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环境监测课程设计

磁湖水质环境监测

系院名称：

环境学院

姓名：

………

指导老师：

…..

班级：

………

一．序言1

1.1环境监测概述1

1.2水资源及水污染现状1

1.3课程设计的目的1

1.4磁湖概况2

1.4.1磁湖的水文资料2

1.4.2磁湖水质现状2

1.4.3磁湖水污染调查2

二．采样点的采集3

2.1采样点的布置原则3

2.2采样点的设置3

2.3采样点的设置3

2.4采样时间4

三．采样方法和采样器及采集水样注意事项4

3.1采集表层水样4

3.2采集深层水样4

3.3注意事项4

四．监测项目5

4.1PH的测定5

4.2COD的测定5

4.3DO的测定6

4.4Cr6+的测定8

五．测定结果处理及其分析10

5.1数据处理10

5.1.1PH值：

5.1.2DO值11

5.1.3COD值13

5.1.4Cr6+值14

5.2数据分析16

5.2.1评价标准16

5.2.2评价方法16

（1）单参数评价方法16

（2）综合污染指数P评价16

（3）评价结果17

六．治理磁湖的对策与建议18

6.1污染原因分析18

6.2治理对策与建议19

七．参考文献19

一．序言

1.1环境监测概述

环境监测是通过对影响环境质量因素的代表值的测定，确定环境质量（或污染程度）及其变化趋势。

随着工业和科学的发展，监测对象不仅是影响环境质量的污染因子，还是延伸到对生物，生态变化的监测。

环境监测的过程一般为：

现场调查→监测计划设计→优化布点→样品采集→运送保存→分析测试→数据处理→综合评价等。

环境监测的目的是准确、及时、全面的反应环境质量现状及发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。

1.2水资源及水污染现状

目前，人类可开发利用的淡水资源储存量为400万

，仅占地球总水量的

，而且这部分淡水在地球上的分布也很不均匀。

近二十年来，世界年用水量以4％速度递增。

据统计，全世界每分钟近100t污水流入江河，多数河流受到不同程度的污染，当中40％的河流受到较为严重的破坏，水资源的危机已经成为全世界关注的问题。

而我国的水资源形势也非常严峻，我国属于贫水国家，人均占有淡水资源量仅2700

，低于世界上多数国家。

目前水质污染主要分为化学型污染、物理型污染和生物污染三种类型。

1.3课程设计的目的

1.巩固、消化《环境监测》课程的理论知识；

2.熟悉环境监测的全过程；

3.掌握常规监测项目的监测原理、方法、操作技能；

4.培养进行现场调查和操作动手的能力；

5.熟悉在监测过程进行质量保证的方法；

6.培养具备制定和实施污染源调查、环境影响评价、治理工程所必需的监测方案的能力。

1.4磁湖概况

1.4.1磁湖的水文资料

磁湖位于市城区中心，是黄石最大的浅水湖泊，属长江水系区。

磁湖风景区已被列为八大重点风景区。

风景优美及游览调蓄渔业工业用水等多功能于一体。

其东段通过胜阳港于长江相通。

其主要水文资料见表1

表1

径流面积

（km2）

湖泊面积

（km2）

平均水深

（m）

湖体面积

（万m2）

警戒水位

（m）

最高

水（m）

中等

最低

62.8

8．2

1.75

1748

18.5

23.0

18.0

1.4.2磁湖水质现状

随着城市人口增加及工业的发展，水质污染日趋严重，湖面面积逐年减少。

近几年来对磁湖沿岸已进行了部分整治，清除了陈家湾、牧羊湖两片水域的100万立方米的淤泥，截流了磁湖南岸的部分工业和生活污水，湖面面积缩小的趋势得到遏制。

但由于磁湖与长江水域隔开，水体不能得到置换，更容易导致水华的暴发,加之长期受到污染，水体生态已非常脆弱。

磁湖现已是独立的内陆湖泊，水体长期接纳含重金属污染物工业废水，外来物种需很长时间才能适应，水生生态系统一旦遭到破坏，很难恢复。

磁湖水容量小，水生生态系统承载能力非常弱，水质的变化对水生生物的冲击大，水体的生物多样性以降低，如现在湖体鱼的种类和数量已明显减少。

因此，应及时对污染状况进行调查分析，剖析潜在的生态风险，为进一步治理磁湖提供依据。

1.4.3磁湖水污染调查

磁湖的水污染主要来自工业废水，附近居民的生活污水，养殖场的污水以及周边校园的排放污水。

二．采样点的采集

2.1采样点的布置原则

在确定和优化地表水监测点位时，应遵循尺度范围原则，信息量原则和经济性，代表性，可控性及不断优化的原则。

2.2采样点的设置

对江河湖库的每个监测断面，当宽度小于50m时，只设一个中泓垂线；当水面宽50~100m时，在左右近岸有明显水流出各设一条垂线；水面宽100~1000m时，设左、中、右三条垂线；水面宽大于1500m时，至少设5条等距离采样垂线；较宽的河口应酌情增加垂线数。

在一条垂线上，当水深≤5m时，只在水面下0.5m处设一个采样点；水深不足1m时，在1/2水深处设采样点；水深5~10时，在水面下0.5m处和河底以上0.5m处各设一个采样点；水深>10m时，设三个采样点，即水面下0.5m处，河底以上0.5m处及1/2水深处各设一个采样点。

如果存在间温层，应先测定不同深处的水温，溶解氧等参数，确定成层后再确定采样点的位置。

2.3采样点的设置

采样点分布如下图

2.4采样时间

按《地表水环境质量标准》决定采样时间如下：

从2011年5月17日起到5月24日连续采样8天，每天上午09：

00采样一次。

三．采样方法和采样器及采集水样注意事项

3.1采集表层水样：

可用适当的容器和塑料桶等直接采集。

3.2采集深层水样：

可用建议采水器、深层采水器、采水泵、自动采水器等。

我们使用采样器，将其沉降至所需深度（可从提绳上的标度看出），上提提绳打开瓶塞，带水充满采样瓶后提出。

3.3注意事项

（1）测定悬浮物、PH、溶解氧、生化需氧量、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需要单独采样；其中，测定溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目的水样必须充满容器；PH、电导率、溶解氧等项目宜在现场测定。

另外，采样时还需同步测量水文参数和气象参数。

（2）采样时必须认真填写采样登记表；每个水样瓶都应贴上标签填写采样点编号、采样日期和时间、测定项目等；要塞紧瓶塞，必要时还要密封。

四．监测项目

表2监测项目

监测因子

使用方法

PH值

PH计法

COD

重铬酸钾法

碘量法

Cr6+

二苯碳酰二肼分光光度法

4.1PH的测定

由于水体受污染较轻，可以用PH试纸直接测定，其方法是使用玻璃棒蘸取少量水样滴在精细PH试纸上，再与标准比色卡对照，从而得出水样的酸碱度。

4.2COD的测定

4.2.1原理：

在强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，加热回流，将水样中还原性物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁安标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。

4.2.2仪器和试剂：

250mL全玻璃回流装置、加热装置（电炉）、25mL酸式滴定管、锥形瓶、容量瓶、移液管、重铬酸钾标准溶液、试亚铁灵指示剂、硫酸亚铁铵标准溶液。

4.2.3测定步骤

1.取20.00ml混合均匀的水样置于250ml磨口的回流锥形瓶中，准确加入10.00ml重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢地加入30ml硫酸-硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h（至开始沸腾时计时）。

2.冷却后，用90ml水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。

溶液总体积不得少于140ml，否则因酸性太大，滴定终点不明显。

3.溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵试剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

4.取样的同时，去20.00ml重蒸馏水，按同样的操作步骤作空白试验。

记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。

4.2.4计算：

CODcr（O2，mg/L）=（V0-V1）×C×8×1000/V

式中：

C-硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L；

V0-滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，ml；

V1-滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，ml；

V-水样的体积，ml；

8-氧（1/20）摩尔质量，g/mol。

4.3DO的测定

验条件和操作情况，分析影响测定标准度的因素。

4.3.1原理：

碘量法测定水中溶解氧是基于溶解氧的氧化性能。

当水样中加入硫酸锰和碱性KI溶液时，立即生成Mn（OH）2沉淀。

Mn（OH）2极不稳定，迅速与水中溶解氧化和生成锰酸锰。

在加入硫酸酸化后，已化合的溶解氧（以锰酸锰的形式存在）将KI氧化并释放出与溶解氧量相当的游离碘。

然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定，换算出溶解氧的含量。

此法适用于含少量还原物质及硝酸氮<0.1mg/L、铁不大于1mg/L，较为清洁的水样。

4.3.2仪器

1．250~300ml溶解氧瓶。

2．酸式滴定管、锥形瓶、移液管。

4.3.3试剂

1．硫酸锰溶液：

称取480gMnSO4·4H2O,溶于蒸馏水中,过滤后稀释至1L。

（此溶液在酸性时，加入KI后，遇淀粉不变色。

）

2．碱性KI溶液：

称取500gNaOH溶于300~400ml蒸馏水中，称取150gKI溶于200ml蒸馏水中，待NaOH溶于冷却后将两种溶液合并，混匀，用蒸馏水稀释至1L。

若有沉淀，则放置过夜后，倾出上层清液，储于塑料瓶中，用黑纸包裹避光保存。

3．（1+5）硫酸溶液

4．浓硫酸

5．1%淀粉溶液：

称取1g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，再用刚煮沸的水冲稀至100ml。

冷却后，加入0.1g水杨酸或0.4g氯化锌防腐。

6．0.02500mol/L（1/6K2Cr2O7）重铬酸钾标准溶液：

称取于105——110oc烘干2小时并冷却的K2Cr2O70.3064g，溶于水，移入250ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

7．0.025mol/L硫代硫酸钠溶液：

称取6.2g硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O）溶于煮沸放冷的水中，加入0.2g碳酸钠，用水稀释至1000ml。

储于棕色瓶中，使用前用0.02500mol/L重铬酸钾标准溶液标定。

标定方法如下：

于250ml碘量瓶中，加入100ml水和1gKI，加入10.00ml0.02500mol/L重铬酸钾（1/6K2Cr2O7）标准溶液、5ml（1+5）硫酸溶液，密塞，摇匀。

于暗处静止5分钟后，用代表定的硫代硫酸钠溶液滴定至溶液呈淡黄色，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为止，记录用量。

C=10.00×0.02500/V

式中：

C——硫代硫酸钠溶液的浓度（mg/L）。

V——滴定时消耗硫代硫酸钠溶液的体积（ml）。

4.3.4实验步骤

取自来水样：

将水龙头接一段乳胶管。

打开水龙头，放水10分钟之后，将乳胶管插入溶解氧瓶底部，收集水样，直至水样从瓶口溢流10分钟左右。

取样时应注意水的流速不应过大，严禁气泡产生。

若为其他水样，应在水样采集后，用虹吸法转移到溶解氧瓶内，同样要求水样从瓶口溢流。

将移液管插入液面下，依次加入1ml硫酸锰溶液及2ml的碱性碘化钾溶液，盖好瓶塞，勿使瓶内有气泡，颠倒混合15次，静置。

待棕色絮状沉淀降到一半时，再颠倒几次。

分析时轻轻打开瓶塞，立即将吸管插入液面下，加入1.5～2.0ml浓硫酸，小心盖好瓶塞，颠倒混合摇匀至沉淀物全部溶解为止。

若溶解不完全，可继续加入少量浓硫酸，但此时不可溢流出溶液。

然后放置暗处5分钟。

用吸管吸取100ml上述溶液，注入250ml锥形瓶中，用0.02500mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定到溶液呈微黄色，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色恰好褪去为止，记录用量。

4.3.5计算

溶解氧（mg/L）=C×V×8×1000/100

式中：

C——硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L；

V——滴定时消耗硫代硫酸钠标准溶液体积，ml；

8—1/4O2的摩尔数，g/mol；

100——水样体积，ml

4.4Cr6+的测定

4.4.1原理

在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应生成紫红化合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律，可用分光光度法测定。

4.4.2仪器

1．分光光度计、比色皿（1cm、3cm）。

2．50ml具塞比色管、移液管、容量瓶等。

4.4.3试剂

1．丙酮。

2．（1+1）硫酸。

3．（1+1）磷酸

4．0.2%（m/V）氢氧化钠溶液。

5．氢氧化锌共沉淀剂：

称取硫酸锌（ZnSO4·7H2O）8g,溶于100ml水中,称取氢氧化钠2.4g,溶于新煮沸冷却的120ml水中.将以上两溶液混合。

6．4%高锰酸钾溶液。

7．铬标准贮备液：

称取于120oc干燥2h的重铬酸钾（优级纯）0.2829，用水溶解后，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

此溶液1ml含0.10mg六价铬。

8．铬标准溶液：

称取5.00ml铬标准贮备液置于500ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

此溶液1ml含1.00µg六价铬。

使用当天配制此溶液。

9．20%（m/V）尿素溶液。

10．2%（m/V）亚硝酸钠溶液。

11．二苯碳酰二肼溶液：

称取二苯碳酰二肼0.2g，溶于50ml丙酮中，加水稀释至100ml，摇匀。

贮于棕色瓶，置冰箱中。

色变深后，不能使用。

4.4.4步骤

1．样品的预处理：

（1）样品中不含悬浮物，是低色度的清洁地面水可直接测定。

（2）如样品有色但不太深时，另取一份试样，以2ml丙酮代替显色剂，用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。

（3）对浑浊、色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过滤处理。

（4）水样中存在次氯酸盐等氧化性物质时，干扰测定，可加入尿素和亚硝酸钠消除。

（5）水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时，可将Cr6+还原为Cr3+，此时，调节水样PH至8，加入显色剂溶液，放置5min后再酸化显色，并以同法作标准曲线。

2．标准曲线的绘制：

取9支50ml比色管，依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00ml铬标准使用液，用水稀释至标线，加入1+1硫酸0.5ml和1+1磷酸0.5ml，摇匀。

加入2ml显色剂溶液，摇匀。

5～10min后，于540nm波长处，用1cm或3cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并作空白校正。

以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。

3．水样的测定：

取适量（含Cr6+少于50µg）无色透明或经预处理的水样于50ml比色管中，用水稀释至标线，以下步骤同标准溶液测定。

进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查的Cr6+含量。

4.4.5计算

Cr6+（mg/L）=m/V

式中：

m——由校准曲线查得得试份含六价铬量，µg；

V——水样的体积，ml。

五．测定结果处理及其分析

5.1数据处理

5.1.1PH值：

表310个采样点PH值统计

1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

10号

5月17日

6.73

6.92

6.83

6.76

6.78

6.89

6.79

6.84

6.88

6.87

5月18日

6.59

6.69

6.82

6.68

6.79

6.83

6.85

6.77

6.84

6.86

5月19日

6.79

6.82

6.68

6.79

6.88

6.83

6.79

6.87

6.82

6.83

5月20日

6.82

6.87

6.89

6.87

6.76

6.78

6.83

6.74

6.73

6.79

5月21日

6.68

6.83

6.71

6.88

6.79

6.78

6.83

6.85

6.77

6.85

5月22日

6.75

6.84

6.93

6.76

6.73

6.89

6.72

6.76

6.75

6.86

5月23日

6.93

6.78

6.85

6.89

6.83

6.85

6.87

6.89

6.94

6.75

5月24日

6.93

6.79

6.86

6.79

6.74

6.89

6.84

6.85

6.83

平均值

6.78

6.82

6.8

6.79

6.82

6.83

故磁湖PH监测总平均值：

6.813

PH值各采样点测量平均值分布图见图1-1，数据柱状图见图1

图1

图1-1

5.1.2DO值：

表410个采样点DO统计（单位：

mg/L）

1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

10号

5月17日

4.63

4.98

5.36

4.55

5.93

5.64

5.86

4.87

4.75

4.67

5月18日

4.87

4.46

4.77

4.96

4.87

5.64

6.12

5.7

5.35

5.12

5月19日

5.29

5.47

5.56

5.25

4.88

4.75

4.87

4.95

5.96

5.27

5月20日

5.34

5.46

5.68

5.35

5.47

4.78

4.65

4.87

4.83

5月21日

5.67

5.63

5.38

6.01

5.78

5.48

5.37

5.38

5.28

5.34

5月22日

5.39

5.73

4.78

4.97

5.32

5.1

5.39

5.13

5.16

5.23

5月23日

5.27

5.79

5.16

5.21

4.89

5.27

5.24

5.22

5.24

4.85

5月24日

4.89

5.31

5.24

4.94

5.2

5.31

5.28

5.24

5.18

5.23

平均值

5.17

5.35

5.24

5.16

5.29

5.25

5.35

5.17

5.22

5.07

故磁湖DO的总平均值：

5.227mg/L

DO各采样点测量数据平均值分布图见图1-2.数据柱状图见图2

图2

图1-2

5.1.3COD值：

表510个采样点COD值统计（单位：

mg/L）

1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

10号

5月17日

37.2

36.8

40.8

35.2

36.8

39.2

34.2

38.6

5月18日

40.8

35.6

42.8

40.8

35.2

35.9

38.4

43.6

34.6

5月19日

33.2

43.2

36.4

35.6

42.6

41.2

43.6

44.8

5月20日

38.4

42.4

41.8

41.2

42.4

36.7

34.8

35.2

39.6

43.2

5月21日

40.8

40.4

35.2

39.2

45.6

40.8

38.4

40.7

5月22日

42.4

39.2

41.6

42.4

36.8

36.4

40.8

43.8

41.6

5月23日

36.8

40.8

39.2

40.8

40.4

38.6

41.6

40.4

40.3

5月24日

36.2

41.6

37.7

38.7

40.8

40.2

38.8

40.4

平均值

38.2

40.6

38.6

38.8

40.9

38.4

38.7

39.5

40.3

40.5

故磁湖COD总平均值：

39.45mg/L

COD值各采样点测量平均值分布图见图1-3.数据柱状图见图3

图3

图1-3

5.1.4Cr6+值：

表610个采样点Cr6+统计（单位：

mg/L）

1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

10号

5月17日

0.0139

0.0146

0.0147

0.0129

0.0158

0.0147

0.0146

0.0143

0.0146

0.0137

5月18日

0.0134

0.0138

0.0136

0.0147

0.0135

0.0143

0.0162

0.0143

0.0136

0.0143

5月19日

0.0135

0.0142

0.0146

0.0143

0.0146

0.0137

0.0141

0.0142

0.0145

0.0143

5月20日

0.0137

0.0159

0.0141

0.0145

0.0138

0.0146

0.0148

0.0142

0.0146

0.0138

5月21日

0.0146

0.0143

0.0147

0.0143

0.0147

0.0143

0.0138

0.0137

0.0139

5月22日

0.0140

0.0141

0.0137

0.0136

0.0143

0.0152

0.0126

0.0165

0.0141

0.0146

5月23日

0.0159

0.0153

0.0149

0.0167

0.0145

0.0136

0.0154

0.0149

0.0143

0.0141

5月24日

0.0153

0.0143

0.0146

0.0153

0.0142

0.0145

0.0142

0.0155

0.0152

平均值

0.0143

0.0146

0.0144

0.0145

0.0144

0.0145

0.0146

0.0144

0.0142

故磁湖Cr6+总平均值：

0.0144mg/L

Cr6+各采样点测量平均分布图见图1-4.数据柱状图见图4

图4

图1-4

5.2数据分析：

5.2.1评价标准：

采用中华人民共和国国家标准《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）对磁湖水环境质量进行评价。

地表水环境质量标准基本项目标准限值单位mg／L

项目

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

PH≦

6-9

COD≦

DO≥

7.5

Cr6+≦

0.01

0.05

0.1

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环境监测 课程设计.docx

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