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HJ 1407-2024 入河入海排污口監(jiān)督管理技術(shù)指南 水質(zhì)熒光指紋溯源方法

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關(guān)鍵詞:熒光   指紋   排污   指南   水質(zhì)
資源簡(jiǎn)介
中華人民共和國國家生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)
HJ 1407—2024
入河入海排污口監(jiān)督管理技術(shù)指南 水質(zhì)熒光指紋溯源方法
Technical guideline for supervision and management of sewage outfalls
into environmental water bodies—Source tracing of aqueous
fluorescence fingerprint methods
本電子版為正式標(biāo)準(zhǔn)文件,由生態(tài)環(huán)境部標(biāo)準(zhǔn)研究所審校排版。
2024-12-28 發(fā)布 2025-02-01 實(shí)施
生 態(tài) 環(huán) 境 部 發(fā) 布


目 次
前言................................................................................................................................................................... Ⅱ
1 適用范圍.......................................................................................................................................................1
2 規(guī)范性引用文件...........................................................................................................................................1
3 術(shù)語和定義...................................................................................................................................................1
4 技術(shù)流程.......................................................................................................................................................2
5 資料收集與采樣檢測(cè)...................................................................................................................................3
6 溯源分析方法...............................................................................................................................................4
7 明確責(zé)任主體...............................................................................................................................................6
8 結(jié)果記錄.......................................................................................................................................................6
附錄A(資料性附錄) 水質(zhì)熒光指紋檢測(cè)與質(zhì)量控制...............................................................................7
附錄B(資料性附錄) 標(biāo)準(zhǔn)樣品及常見污染類型的典型水質(zhì)熒光指紋...................................................9
附錄C(資料性附錄) 排放源水質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫建立方法.................................................................15
附錄D(資料性附錄) 水質(zhì)熒光指紋相似度算法.....................................................................................16
附錄E(資料性附錄) 入河入海排污口水質(zhì)熒光指紋溯源結(jié)果記錄內(nèi)容.............................................18
HJ 1407—2024
II
前 言
為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國水污染防治法》《中華人民共和國海洋環(huán)境
保護(hù)法》,規(guī)范入河入海排污口水質(zhì)熒光指紋溯源技術(shù),制定本標(biāo)準(zhǔn)。
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了入河入海排污口水質(zhì)熒光指紋溯源方法的技術(shù)流程、技術(shù)要求與結(jié)果記錄的具體要
求。
本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A~附錄E均為資料性附錄。
本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。
本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部海洋生態(tài)環(huán)境司、水生態(tài)環(huán)境司、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)司、法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)司組織制訂。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位:生態(tài)環(huán)境部華南環(huán)境科學(xué)研究所、清華大學(xué)、中國環(huán)境科學(xué)研究院。
本標(biāo)準(zhǔn)生態(tài)環(huán)境部2024年12 月28日批準(zhǔn)。
本標(biāo)準(zhǔn)自2025 年2 月1 日起實(shí)施。
本標(biāo)準(zhǔn)由生態(tài)環(huán)境部解釋。
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1
入河入海排污口監(jiān)督管理技術(shù)指南 水質(zhì)熒光指紋溯源方法
1 適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了入河入海排污口水質(zhì)熒光指紋溯源方法的技術(shù)流程、技術(shù)要求及結(jié)果記錄。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于無法通過常規(guī)資料溯源和人工溯源方法完成溯源的情況。
2 規(guī)范性引用文件
本標(biāo)準(zhǔn)引用了下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用標(biāo)準(zhǔn),僅注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
凡是未注日期的引用標(biāo)準(zhǔn),其最新版本(包括所有的修改單)適用于本標(biāo)準(zhǔn)。其他文件被新文件廢止、
修改、修訂的,新文件適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
HJ 91.1 污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范
HJ 91.2 地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范
HJ 442 近岸海域環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范
HJ 493 水質(zhì) 樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定
HJ 494 水質(zhì) 采樣技術(shù)指導(dǎo)
HJ 1310 入河入海排污口監(jiān)督管理技術(shù)指南 名詞術(shù)語
HJ 1313 入河入海排污口監(jiān)督管理技術(shù)指南 溯源總則
3 術(shù)語和定義
HJ 1310 界定的及下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。
3.1
入河入海排污口溯源 source tracing of sewage outfalls into environmental water bodies
通過資料查找、徒步排查、技術(shù)設(shè)備探查等方式,查找入河入海排污口污水來源,明確工業(yè)、農(nóng)業(yè)
等污水類型,確定責(zé)任主體的過程。
3.2
三維熒光光譜 three dimensional fluorescence spectrum
以發(fā)射波長、激發(fā)波長分別為橫軸和縱軸,并以熒光強(qiáng)度等高線呈現(xiàn)的光譜圖。
3.3
水質(zhì)熒光指紋 aqueous fluorescence fingerprint
表征水樣污染物組成的、具有特異性的三維熒光光譜。
3.4
水質(zhì)熒光指紋溯源方法 aqueous fluorescence fingerprint source tracing method
通過比較水樣的水質(zhì)熒光指紋來識(shí)別污染排放源的方法。
3.5
水質(zhì)熒光指紋峰 aqueous fluorescence fingerprint peak
指水質(zhì)熒光指紋中熒光強(qiáng)度明顯大于相鄰激發(fā)和發(fā)射波長的峰。
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2
3.6
水質(zhì)熒光指紋峰強(qiáng)度 aqueous fluorescence fingerprint peak intensity
指水質(zhì)熒光指紋峰對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度值。
3.7
水質(zhì)熒光指紋相似度 aqueous fluorescence fingerprint similarity
指未知排放源水樣的水質(zhì)熒光指紋與比對(duì)的排放源水質(zhì)熒光指紋的接近程度,通常由水質(zhì)熒光指紋
的峰位置、數(shù)量、形狀、強(qiáng)度等特點(diǎn)比對(duì)計(jì)算得到,以百分比表示。
3.8
常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo) conventional monitoring index
指無機(jī)氮(氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮)、總氮、活性磷酸鹽、總磷、化學(xué)需氧量、pH值、電導(dǎo)
率、鹽度、水溫、濁度、重金屬等常見水質(zhì)指標(biāo)。
3.9
特征污染物 characteristic pollutants
指每類污水在產(chǎn)生過程中攜帶的特異性污染物質(zhì)。
4 技術(shù)流程
水質(zhì)熒光指紋溯源方法的技術(shù)流程如圖1 所示。對(duì)于有條件的地區(qū),可先建立排放源水質(zhì)熒光指紋
數(shù)據(jù)庫,然后按照資料收集與采集檢測(cè)、水質(zhì)熒光指紋比對(duì)溯源、明確責(zé)任主體、溯源結(jié)果記錄的基本
流程進(jìn)行。
圖1 水質(zhì)熒光指紋溯源方法技術(shù)流程圖
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3
5 資料收集與采樣檢測(cè)
5.1 資料收集
主要收集資料可參考HJ 1313,須包括:
a)收集待溯源入河入海排污口詳細(xì)信息,包括入河入海排污口類型、地理位置和行政區(qū)域、污水
排放量、排污工程類型、排放方式、水閘或閥門信息、歷史監(jiān)測(cè)記錄;
b)盡可能收集嫌疑區(qū)域內(nèi)污水來源信息,包括主要排污單位數(shù)量、各排污單位名稱、排污單位位
置以及其排污量、污水類型和主要污染物等,排污單位已發(fā)放排污許可證或已完成排污登記的,
還應(yīng)收集相應(yīng)排污許可證信息;
c)收集入河入海排污口所在區(qū)域排水管網(wǎng)或溝渠數(shù)據(jù),包括排水管網(wǎng)、溝渠分布圖、埋深、排污
類型、檢查井位置、污水泵站等信息;以及其他利用探測(cè)儀或地質(zhì)雷達(dá)等儀器協(xié)助收集的管網(wǎng)
分布資料等;
d)收集排入水體的名稱及水文資料,包括水量、水位、流向及潮汐等信息。
5.2 采樣點(diǎn)位布設(shè)
5.2.1 總體要求
應(yīng)對(duì)待溯源入河入海排污口進(jìn)行水質(zhì)熒光指紋采樣,根據(jù)具體情況選擇對(duì)相關(guān)排水管網(wǎng)、溝渠以及
區(qū)域內(nèi)的疑似排放源進(jìn)行水質(zhì)熒光指紋采樣。
5.2.2 待溯源入河入海排污口
待溯源入河入海排污口采樣點(diǎn)位的布設(shè),要確保采集到入河入海排污口內(nèi)未受到納污水體影響的水
樣,須符合如下要求:
a)位于河流或海域水面上且不受漲落潮影響的入河入海排污口,可在入河入海排污口處采樣;
b)有可能受下游河流或漲潮頂托逆流影響的入河入海排污口,應(yīng)采集入河入海排污口上游管網(wǎng)或
溝渠中(不受潮水頂托逆流影響的位置處)的水樣,采樣點(diǎn)位可布設(shè)在管底標(biāo)高高于水體水位、
且距離最接近入河入海排污口的檢查井內(nèi),因條件限制須在受漲潮水頂托逆流影響的入河入海
排污口及上游附近采樣時(shí),應(yīng)確保采集的水樣不受漲潮頂托逆流的回退水影響,盡量選擇在不
受漲潮逆流影響或落潮期的低潮位時(shí)間采樣,無法確定潮汐逆流影響時(shí)間的,需在待溯源節(jié)點(diǎn)
的上下游兩個(gè)方向均采集樣品;
c)不連續(xù)排放的入河入海排污口,應(yīng)在其排水時(shí)采樣。
5.2.3 排水管網(wǎng)、溝渠
需要溯源的排水管網(wǎng)、溝渠的采樣點(diǎn)位主要布設(shè)在管網(wǎng)、溝渠節(jié)點(diǎn)及其周邊,尤其是上游支管、支
流匯入口及其下游,工業(yè)聚集區(qū)下游管網(wǎng)、溝渠節(jié)點(diǎn),排放源排放進(jìn)入管網(wǎng)、溝渠節(jié)點(diǎn)等處。當(dāng)管網(wǎng)或
溝渠中沒有明顯連續(xù)出流,但有部分存水時(shí),也可進(jìn)行采樣。
5.2.4 排放源
選擇區(qū)域內(nèi)排污口收納的已知信息的排污單位進(jìn)行排放源布點(diǎn)采樣,優(yōu)先選擇污染排放量大、污染
濃度高、毒性大的排放源。針對(duì)排放源的采樣原則參考HJ 91.1,并須符合如下要求:
a)沒有污水處理設(shè)施的排放源,在排放源外排口處布設(shè)采樣點(diǎn)位;
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b)有污水處理設(shè)施的排放源,在排放源外排口處以及污水處理設(shè)施進(jìn)水口布設(shè)點(diǎn)位;
c)在車間或生產(chǎn)設(shè)施污水排放口有排放要求的排放源,還需在車間、生產(chǎn)設(shè)施污水排放口布設(shè)點(diǎn)
位;
d)除以上規(guī)定布設(shè)點(diǎn)位外,還可在其他能反映排放源排水特征的點(diǎn)位布設(shè)采樣點(diǎn)位。
5.3 樣品采集與貯存
5.3.1 采樣人員應(yīng)記錄采樣點(diǎn)位名稱、經(jīng)緯度、采樣時(shí)間、水樣顏色、水溫、氣味、濁度、周邊情況、
天氣等,可能受漲潮逆流影響的入河入海排污口記錄潮汐情況、電導(dǎo)率或鹽度等信息。
5.3.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)采樣時(shí)間間隔一般為2~4 h。水質(zhì)發(fā)生異常時(shí),采樣點(diǎn)位采樣時(shí)間間隔可以縮短至0.5~
2 h,直至溯源結(jié)束,至少采集2~3次水樣。
5.3.3 采集樣品均為特定地點(diǎn)的瞬時(shí)樣,不應(yīng)進(jìn)行混合。
5.3.4 常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的水樣采集可參考HJ 91.2 的要求,采樣過程和設(shè)備應(yīng)符合HJ 494 的要求,保存管
理和運(yùn)輸條件應(yīng)符合HJ 493 的要求。
5.3.5 用于檢測(cè)水質(zhì)熒光指紋的水樣采集后經(jīng)過0.45 μm濾膜過濾后貯存,貯存時(shí)不能添加任何其他物
質(zhì),在1~5℃下冷藏保存。
5.3.6 采集和貯存用于檢測(cè)水質(zhì)熒光指紋的樣品應(yīng)采用高純水清洗后的塑料瓶或玻璃瓶,容器清洗應(yīng)
滿足:清洗容器后高純水的水質(zhì)熒光指紋峰強(qiáng)度在激發(fā)波長/發(fā)射波長=230/340 nm處應(yīng)小于等于量程的
0.5%。
5.4 樣品檢測(cè)與質(zhì)量控制
5.4.1 樣品檢測(cè)包括水質(zhì)熒光指紋、常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)、特征污染物與流量檢測(cè)等。
5.4.2 水質(zhì)熒光指紋的檢測(cè)及質(zhì)量控制參見附錄A,樣品須在兩周內(nèi)完成檢測(cè)。
5.4.3 常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)、特征污染物的檢測(cè)及質(zhì)量控制按照HJ 91.1、HJ 91.2 和HJ 442 相關(guān)要求執(zhí)行。
6 溯源分析方法
6.1 總體要求
條件允許情況下優(yōu)先采用排放源比對(duì)溯源法進(jìn)行快速溯源,否則采用污染流動(dòng)路徑比對(duì)溯源法。
6.2 排放源比對(duì)溯源
6.2.1 當(dāng)沒有建立區(qū)域排放源水質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫或暫時(shí)沒有掌握周邊排放源水質(zhì)熒光指紋時(shí),優(yōu)先
將入河入海排污口水樣的水質(zhì)熒光指紋與行業(yè)排放源水質(zhì)熒光指紋(參見附錄B)進(jìn)行比對(duì),對(duì)水質(zhì)熒
光指紋相似度高的行業(yè)的排放源采集水質(zhì)熒光指紋,按照6.2.2 進(jìn)行下一步排查。
6.2.2 當(dāng)建立有區(qū)域排放源水質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫或已掌握周邊排放源水質(zhì)熒光指紋時(shí),將入河入海排
污口水樣的水質(zhì)熒光指紋與數(shù)據(jù)庫或周邊排放源水樣進(jìn)行相似度比對(duì)(相似度計(jì)算見附錄D),計(jì)算給
出數(shù)據(jù)庫或周邊排放源中水質(zhì)熒光指紋相似度最高且水質(zhì)熒光指紋相似度≥60%的排放源,確定為疑似
排放源,前往該排放源進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查并進(jìn)入溯源結(jié)果校核。
6.3 污染流動(dòng)路徑比對(duì)溯源
6.3.1 若采用6.2 方法后沒有發(fā)現(xiàn)具有相似水質(zhì)熒光指紋的排放源,則利用污染流動(dòng)路徑比對(duì)法溯源。
6.3.2 溯源采樣布點(diǎn)原則參照5.2,若有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試比對(duì)條件,則從入河入海排污口逐步往上設(shè)置關(guān)鍵節(jié)
點(diǎn)采樣,并現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試比對(duì)確定疑似排放源;若沒有現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試比對(duì)條件,需要將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行比對(duì)
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分析的,可在上游多個(gè)可能的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)處采樣,測(cè)定完成后再進(jìn)行比對(duì)確定疑似排放源,如有需要可再
次進(jìn)行其他上游節(jié)點(diǎn)的采樣或?qū)λ悬c(diǎn)位重新采樣溯源。
6.3.3 污染流動(dòng)路徑比對(duì)過程可概化為以下兩種情景:
a)如圖2 情景一,若起始溯源節(jié)點(diǎn)X處水樣與節(jié)點(diǎn)Y處水樣的水質(zhì)熒光指紋相似(水質(zhì)熒光指紋
相似度最高且水質(zhì)熒光指紋相似度≥60%),則表明節(jié)點(diǎn)X 與節(jié)點(diǎn)Y 為聯(lián)通,且疑似排放源可
能在節(jié)點(diǎn)Y的上游,則把節(jié)點(diǎn)X處水樣繼續(xù)與節(jié)點(diǎn)Y的上游節(jié)點(diǎn)Z1和Z2處水樣的水質(zhì)熒光指
紋分別進(jìn)行比對(duì);
b)如圖2 情景二,若起始溯源節(jié)點(diǎn)X與節(jié)點(diǎn)Y水樣的水質(zhì)熒光指紋不相似(水質(zhì)熒光指紋相似度
<60%),表明節(jié)點(diǎn)X 與節(jié)點(diǎn)Y 不聯(lián)通,或疑似排放源可能在節(jié)點(diǎn)Y和節(jié)點(diǎn)X之間,則采集這
兩個(gè)節(jié)點(diǎn)中間的節(jié)點(diǎn)Z3的水樣,再將節(jié)點(diǎn)X處水樣與節(jié)點(diǎn)Z3水樣的水質(zhì)熒光指紋進(jìn)行比對(duì)。
情景一:X與Y的水質(zhì)熒光指紋相似度最高且水質(zhì)
熒光指紋相似度≥60%
情景二:X與Y的水質(zhì)熒光指紋相似度<60%
圖2 污染流動(dòng)路徑溯源法示意圖
6.3.4 依據(jù)6.3.3 步驟逐步確定污染流動(dòng)路徑,當(dāng)追溯到某節(jié)點(diǎn)且存在排放源時(shí),應(yīng)盡快前往該節(jié)點(diǎn)的
排放源進(jìn)行采樣,通過水質(zhì)熒光指紋比對(duì)確定疑似排放源,進(jìn)入溯源結(jié)果校核。
6.4 結(jié)果校核
6.4.1 對(duì)直接和排放源比對(duì)成功的入河入海排污口,需測(cè)試排放源和入河入海排污口的常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)
或特征污染物,并在排放源至入河入海排污口的污染流動(dòng)路徑上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查,測(cè)試污染流動(dòng)路徑上采
集到的水樣的水質(zhì)熒光指紋和常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)或特征污染物,逐一與入河入海排污口水質(zhì)熒光指紋、常規(guī)
監(jiān)測(cè)指標(biāo)或特征污染物進(jìn)行比對(duì)。
6.4.2 對(duì)用污染流動(dòng)路徑法排查到的疑似排放源的入河入海排污口,只需將排放源和沿途污染流動(dòng)路
徑水樣的常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)或特征污染物,與入河入海排污口的常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)或特征污染物進(jìn)行比對(duì)。
6.4.3 如沿途水質(zhì)熒光指紋、常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)或特征污染物的特點(diǎn)和排放源一致時(shí),則通過污染流動(dòng)路
徑校核;如沿途水質(zhì)熒光指紋和常規(guī)監(jiān)測(cè)指標(biāo)或特征污染物的特點(diǎn)和排放源不相符,則可能存在其他排
放源,應(yīng)利用不相符的校核指標(biāo)按照6.3 重新進(jìn)行溯源,直至發(fā)現(xiàn)新的排放源。
6.4.4 若為連續(xù)排放的入河入海排污口,須進(jìn)行排水量校核:
a)若條件允許,可將已找到的排放源關(guān)閉,若入河入海排污口相應(yīng)停止出流,則說明已找到主要
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排放源;若仍有出流,則說明還有其他排放源,應(yīng)按照6.3再溯源,直至發(fā)現(xiàn)新的排放源;
b)當(dāng)污染流動(dòng)路徑校核結(jié)果相符,且排放源排水量與入河入海排污口排水量相當(dāng)時(shí),可認(rèn)為該排
放源即為入河入海排污口的主要污染來源;
c)當(dāng)污染流動(dòng)路徑校核結(jié)果相符,但排放源排水量小于入河入海排污口排水量的70%,或小于距
排放源最近的下游采樣點(diǎn)的排水量的80%時(shí),說明該入河入海排污口可能還收納其他排放源排
水,若條件允許,應(yīng)將已找到的排放源關(guān)閉,按照6.3再溯源,直至發(fā)現(xiàn)新的排放源;
d)當(dāng)污染流動(dòng)路徑校核結(jié)果相符,但排放源排水量大于入河入海排污口排水量的150%,或大于距
排放源最近的下游采樣點(diǎn)的排水量的110%時(shí),說明入河入海排污口上游可能存在管網(wǎng)破損滲
漏、錯(cuò)接或隱秘暗溝排水等排水去向不明的問題,應(yīng)在污染流動(dòng)路徑上進(jìn)行問題路徑的排查,
結(jié)合水質(zhì)熒光指紋和水量信息,進(jìn)一步確定問題點(diǎn)位。
7 明確責(zé)任主體
確定入河入海排污口排放源后,應(yīng)進(jìn)一步明確責(zé)任主體,總體要求參照HJ 1313。
8 結(jié)果記錄
8.1 應(yīng)符合HJ 1313 的總體要求。
8.2 溯源過程中形成的下述資料應(yīng)納入入河入海排污口檔案:
a)入河入海排污口溯源分析結(jié)果報(bào)告,包括入河入海排污口的水質(zhì)熒光指紋溯源結(jié)論,入河入海
排污口的水質(zhì)熒光指紋、區(qū)域內(nèi)相關(guān)排放源的水質(zhì)熒光指紋等;
b)污染流動(dòng)路徑圖,包括溯源過程的文字和圖件形式記錄;
c)溯源校核的結(jié)果,針對(duì)連續(xù)排放的入河入海排污口給出水量校核結(jié)果;
d)其他有助于證明污染來源的文件。
8.3 入河入海排污口溯源結(jié)果記錄應(yīng)符合附錄E 的要求。
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附 錄 A
(資料性附錄)
水質(zhì)熒光指紋檢測(cè)與質(zhì)量控制
A.1 水質(zhì)熒光指紋檢測(cè)
A.1.1 測(cè)定前準(zhǔn)備
A.1.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑:L-色氨酸(C11H12N2O2)(色譜純)、水楊酸鈉(C7 H5 O3 Na)(色譜純)。
A.1.1.2 實(shí)驗(yàn)用水:高純水(25℃時(shí)電阻率≥18 MΩ?cm)。
A.1.1.3 濾膜:孔徑0.45 μm,且須滿足:用100 mL 高純水震蕩浸泡單個(gè)濾膜10 min,浸泡后高純水
的水質(zhì)熒光指紋峰強(qiáng)度在激發(fā)波長/發(fā)射波長=230/340 nm處應(yīng)小于等于量程的0.5%。
A.1.2 儀器初始化及參數(shù)要求
A.1.2.1 采用三維熒光光譜儀或者基于三維熒光光譜儀的溯源設(shè)備進(jìn)行水質(zhì)熒光指紋檢測(cè)。
A.1.2.2 用于水質(zhì)熒光指紋檢測(cè)的三維熒光光譜儀和其他基于三維熒光光譜儀的溯源設(shè)備需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)
樣品驗(yàn)證,滿足以下要求:
a)基于標(biāo)準(zhǔn)偏差(Root Mean Square,RMS)的儀器信噪比(S/N)優(yōu)于800(狹縫5 nm,響應(yīng)2 s);
b)激發(fā)波長范圍220~600 nm,發(fā)射波長范圍230~650 nm,激發(fā)波長和發(fā)射波長掃描帶寬5 nm;
c)測(cè)量0.1 mg/L L-色氨酸溶液時(shí),具有兩個(gè)位置分別位于激發(fā)波長/發(fā)射波長=275/350 nm和激發(fā)
波長/發(fā)射波長=220/350 nm的水質(zhì)熒光指紋峰,且兩個(gè)峰強(qiáng)度比值在0.5~1.5 之間;
d)測(cè)量0.3 mg/L L-色氨酸溶液、0.3 mg/L 水楊酸鈉溶液、L-色氨酸溶液(0.06 mg/L)和水楊酸鈉
溶液(0.01 mg/L)的混合液(體積比5:1)、水楊酸鈉溶液(0.06 mg/L)和L-色氨酸溶液(0.01
mg/L)的混合液(體積比5:1)所得水質(zhì)熒光指紋峰數(shù)量、各峰的激發(fā)和發(fā)射波長、強(qiáng)度和形
狀等特點(diǎn)與附錄B 中一致。
A.1.3 空白水樣測(cè)定
將高純水放入檢測(cè)儀器中進(jìn)行檢測(cè)。如果高純水的激發(fā)波長/發(fā)射波長為230/340 nm的熒光強(qiáng)度小
于等于檢測(cè)儀器熒光強(qiáng)度量程的0.5%,則可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定。
A.1.4 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定
每月對(duì)儀器進(jìn)行A.1.2.2 中要求的標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定,全部通過后即可進(jìn)行樣品測(cè)定。
A.1.5 樣品測(cè)定
設(shè)定激發(fā)波長范圍220~600 nm,發(fā)射波長范圍230~650 nm,激發(fā)波長和發(fā)射波長掃描帶寬5 nm,
將過濾后的水樣按照設(shè)備操作說明放入檢測(cè)儀器中進(jìn)行檢測(cè),得到水樣的水質(zhì)熒光指紋。
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A.2 質(zhì)量保證與質(zhì)量控制
A.2.1 空白樣
每20 個(gè)水樣或每批次(≤20 個(gè)水樣/批)應(yīng)至少測(cè)試一次高純水的水質(zhì)熒光指紋作為空白樣。高純
水的水質(zhì)熒光指紋峰強(qiáng)度在激發(fā)波長/發(fā)射波長為230/340 nm處應(yīng)小于等于量程的0.5%。
A.2.2 平行樣
每20 個(gè)樣品或每批次(≤20 個(gè)樣品/批)應(yīng)做一個(gè)平行樣的水質(zhì)熒光指紋測(cè)試。平行樣的水質(zhì)熒光
指紋峰強(qiáng)度相對(duì)誤差≤10%,且二者去除瑞利散射線和拉曼散射線后的區(qū)域百分比相似度≥95%或符合
附錄D中D.2 其他算法的水質(zhì)熒光指紋相似度≥90%。
A.2.3 線性相關(guān)度
0.00 mg/L、0.06 mg/L、0.12 mg/L、0.18 mg/L、0.24 mg/L、0.30 mg/L 的L-色氨酸溶液在激發(fā)波長/
發(fā)射波長=275/350 nm的熒光峰強(qiáng)度-濃度的曲線擬合相關(guān)系數(shù)R2≥0.99。
A.2.4 儀器質(zhì)量控制
儀器質(zhì)量控制方法參考A.1.2.2 節(jié)儀器的標(biāo)準(zhǔn)樣品驗(yàn)證過程。且每月進(jìn)行一次0.20 mg/L 的L-色氨
酸溶液的水質(zhì)熒光指紋峰(275/350 nm)強(qiáng)度檢測(cè),兩次檢測(cè)的強(qiáng)度差應(yīng)在10%以內(nèi),且水質(zhì)熒光指紋
峰強(qiáng)度應(yīng)處于量程的20~70%,否則需要檢查、清洗光學(xué)元器件或更換氙燈。
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附 錄 B
(資料性附錄)
標(biāo)準(zhǔn)樣品及常見污染類型的典型水質(zhì)熒光指紋
B.1 水質(zhì)熒光指紋
測(cè)試得到的水質(zhì)熒光指紋中包含熒光有機(jī)物產(chǎn)生的熒光峰,以及瑞利散射線和拉曼散射線。圖B.1
是典型的城鎮(zhèn)雨洪排口水樣的水質(zhì)熒光指紋。
圖B.1 典型的城鎮(zhèn)雨洪排口的水樣水質(zhì)熒光指紋
B.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品水質(zhì)熒光指紋
儀器檢驗(yàn)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)樣品有L-色氨酸溶液、水楊酸鈉溶液及其二者的混合液,儀器檢驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)樣品
水質(zhì)熒光指紋如表B.1 所示。
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表B.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品水質(zhì)熒光指紋
水質(zhì)熒光指紋水質(zhì)熒光指紋
水楊酸鈉溶液(0.30 mg/L) L-色氨酸溶液(0.30 mg/L)
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):230/405 nm,295/405 nm 水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):220/350 nm,275/350 nm
L-色氨酸溶液(0.06 mg/L)和水楊酸鈉溶液(0.01 mg/L)
的混合液(體積比5:1)
水楊酸鈉溶液(0.06 mg/L)和L-色氨酸溶液(0.01 mg/L)
的混合液(體積比5:1)
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):220/350 nm,275/350 nm 水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):225/405 nm,290/405 nm
注:水質(zhì)熒光指紋熒光強(qiáng)度等值線范圍均設(shè)置為0~10000,所有標(biāo)注的峰位置的激發(fā)波長/發(fā)射波長誤差允許范圍為±
5 nm。
B.3 常見入河入海排污口類型的水質(zhì)熒光指紋
常見入河入海排污口有工業(yè)排污口、城鎮(zhèn)污水處理廠排污口、農(nóng)業(yè)排口和其他排口等,而常見工業(yè)
源有造紙、電子、印染、電鍍等,表B.2 給出部分常見排水類型的水質(zhì)熒光指紋,表B.3 給出部分工業(yè)
源水質(zhì)熒光指紋。
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表B.2 常見入河入海排污口類型的典型水質(zhì)熒光指紋
水質(zhì)熒光指紋水質(zhì)熒光指紋
城鎮(zhèn)污水處理廠排水生活污水或畜禽養(yǎng)殖排水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em)
230/305 nm,245/375 nm,285/365 nm
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):230/305 nm,280/310 nm,
230/345 nm,280/345 nm
水產(chǎn)養(yǎng)殖排水生活洗滌廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):310/405 nm,260/425 nm 水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):220/300 nm,270/300 nm,
235/430-435 nm,345/430-435 nm
常見城鎮(zhèn)雨洪排口
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):225/295 nm,230/345 nm,
265/380 nm
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表B.3 常見工業(yè)排污口的典型水質(zhì)熒光指紋
水質(zhì)熒光指紋 水質(zhì)熒光指紋
印染廢水 造紙廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):280/320 nm,235/345 nm 水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):230/325 nm,280/315 nm,
280/415-435 nm,340/415-435 nm
電子廢水 電鍍廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):230/310 nm,275/310 nm,
275/405 nm
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):225/305 nm,
270/305 nm,225/345 nm
垃圾滲濾液 印刷廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):220/305 nm,275/305 nm,
250/445 nm
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):225/305 nm,270/305 nm,
225/345 nm,250/430 nm,305/430 nm,340/430 nm
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續(xù)表
水質(zhì)熒光指紋 水質(zhì)熒光指紋
焦化廢水 機(jī)械制造廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):220/300 nm,270/300 nm,
230/355 nm
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):225/305 nm,235/345 nm,
280/345 nm
釀酒廢水 涂料廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):250/420 nm,290/390 nm,
300/405 nm 水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):220/310 nm,275/305 nm
制革廢水 板材加工廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):225/300 nm,275/300 nm,
235/335 nm 水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):220/300 nm,270/300 nm
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續(xù)表
水質(zhì)熒光指紋 水質(zhì)熒光指紋
甲硝唑制藥廢水 除草劑類農(nóng)藥廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):275/335 nm 水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):225/340 nm,275/340 nm
醚菊酯類殺蟲劑農(nóng)藥廢水 噴漆廢水
水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):240/360 nm,285/355 nm 水質(zhì)熒光指紋峰(Ex/Em):230/305 nm,275/305 nm,
295/410 nm,235/395 nm
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附 錄 C
(資料性附錄)
排放源水質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫建立方法
C.1 建立流程
C.1.1 如對(duì)區(qū)域內(nèi)入河入海排污口有長期溯源需求,可參考5.2.4 排放源采樣要求,并綜合考慮區(qū)域內(nèi)
各類排放源分布、排放規(guī)律和排放特征,優(yōu)先選擇區(qū)域內(nèi)數(shù)量多的工業(yè)企業(yè)、城鎮(zhèn)生活和農(nóng)業(yè)排放源等
類型,對(duì)于工業(yè)企業(yè)排放源,優(yōu)先選擇區(qū)域內(nèi)重點(diǎn)排放源和污染量大、毒性強(qiáng)的工業(yè)企業(yè)建立排放源水
質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫。對(duì)于工況不穩(wěn)定的企業(yè)需要檢驗(yàn)采集不同時(shí)段下的樣品是否具有典型性、代表性,
能夠涵蓋不同工況下的企業(yè)信號(hào)信息。
C.1.2 排放源水質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫需通過盲樣測(cè)試的方法進(jìn)行檢驗(yàn),具體方法見C.2。
C.1.3 每6 個(gè)月對(duì)排放源水質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫進(jìn)行一次檢驗(yàn),當(dāng)區(qū)域內(nèi)有新增排放源或排放源排放類
型、排放污染物發(fā)生變化時(shí)可加密檢驗(yàn),以判斷排放源排放污水的水質(zhì)熒光指紋是否發(fā)生明顯變化、所
建立數(shù)據(jù)庫是否可靠。
C.2 檢驗(yàn)方式
C.2.1 在排放源水質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫涉及的排放源各采一個(gè)實(shí)際樣品(非建庫水樣)進(jìn)行編碼后作為
盲樣,進(jìn)行盲樣測(cè)試。
C.2.2 對(duì)每個(gè)盲樣進(jìn)行測(cè)試時(shí),若測(cè)試結(jié)果顯示的疑似排放源與盲樣的排放源相同,則認(rèn)為溯源成功,
否則認(rèn)為溯源失敗。
C.2.3 對(duì)所有采集的盲樣測(cè)試后,若有n 個(gè)溯源失敗的水樣,則需對(duì)包含溯源失敗的排放源在內(nèi)的n+d
(其中d=20%建庫排放源個(gè)數(shù),向上取整,且d≥3)個(gè)排放源重新采樣,若n+d 超過所有排放源數(shù)時(shí),
取最大排放源數(shù),編碼后進(jìn)行第二次盲樣測(cè)試。
C.2.4 若第二次盲樣測(cè)試仍有m個(gè)溯源失敗的水樣,則需對(duì)包含溯源失敗的排放源在內(nèi)的m+e(其中
e=20%建庫排放源個(gè)數(shù),向上取整,且e≥3)個(gè)排放源重新采樣,此次除溯源失敗的排放源外,增加的
e 個(gè)排放源,盡量不與第二次盲樣測(cè)試增加的d個(gè)排放源重合,若m+e 超過所有排放源數(shù)時(shí),取最大排
放源數(shù)。
C.2.5 累計(jì)溯源成功的盲樣數(shù)量與累計(jì)測(cè)試的盲樣數(shù)量的比值為累計(jì)盲樣測(cè)試準(zhǔn)確率。
C.2.6 當(dāng)三次盲樣測(cè)試的累計(jì)測(cè)試準(zhǔn)確率小于85%時(shí),認(rèn)為所建排放源水質(zhì)熒光指紋數(shù)據(jù)庫無法準(zhǔn)確
溯源,需重新采集排放源水樣建立數(shù)據(jù)庫。
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附 錄 D
(資料性附錄)
水質(zhì)熒光指紋相似度算法
D.1 區(qū)域百分比相似度計(jì)算公式
D.1.1 適用情形
適用于計(jì)算兩個(gè)水質(zhì)熒光指紋樣品之間的相似程度,主要用于對(duì)不同水質(zhì)熒光指紋樣品的定量化比
較。
D.1.2 計(jì)算公式
區(qū)域百分比相似度計(jì)算公式如下:
1 2
1,max 2,max
pairs
| |
1 100%
S S
S S
T
? - ? ? ÷
= ? - ÷ ′
? ÷
? ÷
è ?
?
區(qū)域百分比相似度······························(D.1)
式中:S1——樣本1 的光譜矩陣,須去除瑞利散射線和拉曼散射線;
S1,max——S1矩陣波長對(duì)的最大熒光強(qiáng)度,其中波長對(duì)指三維熒光光譜的發(fā)射波長與激發(fā)波長;
S2——樣本2的光譜矩陣,須去除瑞利散射線和拉曼散射線;
S2,max——S2矩陣波長對(duì)的最大熒光強(qiáng)度;
Tpairs——光譜矩陣中波長對(duì)的總數(shù)。
D.2 其他算法
D.2.1 適用情形
能夠給出兩個(gè)水質(zhì)熒光指紋樣品高度相似、相似或者不相似等定性判斷結(jié)論,適用于單污染源排污、
多污染源混合排污的溯源。
D.2.2 算法原理
各種算法主要是基于水質(zhì)熒光指紋的熒光光譜特征,如熒光峰數(shù)量、激發(fā)和發(fā)射波長、強(qiáng)度、區(qū)域
強(qiáng)度積分等進(jìn)行比較、聚類或機(jī)器學(xué)習(xí)等計(jì)算獲得,新算法在經(jīng)過檢驗(yàn)和實(shí)際測(cè)試后可應(yīng)用于入河入海
排污口溯源。
D.2.3 算法結(jié)果要求
用于入河入海排污口溯源的水質(zhì)熒光指紋相似度比對(duì)算法應(yīng)執(zhí)行如下結(jié)果:
a)高度相似:水質(zhì)熒光指紋相似度≥90%,水樣可能主要受到了同種類型排放源污水的影響;
b)相似:60%≤水質(zhì)熒光指紋相似度<90%之間,水樣可能受到了該種排放源污水的影響,同時(shí)
還可能存在其他排放源污水的影響;
c)不相似:水質(zhì)熒光指紋相似度<60%,兩個(gè)水樣之間無明顯相關(guān)性。
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D.2.4 算法檢驗(yàn)要求
用于入河入海排污口溯源的水質(zhì)熒光指紋相似度比對(duì)算法應(yīng)通過如下檢驗(yàn)測(cè)試:
a)分別測(cè)試0.30、0.01 mg/L的L-色氨酸溶液的水質(zhì)熒光指紋,識(shí)別結(jié)果應(yīng)為“L-色氨酸”,且水
質(zhì)熒光指紋相似度不低于90%;
b)分別測(cè)試0.30、0.01 mg/L 的水楊酸鈉溶液的水質(zhì)熒光指紋,識(shí)別結(jié)果應(yīng)為“水楊酸鈉”,且水
質(zhì)熒光指紋相似度不低于90%;
c)測(cè)試0.06 mg/L 的L-色氨酸溶液和0.01 mg/L 的水楊酸鈉溶液混合液(體積比5:1)的水質(zhì)熒
光指紋,識(shí)別結(jié)果應(yīng)為“L-色氨酸”,且水質(zhì)熒光指紋相似度不低于90%;
d)測(cè)試0.06 mg/L 的水楊酸鈉溶液和0.01 mg/L 的L-色氨酸溶液混合液(體積比5:1)的水質(zhì)熒
光指紋,識(shí)別結(jié)果應(yīng)為“水楊酸鈉”,且水質(zhì)熒光指紋相似度不低于90%。
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附 錄 E
(資料性附錄)
入河入海排污口水質(zhì)熒光指紋溯源結(jié)果記錄內(nèi)容
表E.1 入河入海排污口水質(zhì)熒光指紋溯源結(jié)果記錄表
基本信息 溯源信息 責(zé)任主體
入河入
海排污
口名稱
污水排放量
(連續(xù)性排放
口填寫)
入河入海排
污口主要特
征因子
各污染來源污
水排放量(連續(xù)
性排放口填寫)
各污染
來源特
征因子
入河入海
排污口水
質(zhì)熒光指

各污染來
源水質(zhì)熒
光指紋及
相似度
排放路
徑示意

排污許可證
編號(hào)或排污
登記編號(hào)
(如有)
聯(lián)系

聯(lián)系
方式
填表說明:
1.“污水排放量”僅需連續(xù)排放的入河入海排污口和各來源填寫。
2.“入河入海排污口主要特征因子”填寫入河入海排污口排放的主要污染物因子。
3.“各污染來源特征因子”填寫各污染來源排放的主要污染物因子。
4.“各污染來源水質(zhì)熒光指紋及相似度”提供經(jīng)校核確認(rèn)的各污染來源的水質(zhì)熒光指紋及相似度。
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HJ 1407-2024 入河入海排污口監(jiān)督管理技術(shù)指南 水質(zhì)熒光指紋溯源方法資源截圖