38底質(zhì)的監(jiān)測

1、3.8底質(zhì)的監(jiān)測底質(zhì)是礦物、巖石、土壤的自然侵蝕產(chǎn)物、生物活動和降解有機質(zhì)等過程的 產(chǎn)物、污水排出物和河（湖）床底母質(zhì)等隨水遷移而沉積在水體底部的堆積物質(zhì) 的統(tǒng)稱，一般不包括工廠沉積物及廢水處理廠污泥。底質(zhì)是水體沉積物質(zhì)，它是水環(huán)境的重要組成部。水中污染物因沉降蓄積于 底質(zhì)中，造成污染。底質(zhì)中污染物在一定外界條件下能重新進入水中，產(chǎn)生二次 污染，也可被水生生物吸收，通過食物鏈危害人體健康。底質(zhì)在污染物的自凈降 解、遷移富集和轉(zhuǎn)化中起重要作用。一些水中濃度甚低無法檢出的污染物質(zhì)，常 可在底質(zhì)中檢出。通過底質(zhì)監(jiān)測可以了解水體中污染物存在的狀況及其對水體可能產(chǎn)生的危 害，了解底質(zhì)及水體的污染歷史以便

2、預(yù)測未來水質(zhì)的變化趨勢，了解水體中易沉 降、難降解污染物的累計情況。因此，底質(zhì)監(jiān)測對研究污染物的累積、遷移、轉(zhuǎn) 化規(guī)律和對水生生物，特別是底棲生物的影響及水環(huán)境容量，制定排放標(biāo)準(zhǔn)，評 價水體質(zhì)量等均具有等均具有重要意義。8. 1底質(zhì)樣品的米集進行底質(zhì)監(jiān)測時，首先要進行現(xiàn)場調(diào)查和相關(guān)資料的收集，掌握沉積物的時 空變化規(guī)律，結(jié)合監(jiān)測要求進行底質(zhì)樣品的采集。（一）監(jiān)測斷面的設(shè)置底質(zhì)監(jiān)測斷面的設(shè)置與地表水采樣斷面的設(shè)置方法相同，采樣斷面盡可能與 地表水監(jiān)測斷面相重合，以便將底質(zhì)的組成及物理化學(xué)性質(zhì)與水質(zhì)監(jiān)測情況進行 比較。如果地表水的控制斷面和消減斷面的河床處于砂石或巖石區(qū)，則底質(zhì)的控制 斷面和消減斷

3、面分別向下游移至離相應(yīng)斷面最近的河床泥質(zhì)區(qū)；如果地表水對照 斷面的河床處于砂石或巖石區(qū)，則底質(zhì)的對照斷面應(yīng)向上游移至河床泥質(zhì)區(qū)。采樣斷面通常選擇在水流平緩、沖刷作用較弱的地方。（二）采樣點的布設(shè)采樣點應(yīng)盡可能與地表水采樣點位于同一條垂線上（若遇砂石可適當(dāng)偏移）。 柱狀樣品采樣點設(shè)置在河段底質(zhì)較均勻，代表性較好的位置。（三）采樣器具、采樣方法的選擇采樣淺水表層底質(zhì)樣品可用于長柄塑料勺或長柄金屬勺。采集較深水體底質(zhì) 樣品一般米用挖式（抓式）米樣器、錐式米樣器、管式泥芯米樣器。采集底質(zhì)表層樣品多采用挖掘方法；研究底質(zhì)污染物垂直分布時，必須采用 管式采樣器集柱狀樣品，并且要保持樣品柱狀。挖掘式采樣器適

4、用于采樣量較大的表層底質(zhì)樣品。挖掘器上裝有一個斗，上 面帶有幾個張開的爪，內(nèi)裝彈簧，用一根繩將采樣器降到河底，采樣時使爪合上， 抓取一定量的樣品，然后提出水面。米樣量較少時可用錐式采樣器。濕樣即使裝 入事先編寫好樣品點位編號的布袋中，懸掛至不滲水后，再放在甲板上晾曬。管式泥芯采樣器適用于采集柱狀樣品，以保持底質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)。米樣器是一 個管，把管降到河底加以鉆探，取得圓柱形樣品。管上端有一活塞，防止管提起 時溢出樣品。如水深小于3m，可用長竹竿作為簡易管式采樣器，即把竹竿的一 段削成尖頭斜面，插入一定深度采集底質(zhì)樣品。（四）米樣量、采樣時間和采樣頻率一般底質(zhì)樣品采樣量為12kg （濕重），如樣品

5、不易采集或測定項目少時可 予酌減。每年枯水期采樣1次，必要時豐水期增采1次。3.8.2底質(zhì)樣品的制備底質(zhì)監(jiān)測結(jié)果常以mg/kg（干重）表示，而采集的底質(zhì)樣品含有大量水分等雜 質(zhì)，因此底質(zhì)樣品送交實驗室后，應(yīng)盡快進行樣品的脫水制備，將濕樣制成滿足 預(yù)處理要求的、可長期保存的脫水十樣。若不能當(dāng)天進行樣品的制備，應(yīng)放于 -20-40C的冷凍柜中保存，但不能放置過久。在樣品脫水處理過程中過程中應(yīng) 盡量避免玷污樣品和待測組分損失。底質(zhì)樣品的制備一般包括脫水、篩分、縮分、研磨、篩分、裝瓶、貼簽等步 驟。脫水采集的底質(zhì)樣品中含有大量水分，必須用適當(dāng)?shù)姆椒撍瞥墒畼樱豢?直接在日光下曝曬或高溫烘干。常用

6、脫水方法有：自然風(fēng)干、離心分離、真空干 燥、干燥劑脫水等。幾種脫水方法也可聯(lián)合使用，原則上使十樣中的含水率既要 達到保存要求，又要避免沾污和污染損失。（1）自然風(fēng)干：將濕樣置于陰涼、通風(fēng)處晾干。使用待測 組分穩(wěn)定的樣品。（2）離心分離：用離心分離設(shè)備將樣品中的大部分水分甩出。適用待測組分易揮發(fā)和易發(fā)生變化的樣品。（3）真空干燥：將濕樣置于真空設(shè)備中，利用在一定真空度下濕樣中的水分汽化而脫水。適用各種樣品，特別是對光、熱、空氣不穩(wěn)定的 樣品。（4）干燥劑脫水：利用干燥劑的吸水性使?jié)駱用撍?，如用無水硫酸鈉吸去樣品中的水分。適用含油類等有機物的樣品。篩分將脫水干燥后的底質(zhì)樣品置于潔凈的硬質(zhì)白紙板上，

7、用玻璃棒等壓散（勿破壞自然粒徑），先剔除礫石及動植物殘體等雜物，再用20目篩進 行篩分?？s分將20目篩篩下樣品用圓錐四分法縮分全所需量。即將樣品堆成圓錐狀，用一十字架從圓錐頂部壓下，將樣品分成四份，保留其中的任一份； 若樣品量仍多，繼續(xù)這樣縮分下去，知道達到所需保存樣品量的要求。這樣縮分 方法訥訥感保證保留樣品的代表性。研磨用瑪瑙研缽（或瑪瑙碎樣機）將縮分后的樣品研磨。但測定汞、神等易揮發(fā)元素及低價鐵、硫化物等時，不能用碎樣機粉碎，且僅磨至能通 過80目篩即可。篩分用80200目篩對研磨后的樣品，保留篩下物。測定金屬元素的試樣，使用尼龍材料質(zhì)網(wǎng)篩；測定有機物的試樣，使用銅材質(zhì)網(wǎng)篩。裝瓶將最后的

8、篩下物裝入干燥、潔凈的棕色廣口瓶中。貼標(biāo)簽在裝樣品的瓶上立即貼上標(biāo)簽，注明采樣點等明細后，妥善保存起來備用。對于用管式泥芯采樣器采集的柱狀樣品，盡量不要使分層狀態(tài)破壞，經(jīng)干燥后，用不銹鋼小刀刮去樣柱表層，然后按上述表層底質(zhì)制備方法 處理。如欲了解各沉積階段污染物質(zhì)的成分和含量變化，可沿柱狀樣品的橫斷面 載取不同部位分別按上述表層底質(zhì)制備方法處理。3.8.3底質(zhì)樣品的預(yù)處理為使待測污染物與底質(zhì)基體分離，轉(zhuǎn)入溶液中，以便進行測定，以便進行測定，須對地質(zhì)脫水樣品進行預(yù)處理。消解和提取是最常用的預(yù)處 理方法。（一）消解底質(zhì)樣品的消解方法隨監(jiān)測目的和監(jiān)測項目不同而異，常用 的消解方法有以下幾種。硝酸-氫

9、氟酸-高氯酸（或王水-氫氟酸-高氟酸）消解法該方法也稱全量分解法，適用于測定底質(zhì)中元素含量水平隨時間變化和空間變化 分布的樣品消解。稱取一定量樣品于聚四氟乙烯燒杯中，加入硝酸（或王水），加熱消解以除去有機質(zhì)。加入氫氟酸繼續(xù)加熱揮發(fā)除硅后，在加少量高氯酸蒸發(fā) 至近十（或加入高氯酸繼續(xù)加熱消解并濃縮至約剩0.5ml殘液，在取下冷卻，加 入適量高氯酸繼續(xù)加熱分解并蒸發(fā)至近十）。最后，加入1%的硝酸煮沸溶解殘渣， 定容，備用。這樣預(yù)處理得到的試液可測定樣品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr 等金屬全量。1.硝酸分解法該方法能溶解出由水解和懸浮物吸附而沉淀于底質(zhì)中的大 部分重金屬。稱取一定量樣品于5

10、0mL硼硅玻璃試管中，加幾粒沸石和適量濃硝酸，緩慢加熱至微沸并保持微沸15min，取下冷卻，定容，靜置過夜，取 上清液分析測定。（二）提取預(yù)測定樣品中的農(nóng)藥類、石油烴類、酚類等污染物時，需要用溶劑將預(yù)測組分從樣品中提取出來，讓后在測定。因此提取效率的高低直接影 響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。常用的提取方法有振蕩浸取法、索氏提取器提取法、超聲波 提取法、超臨界流體提取法、微波輔助提取法等。一般根據(jù)樣品的特點、待測組 分的性質(zhì)、存在形態(tài)和數(shù)量、測定方法、儀器設(shè)備條件等因素選擇適合的提取方 法。水浸取法該方法能溶解出底質(zhì)樣品中的水溶性重金屬。稱取適量烘干樣品置于磨口錐型瓶中，加適量水溶解，密塞， 放在振蕩器上

11、振蕩4h，靜置，過濾，濾液供分析測定。索氏提取器提取法該方法常用于提取樣品中的農(nóng)藥類、石油烴類、笨并芘類等 有機污染物，通過適當(dāng)?shù)娜軇臉悠分羞B續(xù)提取所需要的組分。全套裝置包括一個平底燒杯（或圓底燒杯）、一個提取器和一個球形冷凝管（圖3-34）。提取器的提取管分別 有虹吸管和連接管。各部分連接處要嚴密不能漏 氣。提取時，將待測樣品包在脫脂濾紙包內(nèi)，放 入提取器的提取管內(nèi)。在燒瓶內(nèi)加入適量的純?nèi)?劑做提取劑，連接好回流裝置，在開冷卻水，然 后可控溫水欲加熱燒瓶，溶劑汽化，有連接管上 升進入冷凝器，凝成液體滴入提取管內(nèi)，浸入樣 品中的待測組分。當(dāng)提取管內(nèi)溶劑液面達到一定 高度時，經(jīng)虹吸管自動流回?zé)?/p>

12、瓶，流入燒瓶內(nèi)的 溶劑繼續(xù)被加熱汽化、上升、冷凝、滴入提取管 內(nèi)，如此循環(huán)往復(fù)，直到抽提完全為止。提取過程中因為樣品總能與純?nèi)軇┙佑|，所以提取效率高，且溶劑用量小，提取 液中被提取物的濃度大，有利于下一步的分析測定，但該方法轎費時。3.8.4底質(zhì)監(jiān)測底質(zhì)的一般監(jiān)測項目有總汞、有機汞、銅、鉛、鋅、鎘、竦、銘、神化物、硫化物、有機氯農(nóng)藥、有機質(zhì)等，視水體污染源和監(jiān)測目的而 定。底質(zhì)污染物的測定方法應(yīng)根據(jù)試樣性質(zhì)，待側(cè)物含量及實驗室條件等選擇。如測定總汞常用冷原子吸收或冷原子熒光法；測定銅，鉛，辛， 鎘，竦，銘常用原子吸收分光光度法；測定神化物一般用二乙氨基二流代甲酸銀 或新銀鹽分光光度法；測定硫化

13、物多用對氨基二甲基苯胺分光光度法，當(dāng)含量大 于1mg/L時，采用碘量法；測定有機氯農(nóng)藥一般用氣相色譜法等、底物監(jiān)測結(jié)果常以mg/kg表示，即每千克干樣品中含多少mg污染物。干重指測定時所稱取的脫水樣品或烘干樣品質(zhì)量。用脫水樣品質(zhì)量 還是用烘干樣品質(zhì)量表示底質(zhì)中污染物的含量，要因待測污染物的性質(zhì)而選擇。 一般測定底質(zhì)中熱揮發(fā)性污染物的含量以mg/Kg（脫水樣干重）表示；測定熱揮發(fā) 性物質(zhì)以外的污染物含量均以mg/Kg（烘干樣十重）表示。1.含水率的測定采集的底質(zhì)樣經(jīng)脫水處理制備的樣品叫脫水樣品，其中仍有一定的水分。在 確定底質(zhì)測定項目后，除測定熱揮發(fā)性污染物質(zhì)外，均需先測定出脫水樣品和在 烘箱中

14、于（1052）C烘干的烘干樣品之間的含水率。測定方法是：取一只已在烘箱中于（1052） C烘至恒重并在干燥器內(nèi)冷卻 全常溫的稱量瓶，用感量0.1mg的電子天平稱量并記錄其重量m0,加入適量的脫 水樣品，準(zhǔn)確稱取并記錄其質(zhì)量m，立即將稱量瓶及瓶內(nèi)樣品放入烘箱中于（105 2）C烘至恒重，記錄恒重后的質(zhì)量山，則脫水樣品的含水率按下式計算。脫水樣品含水率（%） r = mi -m2 x 100%（3-24）m - m烘干樣品質(zhì)量（g） m = （mi -m/l-r）（3-25）式中 m0稱量瓶質(zhì)量，g；mi稱量瓶和脫水樣品的質(zhì)量，g；m2稱量瓶和烘干樣品的質(zhì)量，g。2.有機質(zhì)含量的測定測定有底質(zhì)中的有機質(zhì)含量時，由于有機質(zhì)屬于熱揮發(fā)性物質(zhì)，所以用脫水樣品 十重表示底質(zhì)中有機質(zhì)的含量。一般采用重銘酸鉀容量法測定有機質(zhì)含量。其測定原理為：在加熱條件下，以過量K CrO -H SO溶液消解有機質(zhì)中的有機碳，過量的K Cr O用FeSO標(biāo)準(zhǔn) 22 72422 74溶液滴定。根據(jù)FeSO消耗量計算出樣品中有機碳含量，再乘以一個經(jīng)驗系數(shù)。如果有機碳的氧化效率達不到100%，還要乘上一個校正系數(shù)。計算式如下：有機質(zhì)（%）二（匕-匕）X c X。.3 31.724 X 1.8100%（3-26）式中V用灼燒過的土壤代替底質(zhì)樣品進