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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)物的分解過程。在有機(jī)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(jī)物的分解數(shù)量，記為BOD5，其被廣泛的應(yīng)用在水質(zhì)有機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)物或者無機(jī)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(diǎn)，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(diǎn)的數(shù)據(jù)的精密性以及觀測點(diǎn)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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