典型感潮河流水质采样预处理方式研究

胡笑妍　周宁　杜波　朱晓丹

摘要：指出了为掌握地表水环境质量状况，全国各级环境监测站每月开展所辖地区地表水环境质量监测。常规监测时含泥沙河流采样需现场静置30 min，然而对感潮河流来说，30 min的沉降时间远达不到沉降性固体和悬浮性固体分离的目的。对感潮河流4种水样预处理方式进行了23种方案试验，从中寻找了一种更加快捷、不受现场条件限制的感潮河段地表水沉降性固体分离方法。

关键词：感潮河流；样品采集；预处理方式

中图分类号：X832

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）18011403

1引言

水资源是人们日常生活中必不可缺少的资源之一，是人们赖以生存的必要因素。地表水的环境质量关系着人类的饮用水安全，也影响我国社会的可持续发展。地表水的环境质量监测是我国环保行业的重中之重，也是我国经济社会可持续发展的有力保障。为贯彻落实《环境保护法》，全面掌握地表水环境质量状况，全国各级环境监测站每月均按国家监测要求开展所辖地区地表水环境质量监测，监视和测定水体中污染物的种类、各类污染物的浓度及变化趋势，评价水质状况，但是日常监测过程中发现不少问题，特别是针对感潮河流水样采集预处理方式，存在诸多分歧，急需寻求一种统一、规范的解决方法。

《地表水和污水监测技术规范》HJ/T91-2002（表1）中规定，“如果水样中含沉降性固体（如泥沙等），则应分离除去，分离方法为：将所采水样摇匀后倒入筒形玻璃容器（如1～2 L量筒），静置30 min，将不含沉降性固体但含悬浮性固体的水样移入盛装容器并加入保存剂”。该规范中将沉降性固体和悬浮性固体分离的时间定为30 min。然而，在实际监测工作中发现：感潮河流受河川径流的影响，又受海洋潮汐的影响，呈周期性、往复性的非恒定流动，水样富含泥沙和大量腐植质，受海水反复冲刷影响，泥沙均匀、细腻，难以沉降，静置30 min时水样中的沉降性固体与悬浮性固体基本没有分离，与内河河流沉降差异较大。同时，感潮河流大部分情况下需乘船采样，现场不具备静置条件，且承担地表水环境质量监测的监测站1 d中要采集多个感潮河流断面，每个断面均需采集涨平潮、落平潮，及左、中、右断面，故对感潮河流来说，现场静置30 min采样工作量过大。查阅诸多文献，大部分文献讨论重点为感潮河流水质变化和水质回荡模型，未开展相关感潮河流水质沉降预处理研究，因此，有必要通过试验，寻找一种更加快捷、不受现场条件限制的感潮河段地表水沉降性固体分离方法。

HJ596.2-2010《水质词汇 第二部分》对“沉降性固体”（settleable solids）的定义为：水样在规定条件下，经过一定的沉降时间后，可沉淀除去的悬浮性固体；对“悬浮性固体”（suspend solids）的定义为：水样在规定条件下经过滤或离心可除去的固体。

《多泥沙河流水环境样品采集及预处理技术规程》SL270-2001中针对多泥沙水样的采样方法规定：“一般分析项目水样的采集必须将采样器中每次所采集的水样全部通过63 μm（230目）的过滤筛（不包括测定特殊项目的水样）”。

可以看出，沉降性固体是以一定的沉降时间为界限，因此研究首先进行悬浮物的沉降性试验，在此基础上，选择不同孔径的滤纸和筛网，选取《地表水和污水监测技术规范》表1中颗粒物影响较大的5个分析项（总磷、高锰酸盐指数、总砷等），寻求可替代沉降预处理，而且适合现场操作的、简便的预处理方式。

2试验材料和方法

浙江省国控地表水监测断面感潮河流集中在温州、台州等地区，此次试验选择典型感潮河流3个，分别为温州楠溪江清水埠断面、瓯江七都大桥断面和台州椒江老鼠屿断面，另外选取一个内河断面（运河）开展悬浮物试验。

2.1悬浮物试验

样品采集：采集内河（运河）和3个典型感潮河流共4个断面样品。将水样摇匀后分别沉降0、0.5、4、8、24、36、48 h。相邻时间间隔内悬浮物浓度基本不变，视为沉降性固体和悬浮性固体已基本分离。

2.2其它试验

在查阅资料的基础上，从实际可操作角度出发，结合地表水环境质量监测规范和水利部门的多泥沙河流采样规程预处理方式，选择典型感潮河流，确定试验内容。

2.2.1试验预处理方式

选择静置、尼龙筛过滤、滤纸过滤、离心等4种处理方式23种试验方案。

3研究结果和讨论

3.1悬浮物试验

采集运河、清水埠、七都大桥、老鼠屿共4个断面样品，将水样摇匀后分别沉降0、0.5、4、8、24、36、48 h，取上清液500 mL开展悬浮物浓度分析。不同沉降时间与悬浮物浓度关系见表2、图1。

试验结论：内河运河断面悬浮物本底浓度不高，且30 min后已基本完成沉降， 30 min沉降后视为沉降性固体和悬浮性固体已基本分离；其余3个感潮河流断面悬浮物本底浓度较高，30 min后沉降悬浮物较少，水质悬浮物特性与内河河流相差较大，直至沉降24 h后，相邻时间间隔内悬浮物浓度才基本不变，故3个断面均在24 h沉降后视为沉降性固体和悬浮性固体已基本分离。

3.2其他试验

3.2.1筛网过滤和滤纸过滤预处理计时

将清水埠、七都大桥、老鼠屿3个断面样品摇匀后经筛网过滤和滤纸过滤，记录过滤体积为1000 mL所用时间（表3）。

试验结论：静置处理所用時间取决于静置时间（0、0.5、4、8、24、36、48 h），离心处理所用时间取决于离心时间（1、3、5、10、15 min）。从筛网过滤和滤纸过滤所用时间（表2）可知，筛网过滤所用时间最长的为530 s（1200目），而中速滤纸和慢速滤纸预处理所用时间长达1～2 h。滤纸过滤和超过4 h的静置处理不符合现场预处理快速、方便的要求。endprint

3.2.2總磷试验

采集清水埠、七都大桥、老鼠屿3个断面样品，将水样摇匀后分别按静置预处理、筛网过滤、滤纸过滤、离心预处理的方式，开展总磷、高锰酸盐指数等5个项目分析。因高锰酸盐指数、总砷结果浓度较低，结果相差不明显；总汞、总硒结果均为未检出，因此，试验中未列该4个分析项检测结果，最后以总磷结果作为讨论。总磷检测结果见表4。

4讨论和结果

从静置试验结果看，感潮河流水样在静置24 h后，总磷浓度基本可保持不变，其结果与悬浮物的试验结果基本吻合，但该预处理方式静置时间过长且不宜加入保存剂后静置，水样易发生变化，因此水样静置24 h预处理方式不符合监测要求。

从滤纸试验结果看，3个断面的总磷浓度与静置24 h结果均在10%偏差范围内，但因过滤用时过长，该方法无法满足现场监测快速要求。

从筛网试验结果看，3个断面的总磷检测结果不甚理想，甚至出现目数越大，总磷浓度越高的情况。虽然筛网过滤在现场最容易操作，简单、快速，但是因为筛网孔径处理方式不适合水样且筛网目数不均匀的原因，结果比较混乱，故筛网过滤方式不建议采用。

从离心试验结果看，离心转速为3000 r/min和4000 r/min的总磷检测结果基本一致，离心时间为3～5 min后浓度基本稳定，且结果与静置24 h检测结果基本一致，偏差范围在10%以内；考虑到离心机转速升高有一定时间，故倾向于离心转速为4000 r/min、离心时间选择5 min。

因此，从实际工作出发，推荐感潮河流预处理方式为离心转速4000 r/min、离心时间5 min。这种预处理方式在解决离心机现场操作用电需求的情况下，能满足现场简便、快捷且在船上采样的要求，对解决感潮河流地表水环境质量监测的现场预处理难题，完善地表水环境质量监测工作体系具有实际指导意义。

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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