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水質(zhì) 采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定

GB 12997—91

Water quality—Technical regulation on the design of sampling programmes

本標(biāo)準(zhǔn)是水質(zhì)采樣標(biāo)準(zhǔn)*部分。

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO5667／1《水質(zhì)——采樣——第1部分：采樣方案設(shè)計(jì)指導(dǎo)》。

1 主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水（包括底部沉積物和污泥）的質(zhì)量控制、質(zhì)量表征、污染物鑒別采樣方案的原則。

*篇 采樣目標(biāo)的確定

2 引言

本篇強(qiáng)調(diào)在進(jìn)行水、底部沉積物和污泥采樣方案設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的比較重要的因素。采樣和檢驗(yàn)的主要目的是測(cè)定其有關(guān)的物理、化學(xué)、生物和放射性參數(shù)。

在表征水體、底部沉積物和污泥的質(zhì)量時(shí)，不可能檢驗(yàn)其整體，必須采集樣品，并且要采取一切措施，預(yù)防樣品在采集和分析的間隔內(nèi)發(fā)生變化。當(dāng)采集合懸浮固體或者含難混溶的有機(jī)液體的多相樣品時(shí)，還會(huì)遇到特殊的問題。

確定采樣地點(diǎn)、采樣時(shí)機(jī)、采樣額率、采樣持續(xù)時(shí)間、樣品處理和分析的要求時(shí)主要取決于采樣目標(biāo)。所以在設(shè)計(jì)采樣方案之前，要首先確定采樣目標(biāo)。在設(shè)計(jì)采樣方案時(shí)還要對(duì)詳盡程度、適宜的精密度、以及表達(dá)形式和提供結(jié)果的方式也要給予考慮，比如濃度或負(fù)荷、zui大值和zui小值、算術(shù)平均值、中位數(shù)等。此外，還要編制有彥義參數(shù)的目錄和確定相應(yīng)的分析方法。它們將對(duì)采樣和輸送樣品時(shí)的保護(hù)進(jìn)行指導(dǎo)。在保證獲得所需資料的前題下，要注重效率。

采祥目標(biāo)可區(qū)分為以下三種（詳見第14章）：

a.質(zhì)量控制檢測(cè)

需要進(jìn)行短期過程的校正時(shí)由管理部門決定。

b.質(zhì)量特性檢測(cè)

用于表明質(zhì)量，多數(shù)情況作為研究項(xiàng)目的組成部分，以達(dá)到長期質(zhì)量控制目的或指出發(fā)展趨勢(shì)。

c.污染源的鑒別

采樣方案的目標(biāo)可由質(zhì)量特性檢測(cè)變?yōu)橘|(zhì)量控制檢測(cè)，比如，當(dāng)硝酸鹽濃度接近限值時(shí)需要提高采樣頻率，這樣就可由較長時(shí)期的質(zhì)量表征變?yōu)槎唐诘馁|(zhì)量控制方案。

3 要求

要求可分為以下兩類：

3.1 一般要求

在選定的測(cè)點(diǎn)（例如水體的表面或里層）確定特定參數(shù)的濃度水平的數(shù)量級(jí)（或負(fù)荷）或直觀表達(dá)底部沉積物的特性。

3.2特定要求

詳細(xì)地確定整個(gè)或部分水體中所研究的物理或化學(xué)參數(shù)的濃度水平或者負(fù)荷分布及有意義的生物種類。通常把這些參數(shù)變化的研究與時(shí)間、流量、工廠工藝、氣候條件因素等結(jié)合考慮。

還可以細(xì)分為以下更具體的采樣情況：

a.測(cè)定水對(duì)某種用途的使用性。如檢驗(yàn)井水能否用作冷卻、鍋爐給水、工藝用水或者飲用水。

b.研究排放污染物（包括偶然泄露）對(duì)所承受水體的影響。排放污染物除了增加污染負(fù)荷外，還導(dǎo)致其他反應(yīng)，如化學(xué)沉淀或產(chǎn)生氣體等。

c.評(píng)價(jià)水、污水、工業(yè)廢水處理廠的性能和管理。比如，評(píng)價(jià)進(jìn)入廢水處理廠負(fù)荷的波動(dòng)和長期的變化；測(cè)定處理過程各階段的處理效率，提供凈化后水的質(zhì)量數(shù)據(jù)，控制使用凈水劑的濃度；控制那些可能損害企業(yè)構(gòu)筑物或設(shè)備的物質(zhì)等。

d.研究河口淡水徑流和海水對(duì)河口環(huán)境的影響，提供混合類型及因潮汐和淡水流動(dòng)的變化引起咸淡分層情況的資料。

e.測(cè)定工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的損失。這些資料對(duì)評(píng)定全廠物料衡算、測(cè)量廢水排放量都是需要的。

f.測(cè)定鍋爐水、蒸汽冷凝水和其他回水的質(zhì)量。對(duì)這些水是否能用于預(yù)定目的可行性做出評(píng)價(jià)。

g.調(diào)節(jié)工業(yè)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行操作，使水得到*利用，與此同時(shí)，盡量減少鍋垢，把腐蝕降低到zui低限度。

h.研究大氣污染物對(duì)雨水質(zhì)量的影響。它為研究室氣質(zhì)量提供有價(jià)值的資料。它還可以指出有些問題是否會(huì)發(fā)生。如暴露的電觸點(diǎn)是否會(huì)出問題。

i.評(píng)價(jià)地面物質(zhì)輸入對(duì)水質(zhì)的影響。這些影響或來自天然的存在中的物質(zhì)，或來自化肥、農(nóng)藥，或農(nóng)業(yè)化學(xué)品的污染，或兩者兼而有之。

j.評(píng)價(jià)底部沉積物的積集和釋放對(duì)水體中或底部沉積物中水生生物的影響。

k.研究導(dǎo)流、河流調(diào)節(jié)，不同河流間河水的相互轉(zhuǎn)移對(duì)天然水道的影響。比如，在河水調(diào)節(jié)期間各種不同質(zhì)量水體的比例在不斷發(fā)生變化，導(dǎo)致河水質(zhì)量被動(dòng)。

l.評(píng)價(jià)水質(zhì)在配水系統(tǒng)中發(fā)生的變化。引起這些變化的因素很多，比如：污染、從新水源引水、生物的生長、水垢的沉積或金屬的溶解。

在某些情況下環(huán)境狀況是相當(dāng)穩(wěn)定的。可從簡單的采樣方案中獲得需要的數(shù)據(jù)，然而大多數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的質(zhì)量特性在不斷地發(fā)生變化。因此，要想得到理想的評(píng)價(jià)需要進(jìn)行連續(xù)采樣。雖然，連續(xù)采樣不僅代價(jià)太高，而且在許多情況下也不現(xiàn)實(shí)。一些特殊情況的采樣方案詳見第4章。

4 與可變性有關(guān)的特殊考慮

4.1當(dāng)待測(cè)水質(zhì)項(xiàng)目的濃度出現(xiàn)大幅度、急劇的變化時(shí)所要求的采樣方案是復(fù)雜的。這些變化可由溫度的變化、流態(tài)、污水廠運(yùn)行狀況所引起。除非有特殊需要，應(yīng)避免在系統(tǒng)的邊界或靠近邊界部位采樣。

4.2評(píng)價(jià)一個(gè)大的集水面積是很復(fù)雜的，即使?jié)舛茸兓徛?，而且變化不大顯著時(shí)，也是這樣。

4.3消除或減少由采樣過程本身造成待測(cè)水質(zhì)項(xiàng)目濃度的變化，要求在采樣至分析期間把變化降低到zui低限度。

4.4如果待測(cè)水質(zhì)項(xiàng)目在采樣和檢驗(yàn)期間穩(wěn)定，能很好地反映整個(gè)周期內(nèi)平均組成的指標(biāo)。但是混合樣對(duì)確定瞬時(shí)峰值的情況價(jià)值不大。

第二篇 采樣點(diǎn)的選擇

5 引言

本篇論述采樣實(shí)踐中所遇到的各種情況和它們對(duì)選擇采樣點(diǎn)所產(chǎn)生的影響，鑒于安全防護(hù)的重要性和普遍性，在各種情況下都要重視安全。本篇予以專門論述。

6 一般的安全預(yù)防措施

6.1 在水體和底部沉積物中進(jìn)行采樣時(shí)，會(huì)遇到各種危害人體安全和健康的情況。為了保護(hù)人體不受傷害，要采取措施避免吸入有毒氣體，防止通過口腔和皮膚吸收有毒物質(zhì)。

負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)采樣方案和負(fù)責(zé)實(shí)施采樣操作的人員，必須考慮相應(yīng)的安全要求。在采樣過程中采樣人員要了解應(yīng)采取的必要的防護(hù)措施。

6.2 為了保證工作人員、儀器的安全，必須考慮氣象條件。在大面積水體上采樣時(shí)，要使用救生圈和救生繩。在冰層覆蓋的水體采樣之前，要仔細(xì)檢查薄冰層的位置和范圍。當(dāng)采用水下整裝呼吸裝置或其他潛水器具時(shí)，則應(yīng)經(jīng)常檢查和維護(hù)這些器具的可靠性。

6.3 采樣船要堅(jiān)固，在各種水域中采樣時(shí)都要防止商船和捕撈船支靠近。例如：要正確使用信號(hào)旗，以表明正在進(jìn)行的工作性質(zhì)。

6.4 盡可能避免從不安全的河岸等危險(xiǎn)地點(diǎn)采樣，如果不能避免，要采取相應(yīng)的安全措施，并注意不要單人行動(dòng)。

6.5 要選擇任何氣候條件下都能方便地進(jìn)行頻繁采樣的地點(diǎn)，在某些情況下必須考慮到可能的自然危害，如有毒的枝葉、獸類和爬行動(dòng)物。

6.6 安裝在河岸上的儀器和其他設(shè)備，為了防止洪水淹沒或破壞行為，需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。

6.7 為了防止一些偶然情況的出現(xiàn)，如：一些工業(yè)廢水可能具有腐蝕性，或者含有有毒或易燃物質(zhì)，污水中也可能含有危害的氣體、微生物、病害或動(dòng)物，如變形蟲或蠕蟲。在采樣期間，必須采取一些特殊的防護(hù)措施。

6.8 當(dāng)采樣人員進(jìn)入有毒氣體環(huán)境中時(shí)，要使用氣體防毒面具、呼吸、蘇醒器具和其他安全設(shè)備。此外，在進(jìn)入封閉空間之前，要測(cè)量氧氣的濃度和可能存在的有毒蒸汽和毒氣。

6.9 在采集蒸汽和熱排放物時(shí)，需特別謹(jǐn)慎。應(yīng)使用認(rèn)可的技術(shù)。

6.10 處理放射性樣品要特別小心，必須采用專門的技術(shù)。

6.11 在水中或者靠近水使用電動(dòng)采樣設(shè)備時(shí)有觸電的危險(xiǎn)。因此，在安排工業(yè)步驟、采樣點(diǎn)的選定、設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，防止這種危險(xiǎn)的發(fā)生。

7 采樣的專門注意事項(xiàng)

7.1 采樣方案的設(shè)計(jì)

根據(jù)不同的采樣目的，采樣網(wǎng)絡(luò)可以是單點(diǎn)也可擴(kuò)展到整個(gè)流域。一個(gè)干流網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包括潮區(qū)界以內(nèi)的各采樣點(diǎn)，較大支流的匯入口和主要污水或者工業(yè)廢水的排放口。

在設(shè)計(jì)高質(zhì)量的采樣網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常要做好主要水文站的流量測(cè)量（見第四篇）。

7.2 采樣點(diǎn)的定位

只有固定采樣點(diǎn)位才能對(duì)不同時(shí)間所采集的樣品進(jìn)行對(duì)比。

大多數(shù)河流的采樣點(diǎn)可參照河岸地貌特點(diǎn)標(biāo)定。

確定非封閉海灣以及海岸邊的采樣點(diǎn)時(shí)尋找容易識(shí)別的固定目標(biāo)作參照。在船上采樣，使用儀器為采樣點(diǎn)定位。可以使用地圖或其他一些標(biāo)準(zhǔn)圖表定位。

7.3 水流的特征

從充分混合的湍流中取樣zui為理想。只要有可能就要把層流誘發(fā)成湍流。但是誘發(fā)的湍流會(huì)引起某些檢測(cè)項(xiàng)目濃度的變化，采集測(cè)定溶解氣體，易揮發(fā)物質(zhì)的樣品時(shí)，不能把層流誘發(fā)成湍流。

7.4 水流的特征隨時(shí)間變化

水流可從展流變成湍流，反之亦然?？赡艹霈F(xiàn)從本水系的其他部分流來的逆流水能給采樣點(diǎn)帶來污染。

7.5 流體的組分隨時(shí)間變化

流體的組分是變化的，隨時(shí)可能出現(xiàn)不連續(xù)的“團(tuán)狀”物，如可溶性污染物、固體物、揮發(fā)性物質(zhì)，或者漂浮的油層膜。

7.6 從管道中采樣

用適當(dāng)大小的管子（如：抽取多相液體時(shí)，管的zui小公稱內(nèi)徑為25mm）從管道中抽取樣品。液體在管中的線速度要大，足夠保證液體呈湍流的特征，避免液體在管內(nèi)水平方向流動(dòng)。

7.7 液體的性質(zhì)

液體可能具有腐蝕性和磨蝕性，因此要考慮使用耐腐蝕和耐磨材料。對(duì)于長期采樣，可尋找一種容易替換，對(duì)樣品無顯著污染的配件，以代替昂貴的耐化學(xué)腐蝕的儀器設(shè)備。

7.8 采樣系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)的溫度變化

采樣系統(tǒng)內(nèi)長期或者短期內(nèi)的溫度變化可能引起樣品性質(zhì)的變化，這種變化可能影響到采樣設(shè)備的使用。

7.9 測(cè)定懸浮固體物的采樣

懸浮物可以分散在遍及液體深度的任一部位。如果可能，可借湍流條件使固一液混合均勻；從理論上講，線速度應(yīng)足以引起湍流。采樣應(yīng)該在等動(dòng)力下進(jìn)行。如果做不到，可在流體的整個(gè)斷面上取一系列樣品。應(yīng)注意到，在采樣期間，懸浮固體物的位往分布在整個(gè)采樣過程中可能發(fā)生變化。

7.10 測(cè)定揮發(fā)性物質(zhì)的采樣

采樣泵的吸入高度要小，管網(wǎng)系統(tǒng)要嚴(yán)密。把zui先抽出的樣品放掉一部分，以保證所采集的樣品具有代表性。

7.11 不同密度的混合水

在層流中，水困密度不同而產(chǎn)生分層，比如：在冷水層上面產(chǎn)生一個(gè)溫水層，鹽水上面有淡水層。

7.12 有害液體

必須注意有毒液體、有毒煙霧的出現(xiàn)，以及可能發(fā)生爆炸氣體的積集。

7.13 氣象環(huán)境的影響

有時(shí)氣象環(huán)境的變化給水質(zhì)帶來明顯的差異。要注意這些變化，并在整理檢測(cè)結(jié)果時(shí)予以修正。

8 天然水的各種采樣情況

8.1 降水

為化學(xué)分析而收集降水作品時(shí)，所選采樣點(diǎn)應(yīng)位于避免外界物質(zhì)污染的地方。比如，應(yīng)避開煙塵、化肥、農(nóng)藥等污染。采樣儀器放在草坪上。

如果樣品被凍或者含有雪或雹之類，用電加熱器為采樣漏斗加熱保溫。如果現(xiàn)場(chǎng)無法進(jìn)行加熱保溫，則可將全套設(shè)備移到高于0℃的低溫環(huán)境解凍。

8.2 河口、沿海岸水體、海洋

8.2.1 范圍和深度

要明確被測(cè)水面的邊界范圍和考慮與鄰近水面的相互關(guān)系。選擇采樣點(diǎn)采樣部位時(shí)應(yīng)考慮到潮汐的流向以及風(fēng)、海水密度、海底粗糙度、離海岸線的距離對(duì)潮汐流向的影響。要考慮航行對(duì)水體流向和水質(zhì)產(chǎn)生的影響。此外，還要研究局部排放對(duì)采樣所產(chǎn)生的影響。

8.2.2 船只的使用

在適宜的氣候條件下，在整個(gè)檢測(cè)期間，應(yīng)保證采樣船能到達(dá)所要求的采樣位置。

8.2.3 冰覆蓋層

在凍層下面和4℃水體頂部形成0～3 ℃的冷水層（約5mm）。由于溫度梯度明顯，生物群體也可能分層。

8.3 河流和溪流

8.3.1 混合

如果在采樣點(diǎn)存在著明顯的束流或者分層，為了確定束流或者分層的性質(zhì)和范圍，需要進(jìn)行橫向和縱向系列采樣。

8.3.2 選點(diǎn)

要選擇能提供有代表性樣品的點(diǎn)。采樣點(diǎn)應(yīng)選在水質(zhì)發(fā)生明顯變化或者河流有重要用途的地點(diǎn)，例如，采樣點(diǎn)設(shè)在匯流口、主要排放或吸水處。在溢流堰或只產(chǎn)生局部影響的小排出口通常不布點(diǎn)。

測(cè)點(diǎn)選在可得到流量數(shù)據(jù)的地點(diǎn)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備可安裝在河流水文站。

在匯合點(diǎn)從支流中采樣時(shí)要特別小心，要避免混入來自主河道的水。當(dāng)監(jiān)測(cè)排出液對(duì)水體產(chǎn)生影響時(shí)，就要在排放點(diǎn)的上、下游同時(shí)采樣。要認(rèn)真研究排放水和承納水的混合憎況及混合對(duì)下游所帶來的影響，在下游采樣要延伸適當(dāng)距離，以便評(píng)價(jià)排放對(duì)水體的影響。

8.3.3 潮汐河段

漲潮和落潮時(shí)采樣點(diǎn)的布設(shè)不同。

8.4 運(yùn)河

通常，對(duì)河流的研究大體上適用于運(yùn)河，但要特別注意下述因素。

8.4.1 流量

水流的方向是可變的。流速可能發(fā)生明顯的變化。流量的變化取決于航運(yùn)的頻繁情況（船閘起閉次數(shù)）和氣象條件的變化等，前者的影響大于后者。

8.4.2 分層和束流

靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，運(yùn)河中的分層和束流比河流明顯。而當(dāng)船只駛過的短時(shí)間內(nèi)，水質(zhì)，特別是懸浮固體的濃度發(fā)生明顯的變化。

8.5 水庫和湖泊

除了人口外，還要在所有有用的泄水點(diǎn)和泄水深度采樣。水體有熱分層，其不同深度可能存在明顯的質(zhì)量差異。生態(tài)研究需要更詳細(xì)的采樣方案，而且還需要流量和氣象資料。

8.6 地下水體

8.6.1 被抽出的地下水

盡管從個(gè)別采樣點(diǎn)所采樣品不能代表整個(gè)含水層的質(zhì)量，但在評(píng)價(jià)水能否適用于某種用途時(shí)，樣品只能來自個(gè)別采樣點(diǎn)。

8.6.2 含水層水

為了評(píng)價(jià)蓄水層的水質(zhì)采樣時(shí)，只要有可能，要在采樣前把取樣井或鉆孔中的存水抽出。井和鉆孔中的水也會(huì)分層，為了評(píng)價(jià)分層情況需要采取附加樣品，并要記下地下采樣深度。

并和鉆孔的套襯材料易腐蝕，采樣之前要進(jìn)行*抽吸，清除系統(tǒng)中積集的腐蝕產(chǎn)物。

在含水層的各個(gè)預(yù)定深度采集代表性樣品時(shí)，對(duì)監(jiān)測(cè)井的每一層深度或者那些分散井眼的每一層深度，應(yīng)使用采樣管采樣。

8.7 河流、河口、海洋、湖泊和水庫的底部沉積物

所制定的采樣方案應(yīng)考慮到沉積物組分縱、橫方向的變化，必須取得有關(guān)底部沉積物的深度和不同深度上沉積物組成的數(shù)據(jù)。

采水樣時(shí)的許多重要因素，如船只的使用，也適用于底部沉積物的采樣。

底層通常是不均勻的。為了提供有代表性的評(píng)價(jià)參數(shù)，應(yīng)保證采集足夠數(shù)量的樣品。

8.8 飲水

8.8.1 供水

在供水中檢測(cè)消毒劑的殘余量時(shí)，采樣點(diǎn)應(yīng)選擇在全部反應(yīng)完成之后和消毒劑的殘余量未發(fā)生任何損耗之前。比如，二氧化硫與過量的氯反應(yīng)后監(jiān)測(cè)余氯。在供水中，為了常規(guī)生物檢驗(yàn)需要采樣，并遵從適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。通常，從與泵體連接的水上采樣。水不應(yīng)有附件，并能用火焰消毒。采樣管的材質(zhì)可根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行選擇。如：銅管因?qū)е滤秀~離子的增加因而降低了細(xì)菌計(jì)數(shù)。為了保證樣品直接進(jìn)入容器，容器應(yīng)放在水的下面對(duì)準(zhǔn)，但不能與之接觸。

8.8.2 配水池

應(yīng)在盡可能靠近配水池的水下采樣。許多配水池的進(jìn)水和出水使用同一個(gè)管道。因此，只有當(dāng)配水池管處于出水時(shí)才能采樣。

8.8.3 配水系統(tǒng)

從自來水用戶所使用的水上采樣是的辦法。采樣前應(yīng)移去上的防濺濕裝置，采樣時(shí)不能使用帶有混合式的。在干線和支線管道采樣可利用消防栓和沖洗處。此外，為細(xì)菌學(xué)檢驗(yàn)采集樣品時(shí)要特別小心。

8.8.4 飲水處理過程中所產(chǎn)生的污泥

大多數(shù)飲水處理廠所生成的污泥為*或氫氧化鐵，但也有一些處理廠產(chǎn)生石灰軟化泥或者生物污泥。這些樣品可在凝聚槽混凝沉淀池內(nèi)的不同深度采取，也可在濃縮池內(nèi)采取。因樣品的特殊性在取出后幾分鐘內(nèi)就會(huì)發(fā)生明顯變化，因此采樣后要盡量少攪動(dòng)，盡快檢驗(yàn)。

8.9 浴場(chǎng)

從天然浴場(chǎng)采樣，按照水庫和湖泊采樣方法進(jìn)行。使用循環(huán)水系統(tǒng)的游泳池，應(yīng)該從進(jìn)口、出口和水體中分別采樣。

9 工業(yè)用水采樣

9.1 上水

上水包括飲用水、河水、井水。由于水源不同，水質(zhì)隨時(shí)發(fā)生變化，但在給定的時(shí)間內(nèi)，通常它們的組成是均質(zhì)的。這些水通過一個(gè)普通的管道系統(tǒng)進(jìn)入工廠，不存在特殊的采樣情況。

當(dāng)同時(shí)存在非飲用工業(yè)供水系統(tǒng)時(shí)，要用適當(dāng)?shù)臉?biāo)志加以區(qū)分，以避免搞錯(cuò)采樣點(diǎn)。為了檢查水是否可以飲用，要準(zhǔn)備一些采樣設(shè)備。如果需要各水體混合物的質(zhì)量數(shù)據(jù)，采樣之前必須保證水體充分混合。

9.2 鍋爐系統(tǒng)的水

9.2.1 處理廠的水

在處理廠的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)仔細(xì)考慮采樣點(diǎn)的方位、各處理階段過濾池的進(jìn)口和出口的采樣設(shè)備。當(dāng)存在懸浮固體時(shí)，取樣之前應(yīng)將采樣管*清洗。當(dāng)測(cè)定水中溶解氣體（如氧和二氧化碳）采樣時(shí)，為了避免逸失必須使用特殊的采樣技術(shù)。如果使用除氣塔洗除二氧化碳，那么在隨后的樣品處理中就要避免二氧化碳的逸失或補(bǔ)充。采樣管應(yīng)*浸沒于水中，避免吸進(jìn)氣體。

9.2.2 鍋爐給水和鍋爐火

在蒸汽冷凝循環(huán)系統(tǒng)的許多采樣點(diǎn)上采集的水樣只含有痕量待測(cè)物質(zhì)。因此，要特別小心，避免從采樣到分析過程中樣品受到污染。通常的采樣系統(tǒng)用不銹鋼制成，采樣系統(tǒng)要有完善的結(jié)構(gòu)，能經(jīng)受住所承受的運(yùn)轉(zhuǎn)壓力。如果用長采樣管采集高溫高壓鍋爐給水，為了安全，在靠近采樣點(diǎn)的地方冷卻采樣管中的樣品。當(dāng)用物理和化學(xué)方法除氣時(shí)，通常需設(shè)兩個(gè)采樣點(diǎn)，一個(gè)在加化學(xué)藥品之前，檢驗(yàn)物理方法除氣效率，在第二個(gè)點(diǎn)檢驗(yàn)總的除氣效率。所設(shè)計(jì)的鍋爐采樣點(diǎn)要保證能采到鍋爐水的代表性樣品。對(duì)于某些分析，如痕量金屬，它們可能部分或全部的以顆粒形式存在，在這種情況下應(yīng)該使用等動(dòng)力采樣探頭。

9.2.3 蒸汽冷凝水

在工業(yè)上控制蒸汽的質(zhì)量非常重要。通常需要從蒸汽冷凝液的回路上，過熱蒸汽或者加壓濕蒸汽中采樣。所使用的采樣探頭，附有不銹鋼冷卻器。要注意防止采樣和分析期間樣品受到污染。

9.2.4 冷卻水

主要有三類冷卻系統(tǒng)：

a.敞開式蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)；

b.直流式（單程式）冷卻系統(tǒng)；

c.閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

在敞開式蒸發(fā)系統(tǒng)中，進(jìn)水和循環(huán)水通常都要采樣，通常在進(jìn)水口設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)就夠了。但是就冷卻系統(tǒng)本身而言，為了獲得所需要的數(shù)據(jù)資料，則必須同時(shí)在幾個(gè)點(diǎn)上采樣。使用生物殺蟲劑處理時(shí)，則直接在冷卻塔的水池中采樣。從理論上講的采樣系統(tǒng)是等動(dòng)力系統(tǒng)。直流式冷卻系統(tǒng)的采樣點(diǎn)設(shè)在進(jìn)水口和出水口處，閉路系統(tǒng)的采樣點(diǎn)設(shè)在低處。

10 工業(yè)廢水

10.1 采樣點(diǎn)

工業(yè)廢水的采樣必須考慮廢水的性質(zhì)和每個(gè)采樣點(diǎn)所處的位置。 通常，用管道或者明溝把工業(yè)廢水排放到遠(yuǎn)而偏僻、人們很難達(dá)到的地方。但在廠區(qū)內(nèi)，排放點(diǎn)容易接近，有時(shí)必須采用專門采樣工具通過很深的人孔采樣。為了安全起見，把人孔設(shè)計(jì)成無需人進(jìn)入的采樣點(diǎn)。 從工廠排出的廢水中可能含有生活污水，采樣時(shí)應(yīng)予以考慮所選采樣點(diǎn)要避開這類污水。如果廢水被排放到氧化塘或貯水池，那么情況就類似于湖泊采樣。

10.2 廢水的性質(zhì)

在一些工業(yè)廢水中（個(gè)別工廠不經(jīng)稀釋就直接排放）某些組分的濃度很難確定，需要專門研究。例如，含石油或潤滑油、高懸浮固體含量、強(qiáng)酸廢水、易燃液體或氣體的廢水。當(dāng)各種不同行業(yè)的廢水排入同一公共管道時(shí)，為了采到符合要求的樣品，要進(jìn)行充分的混合。

10.3 工業(yè)用水和廢水處理的污泥

處理工業(yè)用水所產(chǎn)生的化學(xué)污泥的范圍很廣，有些污泥含有毒金屬，或放射性物質(zhì)。廢水處理廠產(chǎn)生的生物污泥的采樣詳見（11.1.2）。采集這類樣品時(shí)，要采取相應(yīng)的安全措施。

11 污水和污水廠出水

進(jìn)入污水廠的污水，處理過程各階段的水以及處理后的出水都需要采樣。

11.1 采樣點(diǎn)的選擇

11.1.1 液體

污水的組成隨時(shí)間發(fā)生明顯的變化，因此在一個(gè)過程的每個(gè)階段選擇采樣點(diǎn)時(shí)，尤其是在原水中采樣時(shí)需要特別認(rèn)真。污水可能蓄存在橫截面很大的涵洞中，其組成可隨深度和沿涵洞直徑發(fā)生很大變化。不同來源的污水可能混合不均，而且在低流速下污水中的懸浮物可能沉降。為了確認(rèn)這些變化，在選擇采樣點(diǎn)之前要實(shí)施一個(gè)預(yù)采樣方案，由預(yù)采樣獲得的資料來決定常規(guī)采樣點(diǎn)的位置。在許多情況下在不同采樣點(diǎn)需要采2個(gè)或3個(gè)常規(guī)樣品，混合這些樣品得到一個(gè)綜合樣。 當(dāng)表面有漂浮物質(zhì)時(shí)，如石油或者潤滑油，不能按常規(guī)辦法采樣，而要從表層下面采樣。 原污水常常需要過篩并將大的顆粒粉碎之后才能采樣，以避免樣品中出現(xiàn)大的顆粒。不過，在使用自動(dòng)采樣器的地方，采樣部位可選在預(yù)處理的上流斷面，為防止堵塞自動(dòng)采樣器。在采樣器的入口安裝濾網(wǎng)和小破碎機(jī)。在處理廣選擇原污水的采樣部位時(shí)，必須把工廠內(nèi)部的回流液考慮在內(nèi)。采集兩個(gè)樣品，一個(gè)樣品包括所有液體，代表工廠的總負(fù)荷，另一個(gè)樣品不包括回流液，用于衡量外源的負(fù)荷。如果實(shí)際上采集本到所述樣品，可以用分別采樣的辦法計(jì)算出污水的組成。

11.1.2 污泥

需要在沉淀池、消化池、氧化塘或者干燥床采集污泥樣品。由于原污泥和消化污泥均勻性差及存在有大顆粒物，所以采樣時(shí)相當(dāng)困難。用導(dǎo)管采樣時(shí)，為了減少堵塞的可能性，采樣管的內(nèi)徑不應(yīng)小于50mm。取樣時(shí)間間隔要短。當(dāng)從池、氧化塘或者干燥床采樣時(shí)，要從各種深度和位置采集大量樣品。難于接近的采樣點(diǎn)采用專門設(shè)備。對(duì)于以上各種情況，適宜用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法確定采樣頻率。

12 暴雨污水和地面徑流

出現(xiàn)暴雨污水和地面徑流排放時(shí)，接納水道的流量很大，有效稀釋相當(dāng)大，暴雨污水的溢流可以控制。由于種種原因，地表徑流可能被污染，甚至當(dāng)水道內(nèi)水流很大的情況下，溢流對(duì)水道內(nèi)的水質(zhì)也構(gòu)成嚴(yán)重威脅。由于暴雨污水和地面徑流的排放具有間歇性質(zhì)，在排放期內(nèi)質(zhì)量變化非常明顯。因此給采樣帶來一些特殊的問題。由于對(duì)污水管道或者不滲水表面的沖刷，zui初排放出來的污水水質(zhì)是很壞的。在這種情況下，使用自動(dòng)采樣裝置。自動(dòng)采樣裝置有許多優(yōu)點(diǎn)，它定時(shí)采樣，按規(guī)定的流量起動(dòng)，能夠采到有代表性的樣品。在許多情況下，希望按流量的比例采樣。通常暴雨污水中的固體物未達(dá)到浸漬化和沉降，性質(zhì)非常不均勻，給采集有代表性的樣品帶來困難，同時(shí)也增加了阻塞設(shè)備的可能性。在選擇采樣技術(shù)和采樣設(shè)備時(shí)對(duì)這一點(diǎn)要認(rèn)真考慮。 必須收集整個(gè)調(diào)查期間的有關(guān)降水量和必要的氣溫資料。

第三篇 采樣頻率和采樣時(shí)間

13 引言

通常需要水質(zhì)可能發(fā)生變化全過程的資料，為此要不時(shí)的采樣，使所采樣品足以反映水質(zhì)及其變化，但也要考慮到代價(jià)要小。相反，按主觀想象確定采樣頻率或者僅從分析和采樣的工作量考慮，會(huì)導(dǎo)致盲目采樣或過于頻繁的采樣。

14 采樣方案的類型

采樣方案有質(zhì)量控制、質(zhì)量表征和污染源鑒別三種類型，用于質(zhì)量控制的檢測(cè)可用于質(zhì)量表征，反之亦然。

14.1 質(zhì)量控制方案

質(zhì)量控制通常就是對(duì)一個(gè)或幾個(gè)規(guī)定范圍的環(huán)境要素的濃度進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果決定是否要即時(shí)采取措施。所確定的采樣頻率要比連續(xù)測(cè)量之間出現(xiàn)的超過控制限的顯著偏離允許幾率要大。確定采樣頻率的兩個(gè)基本因素是：

a.在預(yù)期條件下，偏離的大小和持續(xù)的時(shí)間；

b.在預(yù)期條件下，出現(xiàn)偏離的概率。

通常，對(duì)這些因素只能給出近似的定義，但是合理的估價(jià)將能獲得一個(gè)工作值，用以推算采樣頻率。

14.2 質(zhì)量表征方案

這些方案是針對(duì)評(píng)價(jià)一個(gè)和比較多的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。這些參數(shù)表明在某一期間內(nèi)的濃度及其變化。例如：平均值或者中值表示結(jié)果的總趨勢(shì)，標(biāo)準(zhǔn)偏差表示交率。這些結(jié)果可以做為調(diào)查研究的一部分或者表征那些不需要控制，僅有長期控制意義的水質(zhì)項(xiàng)目。

14.3 污染源調(diào)查方案

編制這些方案是為了測(cè)定不知來源的污染排放物的特征。通常，是對(duì)本底或污染物性質(zhì)的了解，是編制方案的基礎(chǔ)。污染出現(xiàn)的周期與采樣頻率要一致。污染源調(diào)查采樣方案不同于質(zhì)量控制、質(zhì)量表征的采樣方案，它的采樣頻率比污染物出現(xiàn)的頻率要高的多。

15 統(tǒng)計(jì)研究

15.1 采佯方案的確認(rèn)

在任何采樣方案中，只有在做好認(rèn)真的準(zhǔn)備工作之后，才能正確地確定采樣時(shí)間和頻率。為了提供統(tǒng)計(jì)技術(shù)需要的數(shù)據(jù)，在準(zhǔn)備工作中要提高采樣頻率。如果水質(zhì)容易發(fā)生變化，無論是隨機(jī)的還是有規(guī)律的變化，所得到的值對(duì)于統(tǒng)計(jì)參數(shù)值，如平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、zui大值等僅為真實(shí)參數(shù)的估計(jì)值，兩者之間有差異。在純隨機(jī)變化情況，估計(jì)值和真值的差值可用統(tǒng)計(jì)學(xué)算出。差值隨樣品個(gè)數(shù)的增加而降低。在采樣頻率確定后，數(shù)據(jù)要定期檢查，以便根據(jù)需要進(jìn)行改變。在以下15.2至15.5各條中的論述是把一個(gè)統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用于一個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)、平均值的例子，并假定正態(tài)分布是適用的。

15.2 置信區(qū)間

實(shí)際上，n個(gè)結(jié)果的平均值的置信區(qū)間L限定了一個(gè)范圍，位于這個(gè)范圍的真實(shí)平均值可在給定的置信水平上。

15.3 置信水平

置信水平是在計(jì)算出來的置信區(qū)間L范圍內(nèi)，含有真實(shí)平均值的概率。由一個(gè)樣品的n次結(jié)果計(jì)算出來的、濃度的均值為X的置信區(qū)間，意味著該區(qū)包含真實(shí)平均值X的機(jī)會(huì)是100次中有95次。在能有效采取大量系列樣品情況下，該區(qū)包含X的頻率接近95％。

15.4 置信區(qū)間的測(cè)定和樣本數(shù)

對(duì)隨機(jī)取樣，樣本數(shù)為n，真實(shí)平均值X和標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值分別是算術(shù)平均X和S，可按式（1）計(jì)算：

式中：X_i——某一單位。

當(dāng)n足夠大時(shí)（見15.1條），S的δ的數(shù)值差很小，并且由樣本數(shù)n計(jì)算得到的X的置信區(qū)間是X±K／n。其中K值由下表給出，K值取決于所采納的置信水平。

在選定的置信水平，為給定的置信區(qū)間L測(cè)定均值X，需要樣品的數(shù)量為（2Kδ／L）2。只有當(dāng)δ已知時(shí)，此式才能成立。盡管S基于相當(dāng)大的樣品數(shù)，對(duì)K值不會(huì)有什么差別，但又采用估計(jì)值S時(shí)，需要較多的樣品數(shù)。15.5 水質(zhì)的隨機(jī)變化和系統(tǒng)變化 隨機(jī)變化通常既有正態(tài)分布又有對(duì)數(shù)正態(tài)分布，而系統(tǒng)變化可能是趨向性變化，也可能是周期性變化或者兩者變化的復(fù)合，在同一個(gè)水體中不同的環(huán)境要素的變化性質(zhì)是不同的。如果隨機(jī)變化占優(yōu)勢(shì)，盡管采樣次數(shù)對(duì)質(zhì)控目標(biāo)可能是重要的，但對(duì)于統(tǒng)計(jì)學(xué)通常是不重要的。如果出現(xiàn)周期性變化，無論對(duì)整個(gè)檢測(cè)周期，還是對(duì)要測(cè)的zui大或zui小濃度值，采樣次數(shù)都是重要的。在整個(gè)趨向期間，采樣次數(shù)應(yīng)以大致相同的間距分開。對(duì)于上述每種情況所需樣品的數(shù)量主要從統(tǒng)計(jì)學(xué)上考慮。如果不存在系統(tǒng)變化，或者與隨機(jī)波動(dòng)比較時(shí)又很小，那么需要采集的樣品數(shù)量要足夠大，才能滿足給定條件下環(huán)境要素均值的允許誤差。比如，如果應(yīng)用正態(tài)分布，根據(jù)上述內(nèi)容，在選定的置信水平下n個(gè)結(jié)果均值的置信區(qū)間由式（2）給出：

式中：δ——頻率分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差。

如果要求的置信區(qū)間是均值的10％，所要求的置信水平是95％，均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差是20％，那么：

因此： n≈61

這表明，如測(cè)定周期為1個(gè)月，每天采兩個(gè)樣品，如果周期為1年，每星期采1～2個(gè)樣品。

16 異常的變化

在出現(xiàn)異常情況時(shí)，如制造廠的開工，河水的洪峰過程，或者各種藻類瘋長時(shí)期，必須提高采樣頻率。在預(yù)測(cè)長期變化趨向時(shí)，只有增加采樣頻率時(shí)，才可運(yùn)用這些采樣結(jié)果。

17 采樣的持續(xù)時(shí)間和混合樣品

在一個(gè)周期內(nèi)，如果僅僅平均質(zhì)量有意義，只要待測(cè)項(xiàng)目是穩(wěn)定的，那么延長作品的收集時(shí)間是有利的，并且采樣周期與研究的周期相同。這個(gè)原則類似于制備混合樣品的原則。這兩種方法減少了分析工作量，但卻損失了對(duì)質(zhì)量變化的了解。

第四篇 水流的測(cè)量及其在水質(zhì)方面的應(yīng)用

18 引言

18.1 總則

對(duì)污水和廢水處理的控制及其用數(shù)學(xué)模型管理天然水體提高了流量測(cè)量的重要性。如：不進(jìn)行流量測(cè)量就不能評(píng)價(jià)污染負(fù)荷。本篇提出了在確定采樣方案時(shí)，必須考慮的流量因素。然而，流量的測(cè)量通常不由水質(zhì)檢驗(yàn)專家進(jìn)行，所以本篇不涉及測(cè)量的具體細(xì)節(jié)。

流量測(cè)量包括三個(gè)方面：

a.流向；

b.流速；

c.流量。

18.2 流向

大多數(shù)內(nèi)陸水系，水流是不穩(wěn)的，但流向是明顯的，航道和排泄渠道水流的流向是隨時(shí)間而變化的。掌握含水層中地下水徑流的流向，對(duì)于評(píng)價(jià)含水層被污染的程度以及選擇采樣的位置都是很重要的。 在廢水處理過程中，處理池中水流動(dòng)的模式影響到池中物質(zhì)的混合和懸浮物質(zhì)的沉降，要考慮到水流模式以確保所采集的樣品具有代表性。

在河口和沿海水體中，經(jīng)常需要測(cè)量水流方向并把它看作采樣方案的主要部分。水流的方向和速度受潮流的影響，非常易變。而潮流又受到氣象條件及其他因素的影響。

18.3 流速

流速是很重要的，可用以：

a.計(jì)算流量；

b.計(jì)算平均速度和遷移時(shí)間。就水質(zhì)而言，遷移時(shí)間是指某一水團(tuán)通過一定距離所需要的時(shí)間；

c.評(píng)價(jià)湍流影響及由流速導(dǎo)致的水體混合。

18.4 流量

流量指單位時(shí)間內(nèi)流過某一點(diǎn)的流體的體積。有關(guān)流量的平均值和極限值的資料對(duì)廢水、污水和水處理工廠的設(shè)計(jì)、運(yùn)轉(zhuǎn)以及為保護(hù)天然水系制定合理的質(zhì)量極限是否可缺少的。

19 水質(zhì)控制中流量測(cè)量的必要性

19.1 處理廠的負(fù)荷

評(píng)價(jià)工廠的處理負(fù)荷需要流量數(shù)據(jù)。流量數(shù)據(jù)可以在進(jìn)入污水工程系統(tǒng)的排放點(diǎn)以及在污水廠內(nèi)部測(cè)量得到。如果污水的數(shù)量或質(zhì)量隨時(shí)間變化，那么要確切估量工廠負(fù)荷，需要對(duì)排放量進(jìn)行連續(xù)流量記錄。至于混合樣品，根據(jù)采樣時(shí)間記錄到的流量將樣品按比例混合制成。公共下水道中廢水的收費(fèi)與排放污染物的質(zhì)量和數(shù)量成比例。

19.2 稀釋效應(yīng)

要控制向公共污水管道排放有毒有害的物質(zhì)，以免工作人員和污水管線及工藝過程受到危害，與此同時(shí)要充分利用提供的稀釋條件。

在考慮排放對(duì)天然水道和水質(zhì)限值可能產(chǎn)生的影響時(shí)，必須計(jì)算稀釋能力。在上述情況下，以及當(dāng)系統(tǒng)中的其他污水所產(chǎn)生的稀釋很小時(shí)，有關(guān)排放的數(shù)據(jù)非常有價(jià)值。

19.3 污染物通量的計(jì)算

通量的計(jì)算廣泛地應(yīng)用于確定允許排放量和評(píng)價(jià)河流寬窄對(duì)水質(zhì)的影響。通量的計(jì)算是模擬整個(gè)河流和河口地區(qū)質(zhì)量的基礎(chǔ)。計(jì)算的依據(jù)是具有代表性的排放資料或者平均流量排放資料，而動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)需要連續(xù)流量數(shù)據(jù)的流量頻率的測(cè)算。

19.4 污染物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化的速度

如果污染物的排放濃度隨時(shí)間而變化，那么只有了解污染物從排放點(diǎn)遷移的速度才能正確估計(jì)污染物的擴(kuò)散和降解情況。因此，在確定一河流或河口地區(qū)的采樣方案時(shí)，要力圖在沿河道流動(dòng)的同一水體中采樣。當(dāng)污染物偶然泄漏進(jìn)入水體時(shí)，了解污染物到達(dá)下游所需的時(shí)間對(duì)估價(jià)污染影響是極其重要的。

19.5 與流量相關(guān)的待測(cè)物

發(fā)現(xiàn)某些水質(zhì)待測(cè)物的濃度，如暫時(shí)硬度和氯化物，在某些情況下，通常在一定限度范圍內(nèi)與流速有關(guān)。如果掌握了流速和濃度的相關(guān)性，僅僅測(cè)量流速就能評(píng)價(jià)水中待測(cè)物。但要經(jīng)常核查這種相關(guān)性是否發(fā)生變化。

19.6 地下水

在評(píng)價(jià)地下水源受污染的情況和轉(zhuǎn)化的程度時(shí)，要求掌握地下水流動(dòng)的方向和速度的有關(guān)資料。在評(píng)價(jià)地下污染時(shí)可以利用這些資料，從而避免了昂貴的地下水采樣。

20 水流測(cè)量方法

20.1 測(cè)量可以是間斷式的，如在河口用浮筒測(cè)量在河流中使用直讀式流量計(jì)；或者采用連續(xù)式的，如大多數(shù)排放流量計(jì)。

20.2 測(cè)流向和流速可以使用：

a.浮標(biāo)；

b.浮筒和其他漂移物，

c.化學(xué)示蹤劑（包括染料）；

d.微生物示蹤劑；

e.放射性示蹤劑。

20.3 流速的測(cè)量還可采用：

a.直讀式和自動(dòng)記錄式流量計(jì)；

b.流速儀；

c.超聲波技術(shù)；

d.電磁技術(shù)；

e.氣動(dòng)技術(shù)。

20.4 測(cè)定流量時(shí)可采用：

20.4.1 流速的測(cè)量可按20.2條或20.3條所述，在一已知橫截面積的明渠中進(jìn)行。

20.4.2 直接機(jī)械方式。例如采用翻斗或標(biāo)準(zhǔn)水表。

20.4.3 在水流中的某一構(gòu)筑物上，進(jìn)行水位的測(cè)量，如在水道堰上測(cè)定水位。采用的方法有:

a.用規(guī)準(zhǔn)尺進(jìn)行目測(cè)；

b.利用浮標(biāo)、電阻變化、壓力差、照相或聲變方法進(jìn)行自動(dòng)測(cè)定。

20.4.4 下列方法適用封閉管道測(cè)量：

a.通過文氏管頸部產(chǎn)生壓力差；

b.通過孔板產(chǎn)生壓力差；

e.揚(yáng)水率乘以揚(yáng)水時(shí)間；

d.電磁、超聲波及其他技術(shù)。

20.4.5 稀釋測(cè)量。用于天然水系流量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。

附加說明：

本標(biāo)準(zhǔn)由國家*標(biāo)準(zhǔn)處提出。

本標(biāo)準(zhǔn)由中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站負(fù)責(zé)起草。

本標(biāo)準(zhǔn)委托中國環(huán)境監(jiān)測(cè)總站解釋。

起草人劉振莊。