水质采样技术7大要点

为统一水利行业水质采样技术的标准化，规范化保证水质监测成果的代表性、可靠性、可比性、科学性及公证性，根据《水环境监测规范》（SL 219-98）、《水质采样技术规程》（SL 187-96）、《水质 河流采样技术指导》（HJ/T 52-1999）、《水质采样 样品的保存和管理技术规定》（HJ 493-2009）、《水质 采样方案设计技术规定》（HJ 495-2009）进行编写了本讲义。

采样断面与采样点的布设

一、采样断面布设
1、采样断面布设应符合以下原则∶
（1）充分考虑本河段（地区）取水口、排污（退水）口数量和分布及污染物排放状况、水文及河道地形、支流汇入及水工程情况、植被与水土流失情况、其它影响水质及其均匀程度的因素等。
（2）力求以较少的监测断面和测点获取最具代表性的样品，全面、真实、客观地反映该区域水环境质量及污染物的时空分布状况与特征。
（3）避开死水及回水区，选择河段顺直、河岸稳定、水流平缓、无急流湍滩且交通方便处。
（4）尽量与水文断面相结合，以取得有关的水文数据。 
（5）断面位置确定后，应设置固定标志，不得任意变更;需变动时应报原批准单位同意。

2、河流采样断面的布设方法应符合以下要求∶
（1）城市或工业区河段，应布设对照断面、控制断面和消减断面。
（2）污染严重的河段可根据排污口分布及排污状况，设置若干控制断面，控制的排污量不得小于本河段总量的80%。
（3）本河段内有较大支流汇人时，应在汇合点支流上游处，及充分混合后的干流下游处布设断面。
（4）出入境国际河流、重要省际河流等水环境敏感水域，在出入本行政区界处应布设断面。
（5）水质稳定或污染源对水体无明显影响的河段，可只布设一个控制断面。
（6）河流或水系背景断面可设置在上游接近河流源头处，或未受人类活动明显影响的河段。
（7）水文地质或地球化学异常河段，应在上、下游分别设置断面。
（8）供水水源地、水生生物保护区以及水源型地方病发病区、水土流失严重区应设置断面。
（9）城市主要供水水源地上游1000m处应布设断面。
（10）重要河流的入海口应布设断面。
（11）水网地区应按常年主导流向设置断面;有多个叉路时应设置在较大干流上，控制径流量不得少于总径流量的80%。

3、湖泊、水库采样断面的布设方法应符合以下要求∶
（1）在湖泊（水库）主要出入口、中心区、滞流区、饮用水源地、鱼类产卵区和游览区等应设置断面。
（2）主要排污口汇入处，视其污染物扩散情况在下游100～ 1000m处设置1～5条断面或半断面。
（3）峡谷型水库，应在水库上游、中游、近坝区及库层与主要库湾回水区布设采样断面。
（4）湖泊（水库）无明显功能分区，可采用网格法均匀布设，网格大小依湖、库面积而定。
（5）湖泊（水库）的采样断面应与断面附近水流方向垂直。

二、采样垂线布设方法
1、河流、湖泊（水库）的采样垂线布设方法与要求∶
（1）河流断面应根据水面宽度布设采样垂线，河流（潮汐河段）采样垂线的布设应符合表1的规定。
表1 江河采样垂线布设
图片
（2）湖泊（水库）采样垂线布设要求∶
主要出入口上、下游和主要排污口下游断面，其采样垂线按表1规定布设。
湖泊（水库）的中心，滞流区的各断面，可视湖库大小水面宽窄，沿水流方向适当布设1～5条采样垂线。

三、采样点的布设方法
1、河流、湖泊（水库）的采样点布设要求∶
（1）河流断面垂线上采样点的设置，应按河流水深布设。
（2）湖泊（水库）采样垂线上采样点的布设要求与河流相同，但出现温度分层现象时，应分别在表温层、斜温层和亚温层布设采样点。
采样时间与频率 

一、地表水采柱时间与频率
1、河流采样频次和时间的确定应符合以下要求∶
（1）长江、黄河干流和全国重点基本站等，采样频次每年不得少于12次，每月中旬采样。
（2）一般中小河流基本站采样频次每年不得少于6次，丰、平、枯水期各2次。
（3）流经城市或工业区污染较为严重的河段，采样频次每年不得少于 12次，每月采样1次。在污染河段有季节差异时，采样频次和时间可按污染季节和非污染季节适当调整，但全年监测不得少于是12次。
（4）供水水源地等重要水域采样频次每年不得少于12次，采样时间根据具体要求确定。（部水文局水功能区动态监测方案，重要的饮用水源区按旬采样，每月3次，全年36次。）
（5）潮汐河段和河口采样频次每年不得少于3次，按丰、平、枯三期进行，每次采样应在当月大汛或小汛日采高平潮与低平潮水样各一个；全潮分析的水样采集时间可从第一个落憩到出现涨憩，每隔1～2h采一个水样，周而复始直到全潮结束。
（6）河流水系的背景断面每年采样3次，丰、平、枯水期各1次，交通不便处可酌情减少，但不得少于每年一次。

2、湖泊（水库）采样频率和时间的确定应符合以下要求∶
（1）设有全国重点基本站或具有向城市供水功能的湖泊（水库），每月采样一次，全年12次。
（2）一般湖泊（水库）水质站全年采样3次，丰、平、枯水期各一次。
（3）污染严重的湖泊（水库），全年采样不得少于6次，隔月一次。
※ 同一河流（湖泊、水库）应力求水质、水量及时间同步采样，在河流、湖泊（水库）最枯水位和封冻期，应适当增加采频次。
※ 专用站的采样频次与时间视具体要求而定。

采样器与贮样容器 

一、采样器选择与使用要求
采样器应有足够强度，且使用灵活、方便可靠，与水样接触部分应采用惰性材料，如不锈钢、聚四氟乙烯等制成。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。

1、采样器类型
（1）表层采样器
与水质化学分析相关的采样，可把敞口容器（如吊桶或瓶）浸没于河流表层水下采集。
（2）密封浸入式装置
密封浸入式装置是由充满空气（或惰性气体）的密闭容器组成，用缆绳将其下放到所要求的深度，然后打开密封装置（如环形塞），用水取代空气（或惰性气体）。这种装置主要适用于规定深度的采样。
（3）3 开管或圆筒装置
这种类型的装置由管或圆筒组成，两端装有折页或阀门，装置下放时，折页或阀门打开，水流自由通过，提升时则关闭。这样的装置适用于死水或低流速的河流采样。
（4）抽吸装置
通常被认为是一种方便的采集水样方法。抽吸系统由浸入水中的吸水管和蠕动泵组成。
（5）自动采样装置
自动装置能连续采样或在无人照管下采集一组样式品。特别适用于混合样品和研究水质随时间变化时的情况。

2、根据当地实际情况，可选用以下类型的水质采样器∶
（1）直立式采样器。适用于水流平缓的河流、湖泊、水库的水样采集。
（2）横式采样器。与铅鱼联用，用于山区水深流急的河流水样采集。
（3）有机玻璃采水器。由桶体、带轴的两个半圆上盖和活动底板等组成，主要用于水生生物样品的采集，也适用于除细菌指标与油类以外水质样品的采集。
（4）自动采样器。利用定时关启的电动采样泵抽取水样，或利用进水面与表层水面的水位差产生的压力采样，或可随流速变化自动按比例采样等。此类采样器适用于采集时间或空间混合积分样，但不适宜于油类、pH、溶解氧，电导率、水温等项目的测定。

二、贮样容器的选择与使用要求 
1、贮样容器材质应符合以下要求∶
（1）容器材质应化学稳定性好，不会溶出待测组份，且在贮存期内不会与水样发生物理化学反应。
（2）对光敏性组份，应具有遮光作用。
（3） 用于微生物检验用的容器能耐受高温灭菌。

2、贮样容器选择与使用要求∶
（1）测定有机及生物项目的贮样容器应选用硬质（硼硅）玻璃容器。
（2）测定金属、放射性及其它无机项目的贮样容器可选用高密度聚乙烯或硬质（硼硅）玻璃容器。
（3）测定溶解氧及生化需氧量（BOD）应使用专用贮样容器。
（4）容器在使用前应根据监测项目和分析方法的要求，采用相应的洗涤方法洗涤。

采样类型与方法

一、地表水采样
1、地表水采样的一般要求∶
（1）采样应在自然水流状态下进行，尽量不扰动水流与底部沉积物，以保证样品代表性。
（2）污水流入河流后，应在充分混合的地点以及流入前的地点采样。
（3）在潮汐区应考虑潮的情况，把水质最坏的时刻包括在采样时间内。
（4）湖泊水库应根据温度分层现象接深度分层采样。
（5）采样时，采样器或采样瓶应用采样的水冲洗三至四次，再正式采集样品。
（6）采样时间应选择采样前连续3天无降雨，水质较稳定的日子（特殊需要除外）。
（7）应采集足够体积的水样用于复制水样和质量控制检验。
（8）每个水样均应按样品保存方法（见6.1）保存，保存条件见附录A。《水质采样技术规程 》（SL 187-96）

2、地表水采样方法可分为以下几种类型：
（1）根据采样器原理可分为自动采样、半自动采样与手工采样。
（2）根据水样采集形式可分为瞬时采样和混合采样，其中混合采样又可分为时间积分、深度积分和面积积分三种。
（3）根据采样位置及季节可分为涉水采样、桥梁采样、船只采样、缆道采样和冰上采样五种。
涉水采样。适用于水深较浅的小河、近岸、河岸或码头。采样时要面向上游，保证水样免受泥沙、垃圾或其他漂浮物的污染。
桥梁采样。适用于有桥梁的监测断面。采样时应将绳子一端系在采样器上，另一端安全而牢靠地系在桥上固定的位置。
船只采样。适用于水体较深的河流、湖泊和水库。采样时应位于上游一侧采集，使机器浮油污染减至最低程度。
缆道采样。适用于山区流速较大的河流。采样时必须用抛锚或马达使船平衡浮在水面，保证悬吊采样器的绳子能到达垂线位置，并能精确读出采样水深。
冰上采样。适用于北方冬季河流、湖泊和水库。采样时为获得一个合适的工作场地，应除去冰面上覆盖的雪，用气钻钻开一个洞，在冰盖以下采集水样。

3、采样时应注意以下事项∶
（1）水样采集量视监测项目及采用的分析方法所需水样量及备用量而定。（2）采样时，采样器口部应面对水流方向。用船只采样时，船首应逆向水流，采样在船舷前部逆流进行，以避免船体污染水样。
（3）除细菌、油等测定用水样外，容器在装入水样前，应先用该采样点水样冲洗三次。装入水样后，应按要求加入相应的保存剂后摇匀，并及时填写水样标签。
（4）测定溶解氧与生化需氧量（BODg）的水样采集时应避免曝气，水样应充满容器，避免接触空气。
（5）因采样器容积有限，需多次采样时，可将各次采集的水样放入洗净的大容器中，混匀后分装，但本法不适用于溶解氧及细菌等易变项目测定。
（6）采样时应做好现场采样记录，填好水样送检单，核对瓶签。

4、下列参数应在采样现场采用相应方法测定∶
（1）水温。温度计法。
（2）pH。pH计法。
（3）溶解氧。容量法或膜电极法。
应用碘量法测定水中溶解氧，水样需直接采集到样品瓶中。在采集水样时，要注意不使水样暴气或有气泡残存在采样瓶中。
（4）电导率。电导仪法。
（5）透明度。塞氏盘法。
（6）水的颜色、嗅及感官性状。现场描述记录。
（7）流速。流速仪法。


样品保存与管理


一、样品保存方法
1、水样过滤
对需要过滤处理的水样，为保证样品的稳定性，采样时或采样后应立即进行过滤处理，除去其中的悬浮物、沉淀、藻类及其他微生物。测有机项目时应用玻璃纤维或聚四氟乙烯过滤器; 测无机项目时可用0.45μm 醋酸纤维滤膜过滤。

2、充满容器
采样时使样品充满容器至溢流并盖紧塞子，使水样上方没有空隙，这种方法可以减少运输过程中水样的晃动，避免溶解性气体逸出、pH值变化、低价铁被氧化及挥发性有机物的挥发损失。但对准备冷冻保存的样品不能充满容器，以防因体积膨胀致使容器破裂。

3、冷藏与冷冻
冷藏与冷冻是短期内保存样品的一种较好方法。冷藏保存不应超过规定的保存期限，冷藏温度应控制在2～5℃。冷冻（—20℃）保存应掌握好冷冻和解冻技术，使解冻后样品能迅速、均匀地恢复其原始状态。冷冻应选用聚乙烯塑料容器，玻璃容器不适于冷冻，用于微生物分析的样品不适于冷冻。

4、加入化学保存剂
对需要加入化学保存剂的水样，采样人员应严格按照所要求试剂纯度、浓度、剂量和试剂加入的顺序等具体规定，向水样中加入化学保存剂。所加入的化学保存剂不能干扰监测项目的测定。
① 控制溶液pH值∶测定金属离子的水样常用硝酸酸化至pH=1-2，既可以防止重金属的水解沉淀，又可以防止金属在器壁表面上的吸附，同时在pH=1-2的酸性介质中还能抑制生物的活动。用此法保存，大多数金属可稳定数周或数月。测定氰化物的水样需加氢氧化钠调至pH=12。测定六价铬的水样应加氢氧化钠调至pH=8，因在酸性介质中，六价铬的氧化电位高，易被还原。保存总铬的水样，则应加硝酸或硫酸至pH=1-2。
②加入抑制剂∶ 为了抑制生物作用，可在样品中加入抑制剂。
③ 加入氧化剂∶水样中痕量汞易被还原，引起汞的挥发性损失，加入硝酸---重铬酸钾溶液可使汞维持在高氧化态，汞的稳定性大为改善。
④ 加入还原剂∶ 测定硫化物的水样，加入抗坏血酸对保存有利。

5、添加保存剂 注意事项∶
对于我省采集的水样所添加保存剂有∶用于溶解氧的固定试剂（硫酸锰、碱性碘化钾）; 浓硫酸、浓硝酸、氢氧化钠。
① 用于添加保存剂的吸管要贴有明显的标签，做到专管专用，绝不能混用，避免交叉污染。
② 各保存剂的添加要严格按顺序按量进行添加。
③ 用后要用清洁水把各吸管洗干静，妥善保管。
④ 硫酸锰、碱性碘化钾、浓硫酸、浓硝酸、氢氧化钠保存剂要加锁妥善保管，以防丢失。

二、水样的管理与运送
1、样品的标签设计
水样采集后，往往根据不同的分析要求，分装成数份，并分别加入保存剂，对每一份样品都应附一张完整的水样标签。水样标签应事先设计打印，内容一般包括∶采样目的，项目唯一性编号，监测点数目、位置，采样时间，日期，采样人员，保存剂的加入量等。标签应用不退色的墨水填写，并牢固地粘贴于盛装水样的容器外壁上。对于未知的特殊水样以及危险或潜在危险物质如酸，应用记号标出，并将现场水样情况作详细描述。
对需要现场测试的项目，如pH、水温、气温、水位、流量等应按下表进行记录，并妥善保管现场记录。
（清晰完整填写水质分析送验单）


2、样品的运输
水样采集后必须立即送回实验室，根据采样点的地理位置和每个项目分析前最长可保存时间，选用适当的运输方式，在现场工作开始之前，就要安排好水样的运输工作，以防延误。
水样运输前应将容器的外（内）盖盖紧。装箱时应用泡沫塑料等分隔，以防破损。同一采样点的样品应装在同一包装箱内，如需分装在两个或几个箱子中时，则需在每个箱内放入相同的现场采样记录表。运输前应检查现场记录上的所有水样是否全部装箱。要用醒目色彩在包装箱顶部和侧面标上"切勿倒置"的标记。
每个水样瓶均需贴上标签，内容有采样点位编号、采样日期和时间、测定项目、保存方法，并写明用何种保存剂。
装有水样的容器必须加以妥善的保存和密封，并装在包装箱内固定，以防在运输途中破损。除了防震、避免日光照射和低温运输外，还要防止新的污染物进入容器和沾污瓶口使水样变质。

采样质量保证与控制


一、采样质量保证
1、采样人员应接受采样技术培训，熟悉质量保证内容、程序和方法，了解采样技术关键环节，掌握现场测定仪器性能，并通过质量控制技术考核持证上岗。

2、采样仪器设备应按检定规程或校（检）验方法校准，并处于有效工作状态。其材质应符合本规程的规定。

3、采样人员应按本规程规定的采样方法进行采样。如果要改变采样方法，应记录在案，并且保证所选择的采样方法比本规程规定的采样方法优越。

4、采样时，断面横向和垂向点位的数目、位置应完全准确，每次采样应尽量保持一致。

5、采样人员应做好现场采样记录，及时核对标签和检查保证措施的落实。

6、采样过程中应按下列预防方法防止水样污染与变质：
（1）新的或曾用过的采样瓶应按本规程推荐的方法清洗。
（2）贮样瓶只用于盛装水样，已经在试验中作为存储试剂用的瓶子不应用作贮样容器。
（3）野外采样前，已经过防污保存的玻璃器皿，应对其清洁程度作抽样检验。
（4）采样瓶内部或顶部不应用裸露的手、手套等触摸，以防污染。（5）采样瓶应远离尘埃、垃圾、烟雾或烟尘，应保持清洁的环境。（6）经过消毒灭菌处理的采样瓶，应保持无菌，采样前严禁用水样冲洗。如果消毒过的重质纸或铝泊已经丢失，或瓶子顶部的密封已经破碎，则该瓶子应舍弃。
（7）水样采集后应尽快运到实验室，并按水质采样规程、样品的保存和管理技术规定的样品保存方法进行保存。

7、一般采样质量保证应注意以下事项∶
（1）采样时应避免剧烈搅动水体和搅起沉积物。当水体中有漂浮杂质时应防止漂浮杂质进入采样器。
（2）用采样瓶直接采集表层水样时，瓶口应面对水流方向逆采。用船只采样时，采样器应尽量远离船体逆流采集。在不流动的水面采样，应握住采样瓶水平向前推，直至充满水为止。
（3）采溶解氧水样时应避开湍流，水样要平稳地充满溶解氧瓶，不得暴气，瓶内不能残留小气泡。
（4）采样人员采样时不应使用化妆品，不应在采样时和分装样品及添加保存剂现场吸烟。汽车应停放在采样断面下风向50m以外处。
（5）对河流的采样系统应仔细选择和安装，入口应用粗筛网环绕保护，以免水中的碎屑阻塞入口。
（6）用泵式采样器采集水样时，采水管的入口应面对水流方向，并调整泵的抽水速度，使采水管入口流速与被采样水体的流速相接近，以便进入采样瓶的待测物浓度与在被采样水体中的浓度相同。
（7）在同一采样垂线进行分层采样时，应自上而下进行，避免不同层次水体的搅扰。与其他监测项目同时采样时，应优先采集细菌学指标测定样品。
（8）采样瓶必须有内外盖，装瓶时应使容器留有1/10顶空（测溶解氧、 BOD、二氧化碳等可溶解性气体除外），以保证样品不外溢。
（9）水样采集后应在现场根据所测项目的保存要求添加保存剂固定，并颠倒摇动数次，使保存剂在水样中均匀分散。
（10）水样采集量应按分析方法和质控要求考虑实际用量。

二、采样质量控制
需要用专门的质量控制和检验程序对采样方法进行定期地考查，特别需要对样品的运输、固定和贮存方法进行考查。质量控制可采取对采样仪器设备的校准和检定、现场空白检验、采集平行样品和加标回收试验等方法。应对所有采样方法按特定设计采用现场质检和审查步骤定期进行试验，以检验这些方法的有效性。
1、采样器空白样
采样器空白样是指用纯水注入或流经该采样器后作为一个样品，然后分析所需要的各个参数，检验采样器周期性使用后所引起的空白变化。

2、现场空白样
现场空白样即在采样现场以纯水作样品，按测定项目的采集方法和要求，与样品同等条件下装瓶、保存、运输和送交实验室分析。通过现场空白样检验，掌握采样过程中操作步骤和环境条件对样品质量影响的状况。

3、现场平行样
现场平行样是指在同等条件下重复采集两个或多个完全相同的子样，密码送实验室分析。现场平行样主要反映采样与实验室的精密度变化状况。

4、现场加标样
现场加标样是指取一组现场平行样，将实验室配制的一定浓度的被测定参数的标准溶液，等量加入到其中一份已知体积的水样中，然后按采样要求处理，同时送实验室分析。获得的分析结果与实验室加标样对比，以掌握测定参数在采样、运输过程中的准确度变化情况。

采样安全措施 

一、一般安全措施
1、河流涉水采样应有两人以上同时进行，并限制在卵石河床断面使用，采样前应用探深杆对水深进行探测，水深到大腿时不许涉水采样。
2、如果采样人员不能确定自己的淌河能力或水流较急时，应在河岸一坚固的物体上系一根按全绳，并穿一套经安全检查的救生衣。
3、在桥上采样时，应在人行道上作业，防止发生事故。如果因采样作业干扰交通，应提前与地方交通部门协商，并在桥上设置"有人作业"显示标志。
4、在通航河流的桥上采样时，现场作业应特别小心，注意航行来往船只和航行安全。
5、在航中采样心须有两人以上，船要有良好的稳定性。采样过程中船要悬挂信号旗，以示采样工作正在进行中，防止商船和捕捞船只靠近。
6、采样人员自行划船采样，必须经过专门训练，熟悉水性，并按照水中安全规则与规定作业，测船严禁超载。
7、在较小河流中用橡皮船采样时，应有安全绳系在河岸坚固的物体上，船上还须有人拉绳随时做好保护。
8、需要破冰采样的地方，应预先小心地检查薄冰层的位置和范围，作好标识，行走和采样时有专人做监视工作，防止采样人员掉进冰窟内。
9、采样过程中应注意不要接触有毒植物，以防止意外事故的发生。严重污染的河流，可能有细菌、病毒及共他有害物质，应注意防护安全。
10、为了保证采样人员作业人身安全，必须考虑气象条件，在大面积水体上采样时，应穿救生衣或戴救生圈。
11、安装在河岸上的仪器和其他设备，为了防止洪水淹没或破坏行为，应采取适当的防护措施。

二、化学处理安全措施
1、利用酸或碱来保存水样时，应戴上手套、保护镜，穿上实验服小心操作，避免烟雾吸入或直接与皮肤、眼睛及衣服接触。
2、酸碱保存剂在运输期间应妥善储存，防止溢出。溢出部分应立即用大量的水冲洗稀释或用化学物质中和。

       文章来源：实验与分析

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