水质 采样方案设计技术规定
1 适用范围
本标准规定了各种水体包括底部沉积物和污泥的采样的质量控制、质量表征、采样技术要求、污染物鉴别采样方案的原则。
本标准适用于各种水体包括底部沉积物和污泥的采样方案设计。
2 采样目标的确定
采样和检验的主要目的是测定其有关的物理、化学、生物和放射性参数。在表征水体、底部沉积物和污泥的质量时，要采取必要措施，预防样品在采集和分析的间隔内发生变化。确定采样地点、采样时机、采样频率、采样持续时间、样品处理和分析的要求时主要取决于采样目标。
采样目标可区分为以下三种：
(1)质量控制检测
需要进行短期过程的校正时由管理部门决定。
(2)质量特性检测
用于表明质量，多数情况作为研究项目的组成部分，以达到长期质量控制目的或指出发展趋势。
(3)污染源的鉴别
采样方案的目标可由质量特性检测变为质量控制检测，比如，当硝酸盐浓度接近限值时需要提高采样频率，这样就可由较长时期的质量表征变为短期的质量控制方案。
为研究水体中物理或化学参数的浓度水平、负荷分布及生物种类，通常把这些参数变化的研究与时间、流量、工厂工艺、气候条件因素等结合考虑。具体的研究内容及采样要求有以下几个方面：
a)测定水对某种用途的适用性。如检验井水能否用作冷却、锅炉给水、工艺用水或者饮用水。
b)研究排放污染物(包括偶然泄漏)对受纳水体的影响。排放污染物除了增加污染负荷外，还导致其他反应，如化学沉淀或产生气体等。
c)评价水、污水、工业废水处理厂的性能和管理。如评价进入废水处理厂负荷的波动和长期的变化;测定处理过程各阶段的处理效率，提供净化后水的质量数据，控制使用净水剂的浓度;控制那些可能损害企业构筑物或设备的物质等。
d)研究河口淡水径流和海水对河口环境的影响，提供混合类型及因潮汐和淡水流动的变化引起咸淡分层情况的资料。
e)测定工业生产过程中产品的损失。这些资料对评定全厂物料衡算、测量废水排放量都是需要的。
f)测定锅炉水、蒸汽冷凝水和其他回水的质量。对这些水是否能用于预定目的可行性做出评价。
g)调节工业冷却水系统的运行操作，使水得到最佳利用，与此同时，尽量减少锅垢，把腐蚀降低到最低限度。
h)研究大气污染物对雨水质量的影响。它为研究空气质量提供有价值的资料，还可以指出有些问题是否会发生，如暴露的电触点是否会出问题。
i)评价地面物质输入对水质的影响。这些物质或来自自然环境，或来自人工合成(如化肥﹑农药等)。
j)评价底部沉积物的积集和释放对水体中或底部沉积物中水生生物的影响。
k)研究河流调节，不同河流间河水的相互转移对天然水道的影响。如在河水调节期间各种不同质量水体的比例在不断发生变化，导致河水质量波动。
l)评价水质在配水系统中发生的变化。引起这些变化的因素很多：污染、从新水源引水、生物的生长、水垢的沉积和金属的溶解等。
在某些情况下，环境状况是相当稳定的，可从简单的采样方案中获得需要的数据。然而大多数监测点的质量特性在不断地发生变化，因此，要想得到理想的评价需要进行连续采样。虽然连续采样不仅代价太高，而且在许多情况下也不现实。
3 采样时的安全预防措施
3.1 在水体和底部沉积物中进行采样时，会遇到各种危害人体安全和健康的情况。为了保护人体不受伤害，要采取措施避免吸入有毒气体，防止通过口腔和皮肤吸收有毒物质。
负责设计采样方案和负责实施采样操作的人员，必须考虑相应的安全要求。在采样过程中采样人员要了解应采取的必要的防护措施。
3.2 为了保证工作人员、仪器的安全，必须考虑气象条件。在大面积和水较深的水体上采样时，要使用救生圈和救生绳。在冰层覆盖的水体采样之前，要仔细检查薄冰层的位置和范围。当采用水下整装呼吸装置或其他潜水器具时，则应经常检查和维护这些器具的可靠性。
3.3 采样船要坚固，在各种水域中采样时都要防止商船和捕捞船只靠近，要正确使用信号旗，以表明正在进行的工作性质。
3.4 尽可能避免从不安全的河岸等危险地点采样，如果不能避免，要采取相应的安全措施，并注意不要单人行动。如果河岸条件不是采样研究特殊要求的，应尽量采取在桥上采样来代替河岸边采样。
3.5 要选择任何气候条件下都能方便地进行频繁采样的地点，在某些情况下，必须考虑到可能的自然危害，如有毒的枝叶、兽类和爬行动物。危险物质应贴上标签。
3.6 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，需要采取适当的防护措施。
3.7 为了防止一些偶然情况的出现，例如，一些工业废水可能具有腐蚀性，或者含有有毒或易燃物质，污水中也可能含有危害的气体、微生物或动物。在采样期间，必须采取一些特殊的防护措施。
3.8 当采样人员进入有毒气体环境中时，要使用气体防毒面具、呼吸苏醒器具和其他安全设备。此外，在进入封闭空间之前，要测量氧气的浓度和可能存在的有毒蒸汽和毒气。
3.9 在采集蒸汽和热排放物时，需特别谨慎。应使用成熟、可靠的技术。
3.10 处理放射性样品要特别小心，必须采用专门的技术。
3.11 在水中或者靠近水使用电动采样设备时有触电的危险。因此，在选定采样点﹑维护保养设备时，应采取必要的措施。
4 采样的专门注意事项
4.1 采样方案的设计
根据不同的采样目的，采样网络可以是单点也可扩展到整个流域。一个干流网络应包括潮区界以内的各采样点、较大的支流汇入口以及主要污水的排放口等采样点。在设计高质量的采样网络时，通常要做好主要水文站的流量测量。
4.2 采样点的定位
只有固定采样点位才能对不同时间所采集的样品进行对比。
大多数河流的采样点可参照河岸地貌特点标定。
确定非封闭海湾以及海岸边的采样点时寻找容易识别的固定目标作参照。在船上采样，使用仪器为采样点定位。可以使用地图或其他一些标准图表定位。
4.3 水流的特征
从充分混合的湍流中取样最为理想。只要有可能就要把层流诱发成湍流。但是诱发的湍流会引起某些检测项目浓度的变化，采集测定溶解气体，易挥发物质的样品时，不能把层流诱发成湍流。
4.4 水流的特征随时间变化
水流可从层流变成湍流，反之亦然。可能出现从本水系的其他部分流来的逆流水给采样点带来污染。
4.5 流体的组分随时间变化
流体的组分是变化的，随时可能出现不连续的水团，如可溶性污染物、固体物、挥发性物质或者漂浮的油层膜。
4.6 从管道中采样
用适当大小的管子(如抽取多相液体时，管的最小公称内径为 25 mm)从管道中抽取样品。液体在管中的线速度要大，足够保证液体呈湍流的特征，避免液体在管内水平方向流动。
4.7 液体的性质
液体可能具有腐蚀性和磨蚀性，因此要考虑使用耐腐蚀和耐磨材料。对于长期采样，可寻找一种容易替换、对样品无显著污染的配件，以代替昂贵的耐化学腐蚀的仪器设备。
4.8 采样系统内出现的温度变化
采样系统内长期或者短期内的温度变化可能引起样品性质的变化，这种变化可能影响到采样设备的使用。
4.9 测定悬浮物的采样
悬浮物可以分散在遍及液体深度的任一部位。如果可能，可借湍流条件使固-液混合均匀;从理论上讲，线速度应足以引起湍流。采样应该在等动力下进行。如果做不到，可在流体的整个断面上取一系列样品。应注意到，在采样期间，悬浮物的粒径分布在整个采样过程中可能发生变化。
4.10 测定挥发性物质的采样
采样泵的吸入高度要小，管路连接要严密。把最先抽出的样品放掉一部分，以保证所采集的样品具有代表性。
4.11 不同密度的混合水
在层流中，水因密度不同而产生分层，例如，在冷水层上面产生一个温水层，盐水上面有淡水层。
4.12 有害液体、烟雾
必须注意有毒液体、烟雾的出现，以及可能发生爆炸气体的积集。
4.13 气象环境的影响
有时气象环境的变化给水质带来明显的差异。要注意这些变化，并在整理检测结果时予以修正。
5 天然水的各种采样情况
5.1 降水
为化学分析而收集降水样品时，所选采样点应位于避免外界物质污染的地方。例如，应避开烟尘、化肥、农药等污染。
如果样品被冻或者含有雪或雹，最好用电加热器为采样器械加热保温。如果现场无法进行加热保温，则可将全套设备移到高于 0℃的低温环境解冻。
5.2 地表水
5.2.1 地表水监测断面的布设原则
断面在总体和宏观上应能反映水系或区域的水环境质量状况;各断面的具体位置应能反映所在区域环境的污染特征;尽可能以最少的断面获取有足够代表性的环境信息;应考虑实际采样时的可行性和方便性。
根据上述总体原则，对水系可设背景断面、控制断面(若干)和入海断面。对行政区域可设背景断面(对水系源头)或入境断面(对过境河流)、控制断面(若干)和入海河口断面或出境断面。在各控制断面下游，如果河段有足够长度(至少 10 km)，还应设削减断面。
环境管理除需要上述断面外，还有许多特殊要求，如了解饮用水源地、水源丰富区、主要风景游览区、自然保护区、与水质有关的地方病发病区、严重水土流失区及地球化学异常区等水质的断面。
断面位置应避开死水区、回水区、排污口处，尽量选择顺直河段、河床稳定、水流平稳、水面宽阔、无急流、无浅滩处。
监测断面力求与水文测流断面一致，以便利用其水文参数，实现水质监测与水量监测的结合。
监测断面的布设应考虑社会经济发展，监测工作的实际状况和需要，要具有相对的长远性。
流域同步监测中，根据流域规划和污染源限期达标目标确定监测断面。
局部河道整治中，监视整治效果的监测断面，由所在地区环境保护行政主管部门确定。
入海河口断面要设置在能反映入海河水水质并邻近入海的位置。
其他如突发性水环境污染事故，洪水期和退水期的水质监测，应根据现场情况，布设能反映污染物进入水环境和扩散、削减情况的采样断面及点位。
监测断面可分为以下几种：
(1)采样断面：指在河流采样时，实施水样采集的整个剖面。分背景断面、对照断面、控制断面和削减断面等。
(2)背景断面：指为评价某一完整水系的污染程度，未受人类生活和生产活动影响，能够提供水环境背景值的断面。
(3)对照断面：指具体判断某一区域水环境污染程度时，位于该区域所有污染源上游处，能够提供这一区域水环境本底值的断面。
(4)控制断面：指为了解水环境受污染程度及其变化情况的断面。
(5)削减断面：指工业废水或生活污水在水体内流经一定距离而达到最大限度混合，污染物受到稀释、降解，其主要污染物浓度有明显降低的断面。
(6)管理断面：为特定的环境管理需要而设置的断面。
较常见的有：定量化考核、了解各污染源排污、监视饮水水源、流域污染源限期达标排放和河道整治等。
5.2.2 河流监测断面的设置方法
(1)背景断面须能反映水系未受污染时的背景值。要求基本上不受人类活动的影响，远离城市居民区、工业区、农药化肥施放区及主要交通路线。原则上应设在水系源头处或未受污染的上游河段，如选定断面处于地球化学异常区，则要在异常区的上、下游分别设置。如有较严重的水土流失情况，则设在水土流失区的上游。
(2)入境断面，用来反映水系进入某行政区域时的水质状况，应设置在水系进入本区域且尚未受到本区域污染源影响处。
(3)控制断面用来反映某排污区(口)排放的污水对水质的影响。应设置在排污区(口)的下游，污水与河水基本混匀处。
(4)控制断面的数量、控制断面与排污区(口)的距离可根据以下因素决定：主要污染区的数量及其间的距离、各污染源的实际情况、主要污染物的迁移转化规律和其他水文特征等。此外，还应考虑对纳污量的控制程度，即由各控制断面所控制的纳污量不应小于该河段总纳污量的 80%。如某河段的各控制断面均有 5 年以上的监测资料，可用这些资料进行优化，用优化结论来确定控制断面的位置和数量。
(5)出境断面用来反映水系进入下一行政区域前的水质。因此应设置在本区域最后的污水排放口下游，污水与河水已基本混匀并尽可能靠近水系出境处。如在此行政区域内，河流有足够长度，则应设削减断面。削减断面主要反映河流对污染物的稀释净化情况，应设置在控制断面下游，主要污染物浓度有显著下降处。
(6)省(自治区、直辖市)交界断面。省、自治区和直辖市内主要河流的干流、一级、二级支流的交界断面，这是环境保护管理的重点断面。
7)其他各类监测断面
a)水系的较大支流汇入前的河口处，以及湖泊、水库、主要河流的出、入口应设置监测断面。
b)国际河流出、入国境的交界处应设置出境断面和入境断面。
c)国务院环境保护行政主管部门统一设置省(自治区、直辖市)界断面。
d)对流程较长的重要河流，为了解水质、水量变化情况，经适当距离后应设置监测断面。
e)水网地区流向不定的河流，应根据常年主导流向设置监测断面。
f)对水网地区应视实际情况设置若干控制断面，其控制的径流量之和应不少于总径流量的 80%。
g)有水工建筑物并受人工控制的河段，视情况分别在闸(坝、堰)上、下设置断面。如水质无明显差别，可只在闸(坝、堰)上设置监测断面。
h)要使各监测断面能反映一个水系或一个行政区域的水环境质量。断面的确定应在详细收集有关资料和监测数据基础上，进行优化处理，将优化结果与布点原则和实际情况结合起来，作出决定。
i)对于季节性河流和人工控制河流，由于实际情况差异很大，这些河流监测断面的确定、采样的频次与监测项目、监测数据的使用等，由各省(自治区、直辖市)环境保护行政主管部门自定。
5.2.3 潮汐河流监测断面的布设
(1)潮汐河流监测断面的布设原则与其他河流相同，设有防潮桥闸的潮汐河流，根据需要在桥闸的上游、下游分别设置断面。
(2)根据潮汐河流的水文特征，潮汐河流的对照断面一般设在潮区界以上。若感潮河段潮区界在该城市管辖的区域之外，则在城市河段的上游设置一个对照断面。
(3)潮汐河流的削减断面，一般应设在近入海口处。若入海口处于城市管辖区域外，则设在城市河段的下游。
(4)潮汐河流的断面位置，尽可能与水文断面一致或靠近，以便取得有关的水文数据。
5.2.4 湖泊、水库监测垂线的布设
对于湖泊、水库通常只设监测垂线，如有特殊情况可参照河流的有关规定设置监测断面。
(1)湖(库)区的不同水域，如进水区、出水区、深水区、浅水区、湖心区、岸边区，按水体类别设置监测垂线。
(2)湖(库)区若无明显功能区别，可用网格法均匀设置监测垂线。
(3)监测垂线上采样点的布设一般与河流的规定相同，但对有可能出现温度分层现象时，应作水温、溶解氧的探索性试验后再定。
(4)受污染物影响较大的重要湖泊、水库，应在污染物主要输送路线上设置控制断面。
在一个监测断面上设置的采样垂线与各垂线上的采样点数应符合表 1、表 2 和表 3。
5.3 地下水(泉水、井水)
对于自喷的泉水，可在涌口处直接采样。采集不自喷泉水时，将停滞在抽水管的水汲出，新水更替之后，在进行采样。
从井水采集水样，必须在充分抽汲后进行，以保证水样能代表地下水水源。
5.4 饮用水
从自来水用户所使用的水龙头上采样是最好的办法。采样前应移去水龙头上的防溅湿装置，采样时不能使用带有混合式的水龙头，在干线和支线管道采样可利用消防栓。此外，为细菌学检验采集样品时要特别小心。
采取自来水或抽水设备中的水的水样时，应先放水数分钟，使积留在水管中的杂质及陈旧水排出，然后再取样。采集水样前，应先用水样洗涤采样器容器、盛样瓶及塞子 2～3 次(油类除外)。
5.5 浴场
从天然浴场采样，按照水库和湖泊采样方法进行。使用循环水系统的游泳池，应该从进口、出口和水体中分别采样。
5.6 饮用水处理过程中所产生的污泥
大多数饮水处理厂所生成的污泥为氢氧化铝或氢氧化铁，但也有一些处理厂生成石灰软化泥或生物污泥。这些样品可在凝聚槽混凝沉淀池内的不同深度采取，也可在浓缩池内采取。因样品的特殊性在取出后几分钟内就会发生明显变化，因此采样后要尽量少搅动，尽快检验。
5.7 河流、河口、海洋、湖泊和水库的底部沉积物
所制订的采样方案应考虑到沉积物组分纵、横方向的变化，必须取得有关底部沉积物的深度和不同深度上沉积物组成的数据。
采水样时的许多重要因素，如船只的使用，也适用于底部沉积物的采样。
底层通常是不均匀的。为了提供有代表性的评价参数，应保证采集足够数量的样品。
来源：环保部
