大遼河盤錦段高錳酸鹽指數(shù)和化學需氧量的相關(guān)性分析

于 琪

（遼寧省盤錦生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧 盤錦 124010）

0 引言

化學需氧量（CODCr）和高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）都是用來反映水體中有機和無機可氧化物質(zhì)污染的常用指標， 但兩者測定所采用的氧化劑和反應條件有所不同。測定化學需氧量耗時更長，且產(chǎn)生Cr6+二次污染[1]。王鶴楊、宋盼盼等人研究發(fā)現(xiàn)對于污染物種類構(gòu)成相對穩(wěn)定的水體， 二者存在一定的線性相關(guān)性，應用于實踐有重要的參考價值。文章以現(xiàn)有的大遼河盤錦段三岔河斷面化學需氧量（CODCr）和高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）數(shù)據(jù)為依據(jù)，研究兩者之間的比例關(guān)系與可利用性，以期利用高錳酸鹽指數(shù)推測化學需氧量的監(jiān)測值，以縮短實驗時間，減少Cr6+的二次污染。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

相關(guān)性分析數(shù)據(jù)采用2017 年4 月至2019 年6月大遼河盤錦段三岔河斷面高錳酸鹽指數(shù)和化學需氧量數(shù)據(jù)，每月監(jiān)測1 次，每年監(jiān)測12 次，共27 組；檢驗分析數(shù)據(jù)采用2019 年7 月至2020 年6 月大遼河盤錦段三岔河斷面高錳酸鹽指數(shù)和化學需氧量數(shù)據(jù)，共 12 組。

1.2 分析方法

化學需氧量分析方法采用重鉻酸鹽法（HJ 828—2017），以重鉻酸鉀為氧化劑，在強酸介質(zhì)中以銀鹽作催化劑，沸騰回流2 小時后測定，如有氯化物干擾需加入硫酸汞溶液去除[3]；高錳酸鹽指數(shù)分析方法采用《高錳酸鹽指數(shù)的測定》（GB/T 11892—1989），以高錳酸鉀為氧化劑，在沸水浴中（98℃）加熱30 分鐘，加入過量草酸鈉還原剩余的高錳酸鉀，再用高錳酸鉀回滴過量草酸鈉，控制滴定溫度在80℃左右[4]。

2 相關(guān)性分析與實際監(jiān)測比對

2.1 相關(guān)性分析

利用2017 年 4 月至 2019 年6 月大遼河盤錦段三岔河斷面（CODMn）和 CODCr27 組數(shù)據(jù)，以 CODMn為x，以 CODCr為 y，在 Excel 軟件中生成散點圖，并添加趨勢線。 相關(guān)關(guān)系散點圖見圖1，并對其相關(guān)系數(shù)進行檢驗。

圖1 CODMn 和CODCr 的相關(guān)關(guān)系散點圖

利用Excel 軟件擬合出CODMn和CODCr的一元線性回歸方程為y=3.700 6x+2.229 8， 相關(guān)系數(shù)R2為0.785 7，R 為 0.886 3。 因為 0＜R＜1，x 與 y 之間存在著一定的線性關(guān)系。 測量次數(shù)n=27，自由度f=27-2=25，給定的顯著性水平設(shè)為α=99.5%或99.9%， 查相關(guān)系數(shù)的臨界值 γα表知 γα=0.380 9 或 0.846 9，R=0.886 3＞＞γα，故所配的直線有意義，可以用該回歸方程描述這兩個變量間的關(guān)系。

利用該回歸方程計算理論化學需氧量的值，并與實際監(jiān)測的化學需氧量進行相對偏差計算。 有77.8%的數(shù)據(jù)小于實驗室內(nèi)所規(guī)范的相對偏差，22.2%的數(shù)據(jù)高于規(guī)范的要求， 相對偏差的絕對值范圍在0.4～60.5%，相對偏差絕對值的均值為15.8%。

2.2 實際監(jiān)測比對

利用2019 年7 月至2020 年6 月大遼河盤錦段三岔河斷面高錳酸鹽指數(shù)月監(jiān)測匯總數(shù)據(jù)，利用擬合的一元線性回歸方程，計算得出對應的化學需氧量理論值，然后與實際監(jiān)測的化學需氧量匯總數(shù)據(jù)進行比較，并計算相對偏差。 實際監(jiān)測匯總值與方程計算結(jié)果比較見表1。

由表1 可知，實際監(jiān)測的化學需氧量和利用一元線性回歸方程計算的化學需氧量之間的相對偏差，有91.7%的數(shù)據(jù)小于實驗室內(nèi)所規(guī)范的相對偏差，僅8.3%的數(shù)據(jù)高于規(guī)范的要求，相對偏差的絕對值范圍在0.9～20.6%，相對偏差絕對值的均值為7.5%，小于擬合曲線的15.8%。 可以根據(jù)監(jiān)測工作的需要，利用高錳酸鹽指監(jiān)測值估算化學需氧量的數(shù)值，這樣既節(jié)約了實驗時間，同時又降低了化學需氧量分析時產(chǎn)生的Cr6+二次污染。

3 結(jié)果與討論

大遼河盤錦段高錳酸鹽指數(shù)與化學需氧量的線性關(guān)系的曲線方程為y=3.700 6x+2.229 8， 相關(guān)系數(shù)R2為 0.785 7。

通過這兩個指標的相關(guān)方程，可利用高錳酸鹽指數(shù)的監(jiān)測值初步估算化學需氧量的結(jié)果，這樣既節(jié)約了實驗時間，同時又降低了化學需氧量分析時產(chǎn)生的Cr6+二次污染。

此線性關(guān)系的曲線方程僅對大遼河盤錦段三岔河斷面適用，且高錳酸鹽指數(shù)的監(jiān)測值應在已測量到的數(shù)值范圍內(nèi)，如需用于其他河流斷面或監(jiān)測值外的化學需氧量估算，仍需進一步分析研究。

表1 實際監(jiān)測匯總值與方程計算結(jié)果比較