典型感潮河流水質采樣預處理方式研究

胡笑妍　周寧　杜波　朱曉丹

摘要：指出了為掌握地表水環境質量狀況，全國各級環境監測站每月開展所轄地區地表水環境質量監測。常規監測時含泥沙河流采樣需現場靜置30 min，然而對感潮河流來說，30 min的沉降時間遠達不到沉降性固體和懸浮性固體分離的目的。對感潮河流4種水樣預處理方式進行了23種方案試驗，從中尋找了一種更加快捷、不受現場條件限制的感潮河段地表水沉降性固體分離方法。

關鍵詞：感潮河流；樣品采集；預處理方式

中圖分類號：X832

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）18011403

1引言

水資源是人們日常生活中必不可缺少的資源之一，是人們賴以生存的必要因素。地表水的環境質量關系著人類的飲用水安全，也影響我國社會的可持續發展。地表水的環境質量監測是我國環保行業的重中之重，也是我國經濟社會可持續發展的有力保障。為貫徹落實《環境保護法》，全面掌握地表水環境質量狀況，全國各級環境監測站每月均按國家監測要求開展所轄地區地表水環境質量監測，監視和測定水體中污染物的種類、各類污染物的濃度及變化趨勢，評價水質狀況，但是日常監測過程中發現不少問題，特別是針對感潮河流水樣采集預處理方式，存在諸多分歧，急需尋求一種統一、規范的解決方法。

《地表水和污水監測技術規范》HJ/T91-2002（表1）中規定，“如果水樣中含沉降性固體（如泥沙等），則應分離除去，分離方法為：將所采水樣搖勻后倒入筒形玻璃容器（如1～2 L量筒），靜置30 min，將不含沉降性固體但含懸浮性固體的水樣移入盛裝容器并加入保存劑”。該規范中將沉降性固體和懸浮性固體分離的時間定為30 min。然而，在實際監測工作中發現：感潮河流受河川徑流的影響，又受海洋潮汐的影響，呈周期性、往復性的非恒定流動，水樣富含泥沙和大量腐植質，受海水反復沖刷影響，泥沙均勻、細膩，難以沉降，靜置30 min時水樣中的沉降性固體與懸浮性固體基本沒有分離，與內河河流沉降差異較大。同時，感潮河流大部分情況下需乘船采樣，現場不具備靜置條件，且承擔地表水環境質量監測的監測站1 d中要采集多個感潮河流斷面，每個斷面均需采集漲平潮、落平潮，及左、中、右斷面，故對感潮河流來說，現場靜置30 min采樣工作量過大。查閱諸多文獻，大部分文獻討論重點為感潮河流水質變化和水質回蕩模型，未開展相關感潮河流水質沉降預處理研究，因此，有必要通過試驗，尋找一種更加快捷、不受現場條件限制的感潮河段地表水沉降性固體分離方法。

HJ596.2-2010《水質詞匯 第二部分》對“沉降性固體”（settleable solids）的定義為：水樣在規定條件下，經過一定的沉降時間后，可沉淀除去的懸浮性固體；對“懸浮性固體”（suspend solids）的定義為：水樣在規定條件下經過濾或離心可除去的固體。

《多泥沙河流水環境樣品采集及預處理技術規程》SL270-2001中針對多泥沙水樣的采樣方法規定：“一般分析項目水樣的采集必須將采樣器中每次所采集的水樣全部通過63 μm（230目）的過濾篩（不包括測定特殊項目的水樣）”。

可以看出，沉降性固體是以一定的沉降時間為界限，因此研究首先進行懸浮物的沉降性試驗，在此基礎上，選擇不同孔徑的濾紙和篩網，選取《地表水和污水監測技術規范》表1中顆粒物影響較大的5個分析項（總磷、高錳酸鹽指數、總砷等），尋求可替代沉降預處理，而且適合現場操作的、簡便的預處理方式。

2試驗材料和方法

浙江省國控地表水監測斷面感潮河流集中在溫州、臺州等地區，此次試驗選擇典型感潮河流3個，分別為溫州楠溪江清水埠斷面、甌江七都大橋斷面和臺州椒江老鼠嶼斷面，另外選取一個內河斷面（運河）開展懸浮物試驗。

2.1懸浮物試驗

樣品采集：采集內河（運河）和3個典型感潮河流共4個斷面樣品。將水樣搖勻后分別沉降0、0.5、4、8、24、36、48 h。相鄰時間間隔內懸浮物濃度基本不變，視為沉降性固體和懸浮性固體已基本分離。

2.2其它試驗

在查閱資料的基礎上，從實際可操作角度出發，結合地表水環境質量監測規范和水利部門的多泥沙河流采樣規程預處理方式，選擇典型感潮河流，確定試驗內容。

2.2.1試驗預處理方式

選擇靜置、尼龍篩過濾、濾紙過濾、離心等4種處理方式23種試驗方案。

3研究結果和討論

3.1懸浮物試驗

采集運河、清水埠、七都大橋、老鼠嶼共4個斷面樣品，將水樣搖勻后分別沉降0、0.5、4、8、24、36、48 h，取上清液500 mL開展懸浮物濃度分析。不同沉降時間與懸浮物濃度關系見表2、圖1。

試驗結論：內河運河斷面懸浮物本底濃度不高，且30 min后已基本完成沉降， 30 min沉降后視為沉降性固體和懸浮性固體已基本分離；其余3個感潮河流斷面懸浮物本底濃度較高，30 min后沉降懸浮物較少，水質懸浮物特性與內河河流相差較大，直至沉降24 h后，相鄰時間間隔內懸浮物濃度才基本不變，故3個斷面均在24 h沉降后視為沉降性固體和懸浮性固體已基本分離。

3.2其他試驗

3.2.1篩網過濾和濾紙過濾預處理計時

將清水埠、七都大橋、老鼠嶼3個斷面樣品搖勻后經篩網過濾和濾紙過濾，記錄過濾體積為1000 mL所用時間（表3）。

試驗結論：靜置處理所用時間取決于靜置時間（0、0.5、4、8、24、36、48 h），離心處理所用時間取決于離心時間（1、3、5、10、15 min）。從篩網過濾和濾紙過濾所用時間（表2）可知，篩網過濾所用時間最長的為530 s（1200目），而中速濾紙和慢速濾紙預處理所用時間長達1～2 h。濾紙過濾和超過4 h的靜置處理不符合現場預處理快速、方便的要求。endprint

3.2.2總磷試驗

采集清水埠、七都大橋、老鼠嶼3個斷面樣品，將水樣搖勻后分別按靜置預處理、篩網過濾、濾紙過濾、離心預處理的方式，開展總磷、高錳酸鹽指數等5個項目分析。因高錳酸鹽指數、總砷結果濃度較低，結果相差不明顯；總汞、總硒結果均為未檢出，因此，試驗中未列該4個分析項檢測結果，最后以總磷結果作為討論。總磷檢測結果見表4。

4討論和結果

從靜置試驗結果看，感潮河流水樣在靜置24 h后，總磷濃度基本可保持不變，其結果與懸浮物的試驗結果基本吻合，但該預處理方式靜置時間過長且不宜加入保存劑后靜置，水樣易發生變化，因此水樣靜置24 h預處理方式不符合監測要求。

從濾紙試驗結果看，3個斷面的總磷濃度與靜置24 h結果均在10%偏差范圍內，但因過濾用時過長，該方法無法滿足現場監測快速要求。

從篩網試驗結果看，3個斷面的總磷檢測結果不甚理想，甚至出現目數越大，總磷濃度越高的情況。雖然篩網過濾在現場最容易操作，簡單、快速，但是因為篩網孔徑處理方式不適合水樣且篩網目數不均勻的原因，結果比較混亂，故篩網過濾方式不建議采用。

從離心試驗結果看，離心轉速為3000 r/min和4000 r/min的總磷檢測結果基本一致，離心時間為3～5 min后濃度基本穩定，且結果與靜置24 h檢測結果基本一致，偏差范圍在10%以內；考慮到離心機轉速升高有一定時間，故傾向于離心轉速為4000 r/min、離心時間選擇5 min。

因此，從實際工作出發，推薦感潮河流預處理方式為離心轉速4000 r/min、離心時間5 min。這種預處理方式在解決離心機現場操作用電需求的情況下，能滿足現場簡便、快捷且在船上采樣的要求，對解決感潮河流地表水環境質量監測的現場預處理難題，完善地表水環境質量監測工作體系具有實際指導意義。

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Study on Pretreatment Methods of Water Quality Sampling of typical tidal river

Hu Xiaoyan1， Zhou Ning2， Du Bo1， Zhu Xiaodan1

（1. Zhejiang Environmental Monitoring Center， Hangzhou 310012， China；

2. Zhejiang Environmental Information Center， Hangzhou 310012， China）

Abstract： In order to master the quality of surface water environment， the national environmental monitoring stations at all levels carry out monthly monitoring of surface water environmental quality. Conventional monitoring of sediment laden river sampling requires 30min standing on site.However， for tidal rivers， 30min sedimentation time is far less than the purpose of settling solids and suspended solids separation. In this paper， 4 kinds of water sample pretreatment methods and 23 kinds of test schemes of tidal river were used to find a more rapid and non-settling method which is not restricted by field conditionsfor surface water sedimentation in tidal reach of river surface.

Key words： tidal river； sample collection； pretreatment methodendprint