水環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)的相關(guān)性分析

簡(jiǎn)介：對(duì)水環(huán)境指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析，為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)審核提供幫助。

關(guān)鍵字：水環(huán)境指標(biāo)，相關(guān)性分析

環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是環(huán)境內(nèi)在質(zhì)量的外在表現(xiàn),它有著自身的規(guī)律和特性，某些要素之間有很緊密的相關(guān)性,了解這種關(guān)系有助于我們對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行審核。本人根據(jù)多年數(shù)據(jù)審核經(jīng)驗(yàn)，對(duì)環(huán)境指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行以下概述：

溶解總固體和電導(dǎo)率

電導(dǎo)是水溶液電阻的倒數(shù)，水樣中可溶性離子越多，電阻就越小，電導(dǎo)就越大，因此水樣的電導(dǎo)率和總?cè)芙夤腆w存在一定的相關(guān)關(guān)系。天然水中，總?cè)芙夤腆w和電導(dǎo)率的比值大約為0.55—0.70，這只是一種粗略的估算。若水樣中含有較多的游離酸或苛性堿，其比值要比0.55小，若水樣中含有大量鹽分，其比值可能比0.70大。

溶解總固體和總硬度

由于水中主要離子有八種，其中就含有Ca2+和Mg2+ ,因此水樣的總硬度<總?cè)芙夤腆w，其比值大約為0.50—0.80，這只是粗略的估算。若水中Ca+ 、Mg2+含量很高時(shí)，其比值要比0.80大，而若水中Ca2+ 、Mg2+含量很小時(shí)，其比值要比0.50小。

氟與硬度

氟與 Ca、Mg 形成沉淀物溶度積較小, 因此, 在中性、弱酸性或弱堿性水溶液中, 氟含量與鈣、鎂量負(fù)相關(guān), 即與硬度呈負(fù)相關(guān)。

可濾蒸發(fā)殘?jiān)涂蔀V離子總量

對(duì)于清潔水樣，可濾蒸發(fā)殘?jiān)?05℃烘干至恒重）大體上等于可濾離子（主要是水中八大離子Na+、K+、Ca+2 、Mg2+、SO42-、Cl-、HCO3-、SiO32- ）之和。對(duì)于受污染的水樣，由于可能含有較高濃度的Fe3+、Mn2+、Zn2+、Cu2+、F-、NO3-等離子，可濾蒸發(fā)殘?jiān)鼭舛瓤赡艽笥诎舜箅x子濃度之和。水樣中若含有較多的酸性成分，由于烘干時(shí)酸因揮發(fā)而損失，可濾蒸發(fā)殘?jiān)鼭舛瓤赡苄∮诎舜箅x子濃度之和。

總硬度與鈣、鎂總量的關(guān)系

總硬度實(shí)為鈣、鎂總摩爾濃度，但由于其它離子也與EDTA絡(luò)合，所以當(dāng)其它離子濃度較大時(shí)，測(cè)得的總硬度應(yīng)大于鈣、鎂摩爾濃度之和，當(dāng)其它離子很少時(shí)，測(cè)得的總硬度近似等于鈣、鎂摩爾濃度之和。

總堿度與總硬度、碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度間的關(guān)系

碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度是總硬度的兩個(gè)組成部分，通常用CaCO3(mg·L-1)表示。碳酸鹽硬度相當(dāng)于水中碳酸鹽及重碳酸鹽結(jié)合的鈣和鎂所形成的硬度；當(dāng)水中鈣和鎂含量超出與它們結(jié)合的碳酸鹽和重碳酸鹽含量時(shí)，多余的鈣和鎂就與水中氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽結(jié)成非碳酸鹽硬度。

總堿度是指水體中碳酸鹽、重碳酸鹽及氫氧化物總量之和，主要反映水體中CO32+、

HCO3-、OH-含量，通常也用CaCO3(mg·L-1)表示。

由以上概念可得出，當(dāng)總硬度>總堿度時(shí)，總硬度等于碳酸鹽硬度與非碳酸鹽硬度之和，非碳酸鹽硬度應(yīng)檢出；當(dāng)總硬度<總堿度時(shí)，總硬度等于碳酸鹽硬度，非碳酸鹽硬度應(yīng)未檢出。

水中陰、陽(yáng)離子摩爾濃度的關(guān)系

這里所指的摩爾濃度關(guān)系是指陰、陽(yáng)離子當(dāng)量之和的關(guān)系。由于水中陰、陽(yáng)離子始終處于一種相互聯(lián)系、相互制約的關(guān)系，欲要保持水溶液中陰、陽(yáng)離子電荷平衡，那么陰、陽(yáng)離子摩爾濃度總和應(yīng)大致相等［3］。

離子積和溶度積的關(guān)系

許多化合物在水中溶解度很小，如CuS、HgS、CaF2、MgF2、SrSO4、BaSO4、AgCl、HgCl2等，而且重金屬在近中性的天然水體中，多數(shù)都會(huì)水解為難溶的氫氧化物沉淀而被懸浮物吸附或轉(zhuǎn)移至沉淀相中（如Fe3+），因此，可濾水中重金屬離子濃度不可能高。當(dāng)離子積大于溶度積時(shí)，化合物即析出沉淀；當(dāng)離子積小于溶度積時(shí)，則該離子可存在于溶液中。因此，F(xiàn)-與Ca2+、Mg2+之間、SO42-與Ba2+ 、Sr2+之間S2-與Cu2+、Hg2+之間、Cl-與Ag+、Hg2+之間呈明顯負(fù)相關(guān)，當(dāng)一方濃度較大時(shí)，另一方濃度則很低。

CODCr、CODMn、BOD5之間的關(guān)系

重鉻酸鉀的條件電極電位比高錳酸鉀高, 在重鉻酸鉀氧化體系中酸性的強(qiáng)度和氧化劑的濃度都比高錳酸鉀氧化體系更強(qiáng)、更高。對(duì)于一般水體必定有一部分有機(jī)物質(zhì)不能在 CO DMn 法中被氧化而可在 CO Dcr 法中被氧化， COD cr 氧化率可達(dá) 90% 以上， 而 COD Mn的氧化率為 50% 。CO Dcr 和 BO D5 兩項(xiàng)指標(biāo)各有 特點(diǎn)，生化需氧量能夠反映出可被微生物氧化分解的有機(jī)物量,而化學(xué)需氧量則幾乎可以表示出有機(jī)物全部氧化分解所需的氧量。對(duì)于同一份水樣，存在以下規(guī)律：

CO Dcr >CO DMn ( 酸性法) CO Dcr>BO D5

TOC、CODCr、CODMn之間的關(guān)系

總有機(jī)碳(TOC)是以碳的含量來(lái)表示水體中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)，TOC采用燃燒法將有機(jī)物全部氧化，直接表示水體中有機(jī)物污染程度。TOC、CODcr和CODMn同為表示水體有機(jī)物污染程度的指標(biāo)，在生活污水和不同行業(yè)工業(yè)廢水的測(cè)試結(jié)果TOC與CODcr及CODMn均有明顯的相關(guān)關(guān)系。從理論上講CODcr是用消耗的O2 表示耗氧量，而TOC是用C來(lái)表示耗氧量二者比例為O2 /C=32/12=2.7，對(duì)特定的水體而言這個(gè)換算系數(shù)能滿(mǎn)足要求。但由于不同水體組成成分不同，有機(jī)物的含量也各不相同，即使是同一種水體由于水期、來(lái)水情況、生產(chǎn)工藝不同和原料成分的變化也有所不同。它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系要進(jìn)行試驗(yàn)得到［4］。

石油類(lèi)與 CODcr的關(guān)系

石油類(lèi)屬于有機(jī)污染物, 能被重鉻酸鉀氧化, 石油類(lèi)濃度值高, 則CO Dcr濃度值高, 但沒(méi)有一定的相關(guān)系數(shù)。

三氮與溶解氧的關(guān)系

由于環(huán)境中的氮存在形式受環(huán)境條件的變化而發(fā)生改變，特別受水體中溶解氧的濃度影響，硝酸鹽氮和氨氮不可能同時(shí)高，一般溶解氧高的水體硝酸鹽氮的濃度高于氨氮濃度，反之氨氮濃度高于硝酸鹽氮濃度，亞硝酸鹽氮濃度與之無(wú)明顯關(guān)系［2］。

水溫與溶解氧的關(guān)系

水中溶解氧的分布和變化是受溫度、生物、化學(xué)及各種物理過(guò)程聯(lián)合影響的結(jié)果。總體上來(lái)說(shuō),主要是受水溫控制,其季節(jié)變化十分明顯。水中溶解氧值與水溫呈負(fù)相關(guān)，且一般情況下不應(yīng)大于相應(yīng)水溫下的飽和溶解氧值。

三氮與總氮的關(guān)系

氮在水體中的存在形式主要有硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨和有機(jī)氮. 因此總氮應(yīng)該是三氮和有機(jī)氮的總和。對(duì)同一份水樣，存在以下邏輯關(guān)系：

總氮>氨氮 總氮 > 氨氮與硝酸鹽氮與亞硝酸鹽氮之和

六價(jià)鉻與總鉻的關(guān)系

水中鉻通常以三價(jià)和六價(jià)存在，兩者在一定條件下可以轉(zhuǎn)換，總鉻是三價(jià)鉻和六價(jià)鉻之和，因此對(duì)同一份水樣，存在以下邏輯關(guān)系。

總鉻 > 六價(jià)鉻

硫化物與重金屬的關(guān)系

在同一水樣中硫化物濃度高時(shí), 則重金屬( Cu、pb、Zn、Cd 等) 的濃度值則較低. 若重金屬以絡(luò)合態(tài)存在時(shí), 則不一定符合上述關(guān)系。

細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群、糞大腸菌群之間的關(guān)系

大腸菌群只是細(xì)菌種類(lèi)中的一個(gè)種群，受其污染的途徑有限。根據(jù)長(zhǎng)期檢測(cè)的結(jié)果可得出檢出大腸菌群的樣品細(xì)菌總數(shù)也能檢出，細(xì)菌總數(shù)數(shù)量多的樣品不一定檢出總大腸菌群。糞大腸菌群屬于總大腸菌群，且其檢測(cè)溫度為44.5℃，比總大腸菌群的檢測(cè)溫度37℃高，因此糞大腸菌群的檢測(cè)值要比總大腸菌群的檢測(cè)值小，即糞大腸菌群值<總大腸菌群值。

數(shù)據(jù)的審核是環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的重要的環(huán)節(jié)，審核人員根據(jù)掌握的環(huán)境指標(biāo)之間的相關(guān)性，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的合理性進(jìn)行綜合的比較、邏輯分析判斷，從而得出正確審核結(jié)論。

參考文獻(xiàn)

［1］環(huán)境保護(hù)總局.《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》 第四版.中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2002年

［2］張芳.環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)審核中各類(lèi)數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系的研究.環(huán)境科學(xué)與管理 第33卷 第11期2008年11月

［3］ 王俊榮.淺談環(huán)境水質(zhì)分析結(jié)果的審核工作［J］.理化分析-化學(xué)分冊(cè)，2005，7（17）：500.

［4］韓永生; 鄧宇杰. 總有機(jī)碳與高錳酸鹽指數(shù)及化學(xué)需氧量的相關(guān)性.中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所; 材料物理與化學(xué)(專(zhuān)業(yè)) 博士論文 2000年度

作者簡(jiǎn)介：彭超英（1958--）高級(jí)工程師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量管理工作。