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水質(zhì)指標(biāo)有哪些?
水質(zhì)指標(biāo):物理指標(biāo)、成分指標(biāo)、 評(píng)估性綜合指標(biāo)、水質(zhì)轉(zhuǎn)化潛能指標(biāo)、工藝指標(biāo)、替代指標(biāo)。
1先說簡(jiǎn)單的物理指標(biāo)
最早的物理指標(biāo)大多是通過人的感官就能觀察到的一些性質(zhì),如:透明度、嗅味,渾濁度、顏色(色度)、溫度等等。古人的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)告訴我們,這些指標(biāo)在評(píng)估水質(zhì)安全方面的價(jià)值了;發(fā)展到今天,濁度、透明度、色度等好些水質(zhì)指標(biāo)已經(jīng)得以量化,可以通過分析儀器準(zhǔn)確測(cè)量了。
2成分指標(biāo)
天然水體中包括重金屬離子、無機(jī)陰離子(氯離子、硫酸根等)、溶解氣體(氧、二氧化碳等)、溶解性有機(jī)物等在內(nèi)的各種天然雜質(zhì);微生物、藻類及其代謝產(chǎn)物,以及經(jīng)過各種途徑(雨水、土壤流失、人和動(dòng)物的排泄物等等)進(jìn)入水體的人工合成化合物,乃至這些物質(zhì)在自然界的反應(yīng)產(chǎn)物或者通過生物體代謝的產(chǎn)物。這些物質(zhì)隨著分析技術(shù)的發(fā)展而逐漸被發(fā)現(xiàn),就像前面提到的列文虎克發(fā)現(xiàn)水中微生物的故事,許多水質(zhì)指標(biāo)都是這樣出現(xiàn)的。
成分指標(biāo)也包括在飲用水、工業(yè)用水,凈化后的污水以及再生水等經(jīng)過人工處理的水中,人為添加的水處理化學(xué)品及其反應(yīng)產(chǎn)物,如飲用水中的余氯和消毒副產(chǎn)物等。(飲用水中最具代表性的一類消毒副產(chǎn)物是三鹵甲烷;由于三鹵甲烷的含量很低,直到20世紀(jì)六十年代一種叫做“電子捕獲器(ECD)“的分析設(shè)備的出現(xiàn),才被人們所知)
成分指標(biāo)分為單一成分指標(biāo)和綜合成分指標(biāo)。綜合指標(biāo)是指具有相同或者相似化學(xué)、生物學(xué)特性的一類物質(zhì)的量。比如:總有機(jī)碳、總磷、總氮、PH值、細(xì)菌總數(shù)等等。
成分指標(biāo)是數(shù)量最為龐大的一類水質(zhì)指標(biāo),目前各種水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中提到的化學(xué)指標(biāo)、重金屬指標(biāo)、微生物指標(biāo)等一般都屬于成分指標(biāo)范疇,由于新的化學(xué)物質(zhì)的研制、生產(chǎn)和使用,一直都不斷在出現(xiàn)新的成分指標(biāo)。
3評(píng)估性綜合指標(biāo)
這類指標(biāo)不是指水中某種已知雜質(zhì)的濃度,而是表征在水中的化學(xué)生物成分和物理特性的共同作用下,水會(huì)表現(xiàn)出某些特定的化學(xué)或生物學(xué)屬性或能力。評(píng)估及綜合性指標(biāo)往往通過人為設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件得到結(jié)果,這類指標(biāo)中最有代表性就是大家耳熟能詳?shù)腃OD(化學(xué)耗氧量),表示在特定條件下,水中能被強(qiáng)氧化劑氧化的物質(zhì)需要的氧的量;COD現(xiàn)在是評(píng)估水有機(jī)污染程度最重要的指標(biāo)。其他常用的評(píng)估性綜合指標(biāo)還有硬度(最初表示水中離子沉淀肥皂的能力)、堿度、BOD(生化需氧量)等等。
生物毒性指標(biāo),生物毒性表示水中的化學(xué)雜質(zhì)整體所表現(xiàn)出來的對(duì)某種生物的毒性效應(yīng)。主要分為急性毒性指標(biāo)和遺傳毒性指標(biāo),是快速評(píng)價(jià)未知成分的水是否安全的非常有價(jià)值的指標(biāo)(現(xiàn)實(shí)中,受制于技術(shù)水平、分析成本等諸多因素,現(xiàn)在的分析技術(shù)無法做到分析窮盡水中所有的成分)。
在實(shí)際應(yīng)用中,“生物毒性“作為一類特殊的評(píng)價(jià)性指標(biāo),常用來直接評(píng)估飲用水水質(zhì)安全性。具體方法是選用某種生物(如發(fā)光細(xì)菌或者大型蚤、藻類等等)作為標(biāo)準(zhǔn)樣品生物,用儀器檢測(cè)這些生物接觸待測(cè)水樣后的反應(yīng)。
4水質(zhì)轉(zhuǎn)化潛能指標(biāo)
反應(yīng)水質(zhì)在諸如處理、儲(chǔ)存、輸配過程中隨時(shí)間發(fā)生變化的趨勢(shì)或者評(píng)估加入某種化學(xué)物質(zhì)以后水質(zhì)的變化潛能;主要分為水質(zhì)穩(wěn)定性(生物穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性)和水處理特性兩類;例如,“消毒副產(chǎn)物生成勢(shì)“這個(gè)指標(biāo)就是在水處理過程中,用來衡量水源加入氯氣(或其他消毒劑)消毒以后消毒副產(chǎn)物的生成潛力的。
“同化有機(jī)碳(AOC)”,則用來評(píng)估飲用水在輸配管網(wǎng)中微生物的最大生長(zhǎng)潛力(在輸配管網(wǎng)中,水中的余氯、鈣鎂離子、硫酸鹽等化學(xué)物質(zhì)、微生物,以及管道自身的材質(zhì)、管壁附著的微生物、水垢以及水流速等的相互作用,形成了一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng),AOC作為生物穩(wěn)定性指標(biāo),和其他的生物和化學(xué)穩(wěn)定性指標(biāo)是評(píng)估和預(yù)測(cè)飲用水經(jīng)過管網(wǎng)輸配,到達(dá)居民家中時(shí)水質(zhì)狀況的重要指標(biāo);例如:打開水龍頭,出現(xiàn)“黃水”,往往是因?yàn)樗幕瘜W(xué)穩(wěn)定性出了狀況,輸水管道被腐蝕,鐵溶解到了水中。
廣義上講,水質(zhì)評(píng)價(jià)常常用到的BOD也是衡量廢水可生化性能的一個(gè)非常有用的指標(biāo)(BOD本身還是評(píng)價(jià)水有機(jī)污染的水質(zhì)指標(biāo)和廢水生物處理工藝中重要的工藝指標(biāo))。
另外,現(xiàn)在常常出現(xiàn)某地湖泊水庫(kù)藻類爆發(fā)的新聞,主要就是因?yàn)樗w中的氮磷等物質(zhì)濃度超過一定水平(常說的“富營(yíng)養(yǎng)化”),在適宜的環(huán)境條件下(溫度、日照、水流速度等)發(fā)生的。藻類爆發(fā)的危害很大(藍(lán)綠藻中釋放的微囊藻毒素是迄今發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的肝腫瘤促進(jìn)劑),如果能根據(jù)獲得的水質(zhì)數(shù)據(jù)(中國(guó)用于水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)估的水質(zhì)指標(biāo)分別是:葉綠素、總磷、總氮、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)和透明度)和環(huán)境、氣象數(shù)據(jù)提前預(yù)測(cè),提早介入,可以有效降低爆發(fā)的風(fēng)險(xiǎn),F(xiàn)在,對(duì)于環(huán)境水體中由于水質(zhì)變化引起的藻類生長(zhǎng)潛力變化也屬于廣義的水質(zhì)轉(zhuǎn)化潛能研究范疇。
5工藝指標(biāo)
指在水處理工藝中用來調(diào)整或者控制后續(xù)工藝的水質(zhì)指標(biāo)。這些工藝指標(biāo)的變化是水中多種物理、化學(xué)、生物特性綜合作用的結(jié)果。例如,污水生物處理工藝常用的污泥體積指數(shù)(SVI),就是衡量活性污泥法工藝中污泥沉降性能的指標(biāo);流動(dòng)電流是原水凈化過程中的絮凝沉淀工藝時(shí)常用的工藝指標(biāo);而最近十分紅火的膜處理工藝中,最受關(guān)注的一個(gè)指標(biāo)就是污染指數(shù)(SDI),SDI代表了水中膠體、固體顆粒等能造成膜堵塞的物質(zhì)的量;其大小關(guān)系到膜的運(yùn)行壽命和維護(hù)費(fèi)用。
有一些物理指標(biāo)和成分指標(biāo),也是工藝指標(biāo);比如:濁度和余氯是飲用水處理的關(guān)鍵性工藝指標(biāo)。而BOD和COD則是污水處理的重要工藝指標(biāo)。隨著水處理新工藝的不斷出現(xiàn),還會(huì)產(chǎn)生更多的工藝指標(biāo)。
6替代指標(biāo)
對(duì)于某些測(cè)量起來很困難,或耗時(shí)間太長(zhǎng),或成本太高;或者沒有辦法實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量的水質(zhì)指標(biāo),選擇和該指標(biāo)相關(guān),而且能夠反應(yīng)該指標(biāo)變化的其他參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。
應(yīng)用最為廣泛的替代指標(biāo)是UV254(水樣在254nm波長(zhǎng)的吸光度)。UV254的數(shù)值和水中的腐殖質(zhì)等有機(jī)物濃度具有很高的關(guān)聯(lián)性,實(shí)踐中,常常用UV254的值來衡量水中有機(jī)污染物的情況。
空氣指標(biāo)包括什么?
城市空氣質(zhì)量周報(bào)的三項(xiàng)指標(biāo)
1.總懸浮顆粒物:這是大氣降塵的主要污染指標(biāo)。大氣中的總懸浮顆粒物主要來自工業(yè)廢氣、建筑揚(yáng)塵、交通尾氣、物質(zhì)燃燒等。它含有可損害神經(jīng)系統(tǒng)的鉛、汞、錳等,還有致癌物苯并芘、砷、鉻等?倯腋☆w粒能吸附有害氣體、液體、細(xì)菌等。目前,許多國(guó)家對(duì)粒徑小于10微米不能被人的上呼吸道所阻擋的可吸入性顆粒(即PM10)非常重視,尤其是粒徑小于2.5微米的可吸入性氣溶膠(即PM2.5)。這種氣膠微粒被吸入人體后,會(huì)滲透到肺部組織的深處,可引起支氣管炎和肺癌等病變。限于監(jiān)測(cè)技術(shù),除上海現(xiàn)已開始監(jiān)測(cè)PM10外,我國(guó)各個(gè)城市普遍監(jiān)測(cè)的只是總懸浮顆粒TSP。在1996年修訂的國(guó)家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中,已增加了PM10的控制標(biāo)準(zhǔn),但考慮到對(duì)人體健康危害最大的是PM2.5,我國(guó)即將制訂新的標(biāo)準(zhǔn),以更好地保護(hù)人民的身心健康。
2.二氧化硫:主要由燃煤排放引起。二氧化硫在大氣中會(huì)氧化而形成硫酸鹽氣溶膠,毒性將增大10倍以上,它將會(huì)嚴(yán)重危害人體健康,導(dǎo)致胸悶。眼睛刺激、呼吸困難,甚至呼吸功能衰竭。在此環(huán)境下的降水便是酸雨,它會(huì)使水質(zhì)及土壤酸化,從而導(dǎo)致魚類和植物大量死亡。二氧化硫曾是一些發(fā)達(dá)國(guó)家在工業(yè)發(fā)展時(shí)期的主要污染物。被列為世界八大公害事件的比利時(shí)馬斯河谷、美國(guó)的多諾拉等煙霧事件,均系二氧化硫嚴(yán)重污染所致。我國(guó)是燃煤大國(guó),每年排放的二氧化硫居世界前列,所以對(duì)二氧化硫及其次生污染的防治必須加大力度。
3.氮氧化物:主要是一氧化氮和二氧化氮,主要由機(jī)動(dòng)車尾氣造成。它對(duì)人們呼吸器官有較強(qiáng)的刺激作用,可引起氣管炎、肺炎、肺氣腫等。氮氧化物與水可生成硝酸鹽、亞硝酸鹽。進(jìn)入人體,可生成強(qiáng)致癌物亞硝酸氨,也可與人體血液中的血紅蛋白結(jié)合,使人產(chǎn)生缺氧癥狀。1952年美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件的罪魁禍?zhǔn)妆闶堑趸铩4送,它還使植物大面積受損。值得注意的是,隨著城市現(xiàn)代化交通的高速發(fā)展,我國(guó)許多城市的氮氧化物也嚴(yán)重超標(biāo),由機(jī)動(dòng)車(也含助動(dòng)車)的激增引發(fā)的光化學(xué)煙霧污染,在許多城市已被環(huán)境監(jiān)測(cè)部門發(fā)現(xiàn)。
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