水質采樣技術指導

Water quality-Guidance on sampling techniques

（GB12998-91　1991-12-05實施）

    本標準是采樣技術的基本原則指導，不包括詳細的采樣步驟；本標準適用于開闊河流、封閉管道、開闊水體、底部沉積物及地下水采樣；本標準是為質量保證控制、水質特征分析、底部沉積物及污泥在內的采樣技術指導，是為水污染鑒別得到可靠的數據而設計的。

    本標準是水質采樣標準的第二部分。本標準參照采用標準ISO 5667－2:1982《水質——采樣——第2部分：采樣技術指導》。

1 主題內容與適用范圍

    本標準是采樣技術的基本原則指導，不包括詳細的采樣步驟。本標準適用于開闊河流、封閉管道、開闊水體、底部沉積物及地下水采樣。

    本標準是為質量保證控制、水質特征分析、底部沉積物及污泥在內的采樣技術指導，是為水污染鑒別得到可靠的數據而設計的。

2 水樣類型

2.1 概述

    為了說明水質，要在規(guī)定的時間、地點或特定的時間間隔內測定水的一些參數。如無機物、溶解的礦物質或化學藥品、溶解氣體、溶解有機物、懸浮物以及底部沉積物的濃度。

    某些參數，例如溶解氣體的濃度，應盡可能在現場測定以便取得準確的結果。

    由于化學和生物樣品的采集、處理步驟和設備均不相同，樣品應分別采集。

    采樣技術要隨具體情況而定，分類在第3章中敘述。

2.2 瞬間水樣

    從水體中不連續(xù)地隨機（就時間和地點而言）采集的樣品稱之瞬間水樣。

    瞬間水樣無論是在水面、規(guī)定深度或底層，通常均可手工采集，也可以用自動化方法采集。

    在一般情況下，所采集樣品只代表采樣當時和采樣點的水質，而自動采樣是相當于在預定選擇時間或流量間隔為基礎的一系列這種瞬間樣品。

    下列情況適于瞬間采樣：

    a.流量不固定、所測參數不恒定時（如采用混合樣，會因個別樣品之間的相互反應而掩蓋了它們之間的差別）；

    b.不連續(xù)流動的水流，如分批排放的水；

    c.水或廢水特性相對穩(wěn)定時；

    d.需要考察可能存在的污染物，或要確定污染物出現的時間；

    e.需要污染物zui高值、zui低值或變化的數據時；

    f.需要根據較短一段時間內的數據確定水質的變化規(guī)律時；

    g.需要測定參數的空間變化時，例如某一參數在水流或開闊水域的不同斷面和（或）深度的變化情況；

    h.在制定較大范圍的采樣方案前；

    i.測定某些參數，例如溶解氣體、余氯、可溶性硫化物、微生物、油脂、有機物和pH時。

2.3 在固定時間間隔下采集周期樣品（取決于時間）

    通過定時裝置在規(guī)定的時間間隔下自動開始和停止采集樣品。通常在固定的期間內抽取樣品，將一定體積的樣品注入各容器中。

    手工采集樣品時，按上述要求采集周期樣品。

2.4 在固定排放量間隔下采集周期樣品（取決于體積）

    當水質參數發(fā)生變化時，采樣方式不受排放流速的影響，此種樣品歸于流量比例樣品。例如，液體流量的單位體積（例如：10 000L），所取樣品量是固定的，與時間無關。

2.5 在固定流速下采集連續(xù)樣品（取決于時間或時間平均值）

    在固定流速下采集的連續(xù)樣品，可測得采樣期間存在的全部組分，但不能提供采樣期間各參數濃度的變化。

2.6 在可交流速下采集的連續(xù)樣品（取決于流量或與流量成比例）

    采集流量比例樣品代表水的整體質量、即便流量和組分都在變化，而流量比例樣品同樣可以揭示利用瞬間樣品所觀察不到的這些變化。因此，對于流速和待測污染物濃度都有明顯變化的流動水，采集流量比例樣品是一種的采樣方法。

2.7 混合水樣

    在同一采樣點上以流量、時間、體積或是以流量為基礎，按照已知比例（間歇的或連續(xù)的）混合在一起的樣品，此樣品稱之混合水樣。

    混合水樣可自動或手工采集。

    混合水樣是混合幾個單獨樣品，可減少分析樣品，節(jié)約時間，降低消耗。

    混合樣品提供組分的平均值，因此在樣品混合之前，應驗證這些樣品參數的數據，以確保混合后樣品數據的準確性。樣品在混合其中待測成分或性質發(fā)生明顯變化時，則不能采用混合水樣，要采取單樣儲存方式。

    下列情況適于混合水樣：

    a.需測定平均濃度時；

    b.計算單位時間的質量負荷；

    c.為估價特殊的、變化的或不規(guī)則的排放和生產運轉的影響。

2.8 綜合水樣

    為了某種目的，把從不同采樣點同時采得的瞬間水樣混合為一個樣品（時間應盡可能接近，以便得到所需要的數據），這種混合樣品稱作綜合水樣。

    下列情況適干綜合水樣：

    a.為了評價出平均組分或總的負荷，如一條江河或河川上，水的成分沿著江河的寬度和深度而變化時，采用能代表整個橫斷面上各點和它們的相對流量成比例的混合樣品；

    b.幾條廢水渠道分別進入綜合處理廠時。

    因為幾股廢水相互反應，可能對可處理性及其成分產生明顯的作用。對其相互作用的數學預測可能不正確或不可能時，綜合水樣能提供更加有用的資料。

    天然和人工湖泊或江河常顯示出空間分布的變化，在多數情況下，總值或平均值的變化都不特別明顯，而局部的變化顯得更為重要。在這種情況下檢驗單樣比檢驗綜合水樣更為有效。

3 采樣類型

3.1 開闊河流的采樣

    監(jiān)測開闊河流水質采樣時，應包括下列幾個基本點：

    a.用水地點的采樣；

    b.污水流入河流后，應在充分混合的地點以及流入前的地點采樣；

    c.支流合流后，對充分混合的地點及混合前的主流與支流地點的采樣；

    d.主流分流后地點的采樣；

    e.根據其他需要設定的采樣地點。

    各采樣點原則上規(guī)定橫過河流不同地點的不同深度采集定點樣品。

    采樣時，一般選擇采樣前連續(xù)晴天，水質較穩(wěn)定的日子（特殊需要除外）。

    采樣時間是在考慮人們的活動、工廠企業(yè)的工作時間及污染物質流到的時間的基礎上確定的。另外，在潮汐區(qū)，應考慮潮的情況，確定把水質zui壞的時刻包括在采樣時間內。

3.2 封閉管道的采樣

    在封閉管道中采樣，也會遇到與開闊河流采樣中所出現的類似問題。采樣器探頭或采樣管應妥善地放在進水的下游，采樣管不能靠近管壁。湍流部位，例如在“T”形管、彎頭、閥門的后部，可充分混合，一般作為*采樣點，但是對于等動力采樣（即等速采樣）除外。

3.3 開闊水體的采樣

    開闊水體，由于地點不同和溫度的分層現象可引起水質很大的差異。

    在調查水質狀況時，應考慮到成層期與循環(huán)期的水質明顯不同。了解循環(huán)期水質，可采集表層水樣；了解成層期水質，應按深度分層采樣。

    在調查水域污染狀況時，需進行綜合分析判斷，抓住基本點（如廢水流入前、流入后充分混合的地點，用水地點，流出地點等有些可參照開闊河流的采樣情況，但不能等同而論），以取得代表性水樣。

    采樣時，一般選擇采樣前連續(xù)晴天，水質穩(wěn)定的日子（特殊需要除外）。

3.4 底部沉積物采樣

    沉積物可用抓斗、采泥器或鉆探裝置采集。

    典型的沉積過程一般會出現分層或者組分的很大差別。此外，河床高低不平以及河流的局部運動都會引起各沉積層厚度的很大變化。

    采泥地點除在主要污染源附近、河口部位外，應選擇由于地形及潮汐原因造成堆積以及底泥惡化的地點。另外也可選擇在沉積層較薄的地點。

    在底泥堆積分布狀況未知的情況下，采泥地點要均衡地設置。在河口部分，由于沉積物堆積分布容易變化，必須適當增設采樣點。采泥方法，原則在同一地方稍微變更位置進行采集。

    混合樣品可由采泥器或者抓斗采集。需要了解分層作用時，可采用鉆探裝置。

    在采集沉積物時，不管是巖芯還是規(guī)定深度沉積物的代表性混合樣品，必須知道樣品的性質，以便正確地解釋這些分析或檢驗。此外，如對底部沉積物的變化程度及其性質難予預測或根本不可能知道時，應適當增設采樣點。

    采集單獨樣品，不僅能得到沉積物變化情況，還可以繪制組分分布圖，因此，單獨樣品比混合樣品的數據更有用。

    第5章提供的樣品容器也適用于沉積物樣品的存放，一般均使用廣口容器。由于這種樣品含有大量的水分，因此要特別注意容器的密封。

3.5 地下水的采樣

    地下水可分為上層滯水、潛水和承壓水。

    上層滯水的水質與地表水的水質基本相同。

    潛水含水層通過包氣帶直接與大氣圈、水圍相通，因此其具有季節(jié)性變化的特點。

    承壓水地質條件不同于潛水。其受水文、氣象因素直接影響小，含水層的厚度不受季節(jié)變化的支配，水質不易受人為活動污染。采集樣品時，一般應考慮的一些因素：

    a.地下水流動緩慢，水質參數的變化率??；

    b.地表以下溫度變化小，因而當樣品取出地表時，其溫度發(fā)生顯著的變化，這種變化能改變化學反應速度，倒轉土壤中陰陽離子的交換方向，改變微生物生長速度；

    c.由于吸收二氧化碳和隨著堿性的變化，導致PH值改變，某些化合物也會發(fā)生氧化作用；

    d.某些溶解于水的氣體如硫化氫，當將樣品取出地表時，極易揮發(fā)；

    e. 有機樣品可能會受到某些因素的影響，如采樣器材料的吸收、污染和揮發(fā)性物質的逸失；

    f.土壤和地下水可能受到嚴重的污染，以至影響到采樣工作人員的健康和安全。

    從一個監(jiān)測井采得的水樣只能代表一個含水層的水平向或垂直向的局部情況，而不能像對地表水那樣可以在水系的任何一點采樣。因為那樣做很困難，又要耗費大量資金。

    如果采樣目的只是為了確定某特定水源中有沒有污染物，那么只需從自來水管中采集水樣。當采樣的目的是要確定某種有機污染物或一些污染物的水平及垂直分布，并做出相應的評價，那么需要組織相當的人力物力進行研究。

    對于區(qū)域性的或大面積的監(jiān)測，可利用已有的井、果或者就是河流的支流，但是，它們要符合監(jiān)測要求，如果時間很緊迫，則只有選擇有代表性的一些采樣點。但是，如果污染源很小，如填埋廢渣、咸水湖，或者是污染物濃度很低，比如含有機物，那就極有必要設立專門的監(jiān)測井。這些增設的井的數目和位置取決于監(jiān)測的目的，含水層的特點，以及污染物在含水層內的遷移情況。

    如果潛在的污染源在地下水位以上，則需要在包氣帶采樣，以得到對地下水威脅的真實情況。除了氯化物、硝酸鹽和硫酸鹽，大多數污染物都能吸附在包氣帶的物質上，并在適當的條件下遷移。因此很有可能采集到已存在污染源很多年的地下水樣，而且觀察不到新的污染，這就會給人以安全的錯覺，而實際上污染物正一直以極慢的速度通過包氣帶向地下水遷移。另外還應了解水文方面的地質數據和地質狀況及地下水的本底情況。

    另外采集水樣還應考慮到：靠近井壁的水的組成幾乎不能代表該采樣區(qū)的全部地下水水質，因為靠近井的地方可能有鉆井污染，以及某些重要的環(huán)境條件，如氧化還原電位，在近井處與地下水承載物質的周圍有很大的不同。所以，采樣前需抽取適量本。

3.6 降水的采樣

    準確地采集降水樣品是十分困難的，在降水前，必須蓋好采樣器，只在降水真實出現之后才打開。每次降水取全過程水樣（降水開始到結束）。采集樣品時，應避開污染源，四周應無遮擋雨、雪的高大樹木或建筑物以便取得準確的結果。

4 采樣設備

4.1 供測定物理或化學性質的采樣設備

4.1.1 瞬間非自動采樣設備

4.1.1.1 概述

    瞬間樣品一般采集表層樣品時，用吊桶或廣口瓶沉入水中，待注滿水后，再提出水面。

    對于分層水選定深度的定點采樣建議按4.1.1.3條中敘述的方法.如果只需要了解水體其一垂直斷面的平均水質，可按4.1.1.2條中敘述的綜合深度法采樣。

4.1.1.2 綜合深度采樣設備

    綜合深度法采樣需要一套用以夾住瓶子并使之沉入水中的機械裝置。配有重物的采樣瓶以均勻的速度沉人水中，同時通過注入孔使整個垂直斷面的各層水樣進入采樣瓶。

    為了在所有深度均能采得等分的水樣，采樣瓶沉降或提升的速度應隨深度的不同作出相應的變化，或者采樣瓶具備可調節(jié)的注孔，用以保持在水壓變化的情況下，注水流量恒定。

    無上述采樣設備時，可采用排空式采樣器，分別采集每層深度的樣品，然后混合。

    排空式采樣器是一種手動、簡便易行的采樣器。此采樣器是兩端開口，側面帶刻度、溫度計的玻璃或塑料的圓筒式，下側端接有一膠管，底部加重物的一種裝置。頂端與底端各有同向向上開啟的兩個半圓蓋子，當采樣器沉入水中時，兩端各自的兩個半圓蓋子隨之向上開啟，水不停留在采樣器中，到達預定深度上提，兩端半圓蓋子隨之蓋住，即取到所需深度的樣品。（上述排空式采樣器只是其中一種，其他只要能達到同等效果的采樣器，均可使用。）

4.1.1.3 選定深度定點采樣設備

    將配有重物的采樣瓶口塞住，沉入水中，當采樣瓶沉到選定深度時，打開瓶塞，瓶內充滿水樣后又塞上。對于特殊要求的樣品（例如溶解氧）此法不適用。

    對于特殊要求的樣品，可采用顛倒式采水器，排空式采水器等。

    采集分層水的樣品，也可采用4.1.1.2條中所述排空式采水器，取得垂直斷面的樣品。

4.1.1.4 采集沉積物的抓斗式采泥器

    用自身重量或杠桿作用設計的深入泥層的抓斗式來泥器，其設計的特點不一，包括彈簧制動、重力或齒板鎖合方法，這些要隨深入泥層的狀況而不同，以及隨所取樣品的規(guī)模和面積而異。因此，所取樣品的性質受下列因素的影響：

    a.貫穿泥層的深度；

    b.齒板鎖合的角度；

    c.鎖合效率（避免物體障礙的能力）；

    d.引起擾動和造成樣品的流失或者在泥水界面上沙掉樣品組分或生物體；

    e.在急流中樣品的穩(wěn)定性。

    在選定采泥器時，對生境、水流情況、采樣面積以及可使用的船只設備均應考慮。

4.1.1.5 抓斗式挖斗

    抓斗式挖斗與地面挖斗設備很相似。它們是通過一個吊桿操作將其沉降到選定的采樣點上，采集較大量的混合樣品，所采集到的樣品比使用采泥器更能吃確地代表所選定的采樣地點的情況。

4.1.1.6 巖芯采樣器

    巖芯采樣器可采集沉積物垂直剖面樣品。采集到的巖芯樣品不具有機械強度，從采樣器上取下樣品時應小心保持泥樣縱向的完整性，以便得到各層樣品。

4.1.2 自動采樣設備

4.1.2.1 非比例自動采樣器

    a.非比例等時不連續(xù)自動采樣器

    按設定采樣時間間隔與儲樣順序，自動將定量的水樣從采樣點分別采集到采樣器的各儲樣容器中。

b.非比例等時連續(xù)自動采樣器

    按設定采樣時間間隔與儲樣順序，自動將定量的水樣從采樣點分別連續(xù)采集到采樣器的各儲樣容器中。

c.非比例連續(xù)自動采樣器

    自動將定量的水樣從采樣點連續(xù)采集到采樣器的儲樣容器中。

d.非比例等時混合自動采樣器

    按設定采樣時間間隔，自動將定量的水樣從采樣點采集到采樣器的混合儲樣容器中。

e.非比例等時順序混合自動采樣器

    按設定采樣時間間隔與儲樣順序，并按設定的樣品個數，自動將定量的水樣從采樣點分別采集到采樣器的各混合儲樣容器中。

    此種采樣器應具有在單個儲樣容器中收集2～10次混合樣的功能。

4.1.2.2 比例自動采樣器

    a.比例等時混合自動采樣器

    按設定采樣時間間隔，自動將污水流量成比例的定量水樣從采樣點采集到采樣器中的混合樣品容器中。

    b.比例不等時混合自動采樣器

    每排放一設定體積污水，自動將定量水樣從采樣點采集到采樣器中的混合樣品容器中。

    c.比例等時連續(xù)自動采樣器

    按設定采樣時間間隔，與污水排放流量成一定比例，連續(xù)將水樣從采樣點分別采集到采樣器中的各儲樣容器中。

    d.比例等時不連續(xù)自動采樣器

    按設定采樣時間間隔與儲樣順序，自動將與污水流量成比例的定量水樣從采樣點分別采集到采樣器中的各儲樣容器中。

    e.比例等時順序混合自動采樣器

    按設定采樣時間間隔與儲樣順序，并按設定的樣品個數，自動將與污水流量成比例的定量水樣從采樣點分別采集到采樣器中的各混合樣品容器中。