1.2　水质指标和水质标准

水质指标是衡量水中杂质的具体尺度，它能够表示出水中杂质的种类和数量。由此可以判断水质的优劣、污染程度和是否满足要求，是水质评价的重要依据。水质标准是根据各用户的水质要求和废水排放容许浓度，对一些水质指标而做出相应的最低数量或浓度限值和定量要求，即水质的质量标准。水质指标和水质标准都是着重于保障人体健康、水质安全、保护鱼类和其他水生生物资源以及工农业用水要求而提出的。

1.2.1　水质指标

水质指标可分为物理指标、化学指标和微生物指标三类。

1.2.1.1　物理指标

（1）水温　水温是常用的物理指标之一。由于水的许多物理性质、水中进行的化学变化过程和微生物变化过程都与水温有关，通常是必测项目之一。

（2）臭和味　纯净的水是无臭无味的。天然水溶解有杂质时，使水具有味道，当天然水中含有绿色藻类和原生动物等，均会发生腥味。

清洁的水没有任何气味，被污染的水往往产生一些不正常的气味。水中含有分解的有机体或矿物质，如铁、硫的化合物等，以及工业废水或生活污水进入水体后，都能产生各种不同的气味。因此，可以根据臭的测定结果，推测水的污染性质和程度。

（3）色度　纯净的水无色透明，混有杂质的水一般有色或不透明。例如，天然水体中含有黄腐酸而呈黄褐色，含有藻类的水而呈绿色或褐色；水中悬浮泥砂和不溶解的矿物质也会有颜色，例如，黏土使水呈黄色，铁的氧化物使水呈黄褐色，硫化氢氧化后析出的硫使水呈浅蓝色。水体受到工业废水的污染往往呈现各种不同的颜色。新鲜的生活污水呈灰暗色，腐败的污水呈黑褐色。

水中呈色的杂质可处于悬浮、胶体或溶解状态。包括悬浮杂质在内所构成的水色称为表色，除去悬浮杂质后，由胶体及溶解杂质构成的颜色称为真色。在水质分析中，一般只对天然水的真色进行定量的测定，对其他各种水（如工业废水）的颜色就只作定性的或深浅程度的一般描述。在清洁的或浑浊度很低的水样中，水的表色和真色几乎相等。

测定水的色度可采用铂钴标准比色法。用氯铂酸钾（K2PtCl6）和氯化钴（CoCl2·6H2O）配制的混合溶液作为色度的标准溶液，规定每升水中含有1mg Pt和0.5mg Co时，所具有的颜色称为1度，作为标准色度单位。测定色度时，把待测的水样与一系列不同色度的标准溶液色列进行比较，即可测得水样的色度。此法操作简便，色度稳定，标准色列易长期使用。

由于K2PtCl6价格较贵，常采用铬钴比色法，以重铬酸钾（K2Cr2O7）代替K2PtCl6和硫酸钴（CoSO4·7H2O）按一定比例配制成代用的色度标准溶液。此法所用的重铬酸钾便宜易得，只是标准溶液保存的时间较短。

测定较清洁水样，如天然水和饮用水的色度，可用铂钴标准比色法或铬钴比色法。如水样较浑浊，可事先静置澄清或离心分离除去混浊物后进行测定，但不得用滤纸过滤。水的颜色往往随pH值的改变而不同，因此测定时必须注明pH值。

多数清洁的天然水的色度一般为15～25度，湖泊沼泽水的色度可在60度以上，有时高达数百度，饮用水一般规定色度不超过15度。某些工业用水对色度要求较严，例如，造纸用水色度不超过15～30度，纺织用水色度不超过10～12度，而染色用水则要求色度在5度以下。因此，对特殊工业用水使用之前需要脱色处理。一些有色的工业废水在排放之前也应进行脱色处理。

（4）浊度　由于水中含有悬浮及胶体状态的杂质，使得原来无色透明的水产生浑浊现象，其浑浊的程度称为浊度。水中浊度是天然水、饮用水和城市污水再生利用的一项重要水质指标，是水可能受到污染的标志之一。

水的浑浊程度以浊度作指标，首先，要将浊度与色度相区别，某种水可能颜色很深，但却仍然透明并不浑浊。其次，浊度也并不等于悬浮物质含量。虽然水的浑浊在相当程度上是由悬浮物造成的，而且浊度也常用产生浑浊的物质质量来表示。但是悬浮物质含量是水中可以用滤纸截留的物质质量，是一种直接数量，而浑浊度则是一种光学效应，它表现出光线透过水层时受到阻碍的程度。

一般标准浊度单位，是以不溶解硅如硅藻土、漂白土等在蒸馏水中所产生的光学阻碍现象为基础，即规定1mgSiO2/L所产生浊度为1度；近年来，多采用硫酸肼与六亚甲基四胺聚合生成白色高分子聚合物标准溶液，亦称为福尔马肼浊度标准液，并规定1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六亚甲基四胺/L在水中形成的聚合物所产生的浊度为1度。用此种标准液校准散射光浊度仪测定浊度，所得浊度计量单位则用散射浊度单位（NTU）表示。我国城市供水水质标准规定浊度不超过1NTU，特殊情况下不得超过3NTU。某些工业用水对浊度也有一定的要求，如造纸用水不得超过2～5NTU，纺织、漂染用水小于5NTU，半导体集成电路用水应为零，城市污水再生利用回用于生活杂用水为不得超过5NTU。

水的浊度测定除采用目视比色法和分光光度法外，还可用浊度仪进行测定。

（5）残渣　残渣分为总残渣（也称总固体）、总可滤残渣（又称溶解性总固体）和总不可滤残渣（又称悬浮物）3种。残渣在许多方面对水质有不利影响。残渣含量高的水，很可能是由于污染所致或因矿物质过多。一般不适于饮用，高度矿化的水对许多工业用水也不适用。我国对生活饮用水水质规定总可滤残渣（溶解性总固体）不得超过1000mg/L。

水中残渣还可根据其挥发性能分为挥发性残渣和固定性残渣。挥发性残渣又称总残渣灼烧减量，该指标可粗略地代表水中有机物含量和铵盐及碳酸盐等部分含量。固定残渣可由总残渣与挥发性残渣之差求得，可粗略代表水中无机物含量。

残渣采用重量分析法测定，适用于饮用水、地面水、生活污水和工业废水等。

（6）电导率　电导率又称比电导，表示水溶液传导电流的能力，为距离1cm和截面积1cm的两个电极间所测得电阻的倒数。它可间接表示水中溶解性固体的相对含量。通常用于分析蒸馏水、去离子水或高纯水的纯度，监测锅炉水和水质受污染情况等。

电导率的基本单位是西门子/米（S/m），电导率用电导率仪测定。

（7）紫外吸光值（UVA）　由于生活污水、工业废水，尤其石油废水的排放，使天然水体中含有许多有机污染物，这些污染物，特别是含有芳香烃、双键或羰基的共轭体系，在紫外光区都有强烈吸收。对特定水系来说，其所含物质组成一般变化不大，所以，利用紫外吸光值（UVA）作为评价水质有机物污染综合指标，具有较普遍意义。

1.2.1.2　化学指标

天然水和一般清洁水中的主要成分有Ca2+、Mg2+、Na+、K+、H+、OH-、Cl-、、、、等离子。污染较严重的天然水、生活污水或工业废水，除含有这些离子外还有其他杂质成分。表示水中杂质和污染物的化学成分和特性的综合性指标为化学指标，主要有pH值、硬度、酸度、碱度、总含盐量、含氮化合物、含磷化合物、油类污染物质等。

（1）pH值　pH值表示水中酸、碱的强度，是常用的水质指标之一。pH值在水的化学混凝、软化、消毒、除盐、水质稳定、腐蚀控制及水的生物化学处理、污泥脱水等过程中都是一个重要因素和指标，对水中有毒物质的毒性和一些重金属配合物结构都有重要影响。

（2）硬度　水的硬度一般是指水中含有Ca2+、Mg2+的总量。包括总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。由Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2和MgCO3所形成的硬度为碳酸盐硬度，又称暂时硬度，当加热时，这些碳酸盐类即可分解并形成沉淀。由CaSO4、MgSO4及CaCl2、MgCl2等形成的硬度为非碳酸盐硬度，又称永久硬度，这些物质即使加热至沸腾也不会从水中析出，只有当水不断地蒸发，使它们的含量超过了饱和浓度极限时，才会沉淀出来，沉淀出来的物质称为水垢。水的硬度对锅炉用水的影响很大，含有硬度的水会使锅炉产生水垢危害，影响热量的传导，严重时会引起锅炉爆炸。

硬度单位除以mg/L（以CaCO3计）表示外，还常用mmol/L、德国度、法国度等表示。

（3）酸度和碱度　水的酸度是指水中所含能给出H+物质的总量。这些物质能够放出H+，或者经过水解能产生H+。酸度包括强酸如H2SO4、HCl、HNO3等；弱酸如H2CO3、CH3COOH和各种有机酸等；水解盐如硫酸亚铁、硫酸铝等。酸度的测定可以反映水源水质的变化情况。酸度常用mg/L（以CaCO3计）表示。

水的碱度是水中能够接受H+物质的总量。酸度包括水中重碳酸盐碱度（）、碳酸盐碱度（）和氢氧化物碱度（OH-），水中、和OH-3种离子的总量称为总碱度。一般天然水中只含有碱度，碱性较强的水含有和OH-碱度。碱度指标常用于评价水体的缓冲能力及金属离子在其中的溶解性和毒性，是水和废水处理过程控制的判断性指标。碱度用mg/L（以CaCO3计）表示。

酸碱污染使水体的pH值发生变化，影响化学反应速率、化学物质的形态和生物化学过程，还会腐蚀排水管道和污水处理构筑物。因此，含有强酸强碱的工业废水在排放之前，必须进行中和处理。

（4）总含盐量　总含盐量又称矿化度。表示水中各种盐类的总和，也是水中全部阳离子和阴离子的总和。可以粗略地用下式计算：

总含盐量=［Ca2++Mg2++Na++K+］+［++Cl-］

总含盐量过高会造成管道和构筑物的腐蚀，使污水下渗，污染地下水；用于农业灌溉时，会导致土壤盐碱化。

（5）含氮化合物　含氮化合物包括总氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。总氮包括有机氮和各种无机氮化物。含氮有机物在微生物好氧分解过程中，最终会转化为氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、水和二氧化碳等无机物。因此，测定上述几个指标可反映污水分解过程及经处理后的无机化程度。如污水处理厂出水中含有硝酸盐氮时，说明污水中的有机氮大多数转化为无机物，出水排入天然水体后是较为稳定的。

（6）含磷化合物　含磷化合物是微生物生长的营养物质，水中含磷量过高会造成水体富营养化。天然水中磷的含量较微，但近年来由于含磷合成洗涤剂的大量使用，使生活污水中含磷量明显增加。

（7）油类污染物质　水中矿物油类主要来源于工业废水，如炼油及石油化工工业、海底石油开采等，动植物油主要来源于生活污水。随着石油工业的发展，生活水平的提高，油类物质对水体的污染已日益增加。

1.2.1.3　有机污染物综合指标

有机污染物综合指标主要有化学需氧量（COD）、生物化学需氧量（BOD），溶解氧（DO）、高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）等。由于有机污染物的种类繁多，组成复杂，很难一一分辨，逐项进行测定。因此，只在必要时才对某种有机物进行单项分析测定。这些综合指标可作为水中有机物总量的水质指标，它们在水质分析和水处理中具有重要意义。

天然水体中的有机污染物一般是腐殖物质、水生物生命活动产物以及生活污水和工业废水的污染物等。有机污染物的特点是进行生物氧化分解，消耗水中溶解氧，而在缺氧条件下就会发酵腐败、使水质恶化、破坏水体；同时，水中有机污染物含量高，细菌繁殖，传播病菌的可能性增加，在水质安全方面是十分危险的。工业用水中的有机物会影响生产过程，降低产品质量，生活饮用水中是不允许有机污染物存在的。

常用的水中有机污染物综合指标将在本书第4章中详细介绍和讨论。

1.2.1.4　有毒物质

某些工业废水中含有具有强烈生物毒性的杂质，排入水体或用于农业灌溉，常会影响鱼类、水生生物、农作物等的生长和生存，还可能通过食物链危害人体健康，必须严加控制。这类物质的含量虽然不大，但列为单项水质指标，应专门测定，作为水环境污染和保护的主要控制对象。

有毒物质可以分为无机有毒物质和有机有毒物质两大类。

①无机有毒物质　主要是重金属，如铅、铜、锌、铬、镉、汞等；还有一些非金属，如砷、硒等和氰化物。

②有机有毒物质　主要是带有苯环的芳香族化合物，如酚类化合物、有机磷农药、取代苯类化合物、卤代烃、多环芳烃等，它们往往具有难以生物降解的特性，有些还被认为是致癌物质。

1.2.1.5　放射性物质

水中放射性物质主要来源于原子能工业、放射性矿物的开采、核电站的建立等，这些物质会不时地产生α、β、γ射线。随着核科学与核动力的发展，放射性物质在工业、农业和医学等领域的广泛应用，同时也给环境带来了放射性污染。放射性物质可通过饮水、呼吸和皮肤接触进入体内，伤害人体组织，促成贫血、恶性肿瘤等各种放射性病症，严重者给生命带来危险。水生物如藻类、鱼类也可以从水体中吸收和蓄积放射性物质，灌溉的农作物和饮水的牲畜也可受到放射性感染，这些都可以通过食物链进入人体。因此，对天然水体和饮用水都规定了放射性物质的容许浓度。例如，《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）规定总α放射性不得大于0.5Bq/L，总β放射性不得大于1.0Bq/L。

1.2.1.6　微生物指标

水中生存有各种微生物，未经处理的生活污水、医院废水等排入水体，引入某些病原菌造成污染。因此常以微生物种类和数量作为判断水生物性污染程度的指标。特别是对生活饮用水，细菌的测定是不可缺少的。另外，由于水中生存的微生物，会使水中所含成分产生各种各样的生物化学变化，因此，采集水样后需要适当处理或立即进行分析。

1.2.2　水质标准

水质标准是对水质指标作出的定量规范。水质标准是依据用户各种用水要求和生活污水、工业废水的排放要求，以不危害人体健康，不影响工农业生产及其发展，考虑水中杂质的性能、毒理学及微生物学、水质分析技术和水处理技术等因素，综合考虑而制定的。

水质标准不仅是环境保护部门监督管理立法的依据，也为水体水质的评价提供了依据。随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高以及科学技术的进步，各种用水对水质要求会不断提高，对排放污废水中有害物质的含量也更加严格，因而需要对标准执行过程中发现的问题加以总结，并进行适时的修正，以适应社会发展的需求。

水质标准分为国家正式颁布的统一规定和企业标准。前者是要求各个部门、企业单位都必须遵守的具有指令性和法律性的规定；后者虽不具法律性，但对水质提出的限制和要求，在控制水质安全、保证产品质量方面有积极的参考价值。

在水质分析中常用的水质标准有：《污水综合排放标准》（GB 8978—1996），《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002），《城市杂用水水质标准》（GB/T 18920—2002），《城市供水水质标准》（CJ/T 206—2005），《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2006）等。

水质标准详见附录及其他有关标准。