1、水质分析与质量控制水质分析与质量保证前言一、水样采集二、水样的运输与保存三、现场工作质量保证四、检验中注意事项五、分析的质量控制前 言良好的水质分析质量主要涉及到水样采集、保存与测定等三个方面，缺一不可。如果只是采用精密的分析设备和良好的检测技术而忽略了在水样采集、运输和保存过程中的质量控制问题，所获得的检测结果就不能反映水质的真实情况。 关于水样采集与保存的标准国际标准:水质采样技术指导（ISO 566721982）水质 采样 样品保存和管理技术指导（ISO 566731985）国内标准:水质 采样方案设计技术规定（GB 12997-1991）水质 采样技术指导（GB 12998-1991）
2、水质 采样样品的保存和管理技术规定（GB 12999-1991）生活饮用水标准检验方法（GB/T5750-2006）水样采集和保存的主要原则 必须具有足够的代表性 水样中各种组分的含量必须能反映采样水体的真实情况监测数据能真实代表某种组分在该水体中的存在状态和水质状况为了得到具有真实代表性的水样，就必须在具有代表性的时间、地点，并按照规定的采样方法采集有效样品。不能受到任何意外的污染。水样采集 水样采集类型采样准备 采样点的选择水样采集地点和采样方式的选择采样要求 水样采集类型-普通水样采集类型 1 瞬时水样：在某一定的时间和地点从水体中随机采集的分散水样。如果监测水体的水质比较稳定，瞬时采集
3、的水样已具有很好的代表性。2 混合水样：在某一时段内，在同一采样点上，以流量、时间、体积或是以流量为基础，按照已知比例（间歇的或连续的）分别采集多个单独水样经混合均匀后得到混合水样。3 等比例混合水样：在某一时段内，在同一采样点所采集水样量随时间或流量成比例变化，经混合均匀后得到等比例混合水样。4 综合水样：在不同采样点，同时（或时间应尽可能接近）采集的各个瞬时水样，经混合后所得到的水样。这种水样适用于在河流主流、多个支流或水源保护区的多个取水点处同时采样，以综合水样得到的水质参数，作为水处理工艺设计的依据。5 深度综合样：从水体的特定地点，在同一垂直线上，从表层到沉积层之间或其他规定深度之间
4、，连续或不连续地采集两个或更多的水样，经混合后所得的样品。6 平面综合样：从水体同一深度的不同地点采集的一组水样，经混合后的样品。水样采集类型质量控制样品采集类型 空白样 ：现场空白样:在采样现场，以纯水代替实际水样，其他采集步骤与采集实际水样时完全一致而得到的样品。采样瓶空白样采样器空白样过滤器空白样平行样、重复样平行水样(平分法)：由一份水样平分成两份或更多份相同的子样。重复样：时间重复样：在指定的时间内，按一定时间间隔连续在同一采样点采集2份或更多份水样;空间重复样:在水体的某一断面上，同时采集不同采样点的2份或更多份水样。加标样：取一组现场平行样，在其中一或几份中加入已知量的待测物，然
5、后每份水样均按常规方法处理后进行分析。例如将一份水样平分四份，其中两份加入一定量标准物，或在三份中加入浓度不同的标准物配成加标样品。加标浓度必须在所用分析方法的范围内。质量控制样品采集普通水样： 平行水样： 重复水样(时间重复)： 加标水样：采样准备采样计划： 在进行具体采样工作之前，要根据监测目的制定采样计划，内容包括： 采样目的、检验指标、采样时间、采样地点、采样方法、采样频率、采样数量、采样容器的清洗、采样体积、样品保存方法、样品标签、现场测定项目、采样质量控制、运输工具和条件等，按照制定好的采样计划，准备好现场记录表格、采样器具、盛水容器、运输工具等。采样器具： 采样器应有足够强度且使
6、用灵活、方便、可靠，与水样接触部分应采用惰性材料，如不锈钢、聚乙烯等制成；采样器在使用前应先用洗涤剂洗去油污，用自来水冲净，再用10盐酸洗刷，自来水冲净后备用。 采样准备 敞开式采样器和表层采样器： 敞开式采样器为开口容器，用于采集表层水和靠近表层的水。 按规定要求进行清洗的取水容器可以作为表层水采样器闭管式采样器： 闭管式采样器为装有可遥控操作或可以控制的阀门或闸门的空心体，能够在到达预定水深处迅速关闭，用于采集定点水样或一组样品或深度综合样品。自动采样设备： 为了提高采样的代表性、可靠性和采样效率，目前在一些重要水域的环境监测中采用了自动采样设备，如自动水质采样器和无电源自动水质采样器，分
7、为手摇泵采水器、直立式采水器和电动采水泵等。采样瓶采样: 用简易装置将采样瓶规定，采样时将采样瓶下沉到需要取水的深度，打开瓶塞，待水充满后盖住瓶塞，提起采样瓶，贴上标签后送检。采样器具-采样瓶取样： 注意事项： 无论自动采样或人工采样，均有多种设备适合于采样的条件和要求。这些设备的材料必须对水样的组成不产生影响，且每次使用后易于洗涤，洁净存放，以免沾污随后的采样。 特别提醒：橡胶管和乳胶管及氧化锌胶布可能引起金属的严重污染。盛水容器：总体要求：盛水容器材质必须化学稳定性好，不会溶出待测组分，在贮存期内不会与水样发生物理化学反应，用于微生物检验用的容器能耐受高温灭菌等。目前的盛水容器一般由聚四氟
8、乙烯、聚乙烯、石英玻璃、和硼硅玻璃等材质制成，通常塑料容器（PPlastic）常用作测定金属、放射性元素和其他无机物的水样容器，硬质玻璃容器（GGlass）常用作测定有机物和生物类等的水样容器。盛水容器的选择： 1）容器不能是新的污染源。 2）容器壁不应吸收或吸附某些待测组分。 测金属的水样多选用聚乙烯瓶 测有机物的水样一般只能用玻璃瓶 3）容器不应与待测组分发生反应。盛水容器的清洗： 1）按水样待测定组分的要求来确定清洗容器的方法。新的采样瓶，应经硝酸浸泡。在用酸浸泡之前，先用自来水刷洗，尽可能预先除去原来沾污的物质。用铬酸清洁液浸泡的容器（主要用于检测金属指标），必须用自来水冲洗710次，
9、再用纯水淋洗。在采集水样时还需用水样洗涤容器23次。 2）用于微生物检验水样盛装容器： 容器及瓶塞、瓶盖应能经受灭菌的温度，并且在这个温度下不释放或产生任何能抑制生物活动或导致死亡或促进生长的化学物质。玻璃或聚丙烯塑料容器用自来水和洗涤剂洗涤，然后用自来水彻底冲洗。用硝酸溶液（1+1）浸泡，再用自来水，纯水洗净。采样准备水样体积： 采集的水样量应满足分析的需要并应该考虑重复测试所需的水样量和留作备份测试的水样用量，每个分析方法一般都会对相应监测项目的用水体积提出明确要求。采样方式的选择集中式供水采集集中式供水水样时，先打开水龙头，放水3-5分钟，冲洗管道附着物，用盛水容器直接取样。出厂水：设在
10、出厂后，进入输送管道前，距离供水设施最近的取水口处。即在送水泵房（二级泵房）取样或在距送水泵房最近的水龙头采样；用盛水容器直接取样。末梢水：居民家中水龙头采样，用盛水容器直接取样。二次供水监测点应设在居民区内并尽量选择不同材质的蓄水池或水箱。二次供水采样位置应设在蓄水池或水箱的出水口处。采样要求采集末梢水样时，取样时应打开水龙头放水数分钟，排除沉积物。同一水源、同一时间采集几类检测指标的水样时，必须先采集供微生物学指标检测的水样。采集供微生物检测加氯消毒的水样时，为了除去余氯，在灭菌前向容器里加入硫代硫酸钠以还原余氯（每125mL水样加10g/L的硫代硫酸钠0.1ml）。采集供微生物检测的水样
11、时，应先用医用酒精或酒精喷灯对取样口进行消毒，然后将水龙头完全打开，放水5-10分钟,以放去管道内的储水后再采样；用灭菌瓶直接采集，不得用水样涮洗采样瓶，采样时握住瓶子下部，避免手指和其他物品对瓶口的沾污。采集供检测测铁所用的玻璃容器，不能用带铁丝柄的毛刷刷洗，可用塑料棒栓以泡沫塑料刷洗，玻璃容器用酸洗后不能再用自来水冲洗，必须直接用纯水淋洗。完成现场测定的水样，不能带回实验室供其它指标测定使用。水样的保存与运输影响水质变化的因素生物作用：微生物的新陈代谢,会消耗水样中的某些组分，也能改变一些组分的性质。如细菌可还原硝酸盐为氨、还原硫酸盐为硫化物等。化学作用：测定组分可能氧化或还原反应;二价铁
12、可氧化为三价铁;二氧化碳含量的改变，能引起水样pH总碱度组成体系发生变化;由于铁、锰价态的改变，使沉淀与溶解形态改变，导致测定结果与水样实际情况不符等。物理作用：光照、温度、静置或振动、敞露或密封这些条件及容器材料不同都会影响水样的性质，如二氧化碳、汞。长期静置会使某些组分沉淀析出，容器内壁不可逆地吸咐或吸收一些有机物或金属化合物。水样的保存在水样采集后到进行分析之前这段时间里，需要对水样采取必要的保护性措施，使水样可能会发生物理、化学和生物等各种变化降低到最小程度。采取适当的保护措施，虽然能够降低待测成分的变化程度，或减缓变化的速度，但并不能完全抑制这种变化,在实际监测工作中,要尽量缩短水样
13、的存放时间,以保证检测结果能代表水样的真实状况。水样保存的基本要求抑制微生物作用减缓各种待测组分的变化，要求做到减缓水样的生物化学作用、减缓化合物或络合物的水解、解离及氧化-还原作用尽量减少其中减少被测组分的挥发损失,避免沉淀吸附或结晶物析出所引起的组分变化。水样保存措施选择合适的盛水容器冷藏水样冷藏时的温度应低于采样时水样的温度，水样采集后立即放在冰箱或冰水浴中，置于暗处保存一般于2-5。冷藏并不适用长期保存。加入保存药剂在水样中加入合适的保存试剂能够抑制微生物活动、减缓氧化还原反应发生，加入的方法可以是在采样后立即加入，也可以水样分样时根据需要分瓶分别加入。不同的水样、同一水样的不同的监测
14、项目，要求使用的保存药剂不同，保存药剂主要有生物抑制剂、pH值调节剂、氧化或还原剂等类型。水样的运输采集的各种水样从采集地到分析实验室之间有一定距离，运送样品的这段时间里，由于环境作用，水质可能会发生物理、化学和生物等各种变化，为使这些变化降低到最小程度，需要采取必要的保护性措施（如添加保护性试剂或致冷剂等），并尽可能的缩短运输时间。样品的运输过程中的基本要求：盛水容器应当妥善包装，以免它们的外部受到污染，特别是水样瓶颈部和瓶塞在运送过程中不应破损或丢失。为避免样品容器在运输过程中因震动碰撞而破损，最好将样品瓶装箱并采用泡沫塑料减震或碰撞。冷藏的样品必须达到冷藏的要求：水样存放点要尽量远离热源
15、，不要放在可能导致水温升高的地方（如汽车发动机旁），避免阳光直射。冬季采集的水样可能结冰，如果盛水器用的是玻璃瓶，则应采取保温措施以免破裂。根据所检测的项目要求，水样要在保存时间内送到检测室，并同时考虑检测准备工作所需要的时间。现场工作质量保证现场工作质量保证措施:现场测试后的水样不能再带回实验室用于其它项目的检测。新的或使用过的采样瓶应按标准检验方法中所列的方法清洗。根据各被测组分的特性,选用合适的采样器和盛水容器。盛水容器必须专用容器现场工作前，检查保存剂的纯度和玻璃器皿的清洁度。必须选用推荐的保存方法。所有保存剂必须是分析实验室提供和确认的分析纯级试剂。保存样品时，可将相同保存方法的水样
16、划为同一样品组,以减少错加保存剂和对保存剂产生交叉污染的可能。不得使用医用氧化锌胶布编号、帖签。人手和手套不应与采样瓶内壁和瓶塞接触。盛水容器必须置于清洁环境内,远离灰尘、污物、烟雾和烟灰等污染物。保持采样车的清洁。经过消毒的采样瓶至采样前仍应保持消毒状态。若消毒的包装纸或铝箔丢失或封口破损,瓶子应重新消毒。水样需避光保存，最好贮藏于凉暗处或冰箱内。水样及时送回实验室，不得延误。采样工作人员保持手的清洁。现场质量控制样品除规范采样步骤外，还需采集和分析质量控制样品,在采集水样时，必须进行质量控制样品采集。通常每批样品至少采集一个质量控制样品，当一批采集的水样较多时，每10份水样采集一份质量控制
17、样品，质量控制样品通常使用现场空白样、平行样和/或加标样。质量控制样品检测结果判定：现场空白样的分析结果与实验室空白样分析之间应无显著差异；重复样分析结果的精密度与实验室内平行样结果精密度应无显著差异；不同浓度加标水样的回收值应在可接受范围之内。现场采样记录基本要求： 在采样现场把采样记录用胶纸粘贴或悬挂标签于水样瓶上，注明水样编号、采样者、日期、时间及地点等。 同时，采样时还应记录所有现场调查及采样情况，包括采样目的、采样地点、样品种类、编号、数量，样品保存方法、采样时的气候条件以及采样点周围环境卫生状况以及水质的表观情况等。检测方法及最低检出浓度要求按照GB/T5750-2006生活饮用水
18、标准检验方法的程序和步骤检测样品。根据监测要求，将所测指标的检测方法及检出限列于下表检测方法及最低检出浓度感官指标指标检验方法色度1.铂、钴标准比色法浑浊度1.散射法-福尔马肼标准2.目视比浊法-福尔马肼标准臭和味1.嗅气和尝味法肉眼可见物1.直接观察法pH1.玻璃电极法2.标准缓冲溶液比色法检测方法及最低检出浓度 一般化学指标指标检验方法最低检出浓度(水样体积）标准限值mg/L铁1.原子吸收分光光度法0.3-5mg/L0.32.二氮杂菲分光光度法0.05mg/L（50mL）3.电感耦合等离子体发射光谱法4.5g/L4.电感耦合等离子体质谱法0.9g/L检测方法及最低检出浓度 一般化学指标指标
19、检验方法最低检出浓度(水样体积）标准限值mg/L锰1.原子吸收分光光度法0.1-3mg/L0.12.过硫酸铵分光光度法0.05mg/L（50mL）3.甲醛肟分光光度法0.02mg/L（50mL）4.高碘酸银（）钾分光光度法0.05mg/L（50mL）5.电感耦合等离子体发射光谱法0.5g/L6.电感耦合等离子体质谱法0.06g/L氯化物1.硝酸银容量法1.0mg/L（50mL）2502.离子色谱法0.15-2.5mg/L3.硝酸汞容量法1.0mg/L（50mL）硫酸盐1.硫酸钡比浊法5.0mg/L（50mL）2502.离子色谱法0.75-12mg/L3.铬酸钡分光光度法（热法）5mg/L（50
20、mL）4.铬酸钡分光光度法（冷法）5mg/L（10mL）溶解性总固体1.称量法1000总硬度1.乙二胺四乙酸二钠滴定法1mg/L（50mL）450耗氧量1.酸性高锰酸钾滴定法0.05-5.0mg/L（100mL）32.碱性高锰酸钾滴定法0.05-5.0mg/L（100mL）氨氮1.纳氏试剂分光光度法0.02mg/L(50mL)0.52.酚盐分光光度法0.025mg/L(10mL)检测方法及最低检出浓度毒理指标指标检验方法最低检出浓度(水样体积）标准限值mg/L砷1.氢化物原子荧光法1.0g/L（0.5mL）0.012.二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法0.01mg/L（50mL）4.砷斑法0.01
21、mg/L（50mL）5.电感耦合等离子体发射光谱法35g/L6.电感耦合等离子体质谱法0.09g/L氟化物1.离子选择电极法0.2mg/L（10mL）12.离子色谱法0.11.5mg/L3.氟试剂分光光度法0.1mg/L（25mL）4.双波长系数倍率氟试剂分光光度法0.05mg/L（5mL）5.锆盐茜素比色法0.1mg/L（50mL）硝酸盐氮1.麝香草酚分光光度法0.5mg/L(1.00mL)10(20)2.紫外分光光度法0.2mg/L（50mL）3.离子色谱法0.152.5mg/L4.镉柱还原法0.001mg/L(50mL)检测方法及最低检出浓度与消毒有关的指标指标检验方法最低检出浓度(水样
22、体积）游离余氯1. N,N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法0.01mg/L(10mL)2. 3,3,5,5-四甲基联苯胺比色法0.005mg/L臭氧1.碘量法2.靛蓝分光光度法0.01g/3.靛蓝现场测定法0.01mg/L二氧化氯N,N-二乙基对苯二胺硫酸亚铁铵滴定法0.025mg/L(ClO2)2.碘量法20g/L(500mL)3.甲酚红分光光度法0.02mg/L(25mL)4.现场测定法0.01mg/L检测方法及最低检出浓度微生物指标指标检验方法标准限值菌落总数 （CFU/mL）1.平皿计数法100总大肠菌群 （MPN/100mL或CFU/mL）1.多管发酵法不得检出2.滤膜法3.酶底
23、物法耐热大肠菌群 （MPN/100mL或CFU/mL）1.多管发酵法不得检出2.滤膜法大肠埃希氏菌 （MPN/100mL或CFU/mL）1.多管发酵法不得检出2.滤膜法3.酶底物法检验中应注意的问题色度测定前必须将水样中的悬浮物除去。澄清水样直接测定，色度过高时用纯水稀释。由于浊度干扰使测得的色度结果偏高，水样浑浊可用定量滤纸过滤或2000转/分离心20分钟，使之清澈。微生物的活动可以改变水样颜色的性质，应尽快测定。目视比色时，应在光线充足处，将水样与标准色并列，放在白色瓷片或白纸上比色，使光线从底部向上透过比色管，自管口向下垂直观察比色。铂钴比色法适用于测定具有黄色色调的天然水和饮用水的色度
24、。如水样与标准色列的色调不一致，即为异色，可用适用文字描述。浑浊度测量浑浊度时，与样品接触的玻璃器皿都应在清洁的条件下保存，可用盐酸或表面活性剂清洁后，用纯水洗净、沥干。用具塞玻璃采样。采样后因一些悬浮粒子在放置时可沉淀、凝聚、老化而不能还原，微生物也可破坏固形物的性质，因此要尽快测定。如果必须贮存，应避免与空气接触，并应放在冷的暗室中，但不得超过24h，如样品存放在冷处，测定前要恢复到室温。（无浊度水）的制备：稀释标准或稀释水样应使用无浊度水，无浊度水制备方法为：将蒸馏水通过孔径0.2m的薄膜滤片制得（不要细菌检验用的滤膜不能满足要求），用滤过水淋洗收集用的烧瓶至少两次，并弃去其后的200m
25、l。）使用蒸馏水是减少离子交换纯水中的有机物质对测定的影响，以及减少纯水中细菌生长。结果报告浑浊度小于1福尔马肼散射浊度单位时，精确到0.01福尔马肼散射浊度单位。（浊度仪）浑浊度为110福尔马肼散射浊度单位时，精确到0.1福尔马肼散射浊度单位。（浊度仪）浑浊度为10100福尔马肼散射浊度单位时，精确到1福尔马肼散射浊度单位。pH水样接触空气,水中的CO2可增高或降低，因而影响pH值；水中粒状物沉淀及老化；生物体的生长与呼吸,均可使pH值改变。为了取得可靠而精确的结果，应在现场即时测定。如果不能，应将样品采集于完全装满并塞好的瓶内运送，以防止其成份特别是二氧化碳发生变化。所以采样后应尽快进行测
26、定。pH电极法水的色度、浑浊度、游离氯、氯化剂，较高盐含量均不干扰测定，在较强的碱性溶液中，当有大量钠离子存在时，会产生误差，使读数偏低，即所称的“钠差”。克服“钠差”的方法除了使用“低钠误差”电极外，还可选用与被测溶液的pH相近的标准缓冲溶液对仪器进行校正。温度对测定pH值有两种重要影响，即电极本身的电位随着温度而改变，水样的电离作用也随温度而变化，故在报告结果时，注明测定时水样的温度。应保证参比电极中内充液的准确浓度，且溶液中或液体接界处不应有气泡滞留。比色法可受水的颜色，浑浊度，高含盐量，胶体物，游离氯，氧化剂，还原剂等的严重干扰。所用指示剂及标准色列都可能变质，而且没有一种指示剂能适用
27、水的全部PH范围。标准色列长期保存时，因受光线和温度的影响而变色，最好将贮于冷暗处。结果的表示pH值一般报告到0.1pH单位，并指出测定pH时的水样温度。耗氧量是指水中易被强氧化剂氧化的还原性物质（以有机物为主，也包括无机还原物质，如NO2和S2-等），在一定条件下被氧化所消耗的氧化剂量并以相当的氧O2mg/L表示，耗氧量有时也叫高锰酸钾消耗量。耗氧量是反映水中各种还原物质（包括有机物及无机物）的氧化性的相对指标，随化合物类型的不同而有很大变化。但污染不严重的天然水中有机物含量较少，且这些有机物比较容易氧化，所以耗氧量的测定可以用来反映有机物的含量，反映水体受到有机物污染的程度。一般水样采用酸
28、性高锰酸钾法，当水中氯化物大于300mg/L时，采用碱性高锰酸钾法。注意事项耗氧量由于受氧化剂种类、氧化温度和加热时间的影响，因此必须严格控制实验条件才能获得可比性结果。水样保存：水样如无任何保存措施，耗氧量迅速发生改变。水样应低温保存或加化学试剂以抑制微生物的活动。用硫酸调节至酸性，可稳定14天。取样时要充分振摇，才能取得均匀水样，取样应使消耗的高锰酸钾用量在一半以下，否则因氧化能力不足，结果偏低。锥形瓶在使用前要专门处理，用高锰酸钾，充分洗净后备用。加热时间严格控制为30min。当测多个样品时，每个样应有足够的间隔时间。加热温度必须保证100，即水浴水沸腾的温度，水样如在沸水浴内加热，水浴
29、水面应高于锥形瓶水样。在滴定过程中，应保持溶液温度在70-80，如温度低则反应不完全，过高可使草酸钠分解。滴定速度开始要慢，待Mn2+产生后反应迅速，可加快滴定，直至溶液呈淡粉红色，于0.5min-1min不褪色为终点。铁水中铁分为悬浊铁和溶存铁，能通过0.45m滤膜的铁为溶存铁，不能通过的是悬浊铁。水中的铁大部分是悬浊铁。悬浊铁包括氧化铁和氢氧化铁，溶存铁主要是Fe3+和Fe2+。水样加酸保存不能避免悬浮泥沙中铁溶出，应尽量澄清后弃去泥沙。测定铁的方法直接AAS，共沉淀AAS，萃取AAS和二氮杂菲法FAAS法则铁灵敏度比锌低5倍左右，直接测有些勉强。可用氢氧化镁共沉淀法或溶剂萃取法。共沉淀简便快速，不用有机溶剂，富集10倍，是一个比较好的方法。萃取法可消除某些干扰离子，但使用用机溶剂，成本提高。二氮杂菲法具有较高的灵敏度和较好的精密度和准确度。比较费时，样品量大时FAAS更适用。铁的共振线有12条，多用最灵敏的248.3nm，使用化学计量型火焰。水样的预处理： 澄清的水样可直接进行测定； 悬浮物较多的水样，分析前需酸化并消化有机物； 若需测定溶解的金属，则应在采样时将水样通过0.45mm滤膜过滤，然后接每升水样加1.5mL硝酸酸化使pH小于2。水样中的有机物一般不干扰测定
