水质监测water quality monitoring

对水体中各种水质指标及污染物的种类、浓度及变化趋势所进行的监督和测定。目的是正确评价水质质量及污染状况。监测范围包括未被污染和已受污染的天然水(江、河、湖、泊、海和地下水)及各种各样的工业排水等。主要监测项目能反映水质状况的综合指标(如温度、色度、浊度、pH值、电导率、悬浮物、溶解氧、化学需氧量和生物需氧量等)和一些有毒物质(如酚、氰、砷、铅、铬、镉、汞和有机农药等)。有时为了详细了解水质污染程度，还可借助于水体中出现的水生生物的种类和数量来判断水质情况。水质监测中常用的分析方法除常规的重量分析及容量分析方法之外，还有对微量元素和成分复杂的有机物所采用的多种仪器分析法，如分光光度法、原子吸收分光光度法、极谱法、离子选择电极法、气相色谱法等。这些方法选择性好，灵敏度高，操作快速简便，并能连续测定等多种优点，弥补了传统分析方法之不足。

水质监测

水质监测是指按一定技术要求定期或连续测定和分析水体的水质。根据地球化学、水污染源的地理和区域差异，在一定范围内设置水质监测站，形成监测网络，长期监测，积累资料，为水质管理、水质评价和水质规划提供科学依据。为补充固定监测站的不足，利用监测船 （监测车）等手段流动采样分析，进行污染源的追踪监测。
按全球环境监测系统规定水质的测定项目分成三类：
❶基本测定项目，属于水的一般性质的项目，全部采样点都要测定；
❷可选择的测定项目，可按地点、水的用途和测定目的选用；
❸有全球意义的测定项目，在已选地点根据分析能力进行测定。中国长江 （武汉）、黄河 （济南）、珠江和太湖 （无锡） 参加了全球水质监测系统。中国其他水系的测定项目，根据水资源开发、利用、保护和管理的需要，确定了36项必须测项目和10项选测项目。必测项目有： 水温、pH、悬浮物、氧化还原电位、电导率、游离二氧化碳、侵蚀性二氧化碳、溶解氧、化学耗氧量、生化需氧量、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、磷铁、总碱度、碳酸根离子、碳酸氢根离子、氯离子、硫酸根离子、钙离子、镁离子、总硬度、钾离子、钠离子、离子总量、矿化度、挥发酚、氰化物、砷化物、六价铬、汞、镉、铅、铜、大肠菌群数和细菌总数。选测项目有硅、硒、硫化物、锌、氟化物、滴滴涕、六六六、有机磷、油类和阴离子洗涤剂。
为掌握河流水质时空变化规律、设置监测断面、污染影响较轻的河流，监测断面设在水质混合比较均匀的河段，尽可能与水文站的测流断面重合。为了解河段污染情况，在河段的上、中、下游，分别设置对照断面、控制断面和削减断面。并视水质在断面上的分布情况，布设采样垂线(如在河流中泓或左、中、右等) 和采样点 (如在水面下0.5米处，或分层采样等)。
采样频率取决于监测的目的要求和水质的时间变化规律。一般常规监测如美国地表水流量水质观测网，按不同项目规定有连续测定、每天一次、每月一次和一年四次的四种测次。中国水利部门要求基本站每月采样一次，为进一步了解污染状况的辅助站，根据需要每年采样6—12次，科研监测的采样频率则视研究目的而定。
监测手段：
❶人工采样分析。采样方式有间断瞬时和积时式两种，是中国常用的方法。一般多利用船只、缆道或桥梁，在测监断面的采样点，用采样设备 (如瓶式、横式、抽气式采样器等) 采样，除pH、水温等易变项目需要在现场测定外，其他测定项目的水样，均在现场加入保存剂后，在规定时间内送实验室及时测定。这种方法可对水样作全面分析，获得的水质资料较齐全，工作效率决定人员技术水平和仪器设备条件。
❷自动监测，是连续测定和记录现场实时的水质参数，及时掌握水质变化动态的监测方法。共有两种形式： 一是把测量探头如离子选择性电极直接浸入河流、湖泊、海洋，测得的水质信息通过线路输送到设置在岸上的记录系统； 另一种是用水样泵把水抽入岸上的测量地，再测定和记录。这两种形式的自动监测都要求有安装仪器设备的自动监测站房。用此法能监测项目较少，仅pH值、水温电导率、溶解氧、氧化还原电位、浊度、化学耗氧量、氟化物、氯化物和紫外吸收光度等。投资较大，探头的寿命、抗干扰和污染清洗问题是发展自动监测的关键。
❸遥测遥感。可根据水体的光波特性和辐射温度状况，利用飞行器进行航空或航天摄影，获得黑白或彩色相片和红外扫描图像，再进行色调判读，测知水质参数。其优点是覆盖面积宽广，有利于大面积的油污染、热污染和污染带的监测，缺点是成本高，能监测到的项目较少和尚难准确定量。
水质分析的主要手段有化学的、物理学的和生物学的三种。前两种应用较普遍。化学方法是化学分析方法和仪器分析法两种，前者以物理的化学特性为基础，适用于常量分析，设备简单、准确度高，但操作比较费时，后者以物质的物理或物理化学特性为基础，使用特定仪器分析，常用的有比色分析、分光光度分析、原子吸收光谱分析等。这种方法适用于快速分析和微量分析，但设备较复杂。物理学方法 （如遥感技术） 一般只能作定性描述，必须与化学方法相配合，方能揭示水体污染的性质。生物学方法是根据生物与环境相适应的原理，通过测定水生生物的变化，间接判断水质。比较常用的方法有：
❶指示生物法。指示生物指在一定的水环境中生活，当水环境质量发生变化时便敏感地呈现出受害症状甚至消亡的生物。观察和测定指示生物个体和种群的变化，可以准确地判断出环境质量状况。
❷群落结构法。群落结构指存在于自然界一定范围（或地域） 内相互依存的一定种类的动物、植物和微生物的组成。监测水生生物的这种群组结构的变化可判断水质状况。
❸生物测试法。即利用水生生物受到污染物的毒害后，产生生理机能变化的症状来判断水体污染状况。
❹残毒测定法。生物从环境中吸收各种污染物质，经过体内迁移、转化和再分配，以残毒形式蓄积在生物体内。生物体内的残毒含量往往比周围环境中的相应含量高好多倍。测定生物体内的残毒含量，可判断水受到污染的状况。