第8章水環(huán)境化學(xué)的主要研究方法野外調(diào)查研究水環(huán)境遙感實(shí)驗(yàn)?zāi)M水質(zhì)模型3S技術(shù)遙感技術(shù)(RemoteSensing，RS)地理信息系統(tǒng)(GeographyInformationSystems，GIS)全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystems，GPS)野外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究是區(qū)域水環(huán)境化學(xué)調(diào)查研究中最重要和最基本的工作。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究的目的在于查明該水域水質(zhì)現(xiàn)狀，結(jié)合歷史資料分析，探明該區(qū)域水環(huán)境化學(xué)狀況的演變特征。

科學(xué)地確定采樣點(diǎn)、樣品的采集與保存、分析測(cè)試以及測(cè)試結(jié)果的分析都是野外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查研究的有機(jī)組成部分。

8.1野外調(diào)查研究8.1.1地表水采樣點(diǎn)的布設(shè)1、采樣斷面的設(shè)置2、采樣垂線的設(shè)置1、采樣斷面的設(shè)置（1）采樣斷面布設(shè)的原則包括：充分考慮本河段（地區(qū)）取水口、排污（退水）口數(shù)量和分布及污染物排放狀況、水文及河道地形、支流匯入及水工程情況、植被與水土流失情況、其它影響水質(zhì)及其均勻程度的因素等；力求以較少的監(jiān)測(cè)斷面和監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲取最具代表性的樣品，全面、真實(shí)、客觀地反映該區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量及污染物的時(shí)空分布狀況與特征；避開(kāi)死水及回水區(qū)，選擇河段順直、河岸穩(wěn)定、水流平緩、無(wú)急流湍灘且交通方便處；盡量與水文斷面相結(jié)合；斷面位置確定后，應(yīng)設(shè)置固定標(biāo)志，不得任意變更；需變動(dòng)時(shí)應(yīng)報(bào)原批準(zhǔn)單位同意。城市或工業(yè)區(qū)河段，應(yīng)布設(shè)對(duì)照斷面、控制斷面和削減斷面。1、采樣斷面的設(shè)置（2）河流采樣斷面的布設(shè)方法與要求削減斷面：反映河流對(duì)污染物的稀釋凈化情況，通常設(shè)在城市或工業(yè)區(qū)最后一個(gè)排污口下游1500m以外的河段上，此斷面污染物濃度顯著下降。對(duì)照斷面：為了解流入監(jiān)測(cè)河段前的水體水質(zhì)狀況而設(shè)置。這種斷面應(yīng)設(shè)在河流進(jìn)入城市或工業(yè)區(qū)以前的地方，具有參比和對(duì)照作用,一個(gè)河段一般只設(shè)一個(gè)對(duì)照斷面。控制斷面：為評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)河段兩岸污染源對(duì)水體水質(zhì)影響而設(shè)置。一般設(shè)在排污口下游500～1000m處，其數(shù)目應(yīng)根據(jù)城市的工業(yè)布局和排污口分布情況而定。污染嚴(yán)重的河段可根據(jù)排污口分布及排污狀況，設(shè)置若干控制斷面，控制的排污量不得小于本河段總量的80%。本河段內(nèi)有較大支流匯入時(shí)，應(yīng)在匯合點(diǎn)支流上游處，及充分混合后的干流下游處布設(shè)斷面。出入境國(guó)際河流、重要省際河流等水環(huán)境敏感水域，在出入本行政區(qū)界處應(yīng)布設(shè)斷面。

水質(zhì)穩(wěn)定或污染源對(duì)水體無(wú)明顯影響的河段，可只布設(shè)一個(gè)控制斷面。河流或水系背景斷面可設(shè)置在上游接近河流源頭處，或未受人類(lèi)活動(dòng)明顯影響的河段。水文地質(zhì)或地球化學(xué)異常河段，應(yīng)在上、下游分別設(shè)置斷面。供水水源地、水生生物保護(hù)區(qū)以及水源型地方病發(fā)病區(qū)、水土流失嚴(yán)重區(qū)應(yīng)設(shè)置斷面。城市主要供水水源地上游1000m處應(yīng)布設(shè)斷面。重要河流的入?？趹?yīng)布設(shè)斷面。水網(wǎng)地區(qū)應(yīng)按常年主導(dǎo)流向設(shè)置斷面；有多個(gè)岔路時(shí)應(yīng)設(shè)置在較大干流上，控制徑流量不得少于總徑流量的80%。水面寬（m)采樣垂線布設(shè)岸邊有污染帶相對(duì)范圍＜501條（中泓處）如一邊有污染帶增設(shè)1條垂線50～100左右2條3條左、右設(shè)在距濕岸5～10m處100～1000左、中、右3條5條（增加岸邊2條）＞10003～5條7條表8-1采樣垂線布設(shè)2、采樣垂線的設(shè)置水深(m)采樣點(diǎn)數(shù)位置說(shuō)明＜51水面下0.5m不足1m時(shí)，取1/2水深；如沿垂線水質(zhì)分布均勻，可減少中層采樣點(diǎn)；潮汐河流應(yīng)設(shè)置分層采樣點(diǎn)。5～102水面下0.5m，河底上0.5m＞103水面下0.5m，1/2水深，河底上0.5m表8-2采樣點(diǎn)布設(shè)2、采樣垂線的設(shè)置

8.1.2水樣的采集和保存一、地表水樣的采集二、水樣的保存

一、地表水樣的采集（1）采樣前的準(zhǔn)備盛水容器、采樣器、交通工具（船只）等

采樣器具要求：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；

不吸附欲測(cè)組分；易清洗并可反復(fù)使用；

大小和形狀適宜。一般，測(cè)定有機(jī)及生物項(xiàng)目應(yīng)選用玻璃容器（石英、硼硅）；測(cè)定金屬、放射性及其他無(wú)機(jī)項(xiàng)目可選用塑料容器（聚四氟乙烯、聚乙烯）。（2）采樣方法

涉水采樣、船只采樣、橋梁采樣、索道采樣和其他方法采樣。

采樣時(shí)，采樣人員、采樣器口部應(yīng)面對(duì)水流方向。用船只采樣時(shí)，船首應(yīng)逆向水流，采樣在船舷前部逆流進(jìn)行，以免船體污染水樣。采集水樣前，應(yīng)先用水樣洗滌取樣瓶及塞子2～3次。

一、地表水樣的采集二、水樣的保存

水樣采集后常需送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定，這就涉及到樣品的保存和運(yùn)輸。對(duì)于痕量物質(zhì)容易在保存過(guò)程中發(fā)生物理的、化學(xué)的和生物化學(xué)的變化，而使水質(zhì)變化，失去代表性。所以從采樣到測(cè)定時(shí)間間隔越短越好。某些指標(biāo)則必須在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定(如溫度、pH、Eh等)或現(xiàn)場(chǎng)固定后再運(yùn)輸(如DO等)。地表水現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定項(xiàng)目有：pH值、色度、水溫、濁度、透明度、電導(dǎo)率和溶解氧。（一）保存容器

選性能穩(wěn)定，不易吸附預(yù)測(cè)組分，雜質(zhì)含量低的材料制成的容器，如聚乙烯和硼硅玻璃材質(zhì)的容器是常規(guī)監(jiān)測(cè)中廣泛使用的，也可用石英或聚四氟乙烯制成的容器，但價(jià)格昂貴。

1、容器不能是新的污染源，例如測(cè)定硅及硼時(shí)就不能用硼硅玻璃瓶。

2、容器壁不應(yīng)吸收或吸附某些待測(cè)組分，例如，測(cè)定有機(jī)物時(shí)，不能用聚乙烯瓶。

3、測(cè)定對(duì)光敏感的組分，則水樣應(yīng)貯于棕色試劑瓶中。

（二）保存時(shí)間

即最長(zhǎng)貯放時(shí)間，一般污水的存放時(shí)間越短越好。

清潔水樣：72h；輕污染水樣：48h；嚴(yán)重污染水樣：12h。

（三）保存措施

1、選擇適當(dāng)材料的容器。

2、控制溶液的pH值。

3、加入化學(xué)試劑抑制氧化還原反應(yīng)和生化作用。

4、冷藏或冷凍，以降低細(xì)菌活性和化學(xué)反應(yīng)速度。加入化學(xué)試劑抑制氧化還原反應(yīng)和生化作用：

1）加入生物抑制劑如在測(cè)定氨氮、硝酸鹽氮、化學(xué)需氧量的水樣中加入HgCl2，可抑制生物的氧化還原作用。對(duì)測(cè)定酚的水樣，用H3PO4調(diào)至pH值為4時(shí)，加入適量CuSO4，即可抑制苯酚菌的分解活動(dòng)。2）調(diào)節(jié)pH值測(cè)定金屬離子的水樣常用HNO3酸化至pH值為1～2，既可防止重金屬離子水解沉淀，又可避免金屬被器壁吸附。測(cè)定氰化物或揮發(fā)性酚的水樣加入NaOH調(diào)至pH值為12，使之生成穩(wěn)定的酚鹽等。3）加入氧化劑或還原劑如測(cè)定汞的水樣需加入HNO3（至pH<1）和K2Cr2O7（0.05%），使汞保持高價(jià)態(tài)。測(cè)定硫化物的水樣，加入抗壞血酸，可以防止硫被氧化。中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范SL219-98》《水質(zhì)采樣技術(shù)規(guī)程SL187-96》《水質(zhì)分析方法SL78～94-1994》

8.2水質(zhì)模型可以把有機(jī)污染物的遷移、轉(zhuǎn)化過(guò)程歸納為如下幾個(gè)重要過(guò)程：

1）負(fù)載過(guò)程(輸入過(guò)程)、

2）形態(tài)過(guò)程（酸堿平衡、吸著作用）

3）遷移過(guò)程(沉淀-溶解作用、對(duì)流作用、揮發(fā)作用、沉積作用）

4）轉(zhuǎn)化過(guò)程（生物降解作用、光解作用、水解作用、氧化還原作用）

5）生物累積過(guò)程（生物濃縮作用、生物放大作用）1.有機(jī)毒物在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程

Ki:第i過(guò)程的速率常數(shù);[Ei]:對(duì)于第i過(guò)程在動(dòng)力學(xué)上起重要