論水體污染技術(shù)指標(biāo)參數(shù)的研究

彭輝

（秭歸縣環(huán)境監(jiān)測站 湖北 宜昌 443600）

0 引言

隨著環(huán)境的不斷惡化，工業(yè)廢水、城市與農(nóng)業(yè)污水等大量的排放，造成嚴(yán)重的水污染問題，已經(jīng)嚴(yán)重的影響人們的生活與身體健康，水污染問題已經(jīng)成為當(dāng)代人們關(guān)心的重要問題。為了對水質(zhì)進(jìn)行有效的管理，必須采取一定的監(jiān)控手段與保護(hù)措施，其中最重要是對水質(zhì)參數(shù)進(jìn)行實時的分析與的監(jiān)控，從而保證水質(zhì)的安全性。本文結(jié)合三峽大壩庫區(qū)的水文，進(jìn)行對三峽庫區(qū)水質(zhì)的COD、BOD和TN與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)的指標(biāo)參數(shù)的研究工作，分析水質(zhì)情況，實時的監(jiān)控水質(zhì)情況，為水污染的防治提供技術(shù)參數(shù)信息，在水體防治過程中具有重要的意義。

1 水體污染技術(shù)參數(shù)

1.1 化學(xué)需氧量COD

對水質(zhì)中有機物的含量可以通過COD這個技術(shù)指標(biāo)來進(jìn)行衡量，這個指標(biāo)比較嚴(yán)格，很容易影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)實中大部分采用的重鉻酸鉀或者高錳酸鉀作為氧化劑，作為測定水質(zhì)中的有機物的含量，其中天然水與清潔的水不宜采用重鉻酸鉀的方式進(jìn)行需氧量的測量。

1.2 生化需氧量BOD

BOD也是測量水體中有機物的含量的其中的一個技術(shù)指標(biāo)，表示是在有氧的條件下微生物進(jìn)行降解獲得中所需要的氧氣的數(shù)量。有機物降解第一步進(jìn)行轉(zhuǎn)化為CO2，氨和H2O，另一個階段氨進(jìn)一步分解為亞硝酸與硝酸鹽的過程，共同構(gòu)成了有機物的分解過程。在有機物分解過程中會受到溫度與時間的影響，通過實驗可以得到最適宜分解的溫度為15-30度。為了使得BOD的值具有很好的適用性，采用在20度的環(huán)境下經(jīng)過5天培養(yǎng)后，測量有機物的分解數(shù)量，記為BOD5，其被廣泛的應(yīng)用在水質(zhì)有機物的測量中。用BOD參數(shù)的范圍表示水體的情況，例如大于4mg/L表示水體污染。

BOD與COD都用來測量水質(zhì)中有機物的含量，兩者存在著一定的相關(guān)性，兩者之間的關(guān)系與分析在下面會進(jìn)行說明。

1.3 總氮TN

在水質(zhì)中，總氮TN也是一個重要的指標(biāo)，具體可以參照GB/T11894-89中描述的方法。當(dāng)水溶液溫度為60度以上，通過NaOH進(jìn)行分解加速，過硫酸鉀分解產(chǎn)生硫酸氫鉀與氧原子，硫酸氫鉀在溶液中離解出氫離子。氧原子在120-124度條件下，可以使得氮化合物轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，有機物也同時被氧化分解，轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

TN與BOD，COD之間存在著一定的相關(guān)關(guān)系，TN的含量通過檢測氮原子的數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測。TN的測量中通過堿性過硫酸鉀紫外分光光度方法進(jìn)行測量，其也是測量水質(zhì)的一個重要的指標(biāo)。

1.4 高錳酸鹽指數(shù)

高錳酸鹽指數(shù)技術(shù)參數(shù)是通過檢測水體中的有機物或者無機物被氧化過程中通過高錳酸鉀的使用數(shù)量，得到其消耗氧的數(shù)量。通過在水體中加入高錳酸鉀并加熱通過化學(xué)反應(yīng)，利用草酸鈉與高錳酸鉀的相互作用得到其參數(shù)數(shù)值，其技術(shù)指標(biāo)可以反映水體的污染情況。由于受到諸多因素的影響，高錳酸鹽指數(shù)的測量的準(zhǔn)確性難以保證。

2 水體數(shù)據(jù)的采集與分析方法

針對本文中研究的處于三峽大壩區(qū)域的水質(zhì)分析，選取處于宜昌市秭歸縣段（東經(jīng)110°18′-111°0′，北緯30°38′-3）進(jìn)行水質(zhì)分析，設(shè)置6個監(jiān)測斷面，在每個斷面處設(shè)置左、右、中間三個觀測點，水體采集的深度為水面以下0.8m深處進(jìn)行。水體的采集時間按照枯水期（11月到12月與次年1月到2月），平水期（3月到6月），豐水期（7月到10月）的時間進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，以月為單位定期的進(jìn)行BOD，COD，TN與高錳酸鹽等參數(shù)的測量工作，數(shù)據(jù)的采集具體時間從2012年1月至2013年3月。

水體的分析方法采用上述的具體的方法，COD采用重鉻酸鉀法的方式進(jìn)行測量，BOD采用產(chǎn)生BOD5的方式測量，TN采用堿性過硫酸鉀紫外消解分光光度法的方式進(jìn)行測量。

3 數(shù)據(jù)的回歸計算

對水體的監(jiān)控的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行最小二乘法的數(shù)學(xué)計算方法進(jìn)行回歸分析，得到相回歸計算中的諸多參數(shù)信息，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，得到水體技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的相關(guān)性。本文中得到的回歸計算結(jié)果如表1所示：

表1 數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸計算結(jié)果

4 結(jié)論分析

對水體數(shù)值測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，主要包含了BOD、COD，TN與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)性分析與回歸分析。

1)相關(guān)性分析

通過分析得到BOD、COD,TN與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)系數(shù)大于t（0.05）的臨界值，可以得到BOD，COD,TN以及高錳酸鹽指數(shù)三者之間的關(guān)系是線性的，可以用COD=x+yBOD，其線性的相關(guān)性如圖3-1中所示的回歸方程也是線性關(guān)系。

2)回歸分析

進(jìn)行回歸檢驗t值與t（0.05）臨界值進(jìn)行比較，得到BOD、COD,TN與高錳酸鹽指數(shù)都大于t（0.05）時值，因此可知BOD、COD,TN與高錳酸鹽指數(shù)三者之間存在一定的回歸關(guān)系。

3)回歸精密度與準(zhǔn)確度

測量的數(shù)值與真實值之間的差異通過回歸精密度來反映的，主要通過的方式是采用剩余數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差，具體計算公式為4-1所示：

通過公式4-1可以得到各測量點的數(shù)據(jù)的精密性以及觀測點處于的區(qū)域，當(dāng)變化較大時候表示處于的區(qū)域之外遠(yuǎn)，反之位于區(qū)域內(nèi)近。從圖3-1可以得到總氮（TN）指數(shù)與高錳酸鹽指數(shù)回歸方程的精確度與準(zhǔn)確度比BOD、COD與高錳酸鹽指數(shù)要好

4)相關(guān)指數(shù)與回歸性分析在長江水質(zhì)監(jiān)測應(yīng)用

在長江的水質(zhì)監(jiān)測環(huán)節(jié)，通過對BOD，COD，TN等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測在水質(zhì)控制中具有重要的作用。上述的數(shù)據(jù)相關(guān)性與回歸進(jìn)行分析，可以得到COD，BOD，TN與高錳酸鹽指數(shù)之間具有很好的相關(guān)性，而最為顯著的是TN指數(shù)，因此在本文研究的水質(zhì)監(jiān)控中采用COD、BOD與TN數(shù)據(jù)進(jìn)行同一區(qū)域內(nèi)的高錳酸鹽指數(shù)的評價，可以有效地解決在長江水質(zhì)監(jiān)測中利用高錳酸鹽指數(shù)評價地表水等受到諸多因素影響下的不準(zhǔn)確問題，以及在水污染源處的COD，BOD與TN不能比對的難題，進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的關(guān)聯(lián)，對水質(zhì)污染的監(jiān)測具有重要的意義，時刻的進(jìn)行水質(zhì)的監(jiān)測與比對，保證水體質(zhì)量。

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