三、调查水体污染的方法
- 污染源的调查
调查方法步骤如下:
(1)选择已被污染的一条小型河流。并划定该河流的流域面积范围。(2)在流域范围内,调查污染源的分布、类型及其产品性质,完成一幅
本条河流的污染源分布示意图。
-
根据“河流污染源分布示意图”,选择主要污染源,进行实地调查。如果是工业污染源,则应调查工厂名称、建厂年份、产品性质及产量,了解其生产过程中产生水污染物质的主要生产环节,并了解其日排污量及排污口位置。如果被调查的工厂设有环保科室,可用访问方式进一步了解所排出废水中的污染物种类及排放浓度。将调查结果整理成表格。
-
写出该条河流污染源的总结。内容应包括污染源的类别、污染物种类和排放数量等内容。
- 物理性质的测定
- 色度。用铂钴比色法进行。
①原理。用氯铂酸钾和氯化钴配成标准色列,与被测水样进行比较,规定 1 毫克/升以氯铂酸离子形式存在的铂产生的颜色,称为 1 度。
②用具。50 毫升比色管 13 支(可用其它玻璃容器代替)。
③试剂。铂钴标准溶液:称取 1.246 克氯铂酸钾(K2PtCl6)及 1 克氯化
钴(CoCl2·6H2O),溶于 100 毫升水中,加入 100 毫升浓盐酸,用水稀释至
1000 毫升,此标准溶液相当于色度 500 度。
④步骤。先配制标准色列。向 12 支比色管中加入铂钴标准溶液 0.50, 1.00,1.50,2.00,2.50,3.00,3.50,4.00,4.50,5.00,6.00,7.00 毫
升用水稀释到标准线。其色度分别为 5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70 度。若能封严瓶口可长期使用。
然后进行水样测量。用比色管盛取 50 毫升澄清水样与标准铂钴色列在自然光线下进行比较。比较时,应在比色管底部衬一张白纸或白色瓷板,比色管要稍倾,让光线由液柱底部向上透过。分析者对着比色管液面,自上而下观察,记下色度。
⑤计算。水样色度:相当于铂钴色列的色度×水样稀释倍数。
⑥注意事项。若无氯铂酸钾,可用重铬酸钾代替,其制备方法为:称取0.0437 克重铬酸钾及 1 克硫酸钴(CoSO4·7H2O),溶于少量水中,加入 0.5
毫升浓硫酸,用水稀释至 500 毫升,此溶液色度为 500 度。
当水体被污水或工业废水污染,水样的颜色与标准色列不一致,不能进行比色时,可改做颜色描述。颜色描述可用无色、微绿、绿、微黄、黄、浅黄、棕黄、红⋯⋯等文字,记载颜色种类及特征。
-
pH 值。用 pH 计或 pH 试纸直接对水样进行测量。
-
气味。可采用定性描述的方法进行测定。定性描述又分为冷法和热法两种。
①冷法。是取 100 毫升水样,置于 250 毫升锥形瓶中,调节水温至 20
℃左右。振荡后从瓶口闻其气味。
②热法。是取 100 毫升水样,置于 250 毫升锥形瓶中,盖一表面皿,加热至沸,立即闻其气味。
将上述冷法或热法闻取的气味,按表 16-8 的格式记录其强度。
表 16-8 嗅强度等级法
等级 |
强度 |
说 明 |
---|---|---|
0 | 无 |
无任何臭味。 |
1 |
微弱 |
一般人难查出有臭,敏感者可觉出。 |
2 | 弱 |
一般人刚能察觉。 |
3 |
明显 |
可明显察觉。 |
4 | 强 |
有明显臭味。 |
5 |
极强 |
有强烈的恶臭。 |
- 温度。如水层较浅,可只测表层水温,如大的江河、湖泊,应分层测温。中学生调查水体污染,大多水层较浅,可用普通水银温度计进行测量。测量时,应将温度计没入水中
10 厘米以下部位,在流动水中至少需感温 3 分钟,若水静止不动,可轻轻晃动温度计,使之尽快达到温度平衡。
在现场测量水温的同时,应进行气温观测。
- 浊度。用比浊法进行测定。即将水样和用白陶土配制的浊度标准溶液进行比较。
①用具 100 毫升具塞比色管;
250 毫升、1000 毫升容量瓶;
250 毫升具塞无色玻璃瓶。
②试剂。二氧化硅浊度标准溶液:称取 3 克纯白陶土,置于研钵中,加
入少量水,充分研磨成糊状,移入 1 升的量筒中,加水至标线。充分搅拌后
静置 24 小时,用虹吸法弃去表面的 5 厘米液层,收集 500 毫升中间层的溶液。取 50 毫升此悬浊液,置于恒重的蒸发皿中,在水浴上蒸干,在 105℃烘干箱中烘 2 小时,再在干燥器内冷却 30 分钟,称重。重复烘干并称重,直至恒重。求出每毫升悬浊液中所含白陶土的重量(毫克)。
在边振边摇状态中,吸取含 250 毫克白陶土的悬浊液,置 1000 毫升容
量瓶中,加水至标线,振荡摇匀,此溶液的浊度为 250 度。取 100 毫升此溶
液,置于 250 毫升容量瓶中,加水至标线。此溶液为浊度 100 度的标准溶液。
③步骤。测定浊度在 1~10 毫克/升的水样时,先吸取浊度为 100 度的标准液 0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 毫升,置于 100 毫升比色管中,加水至标线,其浊度依此为 0,1.0、2.0,4.0,6.0,8.0,10.0 度。再取 100 毫升均匀水样,置于 100 毫升比色管中,和上述配制的标准溶液进行比较(可在黑色底板上进行目视比较),确定其浓度。
如果浊度是 10~100 毫克/升的水样,则应取浊度为 250 度标准溶液 0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70.0、80.0、90.0、100.0 毫升,
置于 250 毫升容量瓶中,加水至标线,其浊度为 0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 度分别转入 250 毫升具塞无色玻璃瓶中,再取 250 毫
升水样,加入 250 毫升具塞无色玻璃瓶中,和标准溶液进行比较,眼睛从瓶前向后看,确定其浊度。
- 水体富营养化状态调查
富营养化是水体污染的表现之一。水体富营养化的调查方法很多,中学生可用优势种评价法和透明度法进行调查。
(1)优势种评价法。不同营养状况的水体中存在不同的浮游植物,特别在优势种方面差异明显。一般来说,贫营养型湖泊中
表 16-9 不同营养状态湖泊、水库中的常见浮游植物优势种类
营养状况 |
优势种类(属) |
---|---|
贫营养型 |
金藻 锥囊藻( Dinobryon ) 鱼鳞藻( Mallomonas ) |
绿藻 叉链藻( staurodesmus ) 叉星藻( Stauroastrum ) |
|
硅藻 平板藻( Tabellaria ) 根管藻( Rhizosolenia ) |
|
中营养型 |
甲藻 角藻( Ceratium ) 多甲藻( Peridinium ) |
隐藻 蓝隐藻( Chroomonas ) |
|
硅藻 脆杆藻( Fragilaria ) 小环藻( Cyclotella ) |
|
绿藻 空星藻( Coelastrum ) 鼓藻( Cosmarium ) |
|
富营养型 |
绿藻 栅藻( Scenedesmus ) 小球藻( Chlorella ) 十字藻( Crucigenia ) |
蓝藻 微囊藻( Miorocystis ) 鱼腥藻( Anabaena ) 颤藻( Oscillatoria ) 束丝藻( Aphanizomenon ) |
|
硅藻 直链藻( Melosira ) 针杆藻( Synedra ) |
|
隐藻 隐藻( Cryptomonas ) |
|
重富营养型 |
蓝藻 平裂藻( Merismopedia ) 蓝纤维藻( Dactylococcopsis ) 微囊藻 鱼腥藻颤藻 束丝藻 |
续表
营养状况 |
优势种类(属) |
---|---|
重富营养型 |
绿藻 弓形藻( Schroederia ) 栅藻 衣藻( Chlamydomonas ) |
硅藻 小环藻 |
|
裸藻 裸藻( Euglena ) |
以金藻、黄藻类为主,中营养型湖泊中常以甲藻、隐藻、硅藻占优势,富营养型湖泊中则常以绿藻、蓝藻占优势。其具体优势种类见表 16-9。
用定性、定量采集的方法,采集水体中的浮游植物,进行种类鉴定和数量统计,确定其中的优势种。然后根据表 16-9 内容,判断水体是否已成为富
营养化(优势种评价法的操作方法和用具用品见本书第八章第三节)。(2)透明度法。当水体中浮游植物增殖时,叶绿素相应增
加,从而造成水体透明度下降。表 16-10 中的数字说明透明度的大小反映水体的营养状况。
表 16-10 透明度与水体营养状况关系
研究者 |
透明度(米) |
||
---|---|---|---|
贫营养型 |
中营养型 |
富营养型 |
|
美国( EPA ) 1974. |
> 3.7 |
2 ~ 3.7 |
< 2 |
Carlson 1977. |
> 4 |
2 ~ 4 |
< 2 |
Rastlee 1978. |
> 4.6 |
2.7 ~ 4.6 |
< 2.7 |
日 本 |
> 4 |
2.5 ~ 4 |
< 2.5 |
透明度用黑白盘(塞奇氏盘)测定。黑白盘可以自制。用 1~3 毫米厚的铁片板,切割成直径为 20 厘米的圆板,在板的一面通过圆心作两条垂直相交的直线,分为四个等分,上面以黑白漆相间涂色。圆盘中心钻一个孔,穿入铁丝并在盘下加系铅锤,再将铁丝与带有长度标记的细绳相连结。使用时将圆盘逐渐下沉,直到看不见圆面的白色为止,此时的深度即为水的透明度。
- 细菌总数的测定
-
用具用品(见本书第九章第二节)。
-
培养基。营养琼脂培养基(成分及制法见本书第九章第三节)。(3)步骤。以无菌操作方法吸取
10 毫升充分混匀的水样,注入盛有 90
毫升灭菌水的玻璃瓶中,混匀成 1∶10 稀释液。再吸取 1 毫升 1∶10 的稀释液注入盛有 9 毫升灭菌水的试管中,混匀成 1∶100 稀释液。按同法依次稀释成 1∶1000,1∶10000 稀释液备用,吸取不同浓度的稀释液时必须更换吸管。
用灭菌吸管吸取 2~3 个适宜的稀释液 1 毫升,分别注入灭菌培养皿中, 再倾注约 15 毫升已融化并冷却到 45℃左右的营养琼脂培养基,立即旋摇培养皿,使水样与培养基充分混匀。每个水样应倾注 2 个培养皿。每次检验时,
另用 1 个培养皿只倾注培养基作为空白对照。
待培养基凝固后,使其底面向上,置于 37℃恒温箱内培养 24 小时,然后进行菌落计数。2 个培养皿的平均菌落数即为 1 毫升水样中的细菌总数。
(杨 悦)