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水质分析

水质分析

水质分析范文第1篇

关键词:水质分析;质量控制;样品

Abstract: water quality analysis provided by the analysis results largely determines the quality of evaluation, which directly affects people's quality of life. Water quality analysis laboratory as important places, water quality analysis from sampling bag data analysis of the intermediate links are the result of water quality analysis quality bring certain influence. The article from the analysis of water quality of main factors, with emphasis on laboratory analysis in the process of quality control and data processing, quote is discussed.

Key words: water quality analysis; quality control; sample

中图分类号:[TU46+1]文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

水质分析是进行水资源保护及水环境监测的重要环节,高质量的水质分析不仅可以为评估水环境、了解水质提供帮助,同时也是制定实施保护措施的重要科学依据。尤其是在水资源日益紧张的今天,提供具有完整性、代表性及精确性的水质分析结果具有更为重要的现实意义。水质分析作为一项从样本采集、实验室分析导数据处理的一整套过程,影响水质分析的因素也较为复杂,为保证水质分析的准确性就要从影响水质的各个环节加以注意,将分析结果控制在容许范围内。在样品的保存或者运输阶段要保证低温,尤其是对于时效性差而又不能及时处理的样品要添加保存剂后置于4度左右的暗处,达到减缓化学剂物理作用对水质的影响。

1.影晌水质分析质量的主要因素

在进行水质分析中影响分析质量的因素很多,例如认为因素、仪器设备、环境因素、检测方法以及样本的代表性等,认清影响水质分析质量的因素是采取针对性措施的前提。

1.1样品采集运输

样品的准备工作主要包括采集、保存以及运输三个环节。

样品采集是进行水质分析的第一步,也是决定样品典型性与代表性的关键。在进行采集之前要制定周密的工作计划,包括采集的方法步骤甚至应急措施。但是由于在现场采样中采样人员不一定是专业的实验室技术人员,所以采样的质量很难保证。采样人员在进行水样采集中必须严格的遵照相关的技术文件实施采样,在采样过程中注意:水样的采集点要尽量选择表面漂浮物少一级水下沉积物等其他因素对水质影响较小的地点;样品器皿在使用前要进行彻底的清洗,防止残留的水样对采集样品的污染;如果采集的样品要测量溶解氧,在水样注入之后不能曝气,并在加入试剂封盖后不能出现气泡。

进过总结前人经验,总结出了几个可以提高样品采集阶段质量的几个措施:首先是严把样品验收关,对送来的样品进行细致的检查,发现的不合格样品要立即废除并重新采样,并针对样品不合格的原因与采用人员及时沟通,防止类似事件的再次发生;对于采样人员变动频繁的现象,要通过定期的举办技能培训班强化采样人员的采样技能,或者可以通过录制标准的采样程序,实时的传授采样的技能;对于采样未知偏远、采样条件特殊、设备落后的站点要通过远程培训或者根据现场情况有针对性的进行指导,尽量的提升采样的质量。

1.2仪器和实验室环境

仪器法作为水质分析的重要手段,是由仪器通过分析直接提供原始数据,为此仪器的质量就将直接的影响数据的质量。仪器在日常的使用中除了必要的检修、维护外还要进行严格的质量认证,这一工作由具备检定资质的部门进行强制性的定期检测,从而保证仪器的稳定、正常及可控。除了精密的实验仪器外还要注重对使用到的各种器具,例如玻璃器皿等进行检测。例如使用到的玻璃仪器的器壁含有杂质、整洁度差或者计量仪器不准等都会导致实验数据存在大量的误差。为此使用到的移液管、滴定管等玻璃仪器营造在质量有保证的生产厂家购买,并自己进行校准。

实验室环境指的是实验室的卫生、电源、温度、适度等条件,为此要对实验室的环境条件,尤其是分析仪器的性能、分析用水的质量、化学试剂等,保证外界对于分析结果的干扰。例如当空气中的湿度低于40%时静电作用就会明显的加强,此时空气中的大量悬浮物质就会带电,带电的物质如果大量的吸附在容器或者样品表面就会对实验仪器及样品的准确性带来影响。如果实验室的温度过高,实验室的电子器件以及光学器件的稳定性就会受到干扰;而如果实验室的湿度较大,此时储存在潮湿环境下的样品就会极易发生变质。为此,在进行水质分析之前要严格的对实验室环境测量,通过行管的操作盖上实验室的卫生、湿度、温度、等,从而减小及消除环境对于水质分析的影响。

1.3人为因素

人为因素是水质分析中对分析质量影响最大的因素,于是这就要求参与到水质分析中的相关人员具备先关的业务技能及综合素质,不仅可以对水质分析中的数据、过程负责,同时也要充分的认识到水质分析的重要性。尤其是分析人员要掌握科学的数据分析方法以及质量控制方法,在数据分析及结果输出阶段严格的遵守相关的操作规范,从而提供高质量的水质分析结果。

1.4标准物质

标准物质是数值分析结果准确的基础保证,为此要对标准物质的溯源性进行检验。在实际中首选使用有证标准物质,如果条件不允许可以通过能力验证以及对比等方法验证其准确性。尤其是对于在短期内会发生变化的标准物质要进行定期的检查,保证其可靠性。

2.实验室分析过程中的质量控制对策

分析过程的质量控制就是在前面工作的基础上,将实验室分析数据的误差控制在容许范围。我们可以将实验室质量控制分为实验室内控制与实验室间控制:前者是指平行样分析、校准曲线的制作与检查、加标回收率以及盲样分析、使用质量控制图等;后者指不同实验室得到的实验结果进行对比分析、评比、加密取样等进行考察,从而得到发现或者消除实验室系统误差的措施。由于实验室间质量控制一般由专家小组负责进行,而实验室内控制是分析人员对实验过程的自我控制,为此讨论实验室内控制具有更大的现实意义。

水质分析范文第2篇

关键词:水质分析 意义 教学改革

中图分类号:G718.3 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.18.064

1 水质分析的概述

水质分析有多种定义,在水利、水文等工作中,水质分析指的是通过化学、生物学以及物理学等方法对水质样品的含量、性质与形态进行定量和定性的研究与分析。社会循环指的是地球上的人们为了满足自己的需要,对自然界中的水资源进行开发和利用,然后把使用后的污水和废水排放到水资源中。自然循环与社会循环是水资源的两种循环方式,自然循环是指在太阳辐射以及地球引力的作用下,水资源进行蒸发、流动和降雨。水污染主要是由水资源的社会循环造成的,目前,我国政府以及相关部门都很重视水污染的问题。但是水资源的自然循环也会使水资源的水质产生变化。因此,水质分析的对象包括自然循环中的水资源与受到污染的水资源,水质分析的任务是了解水资源能否满足人们用水的需求,从而对水资源工程的建设进行指导,制定控制水污染的正确决策。

2 水质分析的意义

通过对水资源进行水质分析,能够科学地对我国可利用水资源的质量做出评估,在水资源质量鉴定的过程中,可以及时、准确地发现区域内水资源出现的问题,从而对水资源工程的建设进行指导,制定控制水污的正确决策。

我国经济快速发展,对水资源的需求也越来越大。因此,在水资源的开发与利用方面,我国面临着重大的挑战。目前,我国水资源浪费现象严重,水资源严重缺乏,因此水资源的开发、利用以及保护是否合理影响着社会的发展与进步。水质分析还可以分析水资源利用的不同途径,从而确定水资源的再利用方向,减少社会中的水资源污染、浪费现象,从而最大化地合理利用水资源。

在水污染治理中,水质分析是它的的基础内容,前文分析到对水资源进行科学的分析,可以减少水污染现象的发生。在发生水污染事件的时候能够合理地分析水污染程度,能够为水污染处理的方案与决策提供正确的依据。居民日常生活中所饮用水的水质对人们的身体健康也会有影响,因此要对饮用水进行一定的水质监测与分析,从而保证饮用水的质量。

3 水质分析教学的改革

目前,人们对水质量的要求越来越高,水质分析教学越来越重要。因此,要提高水质分析人员的整体素质,促进他们全面发展。但是,就目前的水质分析教学来看,一些传统的教学内容和方法不能适应新标准的要求,学生掌握的也只是少数。所以要改革水质分析教学的教学方法和实践内容。

3.1 实验内容的教学改革

在水质分析教学过程中,水质分析的实验教学是一个很关键的环节,学生必须熟练掌握实验方法,他们通过实际操作可以更加深刻地理解理论。要增加实验操作考试的次数,把实验的规范化操作作为成绩评定的重要依据,同时还要确保成绩的公正与公平。平时开放实验室,这样学生就可以利用课余的时间进行实验练习。还可以设计一些水质分析中经常出现的问题,让学生们来解决,提高学生的分析能力。

3.2 教学内容和方法的改革

在水质分析教学改革中,一方面要充分发挥学生的主体作用,另一方面教师也应跟上时代的步伐,为学生提供优良的学习环境,激发学生的内在潜能。因此在课堂教学中,教师要采用多种灵活的教学方法,对学生们进行有效教学。比如,对一些难点、重点和疑点进行层层剖析,深入讲解,让学生能切实掌握重点突破难点。同时,还要让学生充分动手实际操作,此时教师只负责点拨讲解理论,更多的是引导学生理论联系实际去独立完成观察分析思考和操作。也可让学生课后以小组形式查阅有关资料探讨思考,等有了大概思路之后,让他们在课堂上一起讨论,对学生的想法问题教师适时做出恰当的评价,给出正确的指导方向。另外,还可以利用网络进行辅助教学,采集一些水样,用多媒体进行演示,清晰地展现水质分析的过程,让这些生动形象的画面激发学生的学习兴趣,增加学生学习的主动性和积极性。

3.3 理论和实验成绩评价的改革

成绩评价是教学改革的一个重要方面。因此,在成绩评价时,一定要掌握好学生们的日常表现情况、试卷考试成绩、实验操作成绩的比例,教师要对学生的课堂表现与各个阶段的考试都要要做好详细记录,确保成绩评价的公平性与客观性。另外,还要注意试题的数量,试题的量不能太少,但是,试题也不能有太高的重复率。

3.4 强调撰写学习心得

在教学中,不但要让学生学到知识,学好知识,还要保证学生愿意去学。在水质分析教学中,要鼓励学生对问题勤于思考、敢于质疑、努力创新。撰写心得可以让学生熟练掌握水质分析的基本操作技能与基本理论知识。在进行水质分析的学习和实验过程中,可以将自己不明白的问题记下来,或是自己查阅资料,或是请教老师,解决这些问题,然后写出自己的心得。大量的实践证明,这样的教学方法,大大地提高了学生学习水质分析理论知识的主动性,为他们学习分析技能奠定了良好基础,对他们以后的水质分析工作也有很大帮助。

4 结语

水资源在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,解决日益严重的水污染问题,就必须对水资源的质量进行分析。水质分析教学可以提供正确的分析方法和技能,因此,要加大水质分析教学的改革力度,达到新标准。从而减少水污染事件的发生,保证人们的身体健康。

参考文献:

[1]国家环保局编委会.水与废水监测分析方法(第四版)[M].中国环境科学出版社,2012.

[2]张智宏.仪器分析课程教学改革探索[J].江苏工业学院学报,2006,7(2):78-80.

[3]马春香,边喜龙.水质分析方法与技术[M].哈尔滨工业大学出版社,2008.

水质分析范文第3篇

【关键词】水质分析 水样 采集及保存 管理程序

1水质分析及水样的含义

水质分析又称水化学分析。即用化学和物理方法测定水中各种化学成分的含量。水样是指为检验水体中各种规定的特征,不连续或连续地从特定的水体中取出的有代表性的一部分。从采样时间上分,可分为瞬时水样和混合水样;从采样浓度上分,可分为表层水样、中层水样和底层水样;从测试项目分,可分为水质水样和生物水样。

2水样采集及保存的作用

水广泛应用于工农业生产和人民的日常生活当中。水与人类的关系非常密切,不论是生活或是生产活动都离不开水这一宝贵的自然资源,水既是人体的重要组成,又是人体新陈代谢的介质,人体的水含量占体重的2/3,工业生产、农田灌溉、城市生活都需要消耗大量的水。水质不佳时会造成我们用水上的困扰,要判断水质的好坏,需要经过相当多的分析项目。样品的采集及保存是获得分析结果准确和可靠的前提。

(1)分析所用的水样必须具有代表性。水样的代表性是分析测试准确性和评价结论可靠性的前提,而为了保证水样的代表性,必须选择具有代表性的监测断面或监测点, 同时要明确监测断面的布设原则和方法。如地表水的监测断面的布设原则首先能反映水系或所在区域的水环境质量状况。各断面的具置须能反映所在区域环境的污染特征;尽可能以最少的断面获取足够的有代表想的水环境信息;同时还要考虑实际采样的可行性和方便性。而且在监测断面的布设上要再根据水域的分布、污染源的特征以及监测目的、监测项目和样品类型等进行确定。这个位置可以是一个断面、断面上或是水体中的一条垂线、垂线上一个或一个以上的点。同时采样点位的布设主要是要确定在一个监测断面上或垂线上哪些点上取样。如地表水的采样垂线数与各垂线上的垂线点数应符合表中。(表一、表二)

采用规范化的采样方法,在规定的时段内采集样品,并及时、有效地将所采集水样加以稳定。忽略了水样的代表性,就算使用最先进的分析手段也是徒劳,不仅浪费人力、物力和时间,而且还会给水环境质量评价带来危害。

(2)采样器及采样容器的准备。采样是水质监测中最关键的步骤。在采样之前应当了解由于地表水以流动为特征的多变性和复杂性,为能够得到代表性的水样,要准备合适的采样器具。采集样品需要用到的是采样器及采样容器。一般采样器可分为聚乙烯桶、单层采水器、直立式采样器、有机玻璃采样器、泵式采样器、自动采样器等。采样前应选择合适的采样器,我们分析室一般常用的是有机玻璃采样器采样,应先用洗涤剂洗去油污,用自来水冲净,再用10%的盐酸洗刷,自来水冲净后备用。油类、细菌学指标不能使用该采样器采集。在选择样品容器的时候应最大限度地防止容器及瓶塞对样品的污染。我们采用的样品容器有聚乙烯瓶(桶)、硬质玻璃瓶、硼硅酸盐玻璃瓶等。一般通用的容器洗涤方法是将玻璃瓶和塑料瓶首先用水和洗涤剂清洗,以除去灰尘、油垢,再用自来水冲洗干净,然后用10%的硝酸(或盐酸)浸泡8小时,取出沥干,用自来水冲洗干净,最后用蒸馏水充分荡洗3次后备用。采集和盛装水样容器的材料应满足化学性能稳定性好,保证水样的各组分在贮存期内不与容器发生反应;抗环境温度从高温到严寒的变化、抗震、大小、形状和重量适宜;能严密封口,并容易打开;价廉、易得、容易清洗并反复使用。装贮水样应采用细口容器,容器的盖和塞材料应与容器材料一致。在特殊情况下需用软木塞或橡皮塞时必须用稳定的金属箔或聚乙烯薄膜包裹,最好有蜡封。塑料容器应用塑料螺口盖,玻璃容器用玻璃磨口塞。所有保存样品的容器都应该确保不发生正负干扰,尽可能的使用专用的容器。如一般的玻璃在贮存水样时可溶出的钠、钙、镁、硅、硼等元素,在测定这些项目时应避免使用玻璃容器,以防止新的污染。

(3)水样的采集及保存。所有水样在采集之前,采样人员必须提出详细完整的采样计划。包括采样断面垂线的布设、周围环境的了解情况、采样方法的熟知、样品的保存技术、采样的时间和路线、人员分工和安全保障、采样质量保证措施等等,在做好以上准备工作后方能安排采集样品。采样人员到达现场后先采集水样,首先应保证采样点的位置准确,采样时不可搅动水底的沉积物,对有条件进行现场监测的项目进行现场测定。如pH值、电导率、溶解氧等。样品取完后认真填写“水质采样记录表”用签字笔或硬质铅笔在现场记录,字迹应端正、清晰、项目完整。在评价水环境状况时,除需要水质监测数据外,还需要水文测量参数。每个设置采样断面的监测河段,都应有一个水文测量断面,则采样断面应尽可能与水文测量断面重合,以利用其水文参数。所处河段没有水文测量断面时,应选择一个水文参数比较稳定,其流量可代表其他采样断面的一个采样断面作为水文测量断面,进行水质、水量同步监测。样品在采集完后,水样的保存是至关重要的。

3样品在实验室的管理程序

所采集的样品通过保存进入实验室分析测定,如果没有严格的管理程序,无论是在采集、接收、标识、保存等任何一个环节出现疏忽,将对分析工作带来很大的困扰,将无法保障水质分析结果的准确性及有效性。

(1)从采样人员来看,采样人员必须按照有关规定采样,在采取样品的同时还应当认真填写“水质采样记录表”或标签,注明水样编号、采样者、日期、时间及地点等相关信息。在采样时还应记录所有野外调查及采样情况,包括采样目的、采样地点、样品种类、编号、数量,样品保存方法及采样时的气候条件等。与样品同时交于样品管理员接收、核对。

(2)在将样品送往收样室后,样品管理员就应当核查采样人员送来的信息,查看样品的状况。在确定样品无误后将对样品进行统一编码并填写“水样登记表”,发往分析测试室。

(3)样品管理员同时将填写“测试任务通知单”,并对样品贴上样品识别号,连同“测试任务通知单”一份交给分析人员,一份存档。样品到达分析测试室后,分析人员应对样品进行交接验收,同时查看所要分析的内容(如项目,质控等)及样品编号是否与“测试任务通知单”上的内容相符,检查验收无误后并签名认可。

(4)检测人员根据“测试任务通知单”,对样品进行相关项目的检测。在样品的传递过程中,样品编码是由样品管理员统一编号的,样品编码应和样品登记表及测试任务通知单上的编号一致。样品检测人员应按照样品管理员统一编排的样品号识别样品,不得改变损坏样品编码,以防止样品在传递、流转过程中污染,造成样品误差。检测人员在样品分析检测结束,其结果计算校核检查无误后,将样品交样品管理员保管。

水质分析范文第4篇

1.1样品采集2013年8月1日15∶30—17∶00在贯泾港湿地的4个关键节点(G1-G4,图1)采集水样,具体为:G1为湿地进口,以了解湿地水源———海盐塘的水质(水源1);G2为湿地根孔生态净化区出口,以了解水源水经过根孔净化区之后的水质变化;G3为深度净化区出口,以了解根孔区之后的狭长型过渡河段和深度净化区对水质的进一步净化效果;G4为水厂取水口,以了解另一水源———南郊河的水质(水源2)。上述采样点均有采样断面桥,方便采样。采样时天气晴朗。水样采集和保存参照《水与废水监测分析方法(第4版)》[12]和《地表水和污水监测技术规范HJ/T91-2002》的标准方法进行。用冲洗2次的5L有机玻璃分层采水器于采样断面中点处约0.5m水深处采样。为避免注水干扰和水质变化,立即在有机玻璃采水器中用现场校准的便携式水质分析仪(上海精密仪器仪表有限公司)测定温度、pH(pHB-4)、氧化还原电位(ORP,501型ORP复合电极)和溶解氧(DO,JPB-607A),记录测定时间。用棕色玻璃瓶采集两份40mL水样,加酸调节pH至小于2,一份水样加4滴浓H2SO4,待测化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC),一份用0.45μm孔径的水系滤膜现场过滤后加4滴浓HNO3,待测金属元素。用塑料瓶采集600mL水样,放入冷藏保温箱中储藏,待测其它水化学指标。用棕色玻璃瓶采集1L水样,现场加鲁哥氏液15mL固定。用塑料瓶采集600mL水样,并立即加1mL碳酸镁悬浮液,防止溶解,待测各种叶绿素。

1.2样品处理与分析采样结束尽快回到野外工作站,于暗处用真空泵和0.45μm孔径玻璃纤维滤膜(WhatmanGF/C)抽滤叶绿素水样500mL,用镊子夹取过滤后滤膜放入棕色玻璃瓶冷冻保存。回到北京实验室后,采用标准方法———分光光度法测定叶绿素,用90%的丙酮提取,离心后,用分光光度计测定波长750、663、645和630nm处吸光度值,计算可得到叶绿素a(chloro-phyll-a,chl-a)、叶绿素b(chlorophyll-b,chl-b)和叶绿素c(chlorophyll-c,chl-c)。加HCl酸化后用分光光度计测定750和665nm处吸光度值,计算得到脱镁叶绿素a(Pheo-a)和校正叶绿素a(chl-a’)[13]。加鲁哥氏液固定后的水样静置沉淀24h后,用虹吸法吸去上清液,余下20~25mL沉淀混合物转入30mL定量瓶中,定容至30mL。加入1mL40%的甲醇溶液以利于长期保存。测定之前,将浓缩样品摇匀,取1mL放于1mL的计数框中,小心盖上盖玻片,置10×40倍显微镜下对藻类计数,沿对角线计数小方格里的所有藻类个数,最后换算为每升水样中所含浮游藻类的个数,即藻类密度[14]。水样的COD采用HACH水质分析方法,取2mL水样经HACH配套试剂消煮后由DR5000紫外可见分光光度计(HACH公司,美国)进行测定;TOC由总有机碳分析仪(岛津TOC-VCPH,日本)直接测定;五日生化需氧量(BOD5)采用HJ505-2009规定的标准方法,测定20℃培养5d前后水样的溶解氧差值得到。总悬浮颗粒物(totalsuspendedsolids,TSS)采用重量法测定,按照水样洁净程度抽滤100~250mL水样,称取0.45μm孔径滤膜上的干物质换算得到。硝态氮(NO-3-N)用双波长法测定,水样加酸后分别在220和275nm下比色。亚硝态氮(NO-2-N)采用分光光度法,取一定量水样加显色剂后在540nm波长下比色测定。氨氮(NH+4-N)用靛酚蓝比色法测定,加显色剂后在625nm波长下比色可得。溶解性活性磷(solublereactivephosphorus,SRP)用钼酸盐显色法,水样加抗坏血酸和钼酸盐溶液显色后在700nm波长下比色得到。总氮(TN)和总磷(TP)样品分别加碱性过硫酸钾、过硫酸钾消煮后,按照水中NO-3-N、SRP的测定方法进行测定。总碱度(Alk)采用滴定法测定,用酚酞和甲基橙指示剂指示HCl滴定终点,通过利用HCl的体积计算可得。F-、Cl-和SO2-4等阴离子采用阴离子色谱(ICS2000型,Dionex公司,美国)直接上机测定过滤后的水样。加HNO3保存的待测金属样品,其中常规金属元素Ca、Mg、Na、K、Fe、Mn和Al用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES,OPTIMA2000DV,PerkinElmer,USA)测定,重金属元素Cd、Cr、Cu、Ni、Zn和Pb用电感耦合等离子质谱仪(7500aICP-MS,Agilent,USA)测定。水体水化学类型依据O.A.阿列金分类法进行划分。根据含量最多的阴离子将水分为3类:碳酸盐类(符号C)、硫酸盐类(S)和氯化物类(Cl),含量的多少是以单位电荷离子为基本单元的物质的量浓度进行比较,并将HCO-3与CO2-3合并为一类。根据含量最多的阳离子将水分为3组:钙组(符号Ca)、镁组(Mg)与钠组(Na),在分组时将Na+与K+合并为钠组,以Ca2+、Mg2+及Na+(K+)为基本单元的物质的量浓度进行比较。根据阴阳离子含量的比例关系将水分为4型(I~IV)。第I型水特点是碱度>硬度,第II型水是碱度<硬度<碱度+硫酸根,第III型水是碱度+硫酸根<硬度,或者说氯离子>钠离子,第IV型水是碱度为零。1.4统计分析采用国际标准统计分析软件SASforWindows9.2软件(SASInstitute,Inc.,Cary,NC,USA)进行数据处理和统计分析[15,16]。若无特别说明,所有统计学显著性水平指α=0.05。

2结果与分析

2.1贯泾港湿地常规水质贯泾港湿地常规水质见表1。采样时值盛夏晴天,水温达35℃左右。贯泾港湿地沿程(G1-G3)pH变化较小,均呈弱碱性,显著高于水厂现状取水口G4(实为水源2———南郊河的水),呈中性,二者pH相差1个单位以上,结合温度、Alk和硬度等数据,表明贯泾港湿地其水体初级生产力水平和缓冲性能均明显大于水源2。DO变化大,湿地进口的DO达10.3mg/L(饱和度151.0%),经过根孔区的净化后,水源水中氨氮氧化以及有机物分解过程多发生于此,从而消耗水体中较多DO,致使DO骤降至5.2mg/L(饱和度73.9%),再经过狭长型过渡河段,及至狭长型深度净化区后,依靠大气自然复氧和水生植物光合作用产氧功能,其DO恢复至8.5mg/L(饱和度123.8%);然而,贯泾港水厂现状取水口的DO却极低,仅为0.9mg/L(饱和度12.8%)。可以看出,DO与pH具有协同变化性(表1)。水体ORP变化不大,在175~222mV之间,能够满足好氧微生物、兼性厌氧微生物的有氧呼吸的活动需要。水体Alk变化较小,不过G1-G3点位的Alk均较显著高于G4点位,说明前者缓冲性能大于后者。综上,水源2(G4)的pH、DO、Alk水平均显著不及水源1(G1)。

2.2贯泾港湿地营养盐指标贯泾港湿地营养盐指标见表2。湿地对TSS的去除率为22.45%,其中根孔区去除率为61.22%,而水源2的TSS是水源1的2.35倍。湿地对NH+4-N和TN的去除率为66.80%和45.44%,而对NO-2-N和NO-3-N无明显去除,水源2的NO-2-N和NO-3-N分别是水源1的11.5和7.4倍。湿地对SRP和TP的去除率为66.67%和50.28%,在根孔区有较高的去除率,而水源2的SRP和TP分别是水源1的41.1和1.7倍。湿地对TOC和COD的去除率为29.39%和59.26%,水源2的TOC和COD仅为水源1的68.9%和48.1%。湿地根孔区对BOD5的去除率为36.4%,而至深度净化区后则又升至与湿地进口相近水平,总体上湿地对BOD5无明显去除,水源2的BOD5仅为水源1的52.23%。由此看出,新通水调试运行的贯泾港湿地对水中营养物质的去除作用较明显,特别是经过根孔净化区后,去除率很高,及至深度净化区,去除效果有部分波动,总体上较好,同已经运行良好的石臼漾湿地表现出类似的规律。水源2(G4)的水质相较于湿地中各点(G2和G3)的水质则要差很多,有的甚至是数量级的差距。水源2与水源1(G1)相比,其TN、TOC、COD和BOD5均低较多,但TSS、NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N、SRP和TP又高出很多,因此综合比较认为,水源2与水源1的营养盐指标难分彼此(表2)。进一步分析贯泾港湿地水体中有机质的可生化性。一般认为,当COD与TOC比值(r(COD/TOC))实测值小于2.67时,说明待测物质中芳香族类化合物,特别是稠环、多环芳烃化合物的含量相对多些;当实测值大于2.67时,说明待测物质中除了碳以外的其他还原性物质的含量相对于芳香族类化合物多些;当实测值等于2.67时,可能是由于待测物质中二者含量相当,也可能是二者含量较少[17]。一般以BOD5与COD比值(r(BOD5/COD))0.3作为污水可生化降解的下限,比值越大说明有机质的可生化性越大[18]。由表3可知,r(COD/TOC)、r(BOD5/COD)这两个比值皆低于下限值2.67和0.3。就r(COD/TOC)而言,G2点低于G1点,G3点远低于G2点,从而说明,湿地根孔净化区和深度净化区均能显著削减水源水中的除了碳以外的其他还原性物质的含量,而深度净化区的削减作用更明显。从绝对值上看,G2、G3的TOC差别不大,而G3其COD显著低于G2,这说明深度净化区确实能够进一步有效去除水体有机物。就r(BOD5/COD)而言,G2点与G1点几乎相等,G3点则远大于G2点,表明经过湿地的处理,特别是在深度净化区,水体中有机质的可生化性大大增加。从绝对值上看,G3其COD显著低于G2,而BOD5则显著高于G2,这很有可能是深度净化区的生物活动释放了某些可氧化物质,特别是有机物。纵观两个水源其有机质可生化性均较差。

2.3叶绿素与藻类密度为分析贯泾港湿地夏季高温季节是否有爆发藻类水华的风险,本次采样测定了水中的藻类细胞密度和各种叶绿素。藻类细胞密度最能直接说明水体中藻类的多少和水华爆发的强度,叶绿素是所有光合藻类和高等植物所共有的,是藻类细胞重要组成成分之一,所有的藻类均含有叶绿素,叶绿素含的高低与水体中藻类的种类、数量等密切相关,也与水环境质量有关。chl-a、chl-b和chl-c是浮游藻类细胞中常见的3种叶绿素,其中chl-a是估计藻类生物量的重要指标,在3种常见叶绿素中的比例最大。因此,通过测定水体中叶绿素能够在一定程度上反映水体中藻类数量的多少和水质状况[13,14]。由表4可知,贯泾港湿地对水中的各种叶绿素均有很好的去除效果。chl-a、chl-b和chl-c在本湿地中的去除率可达68.93%、91.82%和84.15%。3种常见叶绿素(a,b和c)的总浓度由水源的221.59μg/L下降为根孔净化区过后的85.76μg/L,再经过深度净化区后下降至19.27μg/L,去除率非常高。Pheo-a是一种chl-a的普通降解产物,它在chl-a的相同光谱区吸收光合荧光,能够干扰chl-a的测定[13]。chl-a’和Pheo-a的去除率分别达到了67.04%和81.71%。可以看出,水厂取水口(水源2)的各种叶绿素浓度是最低的,这是因为取水口的浊度非常大,DO极低,水质很差,很少有藻类能在此生长,所以叶绿素浓度非常低,其藻类密度亦最低(表4)。在贯泾港湿地内部,藻类密度随着水力流程先降低后增加,在根孔区出口最低,去除率可达60.31%,深度净化区出口相对于湿地进口的去除率也能达到42.42%。表观上综合来看,水源2的各叶绿素浓度与藻类密度均极显著低于水源1的相应值。研究表明,对于大型浅水富营养化湖泊而言,在形成水华时,水体中chl-a的浓度一般在10μg/L以上;通常当TN∶TP<29时,可以形成水华的蓝藻会占优势,然而最近的研究结果表明,在较高的TN∶TP的情况下,水体中也会形成蓝藻的水华,较低的TN∶TP并不是蓝藻水华形成的条件,而是蓝藻水华产生的结果[19]。贯泾港湿地chl-a浓度均在10μg/L以上,其进口(水源1)、根孔区出水、深度净化区出口的N∶P物质的量比值分别为23.6、38.7和25.8,湿地进口、出口的N∶P比基本相等,而经过根孔净化区之后N∶P比提升较多。根据现场观察,在贯泾港湿地内部未发现明显的藻类水华点,研究亦表明构筑根孔湿地的根孔净化区的植物床-沟壕系统具有显著的藻类捕获效应[6],这从贯泾港湿地根孔区藻类密度的降低以及N∶P比最高均可以看出来。水源2的N∶P比最小,仅为11.6,结合水源2的溶解氧仅为0.9mg/L,初步推测水源2很可能是爆发了藻类水华后的结果。今后,针对高温季节水源水中藻类水华爆发的可能性以及构筑根孔湿地对藻类水华爆发的抑制性,需从藻类种类组成及其群落演替特征等方面开展深入研究。

2.4主要金属元素与离子分析金属元素特别是重金属数据,可知常规金属和重金属在湿地内波动,大部分随着水力流程下降(表5)。常规金属Ca、Na、Fe、Mn和Al呈现一定去除率,而Mg、K去除效果不明显。湿地对重金属去除效果比较明显,除了毒性较大的Cd未检出外,其他五种重金属Cr、Cu、Ni、Zn和Pb的去除率分别为31.74%、23.21%、82.47%、52.24%和40.44%,且Cr、Cu和Zn3种重金属的浓度最低值出现在根孔净化区出口,及至深度净化区,浓度稍微上升。水厂取水口(水源2)的各重金属浓度普遍高于湿地根孔净化区出口和深度净化区出口重金属的浓度,甚至重金属Ni和常规金属Mn的浓度高于湿地进口(水源1)浓度,表明水厂取水口的水质比湿地出口水质差。比较两个水源,除了极少数的元素(Mn和Ni),水源2的重金属浓度低于水源1,表明水源2受到的重金属污染比较少,金属元素的浓度较低。天然水中溶存数量多的主要离子是Ca2+。Mg2+、Na+和K+4种阳离子和HCO-3、CO2-3、SO2-4和Cl-4种阴离子,合称离子。它们构成的盐类约占水中溶解盐类总量的90%以上,它们的总量又非常接近水体的矿化度[20]。对8大离子浓度分布特征(表6)进行分析表明,经过贯泾港湿地根孔净化区的净化作用,水体中HCO-3、CO2-3、Cl-、Ca2+和Na+均有下降,Mg2+和K+基本不变,SO2-4升高,离子总量从水源水的303.95mg/L显著降低为267.14mg/L,阳离子组别从钙组变为钠组,但主要离子的比例关系仍维持不变。再经过深度净化区的作用后,水体中多数阴阳离子(SO2-4除外)的浓度略有反弹,离子总量略微升高至271.39mg/L,湿地对离子总量的去除率为10.71%。水源2中除SO2-4离子浓度极显著高于水源1中浓度,其余离子浓度均低于水源1,但水源2离子总量仍高于贯泾港湿地根孔净化区和深度净化区的出水。

3讨论

3.1贯泾港湿地对水源水的处理效果贯泾港构筑根孔湿地是仿自然人工湿地的一种。人工湿地中污染物质的去除机制主要包括物理、化学、生物等过程,其中物理过程为物理吸附、固定与沉积,化学过程主要有化学吸附、氧化与水解、沉淀与共沉淀、络合等作用,生物过程主要是植物吸收、微生物新陈代谢等作用。总体上,贯泾港构筑根孔湿地在调试运行期阶段表现出了较好的水质净化效果,尤其是核心区———湿地根孔生态净化区,对各种污染物的去除具有较高的效率,主要表现在常规指标、营养盐指标和藻类密度、各种叶绿素等。但仍然可以看出某些指标的去除率尚不是十分理想,一方面是因为水源水中浓度本身较低,另一方面是由于其他综合因素的影响,如湿地系统处于调试运行期间,水生植物尚处于蓄水涵养阶段,植物床的根区环境亦未发育成熟,人造根孔和自然根孔还处于形成阶段。这种较好的去除效果主要体现在湿地进口到根孔区出口这一段上,在根孔区出口到深度净化区出口这段,部分指标表现出了进一步去除和降低的效果,但多数指标均有所上升。此结果表明,深度净化区在试通水调试运行初期仍不稳定,对部分污染物并没有表现出像已经稳定运行的石臼漾湿地的处理效果。石臼漾湿地亦是同类型的构筑根孔湿地,经过5年多的持续稳定运行,其植物、动物、微生物等多种资源得到较大发展,生物多样性较显著提高,水质指标有明显改善,水质基本提升一个等级,对水体中的难降解有机物如多环芳烃和重金属元素都有较好的处理效果。贯泾港湿地与石臼漾湿地相比,刚刚试通水调试运行,加之其规模更大,水源水质情况更复杂,湿地植物和水生态系统尚处于非成熟的演替初期阶段,相对不稳定。在目前进水水源(水源1)部分指标高于水厂取水口(水源2)的情况下,湿地出水水质好于或明显好于取水口,可以预期在湿地逐步成熟后,其出水水质会进一步提高。

3.2双水源的水质状况比较由分析可以得知,水中的常规理化指标和营养盐指标在2个水源之间没有绝对的区分,部分指标是水源1较好,如DO、TSS、氮和磷的各种形态,部分指标则水源2较好,如COD、TOC、TN。藻类密度与叶绿素在水源2显示出了极大的优势,此原因可以归结为水源2即取水口处水体浊度非常大,即便是夏季高温季节也不适合藻类的生长,同时结合水源2的DO极低(0.9mg/L),推测很有可能是水源2刚刚爆发了藻类水华的结果,这方面的准确界定还需今后的深入研究揭示。水源2水体在各种阴阳离子特别是金属浓度上显示了较好的质量,特别是重金属浓度,明显优于水源1。但本质上,平原河网水源的特点是:水文水动力条件反复多变,2个水源有相互交叉的部分,南郊河、海盐塘水源的水质均不稳定。由于地理位置和城市土地利用规划的原因,湿地只能以水源1即海盐塘作为其进水,所以为进一步保证湿地的水质净化效果,需要定期对海盐塘河道进行疏浚清淤,做好河道和河岸整治工作。

3.3贯泾港湿地存在的问题及改进措施由于贯泾港湿地刚刚开始调试运行,湿地尚处于不稳定的状态,本研究对于及时发现湿地运行初期存在的问题尤其重要,发现的问题有以下几个方面:(1)水源的选择更要慎重,需要更深入对比两个水源的水质,同时亦需更全面考虑其他客观因素;湿地水源海盐塘需要定期疏浚清淤;(2)深度净化区的维护和管理需要更加细心,由于此区域狭长,与水源河道和根孔净化区相邻,需要防渗漏,防污染,调整好运行条件和水位梯度;(3)现有深度净化区(含湿地过渡河段)为狭长型,整体面积偏小,其蓄水容积较小,水质稳定性较差,不利于发挥其深度净化、稳定水质和提供较大量缓冲应急供水等功能,且存在爆发藻类水华的可能性。在可能的情况下,宜进一步扩大深度净化区的面积和蓄水容量;(4)植物园净化区虽然暂时未通水,但由于面积较大(102hm2),水力状况复杂,后续通水后游客参观会对水体有影响,需要加强宣传与教育,并及时监督和报告水质异常;(5)贯泾港水厂的取水口需要进一步核查是否存在泄漏,水利设施条件是否完善,原有的污水是否排出,底泥是否污染水体,对漂浮垃圾等需要及时打捞和清理,保证取水安全,更保证取水口的水确实是湿地的正常出水,充分发挥和利用构筑根孔湿地的水质净化作用。可以预期,虽然贯泾港湿地在试通水调试运行期存在某些不足,但是经过采取有效手段解决这些问题,进一步优化和加强管理,贯泾港湿地会逐步趋于稳定运行和发挥较好水质净化效果。石臼漾湿地在运行初期亦存在着一些不足[29],但是经过多年稳定运行和优化管理,越来越好地发挥着稳定改善水质的作用。随着湿地植物和水生态系统逐步趋于成熟,贯泾港湿地亦能与石臼漾湿地一样呈现较好的水质处理效果,特别是对饮用水源中的难降解高分子有机物质,保证嘉兴地区的饮用水供给,也可为其他类似地区的饮用水源处理提供一定的借鉴意义和经验。

4结论

水质分析范文第5篇

[关键词]水质分析;污水处理

中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)45-0235-01

某站普通污水系统建成投产于2001年10月,设计处理水量10000 m3/d,目前日处理水量6000 m3/d,采用两级沉降,二次沉降罐内投加絮凝剂和杀菌剂,一级核桃壳过滤工艺;深度污水处理站建成投产于1993年11月,设计处理水量10000m3/d,目前日处理水量6000 m3/d,采用两级多层滤料过滤工艺,滤后水经紫外线杀菌后外输。

1.上半年水质情况分析

1.1 各段流程水质情况分析

从二次沉降放水合格率为50%,污水普通滤后含油合格率为97.0%,悬浮物合格率为16.1%。

污水深处理滤后含油合格率为98.2%,悬浮物合格率为22.0%。

从以上分析可以知一沉来水含油的合格率较低为50%,普通过滤和深处理后含油的合格率较高分别是97%和98%,悬浮物的合格率较低,分别是16.1%和22%。

1.2 水质不合格的原因及解决措施

分析可以知道二次沉降罐油和悬浮物去除能力差,且出水不稳定,导致大粒径油滴通过滤层,油污及悬浮的固体在通过滤料时被拦截在滤层表面,油滴粒径的增大增加了其与滤料的接触面积,油品中的蜡质、胶质和沥青质附着在滤料上,用水反冲洗时不易冲洗出去,滤料不能达到完全再生。长时间运转致使滤料板结,板结后的滤料黏结形成较大的颗粒状或块状而使滤层孔隙及缝隙变大,从而失去过滤作用。

1.2.1 工艺方面存在问题对水质的影响

首先伴热管线穿孔无法收油对水质产生影响,其次加药工艺不完善对水质产生影响,最后深处理油和悬浮物去除率低对水质产生影响。

1.2.2 转油站来油温度对水质的影响

A:转油站来油温度低于32℃时,对油系统放水含油产生影响。

B:转油站来油温度经过中间流程后约有1℃温降,对反冲洗产生影响。

C:目前滤料污染水质不合格时,反冲洗采取的措施如下:

1)调整反冲洗制度。反冲洗周期由24小时缩短为12小时,反冲洗强度由15分钟延长至30分钟,流量由200m3/h增加至400m3/h。如果这三个参数同时调整,水质还是不合格采取措施二。措施一其缺点如下:

①反冲洗过于频繁滤料磨损加剧,缩短使用寿命,过滤罐反冲洗后1-1.5小时内过滤层滤料不能压实,过滤后的水质超标;

②流量过大容易导致滤料跑料,滤料大量流失,过滤能力下降;

③反冲用水量增加,现在日处理污水量大约是3600m3,污水岗运行三台滤罐,深处理岗运行六台滤罐,正常反冲洗用水量大约是450m3/d,在只调整其中两个参数情况下,用水量已经达带到1800m3/d,反冲洗用过的水需要重新过滤,这样在加强反冲洗时期,过滤段日产生污水量增加了1350m3/d,是污水日处理量的1/3,能耗增加,相应就是污水处理成本增加,而且污染严重的情况下只通过调整反冲洗参数滤料仍然不能再生。

2)转油站集中提温反冲洗。使转油站来液温度控制在33-34℃之间,按照正常反冲洗规定进行操作,4天之后反冲洗达到正常要求。其缺点如下:

①集输温度高,加快管线腐蚀;

②耗气量太,过滤罐温度提高1℃,转油站加热炉温度大约提高10℃,转油站进站温度提高3℃,需要油站加热炉温度大约升高30℃,1 m3水升温1℃需要气大约是0.12 m3,可以估算出提温1天消耗气体增加的数量,按日进站污水为3600 m3,进站温度提高3℃,估算多消耗气量为12960 m3/d,成本消耗大,而且滤料污染严重的情况下,短时间内提温,滤料再生效果不好。

2.近期采取的措施

2.1 对滤料进行化学方法再生

在滤罐里投加助洗剂进行化学再生,加入药量根据滤料污染程度投加,污染较轻一罐加入40kg,污染特别严重时加入80kg,浸泡40min后再连续反冲洗两次,可以使滤料再生。

2.2 加净水剂降低来水悬浮物浓度

从前面的分析知道二沉放水油和悬浮物的合格率都非常低,比较该站与水质合格的两个站的来水悬浮物浓度,该站来水悬浮物浓度比这两个站高100mg/L以上。为降低来水悬浮物,7月份在来水前采取了在一沉前用临时管线加入净水剂,加入净水剂后,来水悬浮物明显下降,含油也有所下降但是没有悬浮物明显,但是含油已经下降到滤罐对二沉放水的标准要求50mg/L以下。所以在加净水剂的初期水质是合格的,但运行一段时间后,但由于仍然是超负荷运行,所以运行一段时间后悬浮物又超标。

3.腐生菌(TGB)大量繁殖对水质的影响

污水中悬浮固体一般为泥砂、各种腐蚀产物和垢、细菌。油田污水中的细菌主要有:硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(IB)、腐生菌(TGB)。该站深处理滤后水样,放置几个小时后发现有大量白色粘稠状悬浮物。经过查阅有关资料这种白色粘稠状悬浮物与腐生菌的特征相符,所以认为这种悬浮物是腐生菌。

3.1 腐生菌的特点及繁殖条件

腐生菌是“异养型”细菌,凡是能形成粘膜的细菌我们都称为腐生菌,也称为粘液菌。

该菌类多数是存在于低矿化度(不大于5000mg/L)开式污水处理流程的污水及注水系统中。但在高矿化度或闭式污水及注水系统中,也有此类细菌存在,温度一般为25~35℃时,流体流速极低的情况下,如罐和容器底部污泥下方的滞留液体内腐生菌便大量繁殖。有些腐生菌只能在好氧系统中生长,有些只在厌氧系统中生长,还有许多兼性菌在两种环境中多能生长。它们产生的粘液与铁细菌、藻类等一起附在管线和设备上,敞开的水罐或者池中,漂浮的粘状物质附着在罐池的周边,他们的颜色可能是白、黄、褐或黑色。

腐生菌在生长过程中形成菌膜,成为鼻涕状堵塞物,会造成滤网和塞网阻塞,产生的粘液物吸附在管线的管壁上,形成浓差电池腐蚀,菌膜的增加阻止了氧的进入,为硫酸盐还原菌的繁殖提供条件。

通过细菌总数的测定,能够方便地表示形成粘液或产生堵塞的程度。在未处理水中,如果细菌总数每毫升小于104个,一般不需要处理;如果每毫升细菌总数大于104个,则应采取杀菌等处理措施。

3.2 腐生菌大量繁殖的原因

结合腐生菌大量繁殖的条件可知,由于处理量减少,导致流体速度降低,罐内速度场形成局部“死区”,部分液体长时间滞留在罐内,腐生菌大量繁殖,所以悬浮物浓度升高。

4.建议及小结

4.1 建议

针对该站水质目前状况,提出以下几个建议:

1、应该按照清淤、排泥管里规定及时清淤、排泥,破坏细菌大量繁殖的环境;

2、针对不同菌群,采取两种杀菌剂进行周期替加药方法,避免长期用一种杀菌剂,细菌产生抗药性;

3、建议增加处理量或者在处理量小的情况下,运行一个二次沉降罐,以提高流体流速,避免形成“死区”,为细菌繁殖提供环境;

4、深处理过滤去除率低,滤料已经达到技术要求使用年限,建议更换配级较高的滤料。