水污染測量

水污染測量

對企業水污染加以防治,政府擁有多種可供選擇的政策工具。能否以及如何從工具箱中選擇最有效的治理工具,不僅成為環境監管者的重要關切,而且在很大程度上將決定水污染防治的績效。通過交易成本經濟學的研究視角,對水污染防治進行政策分析,探究此項政策領域中交易成本的構成、影響因素以及測量方法,從而促進水污染防治中政策設計和工具選擇的最佳化。

簡介

隨著我國經濟的迅速發展,工業化與城市化進程的加速,水污染問題變得日益嚴重,已成為我國經濟發展和生態環境和諧發展的瓶頸。對於水環境的治理和管控,不僅需要完善的相關法律法規和有效的監管制度,還需要大力發展作為保護水環境和管控水污染重要手段的水質檢測設備。水質檢測既可以精確的反映水質的情況,預測水質發展趨勢,也可以為水資源的保護、開發、利用以及水污染防治提供科學依據,對我國水質污染問題的處理具有現實指導意義。

水污染物排研究

中國的水污染物總量分配在本質上屬於一種污染物管理的目標總量模式。目前,國家到各省市區的污染物總量分配方案制定過程主要是基於各省市區的經濟表現,採取國家與各省市區間協商、以及行政主管部門“拍板”的模式來制定,主觀因素較強,各省市區對這種分配方法爭議也較大。如何設計在方法上科學合理、在實務上能為各省市區普遍接受的分配方案是中國水污染物總量管理面臨的巨大挑戰。本研究旨在以中國“十二五”時期的COD總量從國家到各省市區分配為案例,研究確定COD總量分配的指標集,構造不涉及主觀決策因素的污染物總量分配模型,以及COD排放與人均GDP等經濟變數的關聯模型,探討設計的分配計量模型用於污染物總量分配的可行性,以及與分配方案關聯的各省市區的經濟指標的動態變化特徵,從而為我國的水污染物總量控制管理提供理論方法和技術上的支持。

檢測儀器設計

以低功耗單片機MSP430F5529為控制核心,設計了能夠對水溫、PH值、溶解氧、濁度和電導率五個常規水質參數完成檢測的環保水質檢測儀。分析了國內外水質檢測儀的發展現狀,著重研究了各參數的檢測原理並選擇了適宜的檢測方法,根據各參數電極的特點設計了相應的採集和調理電路。此外,設計了電源電路、顯示電路、鍵盤接口電路和RS-232接口電路以實現測試數據的實時顯示和傳輸。軟體設計包括C語言編寫的下位機、MFC編寫的上位機互動界面。為了降低溫度對測量精度的影響,用軟體編程的方法對PH值、電導率和溶解氧進行溫度補償;電導率檢測電路採用檔位自動選擇的方法來提高測量精度。驗證結果表明:本系統能夠實現對常規水質參數的檢測功能,且測量精度達到了系統設計要求。

引用標準

以下標準和規範所含條文,在本規範中被引用即構成本規範的條文,與本規範同效。
水質 採樣方案設計技術規定;
水質 採樣技術指導;
環境保護圖形標誌 排放口(源);
污水綜合排放標準;
超音波明渠污水流量計;
地表水和污水監測技術規範。
城市排水流量堰槽測量標準;
淺水流量計
明渠中液流的測量 穩流測量的稀釋法 第一部分 恆流注射法;
明渠中液流的測量 穩流測量的稀釋法 第二部分 積分法;
明渠中液流的測量 穩流測量的稀釋法 第三部分 恆流積分法和放
射示蹤劑積分法;
明渠中液流的測量 速度面積法;
明渠中液流的測量 斜速面積法;
明渠水流測量 矩形、梯形和U形測流槽;
堰、槽明渠水流測量 三角剖面堰;
明渠水流測量 平坦V形堰;

水污染測量步驟

3.1 瞬時水樣
指從水中不連續地隨機(如時間、流量和地點)採集的樣品。
3.2 混合水樣
3.2.1 等比例混合水樣
指在某一時段內,在同一採樣點所采水樣量隨時間或流量成比例的混合水樣。
3.2.2 等時混合水樣
指在某一時段內,在同一採樣點按等時間間隔采等體積水樣的混合水樣。
3.3 比例採樣器
是一種專用的自動水質採樣器,採集的水樣量隨時間和流量成一定比例,使其任一時段
所採集的混合水樣的污染物濃度,反映該時段的平均濃度。
3.4 自動採樣
採樣過程通過儀器設備按預先設定的程式進行的連續或不連續採樣。

監測方案的制訂

本規範適用於企事業單位水污染物排放總量的監測,還適用於建設項目“三同時”竣工驗收、市政污水排放口以及排污許可證制度實施過程中的水污染物排放總量監測。

監測方案的制訂要求

4.1.1 實施總量監測前應制定統一的監測方案。
4.1.2 監測方案的制訂是排污單位的職責,由排污單位在環境保護行政主管部門所屬的環境
監測站的指導下制訂。經地(市)級以上環境保護行政主管部門審定批准。

總量監測的方式

4.2.1 物料衡算
日排水量 100 噸以下的排污單位, 以物料衡算法、 排污係數法統計排污總量, 並按 6.2.4
的規定進行。目前尚沒有規定排污係數或物料衡算誤差超過 30%的排污單位, 按 4.2.2 執行。
4.2.2 環境監測與統計相結合
日排水量大於或等於 100 噸,小於 500 噸的排污單位,每年至少監測 4 次,即每季度
或隔月採樣監測,核實其排水量,污染物排放濃度及總量,並要與環境統計數據進行核對。
二者之差超過 30%的排污單位,按 4.2.3 執行。
4.2.3 等比例採樣實驗室分析
日排水量大於或等於 500 噸,小於 1000 噸的排污單位,使用連續流量比例採樣,實
驗室分析混合樣;或以每小時為間隔的時間比例採樣,實驗室分析混合樣。
4.2.4 自動線上監測
日排水量大於或等於 1000 噸的排污單位,流量比例採樣或等時間間隔採樣方式與自動
線上監測系統配合使用,要逐步實現自動線上監測。
監測方案的主要內容
4.3.1 生產概況。包括生產工藝流程、生產狀況、產品及主要原輔材料的性質、產品年產量、
原輔料年使用量、年用水量、中間體等內容及工況的控制和記錄檢查;
4.3.2 工藝特點及產污環節、生產及排污情況;
4.3.3 採樣點性質、名稱、位置和編號;
4.3.4 排放污染物種類及數量、排放規律、排污去向;
4.3.5 總量排放限值和總量排放削減、物料平衡、水平衡和污水的循環利用情況;
4.3.6 監測項目和分析方法;
4.3.7 採樣方式、採樣器設備及運行情況;
4.3.8 採樣頻次、採樣時間、採樣量等;
4.3.9 樣品保存及貯運;
4.3.10 流量測量和自動監測儀器,測量流量方法和監測方法,監測頻次,儀器的維護及注
意事項;
4.3.11 質量保證要求;
4.3.12 數據自動傳輸及儲存情況;
4.3.13 數據處理及審核、上報要求及上報方式。

監測方案制訂步驟

4.4.1 準備階段
收集有關環境保護方面的法律、法規、標準和規範。
4.4.2 實地調查
組織有關人員深入現場,詳細了解排污單位生產和排污、排污規律和監測點位等基本情
況。
4.4.3 制訂方案
根據有關資料和實地調查情況,按 4.2 總量監測方式中的要求,並根據 4.3 監測方案的
主要內容,制訂出詳細的監測方案。
4.5 監測方案的執行
4.5.1 總量監測方案須報地(市)級以上的環境保護行政主管部門審定批准後方可執行。
4.5.2 總量監測要由資質考核合格的監測單位(或實驗室)按總量監測方案實施監測,排污
單位的監測結果須經環境保護行政主管部門所屬的環境監測站審核合格後, 才能按污染物排
放核定要求參加排污總量的核算。
4.5.3 方案可按年度進行調整。當實際生產情況發生較大變化時,可對變化部分進行調整或
變更。監測方案的調整或變更須得到環境保護行政主管部門的認可和批准。
4.5.4 如果主導產品和工藝條件改變時,排污單位要重新制訂監測方案。

採樣點位

5.1 點位的設定原則
5.1.1 一類污染物採樣點設定在車間或車間處理設施排放口,二類污染物採樣點設定在排污
單位的總排口。
5.1.2 在廢水外排污口(以下簡稱排污口)設定監測點位前,須進行排污口規範化整治。為
便於流量測量,排放一類污染物的車間排污口也須進行規範化整治。
5.1.3 採樣點設定必須能夠滿足污水測流和自動監測要求。
5.2 點位設定
採樣點位設定應根據排污單位的生產狀況及排水管網設定情況, 由地方環境保護行政主
管部門所屬環境監測站會同排污單位及其主管部門環保機構共同確定, 並報同級環境保護行
政主管部門確認。
5.3 採樣點位的管理
5.3.1 採樣點處必須設定明顯標誌。採樣點一經確定,不得隨意改動。標誌內容包括點位名
稱、編號、排污去向、主要污染因子等。排污口按 GB15562.1 對排放口(源)要求設定。
5.3.2 經確定的採樣點必須建立採樣點管理檔案,內容包括採樣點性質、名稱、位置和編號,
採樣點測流裝置,排污規律和排污去向,採樣的方式、頻次及污染因子等。
5.3.3 排污單位須加強採樣點位的日常管理。經確認的採樣點是法定排污監測點,如因生產
工藝或其它原因需變更時, 應按 5.2 的要求重新確認, 排污單位必須經常進行排污口的清障、
疏通及日常管理和維護。

監測採樣

6.1 採樣時間和頻次的確定原則
採樣頻次的最佳化首先要對正常生產狀況下的生產周期實施加密監測。生產周期大於
24h,且連續生產並排污,應進行大於該工藝過程實際需要小時數的過程監測;生產工藝過
HJ/T 92—2002
4
程小於 24h,生產、排污連續,應進行大於或等於 24h 的過程監測;小於 24h 且間歇、不
連續生產和排污的,應進行從生產開始到生產結束的全過程監測。
大於(或等於) 24h 過程監測的採樣頻次為 2h 一次,同步測量流量。小於 24h 過程監
測的採樣頻次每小時一次,同步測量流量。
根據加密監測結果,並運用採樣頻次最佳化方法,進行採樣時間的選擇和最佳採樣頻次的
確定,採集到的水樣應能反映排放污染物濃度和總量的實際情況。
6.2 採樣時間與頻次的要求
6.2.1 廢水的採樣時間、頻次應能反映污染物排放的變化特徵而具有較好的代表性,經地方
環境保護行政主管部門認可,獲得的污染物排放總量計算結果能作為總量控制、總量考核、
總量收費等方面的依據。
6.2.2 廢水流量和污染物濃度應同時測量,並儘可能實現流量與污染物濃度的同步連續監
測。不能實施排污總量的同步連續監測時,監測結果應能反映正常和非正常生產狀況下的實
際污染物排放總量。
6.2.3 對不能實行連續監測的排污單位,採樣及測流時間、頻次應視生產周期和排污規律而
定。在實施監測前,應摸清廢水排放規律,並運用增加監測頻次(如每個生產周期採集 20
個以上的水樣),進行採樣測流時間段的選擇和最佳採樣測流頻次的確定。
對於生產穩定且污染物排放有規律的排放源,可取 24h 混合樣。排污無規律的排放源
適當增加監測頻次。其中無論何種情況均須對生產周期內最大排污情況進行監測。
6.2.4 環境保護行政主管部門所屬環境監測站對實施排污總量控制的單位進行監督監測,並
根據監測結果,確定具體的監督監測頻次和監測時間。環境保護行政主管部門所屬的監測站
對排污單位的總量控制監督監測,重點污染源(日排水大於 100 噸的企業)每年 4 次以上
(一般每個季度一次),一般污染源(日排水量 100 噸以下的企業)每年 2~4 次(上、下
半年各 1~2 次)。
6.2.5 總量監測使用的自動線上監測儀,必須經國務院環境保護行政主管部門確認的具有相
應資質的環境監測儀器檢測機構認可,同時對監測系統進行現場適用性檢測。
6.2.6 排污單位如有污水處理設施並能正常運行,或有廢水調節池使廢水能穩定排放,則污
染物排放曲線比較平穩,如安裝了自動線上監測儀,監督監測可採集瞬時水樣。

採樣方法

6.3.1 採樣容器
應根據廢水特性選用不同材質的容器進行採樣。通常,有機樣品使用簡易玻璃採樣瓶,
無機樣品使用聚乙烯塑膠採樣瓶(桶)。自動採樣容器應滿足相應的污水採樣器技術要求。
6.3.2 採樣位置
含石油類和動植物油廢水採樣位置一般要設定在測流堰跌水處或巴歇爾槽出水處, 且在
水面至水面下 5cm~30cm 處;在測流堰跌水處,或使排水形成水躍,採集混勻的水樣;
受懸浮物影響較大的監測項目, 自動採樣時應在排污渠 (道、 溝)水面下5cm, 距渠 (道、
溝)邊和水路中心點的1/2處採樣;手工採樣與油類採樣相同,應採集含懸浮物的均勻水樣。
氰化物和Pb、 Cd、 Hg、 As和Cr(VI)採樣,應避開水表面進行。
含油廢水樣品,應分別單獨定容採樣,其中油全量轉移測定。
6.3.3 廢水樣品採集
所採集的廢水樣主要是瞬時樣和比例混合樣。
一些排污單位的生產工藝過程連續且穩定,瞬時樣品具有較好的代表性,則可以用瞬時
採樣的方法。
對有污水處理設施並正常運轉或建有調節池的污染源,其廢水為穩定排放的,監測時亦
可採集瞬時廢水樣。
6.3.3.2 時間比例混合水樣
當廢水流量變化小於 20%,污染物濃度隨時間變化較小時,按等時間間隔採集等體積
水樣混合。
6.3.3.3 流量比例混合水樣
流量比例混合水樣一般採用與流量計相連的自動採樣器採取。比例混合水樣分為連續比
例混合水樣和間隔比例混合水樣兩種。連續比例混合水樣是在選定採樣時段內,根據廢水排
放流量,按一定比例連續採集的混合水樣。間隔比例混合水樣是根據一定的排放量間隔,分
別採取與排放量有一定比例關係的水樣混合而成。

流量測量

7.1 實行總量監測的企事業單位的排污口必須安裝符合有關技術要求的自動污水流量測流
裝置,所選擇污水流量裝置必須適應於污水特性和污水排放。
7.2 可用流速儀法、堰槽法、容器法、浮標法和壓差法等方法使用超音波式、電容式、浮子
式或潛水電磁式污水流量計測量污水流量, 所使用的流量計必須符合有關標準規定。HJ/T 15
中對超音波明渠污水流量計做出了規定。
7.3 在採樣點須修建能滿足採樣和安裝流量計的建築物,一般修建滿足採樣測流的陰井或
10m 左右的平直明渠。如建設標準的測流槽(如矩形、梯形或 U 形槽等)、或者建設標準的
測流堰(如矩形薄壁堰、三角薄壁堰等),所使用的測流槽、堰必須符合有關標準規定的要
求。常用簡易測流方法對排污口的要求如下:

流速儀法

排污截面底部需硬質平滑,截面形狀為規則的幾何形,排污口處有不小於 3m 的平直過
流水段,且水位高度不小於 0.1m。
7.3.2 堰槽法
排放口處應修建一段滿足 《城市排水流量堰槽測量標準》的明渠式
測流段。
7.3.3 容器法
適用於流量小於每日 50 噸的排放口。但溢流口與受納水體應有適當落差或能用導水管
形成落差。
7.3.4 浮標法
排污口上溯有一段底壁平滑且長度不小於 10m,無彎曲、有一定液面高度的排污渠道,
並經常進行疏通、消障。
7.3.5 電磁式流量計
排污口有一段不小於 2m 的規則平直段,直渠段須符合 CJ/T 3017-93 的要求,排污口
寬度 0.8~1.5m,液面高度不得小於 0.4m。
7.3.6 電錶式明渠流量計
排污口有一段不小於 2m 的規則段,排污渠底寬 1m 左右。
7.4 污水流量測量應能滿足總量監測的需要,污水測流須與污染物濃度監測同步。
7.5 所用測量裝置要具有流量自動記錄功能且經濟實用,便於製造安裝。
8 監測項目與分析方法
8.1 不同類型排污單位生產的產品不同,生產工藝不同,排放的污染物也不同。水污染物總
量控制的監測項目應以反映區域環境主要污染特徵為主, 同時兼顧不同類型污染源廢水的特
征,對廢水特徵污染因子進行污染物總量監測。
8.2 為正確確定監測項目,排污單位應提供有關生產工藝、產品、原材(輔)料等資料,各
級環境保護行政主管部門和監測人員應深入現場了解生產工藝和廢水排放特徵。

水污染測量的元素

無機原料

黑色金屬礦山(包括磷鐵礦、赤鐵礦、錳礦等)COD、重金屬②、 As、石油類 懸浮物、 Cu、 Zn黑色冶金(包括選礦、燒結、煉焦、煉鋼、煉鐵、軋鋼等)COD、重金屬②、 As、氰化物、石油類懸浮物、 Cu、 Zn
選礦藥劑業 COD、重金屬②、石油類、 As 懸浮物有色金屬礦山及冶煉
(包括選礦、燒結、電解、精煉等)COD、重金屬②、石油類、氰化物、As、懸浮物火力發電(熱電) COD、重金屬②、石油類煤礦(包括洗煤) COD、重金屬②、 As 懸浮物、揮發酚、氨氮焦化 COD、氰化物、石油類 懸浮物、揮發酚、 TOC、氨氮石油開採 石油類、 COD、氨氮、 As石油煉製 (含乙烯行業) 石油類、 COD、 As 懸浮物、 BOD5、 TOC、硫化物硫鐵礦 重金屬②、 As 懸浮物、硫化物磷礦 氰化物、 COD、石油類 懸浮物、總磷化學礦開採汞礦 Hg、 COD、石油類、 As 懸浮物硫酸 重金屬②、 COD氯鹼 COD、 Hg 懸浮物無機
原料鉻鹽 Cr(VI)、 COD 總鉻

有機原料

有機原料 COD TOC、氨氮塑膠 COD、石油類 BOD5、氨氮化纖 COD、石油類 BOD5、氨氮橡膠 COD、石油類、 Cr(VI) BOD5、氨氮製藥 COD、石油類、氨氮 重金屬②、總氮、硝基苯、 BOD5染料 COD、石油類、 Cr(VI) TOC、 BOD5、揮發酚顏料 COD、重金屬②、 As 懸浮物油漆 COD、石油類、 Cr(VI)、 Pb BOD5、 TOC合成洗滌劑 COD、石油類、氨氮 總磷、陰離子表面活性劑 、BOD5、 TOC合成脂肪酸 COD、動植物油、石油類、氨氮 BOD5、 TOC橡膠製品和天然橡膠加工COD、石油類、氨氮 懸浮物感光材料 COD、氰化物、重金屬② TOC其它有機化工 COD、石油類、氰化物 懸浮物、 TOC磷肥 COD、氨氮 懸浮物、總磷化肥氮肥 COD、氨氮 懸浮物、總氮有機磷 COD 有機磷農藥類③、 TOC、總磷農藥有機氯 COD 有機氯農藥類③、 TOC電鍍 重金屬②、氰化物 懸浮物機械製造 COD、石油類、重金屬②電子儀器、儀表 COD、氰化物、重金屬②造紙 COD 懸浮物、 BOD5、揮發酚、氨氮紡織、印染 COD、 Cr(VI) TOC 、 陰離子 表面 活性劑 、BOD5、氨氮皮革 COD、石油類、動植物油、 Cr(VI)懸浮物、總鉻水泥 COD 懸浮物油氈 COD、石油類 懸浮物玻璃、玻璃纖維 COD、氰化物 懸浮物、氟化物陶瓷製造 COD、重金屬②、石油類 懸浮物、 BOD5石棉(開採與加工) COD、石油類 懸浮物木材加工 COD、石油類食品 COD、石油類、動植物油、氨氮 BOD5、總氮、總磷製糖業 COD、石油類、動植物油、氨氮 懸浮物、 BOD5、總氮、總磷屠宰及肉類加工 COD、石油類、動植物油、氨氮 懸浮物、 BOD5、總氮、總磷飲料生產 COD、石油類、氨氮 懸浮物、 BOD5電池 重金屬② 懸浮物絕緣材料 COD 懸浮物、 TOC兵器工業 彈藥裝藥 COD、石油類 懸浮物。

監元素測方法

庫侖法

CODCr 3. 快速 CODCr 法、催化快速法、密封催化法
4. 自動線上監測法(庫侖法、光度法等)
重量法
石油類、動植物油 2. 紅外分光光度法
3. 自動線上監測法(紅外法、螢光法)
氨氮
1.納氏試劑光度法
2.滴定法
3.水楊酸分光光度法
4.電極法
5.氣相分子吸收法
1. 冷原子吸收法
2. 冷原子螢光法

Hg

3. 原子螢光法
4. 雙硫腙光度法
1. 硼氫化鉀—硝酸銀分光光度法
2. 二乙基二硫化代氨基甲酸銀光度法
3. 氫化物發生—原子吸收分光光度法

As

4. 原子螢光法
1. 異煙酸—吡唑啉酮光度法
2. 硝酸銀滴定法
3. 吡啶—巴比妥酸光度法
4. 異煙酸—巴比妥酸分光光度法
氰化物
5. 離子選擇電極法
1. 二苯碳醯二肼分光光度法
2. APDC—MIBK 萃取原子吸收法
3. 差示脈衝極譜法

Cr

4. 流動注射線上分離原子吸收法
1. 原子吸收分光光度法
2. 雙硫腙分光光度法
3. 示波極譜法

Pb

4. 線上富集流動注射—火焰原子吸收法
1. 原子吸收分光光度法

Cd

2. 雙硫腙分光光度法
3. 線上富集流動注射—火焰原子吸收法
懸浮物 1.重量法
1.稀釋與接種法

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