正文 第二章 水體環境背景值研究方法(一)(1 / 3)

環境背景值研究是采用現代科學技術,探討自然環境在曆史演化過程中本身固有的物質:.組成與含量,是集地質學、土壤學、水文學、環境分析化學於一體的一項綜合性研究。環境作為自然綜合體,在自然發展過程中各要素之間相互依賴、相互作用,同時又受人類現代工、農業生產活動影響,這就給環境背景值研究帶來一定的困難。區域環境背景值研究,涉及多學科密切配合。因此,建立一套完備的質量保證體係,有效地排除各種人為影響,獲取客觀、可靠的信息來表征區域環境背景值,是環境背景值研究的可靠保證。本項研究的質量保證體係是以控製論為基礎,以係統工程的理論與方法為指導,對環境背景值研究的目標係統、環境係統、應用開發係統進行協調優化,使研究中各環節均達到預定指標。環境背景值研究具有係統性、綜合性、完整性和相對獨立的特點,由於環境中各要素間差異較大,研究內容涉及的學科較多,質量保證的手段、方法又都具有多樣性和相對獨立性,因此在總體方案的實施中,各環節的質量控製是背景值研究質量的重要保證。

第一節采樣點位布設

長江下遊地區是我國重點經濟開發地區,人口稠密,工業發達。在人類活動十分頻繁的這域內,背景值研究樣點位置的選擇就顯得相當重要。我們選擇發源於大別山、黃山、天目山的長江支流水域作為本地區水體環境背景值調查研究的典型區。這些水域地表植被較好,基本沒有工業廢水流入,在相對很少受到工業汙染的中上遊,開展水體環境背景值調查研究。漢水水係是長江最大的支流,在神農架、秦嶺、大巴山等地相對沒受汙染地區開展該項研究工作。

一、水和沉積物樣點布設

1.布設原則

(1)水係的樣點數與支流樣點數的比例關係要滿足下式:n=A?q/Q

式中:n為支流樣點數;Q為水係總徑流量;q為支流徑流量;A為水係樣點總數。

(2)每個環境單元所布設的斷麵數要滿足統計學要求,在水係總樣點數大於30個基本要求下,最低層次統計單元的樣點數亦應不少於3個。

(3)根據不同區域的環境條件、區域地球化學差異,選擇具有典型代表性的河段布設斷麵(點)。特別是對水化學影響比較明顯的環境條件和地球化學特異地區布設了一定數量的代表斷麵,同時在既能反映差異,又能代表流域特征的地域選擇一定樣點。

(4)背景值研究應與經濟開發的規劃目標相結合,在幹流和主要支流布設少量斷麵(點),為經濟開發服務。

2.樣點布設及優化

在采樣斷麵布設時,要因地製宜,對采樣的投資、時間與效果進行優化,因此布點時,按如下要求進行調整:

(1)選擇沒有明顯工業廢水影響的河段布設背景樣點,在受人類活動影響比較明顯的河段布設對照點。

(2)采樣斷麵既要避開交通的影響(汽車尾氣、揚塵),又要在交通方便的河段,提高采樣工作效率,確保常規項目樣品在24小時內完成測定及水樣的處理。

(3)河水有不同補給來源時,要在混合均勻處設置斷麵;並且選擇在河道乎直、水文條件穩定的河段采樣。

(4)盡可能在水土流失比較嚴重的河段上遊采樣,需要在水土流失下遊采樣時,應在河水混合均勻河段設置斷麵。

(5)采樣斷麵要盡量與水文站一致,以便利用水文資料。

(6)各要素的采樣斷麵盡可能設在一處,以便綜合總結。

(7)在典型區,如湖泊、水庫等,為研究水中元素的變化規律,增加樣點。

3.樣點布設的步驟

為保證布點質量,按以下步驟布點:

(1)全麵收集研究區內自然環境與社會環境的有關資料,分析區內環境質量狀況,初步確定布點方案。

(2)進行野外實地踏查,深入了解布點河段的狀況,進一步修正采樣布點方案。

(3)嚴格審查研究區域布點的代表性、可靠性,保證樣點不受汙染。“樣點布設

根據上述原則和要求,在長江下遊選擇青弋江、水陽江及大別山南麓諸水域(包括巢湖水係上遊)為長江下遊的典型水域和漢水水係開展水體環境背景值研究,具體采樣點布設情況如下:

長江下遊典型水域樣點數為43個,其中:青弋江水係19個,水陽江水係9個,巢湖水係6個,皖、浠水係5個,長江幹流3個,太湖1個。這些樣點包括江河、湖庫和泉水,也包括背景點、對照點及背景季節變化觀測點。

在漢水水係布設了67個采樣點,其中背景樣點58個,對照樣點9個。這些樣點既包括江河、湖庫和泉等不同類型水體,同時也考慮到按不同岩性、土壤、植被、氣候、水文等因二劃定單元的代表性。

二、水生生物樣品的選擇與樣點的布設

1.水生生物樣品的選擇

在選擇水生生物樣品時,要考慮所選擇的生物應反映整個水域環境,它對各研究元素的濃縮、放大和代謝強度以及對這些元素的攝取速度和飽和能力。為了便於比較,所選擇的生物要具有廣泛的地理分布,同時還能在實驗室喂養,以便從模擬實驗上得到其含量、攝取速度和飽和能力與水環境之間的相關性。根據上述原則及我國淡水生物的生態行為及其分布,選擇鯉魚作為研究水生生物元素背景值的對象。

鯉魚為我國廣泛分布的魚類之一,遍及世界各地,是底棲性魚類,一般喜在水體下層活動,以螺螄、水生昆蟲、高等植物及腐爛植物碎屑為食,是雜食性魚類。

2.水生生物樣點的布設

根據水體環境背景值的定義和水生生物活動的特性,研究水生生物元素背景值的采樣斷麵應在相對沒受或少受人類活動汙染的水域。按長江中下遊水域地理環境和水環境特征,我們提出采樣斷麵設置的原則:(1)采樣斷麵應與采水、沉積物斷麵保持相對一致。(2)能采到魚的一級支流或上遊。(3)在人類汙染的水域采集樣品,作為背景對照樣點。由於研究水生生物元素背景值必須要有足夠數量的樣品才能獲得有實際意義的背景值數據。

按式計算,在長江下遊典型水域共布設22個水生生物采樣斷麵,其中15個背景斷麵,7個對照斷麵,共采集124條鯉魚,並製成樣品;在漢水水係布設21個斷麵,其中有18個背景樣點和3個對照點,共采集159條鯉魚,並製成樣品。

第二節樣品的采集

一、采樣前的質量保證

1.盛水容器的選擇和前處理

容器的材質對水樣貯存期間的穩定性影響很大。為了保證背景值樣品的穩定性,除加固定劑外,還要解決容器選擇問題。盛水容器的材質和性能需滿足如下要求:

①容器材質化學穩定性好,可保證水樣各組分在貯存期間不發生變化;

②抗極端溫度性能好,抗震,大小、形狀和重量適宜;

③密封好,容易打開;

④容易清洗,並可反複使用。

近年的研究、試驗結果表明,容器材質對痕量分析影響的大小順序為:多氟烴<聚乙烯<透明石英<鈾<硼矽玻璃。根據背景值樣品的特點和實驗室分析的要求,選擇的盛水容器為高壓低密度聚乙烯桶,它具有金屬含量低、杭震、耐酸堿腐蝕、耐極端氣溫等特點。