水质监测中采样现场测定的五参数

德希水利水位监测 2025-04-14 17:21:54

在水质监测领域,采样现场测定的五参数是准确评估水体质量的关键要素,对水环境研究、水资源管理以及生态保护起着不可替代的作用。这五参数,即 pH 值、溶解氧(DO)、电导率、水温以及浊度,从不同维度反映了水体的基本特征和质量状况,为水质监测提供了多方面而重要的信息。

一、pH 值 —— 水体酸碱度的 “指示针”

pH 值是衡量水体酸碱度的重要指标,其本质是反映水体中氢离子的浓度。在化学上,pH 值以对数形式表示,pH=-lg [H⁺] ,这一数值直观地体现了水体酸性或碱性的程度。正常情况下,天然水体的 pH 值一般在 6.5 - 8.5 之间,维持着相对稳定的酸碱平衡。

pH 值的变化对水体生态系统有着深远影响。当水体受到酸性工业废水污染时,大量酸性物质的排入会导致水体中氢离子浓度急剧增加,pH 值明显降低。这一变化对水生生物的生存环境产生极大的破坏,例如,许多鱼类适宜生存的 pH 值范围较为狭窄,酸性过强会使鱼的鳃部受到腐蚀,影响其呼吸功能,导致鱼类呼吸困难,生长发育受阻,甚至大量死亡。在一些工业发达地区的河流,由于长期受到酸性废水的污染,河水中的 pH 值曾一度降至 4 - 5,导致河流中水生生物种类和数量锐减,生态系统遭到严重破坏。

相反,当水体受到碱性物质污染时,pH 值升高,同样会影响水生生物的正常生理功能。高碱性环境可能会使一些水生生物的细胞膜通透性改变,影响细胞内外物质的交换,进而影响其新陈代谢和生长繁殖。

二、溶解氧 —— 水生生物的 “生命线”

溶解氧是指溶解在水中的分子态氧,它是水生生物生存所必需的物质,如同人类呼吸离不开氧气一样,水生生物依赖水中的溶解氧进行呼吸作用。

水中溶解氧含量的高低直接影响着水体的自净能力和生态系统的平衡。一般来说,清洁的地表水溶解氧含量接近饱和状态,这是因为水体与大气不断进行气体交换,使得空气中的氧气能够溶解于水中。在流动的河流中,由于水体的紊流作用,加速了气水界面的气体交换,使得河流中的溶解氧含量往往较高。

当水体中有机物含量过高时,情况则截然不同。大量的有机物为微生物提供了丰富的 “食物”,微生物在分解有机物的过程中会消耗大量的溶解氧。当溶解氧被过度消耗,水体就会进入缺氧状态,进而引发一系列水质恶化问题,其中典型的就是水体黑臭。在一些城市的内河,由于生活污水和工业废水的大量排入,水体中有机物严重超标,微生物大量繁殖并快速消耗溶解氧,导致水体缺氧,厌氧菌大量滋生,分解有机物产生硫化氢、氨气等有臭味的气体,使得河水变得黑臭不堪,严重影响周边居民的生活环境和城市的生态形象。

溶解氧的测定对于评估水体的健康状况至关重要,它不仅反映了当前水体的污染程度,还能预示水体未来的变化趋势。

三、电导率 —— 水体离子含量的 “度量尺”

电导率反映了水体中离子的导电能力,它与水中溶解的各种矿物质、盐类等物质的浓度密切相关。不同类型的水体,其电导率差异较大。例如,海水由于含有大量的氯化钠、氯化镁等盐类物质,电导率通常远高于淡水。在大洋中,海水的电导率一般在 30 - 50 mS/cm 之间,而一般的淡水湖泊、河流的电导率则多在几十到几百 μS/cm 。

通过测定电导率,可以初步判断水体中溶解性物质的含量变化。在工业废水排放监测中,许多工业生产过程会产生含有大量重金属离子、酸根离子等的废水,这些废水排入水体后会明显改变水体的电导率。例如,电镀厂排放的废水中含有大量的铜、镍、铬等重金属离子,其电导率会明显高于正常水体。通过实时监测水体电导率的变化,就可以及时发现工业废水的非法排放行为。

在沿海地区,海水入侵也是一个重要的环境问题。当淡水含水层的水位下降,海水就有可能倒灌进入淡水层,导致地下水的电导率升高。通过监测地下水的电导率,可以有效监测海水入侵的程度和范围,为水资源管理和保护提供重要依据。

四、水温 —— 影响水体生态的 “隐形变量”

水温是一个看似简单却十分关键的参数,它对水体中各种物理、化学和生物过程都有着深远的影响。

从物理角度来看,水温的变化会影响水中溶解氧的溶解度。根据亨利定律,气体在液体中的溶解度与温度成反比。当水温升高时,水中溶解氧的溶解度降低,这意味着即使水体中氧气的总量不变,可供水生生物利用的溶解氧也会减少。在夏季高温时期,一些湖泊、池塘中常常会出现鱼类浮头的现象,这就是因为水温升高导致水中溶解氧不足,鱼类不得不游到水面附近呼吸更多的氧气。

从化学角度来看,水温升高会加速化学反应的速率。在水体中,许多化学物质的水解、氧化还原等反应都会受到水温的影响。例如,水体中的有机污染物在高温下分解速度会加快,这虽然在一定程度上有利于水体的自净,但同时也会消耗更多的溶解氧。

五、浊度 —— 水体清洁程度的 “直观体现”

浊度则表示水体的浑浊程度,它主要是由水中的悬浮颗粒物引起的,这些悬浮颗粒物包括泥沙、黏土、藻类、细菌、病毒以及有机和无机胶体等。

浊度的高低不仅影响水体的外观,还会对水体中的生态系统产生重要影响。高浊度的水体中,大量的悬浮颗粒物会阻挡光线的传播,使得水中的光照强度减弱。这对于水生植物的光合作用来说是极为不利的,因为光合作用需要充足的光照。当光照不足时,水生植物的光合作用效率降低,无法产生足够的氧气和有机物质,不仅影响自身的生长发育,还会影响整个水体生态系统的物质循环和能量流动。

此外,高浊度的水体可能携带大量的泥沙、细菌、病毒等有害物质,对饮用水安全构成威胁。在饮用水处理过程中,浊度是一个重要的监测指标,必须通过沉淀、过滤等工艺将浊度降低到一定程度,才能保证饮用水的安全和卫生。在一些洪涝灾害发生后,由于大量泥沙和污染物进入水源地,导致水体浊度急剧升高,此时如果不及时进行有效的处理,就很容易引发饮用水污染事件,威胁居民的身体健康。

六、现场测定五参数的重要意义与应用

在实际的水质监测工作中,现场测定这五参数具有诸多优势。首先,能够及时获取数据,避免样品在运输和保存过程中可能发生的变化对测定结果的影响。水样在采集后,如果不能及时测定,其中的溶解氧可能会因为微生物的呼吸作用而发生变化,pH 值也可能会因为水样中的化学反应而改变。

其次,现场测定可以快速判断水体的大致状况,为后续的采样和分析工作提供指导。例如,如果在现场发现某一区域水体的溶解氧含量极低,就可以针对性地增加采样点和采样频次,以便更准确地了解该区域的水质污染情况。在一些突发水污染事件中,现场快速测定五参数能够为应急处置提供关键信息,帮助决策者及时采取有效的措施,减少污染的扩散和危害。

随着科技的不断进步,现场测定五参数的设备也越来越先进和便捷。如今的多参数水质分析仪可以同时快速准确地测定 pH 值、溶解氧、电导率、水温以及浊度,提高了水质监测的效率和准确性。

水质监测中采样现场测定的五参数相互关联、相互影响,共同为评估水体质量提供了重要依据。只有准确、及时地测定这些参数,才能更好地掌握水体的动态变化,为水资源的保护和合理利用提供有力支持。在未来的水质监测工作中,随着技术的不断进步,现场测定五参数的方法和设备也将不断优化和完善,为水环境的保护发挥更大的作用。我们应充分认识到这五参数在水质监测中的重要性,不断加强对其监测和研究,共同守护好我们的水资源。

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