饮用水水质监测方案设计.docx
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饮用水水质监测方案设计
饮用水水质监测方案设计
河北工程大学主校区
饮用水水质监测
方案指导老师：
赵海萍
方案组班级：
资环1班
方案组成员：
1、概述……………………………………………………3
2、方案设计思路…………………………………………4
3、监测目的………………………………………………4
4、方案调研………………………………………………5
5、监测方案
5.1方案概述……………………………………………8
5.2布点方案……………………………………………9
5.3监测内容……………………………………………10
5.4数据表格……………………………………………17
5.5结果分析……………………………………………18
6、方案实施计划
6.1仪器列表……………………………………………18
6.2时间安排……………………………………………19
7、参考文献………………………………………………20
8、附录……………………………………………………20
1、概述
水是人类生存、生活和生产所必需的重要物资。
地球上的淡水除少量供饮用外，更多的应用于生活和工农业生产。
人类生活和生产活动使得大量未经处理的生活污水、工业废水、农业回流水等直接排入天然水体，造成江、河、湖、地下水等水源的污染，使本来就十分匮乏的淡水水源受到污染。
在我国所有大城市的地表水和地下水水质都在迅速恶化，威胁人的健康和自然价值。
对于人体来说，水是最重要的物质，是人体不可缺少的成分，约占人体重量的三分之二以上，被喻为生命之源。
每天我们都要摄取一定量的水来保证自身生理活动的需要，而这些水的水质状况直接影响着我们身体健康。
（饮用水水质对人体健康影响见附录）随着人们对健康意识的提高，饮用水水质质量成为不可忽视的问题。
在校园里，我们经常饮用的水有：
各个教学楼、食堂、宿舍楼的自来水，开水房的开水，这些饮用水是否是合格的饮用水呢？
我们小组将从这些饮用水中选择几种，测定几种典型指标，来判断这些饮用水的水质状况。
2、方案设计思路
3、监测目的
此次校园饮用水水质监测的目的主要有以下几个方面：
1、巩固水环境监测的原理与知识，了解调查研究的基本方法与步骤，通过严格科学的训练锻炼同学的思考能力、实践能力、创新能力，通过深入了解接触我们所处的环境提高同
学的环保意识；
2、培养独立开展环境监测实验的能力；
3、通过监测反映校内饮用水质量现状，为广大学生和教职工的身体健康保障提供参考
4、方案调研
4.1背景调研
邯郸地处河北省最南端，西依巍巍太行山，东依华北大平原，邻接晋鲁豫三省。
本区属温带大陆性半干旱季风气候区，具有“春燥多风、夏热多雨、秋高气爽、冬寒少雪”四季分明的气候特点。
最低气温-21℃（1951年1月3日），最高气温42.5℃（1955年7月24日），年平均气温在12.6℃～14.1℃，年降水量489～585mm，其中7～8月份占56%，山洪也多集中在这个时期。
2012年邯郸市平均降水518.9mm,与多年平均值523.0mm偏少4.1mm,属降水正常年份。
邯郸市区降水量为583.5mm，比多年平均值522.6mm偏多60.9mm，与2011年度相比，降水量偏多约2.2%。
邯郸市水资源总量为8.63亿m3。
区内由南向北分布有漳河、滏阳河、洺河，均属海河水系。
漳河源于山西省，平均天然径流量为19.3亿m3，区内建有岳城水库，库容10.9亿m3。
滏阳河源于峰峰市，平均天然径流量为3.98亿m3，区内建有武仕水库，库容1.52亿m3。
其集中式供水水源主要有两个，一个是峰峰矿区羊角铺地下水源地，一个是磁县境内岳城水库水源地。
岳城水库水质属于地表水二类水质，两个水源水质完全符合国家对饮用水水源的要求。
两座水厂是三堤水厂和铁西水厂，两处水源地日用水量24万立方米，供水人口100万，供水区域86平方千米，供水普及率100%。
从水源和供水能力看，能够满足邯郸市近期城市发展供水需要。
造成饮用水污染的可能原因[2]:
4.1.1腐蚀、结垢对水质的污染
供水系统一般使用用钢管作为自备井供水管网的主要管材,且未进行内涂衬。
当水流过未经涂衬的金属管道、配件﹑水箱的过程中,由于腐蚀等作用生成各类沉积物在内壁形成结垢层。
结垢层对水质的危害程度与系统投入使用的年限有关,年限越久对水质的污染也越严重。
据国内研究,对于未作防腐处理的金属管道,当年限超过5年,结垢层就已经达到了恶化水质的程度。
现在新建的供水系统一般使用PVC﹑涂层钢管等新材料，这样尽管造价偏高，但是在长远和保证水质方面还是经济合理的。
4.1.2微生物和藻类对水质的污染
微生物在供水系统中的再度繁殖,主要表现在:
①细菌和大肠杆菌的再度繁殖;②自养型铁细菌的繁殖;③硫的转化菌的繁殖;④硝化与反硝化细菌的繁殖。
在供水系统中与微生物共生的还有藻类,最常见的有直链藻属、脆杆藻属、星杆藻属及小球藻属等。
藻类使水中有机物的浓度提高,有机物本身又成为细菌、线虫等微生物的营养成份。
上述微生物和藻类往往是以结垢层作为基地和庇护所而滋生的,最终形成“生物膜”。
国内有关部门在“生物膜”中检出铁、锰等金属元素16种和对人体有害的铅、汞等元素5种,并检出铁细菌、大肠杆菌等6种对人体有害的微生物。
微生物和藻类造成二次污染的主要环节在支管末梢和贮水池（箱）等处,尤其是滞流管段更为严重。
造成微生物和藻类滋生的主要原因有二:
一是不消毒;二是水的滞留时间过长。
4.1.3外界造成的二次污染
1.水源井的外界污染：
有些水源井缺乏良好的密闭设施，井周围有厕所、化粪池、垃圾堆、生活污水管道及工业污水管渠等污染源。
另外,有些地下式深井潜水泵室的入孔与周围自然地面齐平,故地面雨水和污水很容易从入孔灌入井室。
2.贮水池的外界污染：
有些地下或半地下贮水池周围也有厕所、化粪池、垃圾堆、生活污水管道及工业污水管渠等污染源。
有些则入孔密闭不严,水池易受虫、鼠、沙尘等污染。
有些地下式贮水池的入孔位置偏低,易受地面雨水和污水的污染。
3.管道及附属设备的外界污染：
敷设在暖沟内的供水管道由于热媒管道的散热、渗漏而长年处于湿热环境,故腐蚀严重,年久失修也极易发生穿孔。
供水管若受进入暖沟内的雨、污水及采暖管道渗漏水的浸泡,则外部脏水就可能在管网失压或停水时从管道穿孔处、阀门渗漏处、接口不严密处及自动排气阀处吸入管内,引起水质污染。
据调查,供水管遭暖沟积水浸泡导致水质污染的事故是不胜枚举的。
4.用水点处的外界污染：
具有受水容积的卫生设备,其配水支管没有空气隔断措施或空气隔断不符合要求,一旦管网失压或停水,因虹吸作用引起回流污染。
发生此类污染常见的有:
①大便器用普通阀门直接冲洗;②洗脸盆、浴盆等配水龙头与溢流面齐平;③给水龙头接软管淹没式出流。
如:
洗衣机接软管浸没式进水,管网停水引起泡沫洗涤污水回流入管网的水质事故近年来在洗衣房、学生公寓及居民住宅发生过多起。
5、监测方案
5.1方案概述
本方案综合考虑了校内饮用水的种类、水质状况以及我们的监测目的和实际条件，决定对河北工程大学主校内几种饮用水进行水质监测，监测对象为：
学校自来水水样，六教、10#宿舍楼、开水房的开水以及丛台桶装纯净水。
监测项目为：
水温、嗅和味、色度、PH值、总硬度、总余氯、以及细菌总数。
本监测以国家卫生部发布的我国生活饮用水卫生标准（GB5749—2006）作为评价标准，即：
项目
标准
色度
色度不超过15度
并不得呈现其他
嗅和味
不超过3度，
特殊情况不超过5度
总硬度
450mg/L
PH
6.5~8.5
总余氯
250mg/L
细菌总数
100个/mL
5.2布点方案
采样场所
具体位置
监测对象
采样数
东北区水房
A
开水
2个水样
南区水房
B
开水
2个水样
六教
C
自来水
1，2，3层各
2个水样
10#宿舍
D
自来水
2个水样
图书馆
F
开水
2个水样
自来水
2个水样
待定
待定
丛台纯净水
2个水样
5.3监测方法
5.3.1嗅和味的测定
测定方法：
闻和尝
定性描述法：
冷法和热法
冷法：
取100ml水样于250ml锥形瓶中，调节水温20度左右，振荡后从瓶口闻其气味，用适当的文字描述，安下表记录强度。
热法：
取100ml水样于250ml锥形瓶中，瓶口盖上一表面皿，在电炉加热至沸腾，取下锥形瓶，稍冷后闻其气味，用适当的文字描述，按下表记录强度。
臭强度等级
等级
强度
说明
0
无
无任何气味
1
微弱
一般饮用者难于察觉，嗅觉敏感者可以察觉
2
弱
一般饮用者刚能察觉
3
明显
已能明显察觉，不加处理不能饮用
4
强
有很明显的臭味
5
很强
有强烈的恶臭
5.3.2色度的测定
测定方法：
铂钴比色法
1.实验原理
用氯铂酸钾与氯化钴配成标准色列，与水样进行目视比色，确定水样色度。
规定每升水中含有1mg铂和0.5mg钴时所具有的颜色为1度，作为标准色度单位。
2.仪器与试剂
1）实验仪器
50ml具塞比色管及1ml、2ml、5ml、10ml移液管。
2）实验试剂
铂钴标准溶液：
称取1.245g氯铂酸钾及1.000g氯化钴，溶于100ml蒸馏水中，加入100ml浓盐酸，用水定容至1000ml。
此标准溶液色度为500度，保存在密塞玻璃瓶中，暗处存放备用。
3.测定步骤
1）标准色列的配制
向13支50ml具塞比色管中分别加入0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00、4.50、5.00、6.00、7.00ml铂钴标准溶液，用水稀释至标线，摇匀。
各管的色度依次为0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70度。
密塞可长期保存。
2）水样的测定
取50ml透明的水样于比色管中，如水样色度过高，可取适量的水样，用去离子水稀释至50ml与标准色列进行比色，将结果乘以稀释倍数。
计算：
C=M/V×500
C――水样中色度，度；
M――相当铂钴标准溶液的用量，ml；
V――水样体积，ml
5.3.3PH的测定
测定方法：
玻璃电极法
1.原理
pH值由测量电池的电动势而得。
该电池通常由饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极所组成。
在25℃，溶液中每变化1个pH单位，电位差改变为59.16毫伏，据此在仪器上直接以pH的读数表示。
温度差异在仪器上有补偿装置。
2.试剂
2.1标准缓冲溶液（简称标准溶液）
2.2试剂和蒸馏水
2.3pH标准溶液用（pH4.00825℃）
2.4pH标准溶浓乙（pH6.86525℃）
2.5pH标准溶液丙（pH9.18025℃）
3步骤
3.1仪器校准：
操作程序按仪器使用说明书进行。
先将水样与标准溶液调到同一温度，记录测定温度，并将仪器温渡补偿旋纽调至该温度上。
用标准溶液校正仪器，该标准溶液与水样pH相差不超过2个pH单位。
从标准溶液中取出电极，彻底冲洗并用滤纸吸干。
再将电极浸入第二个标准溶液中，其pH大约与第一个标准溶液相差3个pH单位，如果仪器响应的示值与第二个标准溶液的pH（S）值之差大于0.1pH单位，就要检查仪器、电极或标准溶液是否存在问题。
当三者均正常时，方可用于测定样品。
3.2样品测定
测定样品时，先用蒸馏水认真冲洗电极，再用水样冲洗，然后将电极浸入样品中，小心摇动或进行搅拌使其均匀，静置，待读数稳定时记下pH值。
5.3.4硬度的测定
测定方法：
EDTA滴定法
1.原理：
将溶液的PH值调整到10，用EDTA溶液络合滴定Ca，Mg离子。
铬黑T作指示剂与Ca、Mg离子生成紫红色络合物。
滴定中，游离的Ca、Mg离子首先与EDTA反应，跟指示剂络合的Ca、Mg离子随后与EDTA反应，到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。
2.仪器：
2.150ML滴定管
2.2250锥形瓶
3.试剂：
3.1Ca标准溶液：
10mmol∕L
3.2EDTA二钠标准溶液：
10mmol∕L
3.3缓冲溶液（PH＝10）
3.40.5%铬黑T指示剂
3.50.5%硫化钠溶液
3.61.0%盐酸羟胺溶液
3.710%氰化钾溶液
4.步骤
4.1用移液管吸取50ML水样，于250ML锥形瓶中。
4.2加入1-2ML缓冲溶液及5滴铬黑T指示剂，立刻用EDTA-2Na标准溶液滴定，充分摇匀，至溶液由紫红色变为蓝色。
即表示终点到达。
记录EDTA-2Na的用量。
4.3若水样中含有金属干扰离子师弟定重点延迟或颜色发暗，可另取水样，加入0.5ml盐酸羟溶液及1ml2NaS溶液或0.5mlKCN溶液后，再按2进行。
计算：
总硬度（mg∕L，CaCO3）＝（c×V1）/V×100.9×1000
C――EDTA-2Na浓度，mol∕L；
V1――EDTA-2Na溶液的消耗量，ml;
V――水样的体积，ml
5.3.5总余氯的测定
测定方法：
碘量法
1.原理：
在酸性条件下，余氯与碘化钾作用释放出游离单质碘，使水样呈棕黄色用标准硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加入淀粉指示剂，遇碘变为蓝色，继续滴定至蓝色，继续滴定至蓝色消失，根据所消耗硫代硫酸钠的量计算总余氯的含量。
2.仪器
2.125ML酸式滴定管（一支）
2.2250ML锥形瓶（一个）
2.3100ML移液管（一支）
2.4滴管（一支）
3.试剂
3.1碘化钾容液
3.2硫代硫酸钠标准溶液
3.3淀粉指示剂
4.步骤
Cl2+2KI→I2+2KCl
I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI
总余氯的含量计算公式：
总余氯=（cV1×35.45×1000）/V
式中c---Na2S2O3标液浓度，mol/L;
V1---Na2S2O3标液滴定用量，mol/L;
V---水样体积，mL;
35.45---Cl的摩尔质量，g/mol.
5.3.6细菌总数的测定
1.肉膏蛋白胨琼脂培养基的制备
牛肉膏
蛋白胨
氯化钠
琼脂
蒸馏水
3g-5g
10g
5g
15-20g
1000ml
2.实验仪器与材料：
1）37度恒温培养箱；
2）55度电热恒温水浴；
3）酒精灯、无菌的培养皿、吸管、试管等；
4）肉膏蛋白胨琼脂培养基。
3.实验操作：
1）用水冲洗水龙头，用酒精灯将水龙头烧灼消毒，然后将水龙头完全打开，放水5-10分钟。
2）在火焰旁打开无菌试管，接自来水10ml左右，然后在火焰旁边加盖。
3）分别取1ml混匀的自来水样于2个皿中，注意无菌操作。
4）取熔化并冷却到48-50度的肉膏蛋白胨琼脂培养基，在每个有水样的皿中各倒入1个试管的培养基，迅速摇匀，注意无菌操作。
再取1个无菌的空皿倒入1个试管的培养基作空白对照。
5）待培养基冷凝后，倒置于37度恒温箱内培养24小时后，进行计数，平行样取平均值，即为1ml水样中的细菌总数。
5.4数据表格
河北工程大学主校饮用水水质监测
取水样地
监测项目
监测项目
监测对象
自来水
开水
嗅和味（描述）
色度
PH值
总余氯
总硬度
细菌总数
5.5结果分析
根据以往的经验，校内饮用水的质量在各种水质指标上还是比较好的，只是在硬度方面偏高，经常饮用不会对人体造成大的影响。
在这个环监项目实施时正是高温时节，那时水中微生物总数应该达到一年中较高水平，所以我们在方案实施时将重点关注总硬度和细菌总数这两个指标。
6方案实施计划
6.1仪器安排
监测项目
所需仪器
药品
色度
1.5ml成套的具塞
比色管（12支，50ml）
离心机
铂钴标准溶液
嗅和味
无
无
PH值
PH计（一台）
无
总硬度
25ML酸式滴定管（一支）
250ML锥形瓶（一个）
100ML移液管（一支）
滴管（一支）
无CO2水
酚酞指示剂
甲基橙指示剂
碳酸钠标准溶液
盐酸标准溶液
总余氯
25ML酸式滴定管（一支）
250ML锥形瓶（一个）
100ML移液管（一支）
滴管（一支）
碘化钾容液
硫代硫酸钠标准溶液
淀粉指示剂
细菌总数
37度恒温培养箱（一台）
55度电热恒温水浴（一台）
酒精灯（一个）
无菌的培养皿（4个）
吸管（2支）试管（4支）
牛肉膏
蛋白胨
NaCl
琼脂
蒸馏水
6.2时间安排
时间
速度安排
第一天
东北区，南区水房取水样并测定指标
第二天
六教取水样并测定指标，记录前一天水样微生物
总量指标结果
第三天
宿舍取水样并测定指标，记录前一天水样微生物
总量指标结果
第四天
图书馆取水样并测定指标，记录前一天水样微生
物总量指标结果
第五天
丛台纯净水取水样并测定指标，记录前一天水样
微生物总量指标结果
第六天
记录前一天水样微生物总量指标结果，所有数据
处理
第七天
试验总结
7参考文献
【1】孟长再呼市白备井生活供水系统水质污染及防治对策
《给水排水》2003年第3期
【2】金朝晖等《环境工程监测》天津大学出版社
中国版本图书馆CIP数据核字（2007）第129079号
8附录1
本文就卫生部二OO一年六月颁布的《生活饮用水水质卫生规范》中“生活饮用水水质常规检验项目及限值”所涉及的指标物来源、对人体健康的利弊、标准限值的依据进行了讨论。
一、色
色度通常来自带色的有机物（主要是腐殖质）、金属（如铁和锰）或高色度的工业废水污染。
沼泽水由于含腐殖质而呈黄色，低铁化合物使水呈淡绿色，高铁化合物及四价锰使水呈黄色，水中大量藻类存在时显亮绿色。
色度大于15度时，多数人即可察觉，大于30度，所有人均可察觉并感到嫌恶。
因此，标准限值为15度，“并不得呈现其它异色。
”
二、浑浊度
浑浊度是由于水中存在的泥砂、胶体物、有机物、微生物等造成的，它与河岸的性质、水流速度、工业废水的污染有关，随气候、季节的变化而变化。
浑浊度是衡量水质污染程度的重要指标。
经净化处理的水，浑浊度的降低有利于杀灭细菌和病毒，因而，低浊度水对限制水中有害物质、细菌和病毒有着积极的卫生学意义。
浑浊度在10度时，使人普遍感到混浊，超过5度，引起人们的注意。
因此，我国先后将标准限值为5度、3度，现行标准限值为1度。
“特殊情况下不超过5度”。
三、臭和味
水臭的产生主要是有机物的存在，或生物活性增加的表现，或工业污染所致。
饮用水正常味道的改变，可能是原水水质的改变，或者水处理不充分，也可能因受二次污染所致。
饮用水中含有令人不愉快的臭和味，将导致消费者视为不安全的饮水。
氯化消毒产生的余氯，消费者能明显感受到，但低氯量消毒，可以克服水味，却又可能危及水的微生物学安全。
饮用水应无令人不快或令人嫌恶的臭和味，故标准规定“不得有异臭、异味”。
是指绝大多数人在饮用时不应感到有异臭或异味。
四、肉眼可见物
这既是一项物理外观要求，又是一项生物要求，更是一项卫生学要求。
有些活的有机体（细菌、病毒、原生动物）可能通过饮水使人发生严重的、甚至是致命的爆发性传播病；藻类和浮游生物过多，使人在饮用时产生不快之感，或使人根本不宜饮用；浮游生物死亡和腐烂时，可造成鱼类大量死亡，可使人中毒。
因此，饮用水中不应含有沉淀物、肉眼可见的水生生物及令人嫌恶的物质，故标准规定“不得含有”。
五、pH值
水的pH值在6.5～9.5的范围内并不影响人的生活饮用和健康，天然水pH值一般在6.5～8.5之间。
水在净化处理过程中，由于投加水处理剂、液氯等，可使pH值略有变化。
pH值对净化处理有重要的意义，碱性水有倾向沉淀的作用，但对氯化消毒杀菌的效果有所降低，酸性水有侵蚀作用，容易腐蚀管道，影响水质。
根据我国各地多年来的供水实际情况，其上限很少超过8.5，故标准限值范围为6.5～8.5。
六、总硬度
地下水的硬度往往比较高，地面水的硬度随地理、地质情况等因素而变动。
水的硬度是由溶解于水中的多种金属离子产生的，主要是钙，其次是镁。
人对水的硬度有一定的适应性，饮用不同硬度的水（特别高硬度的水）可引起胃肠功能的暂时性紊乱，但在短期内即能适应。
据国内报道，饮用总硬度为707～935mg/L的水，第二天人们出现不同程度腹胀、腹泻和腹痛等肠道症状，持续一周开始好转，20天后恢复正常。
我国各地饮用水的硬度大都未超过425mg/L。
而且人们对该硬度水的反应不大，因此，标准限值为425mg/1。
（以碳酸钙计）。
七、铝
天然水中的铝含量很低，饮用水中的铝多数来自含铝的水处理剂。
有资料表明：
铝与老年痴呆症有关，铝积蓄于人体脑组织集中神经细胞内，导致神经纤维缠结的病变。
此外，铝可抑制胃液和胃酸的分泌，使胃蛋白酶活性下降，导致甲状旁腺的亢进。
当有铁存在时，铝的存在能增加水的脱色。
鉴于对人体的影响，此次，作为新增项目，标准限值为0.2mZ/L。
八、铁
铁在自然界分布很广，在天然水中普遍存在，饮用水含铁量增高可能来自铁管道以及含铁的各种水处理剂。
铁是人体必需微量营养元素，是许多酶的重要组成成分。
铁对人体的生理功能主要是参与肌体内部氧的输送和组织呼吸过程。
人体代谢每天需要1～2mg铁，但由于肌体对铁的吸收率低，每天需从食物中摄取60～1l0mg的铁才能满足需要。
缺少铁，会引起缺铁性贫血。
含铁量高的水在管道内易生长铁细菌，增加水的浑浊度，使水产生特殊的色、嗅、味。
含铁量达0.3mg/L时，色度约为20度；在0.5mg/L时，色度可大于30度；在1.0mg/L时可感到明显的金属味，使人不愿饮用，不宜煮饭、泡茶，易污染衣物、器皿，影响某些工业产品质量。
由于含铁的水处理剂广泛用于水处理，作为折衷方案，将标准限值为0.3mg/L。
九、锰
水中锰来自自然环境或工业废水污染。
锰是人体需要的微量元素。
人从膳食中每天摄入l0mg的锰。
锰存在人体各个器官中，起着新陈代谢作用，促进维生素B的蓄积，合成维生素C，促进人体发育与骨的钙化，促进和加速细胞的氧化。
锰在水中较难氧化，在净水处理过程中较铁难去除，水中有微量锰时，呈现黄褐色。
锰的氧化物能在水管内壁上逐步沉积，在水压波动时可造成“黑水”现象。
锰和铁对感官性状的影响类似，二者经常共存于天然水中。
当浓度超过0.15mg/L时，能使衣物和固定设备染色，在较高浓度时使水产生不良味道。
为满足感官性状的要求，标准限值为0.1mg/L。
十、铜
水中铜多数来自工业废水污染，或用以控制水中藻类繁殖的铜盐。
铜是人体必需的微量是，当水中浓度超过0.5mg/L时，能使水起泡沫和具有异味。
根据味觉及形成泡沫的阈浓度，
标准限值为0.3mg/L。
十四、硫酸盐
天然水中普遍含有硫酸盐。
硫酸盐过高，主要是矿区重金属的氧化或工业废水污染的结果。
水处理中硫酸铝净水剂的使用可明显地增加硫酸盐浓度。
硫酸盐过高，易使锅炉和热水器结垢，增加对金属的腐蚀，并引起不良的水味和具有轻泻作用，当硫酸盐与镁在一起时，这种影响会更为明显。
含硫酸镁达1000mg/L水液，可作为成人泻药。
一般而言，饮用水中硫酸盐浓度大
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