體主要是溶于水的鹽類(lèi),也包括溶于水的有機物、液體物質(zhì)、能穿過(guò)濾器的膠粒和微生物。濾液的烘干溫度與測定結果有直接關(guān)系,報告測定結果時(shí)要注明溫度。一般規定的烘干溫度有110℃和180℃兩種。
懸浮性固體 水樣經(jīng)過(guò)濾,凡不能通過(guò)濾器的固體顆粒物稱(chēng)為懸浮性固體。懸浮性固體是測定多泥沙的河水和某些工業(yè)廢水的重要指標。懸浮物多,會(huì )堵塞管道,淤積河床。測定懸浮性固體通常用玻璃砂芯濾器、濾紙、濾膜等作為濾器,F在國際上常采用0.45μm作為濾器的孔徑標準。
總氮
氮是組成生物體蛋白質(zhì)的主要成分,也是生物界賴(lài)以生存的必要元素?偟侵杆懈鞣N狀態(tài)的有機氮和無(wú)機氮的總量,主要反映水體受污染的程度。水樣經(jīng)強酸、強氧化劑分解后進(jìn)行測定。為了解天然水體中有機氮的氧化分解過(guò)程,即水體的氧化自?xún)暨^(guò)程,也分別測定水中氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的含量?梢愿鶕@三種物質(zhì)相互間的比例推斷污染和自?xún)舻倪^(guò)程。如氨氮含量高而另二者含量低,表示水體不久前受到污染而尚未氧化自?xún)?如亞硝酸鹽氮含量較多,表示氧化過(guò)程正在進(jìn)行;如硝酸鹽氮含量較多而另二者含量較少時(shí)則表示水體雖受污染但已氧化自?xún)。飲水中硝酸鹽氮超過(guò)10mg/L,有可能引起變性血紅蛋白增高。亞硝酸鹽的毒性甚大,攝入量過(guò)多會(huì )引起紫紺癥。
總有機碳
通常記為T(mén)OC,指溶解于水中的有機物總量,折合成碳計算。水中有機物種類(lèi)很多,目前尚不能全部進(jìn)行分離鑒定。TOC是快速檢定的綜合指標,但不能反映水中有機物的種類(lèi)和組成,也不能反映總量相同的總有機碳所造成的不同污染后果。TOC的測定方法是把水樣在有催化劑和充分供氧的條件下加熱至950℃,將水中有機物完全氧化成二氧化碳,測定二氧化碳量并折合成碳計算。
某種工業(yè)廢水如果組分相對穩定時(shí),可根據這種廢水的總有機碳含量同生化需氧量(BOD)和化學(xué)需氧量(COD)等指標之間的對比關(guān)系來(lái)規定這種廢水以總有機碳為指標的排放標準。這能夠大大提高監測工作的效率。
溶解氧
通常記為DO,指溶解于水中的氧的量,以每升水中氧氣的毫克數表示。溶解氧是評價(jià)水體自?xún)裟芰Φ闹笜。溶解氧含量較高,表示水體自?xún)裟芰^強;溶解氧含量較低,表示水體中污染物不易被氧化分解,魚(yú)類(lèi)也因得不到足夠氧氣,窒息而死。這時(shí),厭氧性菌類(lèi)就會(huì )繁殖起來(lái),使水體發(fā)臭。
水中溶解氧的含量同空氣中氧的分壓、大氣壓力和水溫有直接關(guān)系。在正常狀態(tài)下,地面水中溶解氧應接近飽和狀態(tài)。測定溶解氧主要用容量法和電極法,關(guān)鍵是在水樣采集和測定時(shí)不使樣品同空氣過(guò)多接觸。
生物化學(xué)需氧量
通常記為BOD,地面水水體中微生物分解有機物的過(guò)程中消耗水中的溶解氧的量,是水體受有機物污染的最主要指標之一。某些化工廢水由于污染物不易為微生物分解或者對微生物活動(dòng)有抑制作用,則不宜用BOD作為指標。
化學(xué)需氧量
通常記為COD。水體中能被氧化的物質(zhì)在規定條件下進(jìn)行化學(xué)氧化過(guò)程中所消耗氧化物質(zhì)的量,以每升樣水消耗氧的毫克數表示。COD的測定方法簡(jiǎn)便、迅速,但不能反映有機污染物在水中降解的實(shí)際情況。水中有機物的降解靠生物的作用,因此,比較廣泛用生化需氧量作為評價(jià)水體受有機物污染的指標。
細菌總數
反映水體受到生物性污染的程度。細菌總數增多表示水體的污染狀況惡化,但不能說(shuō)明污染物的來(lái)源和性質(zhì)。要結合大腸菌群的檢定才能判斷污染物的來(lái)源和作為飲用水的安全程度。
各種細菌都有各自的生理特性、營(yíng)養要求和繁殖條件。在不同的培養條件下細菌的繁殖狀況是不同的,檢定的結果也有差異,因此各國都規定檢定水中細菌總數的方法。中國把1mL水樣,在37℃條件下,用普通營(yíng)養瓊脂培養基培養24h所生長(cháng)的菌落數作為細菌總數。
大腸菌群 指一群既有需氧的又有厭氧的,在37℃、24h能分解乳糖并能產(chǎn)酸、產(chǎn)氣的,革蘭氏陰性、無(wú)芽孢的大腸桿菌。大腸菌群能表示水體受人糞便污染的程度和作為飲用水的安全程度。
大腸菌群的培養溫度為37℃。中國規定的檢驗方法有發(fā)酵管法和濾膜法。用前一方法需要培養和檢驗時(shí)間為48 h~72h;用后一方法只需24h,但不適用于懸浮物多的水樣。