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环境分析系列：物理指标的测定物理指标的测定水质的物理指标诸如温度、颜色、气味、浊度、残渣、盐度、电导率等属于感官性状指标。
这些指标对饮用水、风景旅游区的水体来说都至关重要。
因此，对它们的测定与测定化学物质同样受到重视。
1. 温度温度是水质的一项重要的物理指标，水的物理化学性质与温度有密切关系。
水中溶解性气体(如氧、二氧化碳等)的溶解度、微生物的活动，甚至pH和盐度都与温度变化有关。
水温的测定，在测定其他一些项目时是一项必要的参数，例如溶解氧的饱和率，要求准确测定水温。
温度的测定需在现场进行。
常用的水温测量仪器有水温计、深水温度计和颠倒温度计，见图。
水温计适用于测量水的表层温度。
水温计由水银温度计与感水筒组成。
测量时将水温计插入水中，感温5min后，迅速上提并立即读数。
深水温度计适用于水深40m以内的水温测量。
其结构与水温计相似，只是感水筒较大，并有上、下活门，利用其放入水中和提升时的自动开启和关闭，使筒内装满需测温度的水样。
测量时将深水温度计放人水中至一定深度，以下步骤与表层水温测定相同。
颠倒温度计适用于水深在40m以上水温的测定。
颠倒温度计的主温表是双端式水银温度计，一端为贮泡，另一端为接受泡。
感温时，贮泡向下，感温10min后，使温度计连同采水器完成颠倒动作，当温度计颠倒时，水银在断点断开。
这时水银分成两部分，进人接受泡一端的水银指示度，即为所测温度。
辅温表是普通水银温度计，显示读数时的环境温度，用于校正因环境温度改变而引起的主温表读数的变化。
2.颜色水是无色透明的液体，水中存在某些物质时会出现颜色。
这里所谓的“颜色”是指已除去浊度的水的颜色，也称“真色”。
未经过滤或离心处理水样的颜色称为“表色”。
水样的色度是指真色而言。
颜色测定的方法分目视法和光度计法。
目视法的标准方法是铂钻法，对饮用水和由于存在天然物质而使水产生颜色的都可应用。
但是对于大多数高色度的工业废水并不适用，这类废水颜色的测定可采用分光光度法进行测定，或者直接用文字描述其颜色。
5750.4-2006生活饮用水标准检验方法GBT5750.4-2006生活饮用水标准检验方法感官性状和物理指标水质检测范围：生活饮用水、井水、瓶装饮用纯净水、饮用净水、地下水、天然矿泉水、饮用水化学处理剂、瓶(桶)装饮用水、分析实验室用水、工业锅炉水、锅炉用水和冷却水、火力发电厂蒸汽水、农田灌溉水、渔业用水、地表水、淡水养殖用水、海水养殖用水、畜禽饮用水、畜禽产品加工用水、电子级水、海水、降水等。
1.饮用水检测项目：（1）感官性质化学指标：色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、PH、铝、铁、锰、铜、锌、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂毒理指标：砷、镉、铬、汞、硒氰化物、氟化物、硝酸盐、三氯甲烷、四氯化碳、溴酸盐、甲醛、亚氯酸盐、氯酸盐（2）微生物指标：总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌、致病菌、菌落总数（3）放射性指标：总α放射性、总β放射性2.工业用水检测项目：（1）微生物：菌落总数、大肠菌群、霉菌、酵母菌、沙门氏菌、志贺氏菌、大肠埃希氏菌、副溶血性弧菌、金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、产气夹膜梭菌、蜡样芽孢杆菌、单核细胞增生李斯特氏菌、军团菌、霍乱弧菌、阪崎肠杆菌、空肠弯杆菌、铜绿假单胞菌、肠球菌等（2）感官性状：色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物等（3）物理指标：PH值、电导率、总硬度、溶解性总固体、挥发酚、阴离子合成洗涤剂等（4）综合指标：耗氧量、生化需氧量、总有机碳等（5）金属元素：铍、铅、镉、铬、汞、铊、钾、钙、钠、镁、磷、铁、砷、硒、锌、锡、锰、钴、镍、碘、钒等（6）无机非金属：硫酸盐、氯化物、氯酸盐、亚氯酸盐、氟化物、硝酸盐氮、硫化物、磷酸盐、硼、氨氮、亚硝酸盐、碘化物、溴酸盐等（7）有机物：苯、二甲苯、苯并芘、双酚A、甲醛、四氯化碳、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三溴甲烷、邻苯二甲酸二（2-乙基已基）酯等3.其他水样检测项目：（1）工业锅炉水：悬浮物、溶解氧、总硬度、溶解固形物、硫酸根、磷酸根、相对碱度、含铁量、氯离子含量、含油量、PH值等（2）工业废水：电导率、透明度、PH值、全盐量、总硬度、色度、浊度、悬浮物、酸度、碱度、六价铬、总汞、铜、锌、铅、镉、镍、铁、锰、铍、总铬、钾、钠、钙、镁、总砷、硒、钡、钼、钴、溶解氧、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、硫酸盐、总氮、总磷、氟化物、硫化物、高锰酸盐指数、生化需氧量、化学需氧量、挥发性酚、石油类、动植物油、阴离子表面活性剂、苯、甲苯、乙苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、苯乙烯等（3）农田灌溉水：生化需氧量（BOD5)、化学需氧量（CODcr）、悬浮物、阴离子表面活性剂（LAS)、凯氏氮总磷（以P计）、水温、PH值、全盐量、氯化物、硫化物、总汞、总镉、总砷、铬（六价）、总铅、总铜、总锌、总硒、氟化物、石油类、挥发酚、苯、三氯乙醛、丙烯醛、硼、粪大肠菌群数、蛔虫卵等。
水质的性状和评价指标水是生命之源，也是人类生活中不可或缺的重要资源。
而水质则直接影响着人们的健康和生活质量。
因此，了解水质的性状和评价指标对于保护水资源、提高生活品质具有重要意义。
一、水的性状水在自然界中以液体形态存在，具有一些特殊的性状。
1. 透明度与浊度透明度是指光线在水中传播时遇到的阻力，水越清澈透明度越高。
而浊度则是指水中悬浮固体颗粒的浓度，浊度高表示水质较差。
2. 色度水的颜色可以反映水中的溶解物质浓度，如铁、锰等溶解物质会使水呈现黄、红等颜色。
3. 温度水的温度对于水生生物的生长和繁殖具有重要影响。
不同水体的温度会因地理和季节因素而有所不同。
4. pH值pH值衡量了水体中酸、碱性物质的浓度。
pH值在7以下为酸性，7以上为碱性，7为中性。
二、水质的评价指标为了客观评价水质是否符合标准，科学家们制定了一系列的水质评价指标。
1. pH值pH值不仅反映了水体中的酸碱性，还关系到水中许多化学反应的进行，不同pH值会影响水中生物的存活。
2. 溶解氧（DO）溶解氧是水中氧气的含量，对于水生生物的生存至关重要，其浓度过低会导致水中生物窒息。
3. 高锰酸盐指数（CODMn）高锰酸盐指数衡量了水中有机物的含量，高CODMn值表示水中的有机物较多，会影响水的透明度和氧气的溶解。
4. 总硬度总硬度反映了水中的钙、镁离子浓度，较高的总硬度会引发水垢问题，同时也会对水生生物造成危害。
5. 氨氮和亚硝酸盐氮氨氮和亚硝酸盐氮是水体中重要的氮污染指标，其浓度过高会引起水中富营养化，导致藻类大量繁殖。
6. 重金属重金属对水质的影响很大，如铅、汞等重金属的超标会对人体健康造成严重威胁。
除了以上几个指标外，还有磷酸盐、硝酸盐、悬浮物、细菌等指标也被广泛应用于水质评价中。
三、保护水质的重要性水是人类生活必需的资源，保护水质对于人类生存和健康至关重要。
首先，优质的水质对于人体健康至关重要。
水中污染物的摄入会导致各种健康问题，如肠胃疾病、皮肤过敏等。
第 2 章水质与水质标准2.1天然水中杂质的种类与性质2.1.1 天然水体中的杂质天然水中存在的杂质主要来源于所接触的大气、土壤等自然环境，同时人类活动产生的各种污染物也会进入天然水体。
（1）按水中杂质的尺寸，可以分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物3 种，它们的尺寸和外观特征如表2-1 所示表2-1 水中杂质的尺寸与外观特征悬浮物：主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。
胶体：主要是细小的泥砂、矿物质等无机物和腐殖质等有机物。
溶解物：主要是呈真溶液状态的离子和分子，如Ca2+、Mg2+、Clˉ等离子，HCO 3-、SO42-等酸根，O2、CO2、H2S、SO2、NH 3等溶解气体分子。
（2）从化学结构上可以将水中杂质分为无机物、有机物、生物等几类。
无机杂质：天然水中所含有的无机杂质主要是溶解性的离子、气体及悬浮性的泥砂。
溶解离子有Ca2+、Mg2+、Na+等阳离子和HCO 3-、SO42-、Clˉ等阴离子。
有机杂质：天然水中的有机物与水体环境密切相关。
一般常见的有机杂质为腐殖质类以及一些蛋白质等。
生物（微生物）杂质：这类杂质包括原生动物、藻类、细菌、病毒等。
这类杂质会使水产生异臭异味，增加水的色度、浊度，导致各种疾病等。
（3）按杂质的来源可以分为天然的和污染性的物质。
2.1.2 各种典型水体的水质特点一般可以将天然水分为地表水和地下水两大类，地表水又可以分为江河水、湖泊水库水、海水等。
（1）江河水江河水的含盐量和硬度都比较低。
含盐量一般在70～900mg／L 之间，硬度通常在50～400mg／L （以CaCO3计）之间。
（2）湖泊、水库水主要由江河水供给，水质特点与江河水类似。
但浊度一般较低，含盐量和硬度较江河水高。
（3）海水海水的主要特点是高含盐量，在7.5～43.0g ／L 之间。
含量最多的约是氯化钠（NaCl），约占83.7％，其他盐类还有MgCl 2、CaSO4 等。
1.城市污水的主要物理性质及指标和化学性质及指标有哪些？污水的物理性质及指标（1）水温生活污水的年平均温度相差不大，一般在10～20℃之间；许多工业排出的废水温度较高。
水温升高影响水生生物的生存，水中的溶解氧随水温的升高而减小；加速了污水中好氧微生物的耗氧速度，导致水体处于缺氧和无氧状态，使水质恶化。
城市污水的水温与城市排水管网的体制及生产污水所占的比例有关。
一般来讲，污水生物处理的温度范围在5～40℃。
（2）色度生活废水的颜色一般呈灰色。
工业废水则由于工矿企业的不同，色度差异较大，如印染、造纸等生产污水色度很高。
（3）臭味臭和味是一项感官性状指标。
天然水是无色无味的。
水体受到污染后产生气味，影响了水环境。
生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成，主要来源于还原性硫和氮的化合物，工业废水的嗅味主要由挥发性化合物造成。
（4）固体含量水中所有残渣的总和为总固体（TS）,其测定方法是将一定量水样在105～110℃烘箱中烘干至恒重，所得含量即为总固体量。
总固体量主要是有机物、无机物及生物体三种组成。
也可按其存在形态分为：悬浮物、胶体和溶解物。
总固体包括溶解物质（DS）和悬浮固体物质（SS）。
悬浮固体是由有机物和无机物组成，根据其挥发性能，悬浮固体又可分为挥发性悬浮固体（VSS）和非挥发性悬浮固体（NVSS），两种。
挥发性悬浮固体亦称灼烧减重，主要是污水中的有机质；非挥发性固体又称灰分，为无机质。
生活污水中挥发性悬浮固体约占70%左右。
溶解固体的浓度与成分对污水处理效果有直接影响，悬浮固体含量较高能使管道系统产生淤积和堵塞现象，也可使污水泵站的设备损坏。
如果不处理直接排入受纳水体，能造成水生动物窒息，破坏生态。
3．污水的化学性质及指标（1）无机物无机物指标主要包括氮、磷、无机盐类和重金属离子及酸碱度等。
污水中的氮、磷为植物的营养物质，对高等植物的生长，N、P是宝贵物质，而对天然水体中的藻类，虽然是生长物质，但藻类的大量生长和繁殖，能使水体产生富营养化现象。
⽔质指标有哪些⼈们可能会问，⽬前具体有哪些⽔质指标呢？⽔质指标：物理指标、成分指标、评估性综合指标、⽔质转化潜能指标、⼯艺指标、替代指标。
1先说简单的物理指标最早的物理指标⼤多是通过⼈的感官就能观察到的⼀些性质，如：透明度、嗅味，浑浊度、颜⾊(⾊度)、温度等等。
古⼈的经验已经告诉我们，这些指标在评估⽔质安全⽅⾯的价值了;发展到今天，浊度、透明度、⾊度等好些⽔质指标已经得以量化，可以通过分析仪器准确测量了。
2成分指标天然⽔体中包括重⾦属离⼦、⽆机阴离⼦(氯离⼦、硫酸根等)、溶解⽓体(氧、⼆氧化碳等)、溶解性有机物等在内的各种天然杂质;微⽣物、藻类及其代谢产物，以及经过各种途径(⾬⽔、⼟壤流失、⼈和动物的排泄物等等)进⼊⽔体的⼈⼯合成化合物，乃⾄这些物质在⾃然界的反应产物或者通过⽣物体代谢的产物。
这些物质随着分析技术的发展⽽逐渐被发现，就像前⾯提到的列⽂虎克发现⽔中微⽣物的故事，许多⽔质指标都是这样出现的。
成分指标也包括在饮⽤⽔、⼯业⽤⽔，净化后的污⽔以及再⽣⽔等经过⼈⼯处理的⽔中，⼈为添加的⽔处理化学品及其反应产物，如饮⽤⽔中的余氯和消毒副产物等。
(饮⽤⽔中最具代表性的⼀类消毒副产物是三卤甲烷;由于三卤甲烷的含量很低，直到20世纪六⼗年代⼀种叫做“电⼦捕获器(ECD)“的分析设备的出现，才被⼈们所知)成分指标分为单⼀成分指标和综合成分指标。
综合指标是指具有相同或者相似化学、⽣物学特性的⼀类物质的量。
⽐如：总有机碳、总磷、总氮、PH值、细菌总数等等。
成分指标是数量最为庞⼤的⼀类⽔质指标，⽬前各种⽔质标准中提到的化学指标、重⾦属指标、微⽣物指标等⼀般都属于成分指标范畴，由于新的化学物质的研制、⽣产和使⽤，⼀直都不断在出现新的成分指标。
3评估性综合指标这类指标不是指⽔中某种已知杂质的浓度，⽽是表征在⽔中的化学⽣物成分和物理特性的共同作⽤下，⽔会表现出某些特定的化学或⽣物学属性或能⼒。
评估及综合性指标往往通过⼈为设定实验条件得到结果，这类指标中最有代表性就是⼤家⽿熟能详的COD(化学耗氧量)，表⽰在特定条件下，⽔中能被强氧化剂氧化的物质需要的氧的量;COD现在是评估⽔有机污染程度最重要的指标。
第一章 污水水质与污染指标污水：生活污水、工业废水、初降雨一、污水的物理性指标1 感官性状指标（1）温度：工业废水厂引起水体热污染。
危害① 水中的化学反应 ② 生化反应③ 水生生物的生命活动④ 可溶性盐类的溶解度⑤ 溶解氧在水体中的溶解度 ⑥可溶性有机物的溶解度 ⑦ 水体自净及其速率⑧ 细菌与微生物的增殖速度。
各地生活污水平均水温为10~20℃。
（2）色度：主要来源于金属化合物或有机化合物。
所含杂质不同，色度不同。
危害：色度升高，透光性下降，水生植物的光合作用受到影响，水体自净作用减弱。
（3）嗅与味：主要来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等。
2 固体含量危害：产生色度，堵塞鱼腮，消耗溶解氧，恶化水质，吸附其他物质随水流迁移。
性质：有机、无机、生物 水中各种固体物的形态：水样 蒸发 总固体（TS ）TS ：定量水样在105~110℃烘箱中烘干至恒重所得重量。
水样 沉降 可沉降固体温度升高，饱和溶解氧浓度越低，亏氧量越低，大气复氧 速率越低，溶解氧含量减少。
温度升高，化学反应速度越高，耗氧量越高，溶解氧含量减少。
水样 FS DS 悬浮固体SS挥发性可过滤固体VFS ：尿素、 FFS ：化物等无机物VSS ：在马福FSS ：灰二、污水的化学性指标1 无机污染物指标（1）酸碱度，无机盐及指标：一般要求后污水的pH值在6~9之间。
当天然水体遭受酸碱污染时，pH值发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还腐蚀船舶。
碱度指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，按离子状态可分为三类：氮氧化合物碱度，碳酸盐碱度，重碳酸盐碱度。
（2）植物性营养元素：过多的氮、磷进入天然水体易导致富营养化，导致水体植物尤其是藻类的大量繁殖，造成水中溶解氧的急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。
含氮化合物：氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。
第一章绪言第一节水环境一、水资源1、世界水资源的分布据估算地球上水的总量约1.36³109km3，主要分布在海洋，约占总水量的97%，淡水约占2.5%，并且大约70%的淡水分布在冰川冻土中，存在于湖泊、河流、土壤和地下600米以内含水层中的淡水仅占淡水总量的30%左右（见表1-1）。
对人类有最大实用意义的淡水资源是主要与降水量有关的江河径流和浅层地下水的淡水量。
每年参与全球自然循环的水量平均约占总水量的0.031%，其中从海洋蒸发的水量每年约有36.1³104km3，其余则是来自陆地的各种蒸发。
海洋蒸发中的90%落回了海洋，10%漂流到陆地上空降落，形成地面径流与地下径流、淋溶岩石、土壤石汇聚成江河水，最终又流回大洋。
形成了水的地球化学循环。
表1－1 地球水资源分布（汤鸿霄，1979）类别水源容量（³104km3）百分比（%）地表水江河淡水湖盐湖与内海0.12512.510.40.00010.0090.008地下水土壤水及结合水浅层地下水深层地下水6.74174170.0050.310.31冰川水大气水海洋水29201.21320002.150.0010.0005总计136000 1002、我国的水资源我国水资源总量比较丰富，平均年降水量为6.19³1012m3，平均降水深648mm，平均河川径流量2.7³1012m3，合径流深284mm，约占全球径流总量的5.8%，居世界第6位。
但我国人口众多，如按12亿人口计，人均占有年平均河川径流量2260m3，不足世界平均值的1/4，是美国人均占有量的1/6，前苏联的1/8，巴西的1/19和加拿大的1/58，被列为世界上十三个贫水国之一。
我国耕地平均占有的河川年径流量也只有世界平均水平的80%。
所以，从人均、亩均水资源数据看，我国水资源的供需矛盾突出。
根据2000年水利部的通报，至2010年，在中等干旱年份，我国需水量约为6988亿立方米，而可能的供水量为6670亿立方米，缺水318亿立方米，充分表明了未来几年内，我国水资源所面临的短缺问题。
