水產(chǎn)養(yǎng)殖水體UV254和COD值相關(guān)性研究

徐會(huì)+湯傳棟+劉賀+雷修明+敖鑫

摘 要：該研究通過(guò)對(duì)常州地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)不同養(yǎng)殖時(shí)段養(yǎng)殖池溏水體UV254和COD值的檢測(cè)，考察了兩者在一個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)的變化情況，采用線性擬合的方法分析兩者在不同養(yǎng)殖時(shí)段的相關(guān)性。結(jié)果表明：在一個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)，隨著養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)，水體UV254和 COD值均逐漸增大；養(yǎng)殖初期水體，UV254和COD值相關(guān)性不顯著；隨著養(yǎng)殖時(shí)間的增加，餌料的投加和水生生物的代謝作用增強(qiáng)，兩者相關(guān)性越來(lái)越顯著，養(yǎng)殖中、后期水體，UV254和COD值有較好的正相關(guān)性，可通過(guò)測(cè)量水體UV254值并換算和估計(jì)水體COD值。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)養(yǎng)殖；UV254；COD；相關(guān)性

中圖分類號(hào) S959 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）20-0067-03

Study of Correlation between UV254 and COD Values in Aquaculture Water

Xu Hui et al.

（Jiangsu Rainfine Environmental Science and Technology Co.，Ltd，Nanjing 210009，China）

Abstract：By detecting different breeding periods water UV254 and COD values of aquaculture farms in Changzhou，reviews the changes of them in a breeding cycle，using the methods of liner fitting analysis the correlation between UV254 and COD values in different breeding periods. The results show that，in a breeding cycle，with the extension of breeding time，water UV254 and COD values were gradually increased；there is no correlation between UV254 and COD values in the early aquaculture water；with the breeding time increases，bait dosing and metabolism of aquatic life increasing，the correlation between the two increasingly significant，the mid and late aquaculture water，UV254 and COD values had a good positive correlation，by measuring the UV254 value of water can convert and estimate the value of COD.

Key words：Aquaculture；UV254；COD；Correlation

由于餌料的持續(xù)投加和水生生物的生長(zhǎng)代謝，水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中有機(jī)物含量較高，加之池塘養(yǎng)殖密度高以及半封閉式的特征，更加劇了水體中有機(jī)物的污染[1-2]。化學(xué)需氧量（COD）是我國(guó)水體水環(huán)境污染監(jiān)測(cè)和水質(zhì)控制的主要指標(biāo)，在對(duì)水體中有機(jī)物進(jìn)行分析時(shí)，往往將COD值作為主要的考察指標(biāo)之一。但由于COD檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、藥品消耗量大，當(dāng)測(cè)定水樣較多時(shí)，采樣后不及時(shí)測(cè)定會(huì)導(dǎo)致結(jié)果有一定的偏差，在實(shí)際應(yīng)用中存在很多困難[3-4]；尤其在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方面，在線檢測(cè)設(shè)備昂貴、傳統(tǒng)方法檢測(cè)實(shí)時(shí)性差，檢測(cè)人員難以及時(shí)判斷和控制水質(zhì)變化。UV254值是指水中一些有機(jī)物在254nm波長(zhǎng)紫外光下的吸光度，其值可反映水中存在的具有非飽和鍵的一類有機(jī)物（如芳香族有機(jī)物）的綜合濃度，是衡量水中有機(jī)物指標(biāo)的一項(xiàng)重要參數(shù)[5]。UV254的測(cè)定具有快速、簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好等特點(diǎn)。已有研究表明，水體中UV254值和TOC、TTHMFP和NPTOC值有相關(guān)關(guān)系[6]；垃圾滲濾液、豬場(chǎng)污水中UV254和COD值均具有正相關(guān)關(guān)系[7-8]。于浩等[9]對(duì)不同類型地表水UV254和COD值進(jìn)行分析，也發(fā)現(xiàn)在水質(zhì)較差的河流中兩者有較高的相關(guān)性。但對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水體UV254和COD相關(guān)性的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此，本文對(duì)常州市水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖池塘水體UV254和COD值進(jìn)行相關(guān)性分析，探究通過(guò)測(cè)定水體UV254值估計(jì)COD值的可行性，為UV254值在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中作為一種新的有機(jī)污染綜合指標(biāo)提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)取用常州市武進(jìn)區(qū)某水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)1個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)養(yǎng)殖池塘水體，主要水質(zhì)參數(shù)：pH7.63～9.67，濁度11.1～52.3，UV2540.109 6～0.445 7，電導(dǎo)率426～527us·cm-1，ρ（溶解氧）1.46～6.53mg·L-1，ρ（氨氮）0.24～1.04mg·L-1，ρ（總氮）0.58～2.01mg·L-1，ρ（COD）18～97mg·L-1。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)用水分別取自養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖初期（4—5月）、中期（6—9月）和后期（10—11月）3個(gè)時(shí)段養(yǎng)殖池塘水體，測(cè)定其UV254和COD值，考察UV254和COD值隨養(yǎng)殖時(shí)間的變化情況；分別對(duì)不同養(yǎng)殖時(shí)段水體UV254和COD值進(jìn)行線性回歸分析，取顯著性水平α=0.01，查臨界值rα表，進(jìn)行相關(guān)系數(shù)顯著性檢驗(yàn)。在相關(guān)性成立的條件下，用剩余標(biāo)準(zhǔn)差S來(lái)描述回歸直線的精密度，并給出通過(guò)水體UV254值估計(jì)COD值的區(qū)間范圍[10]。

1.3 分析方法 pH值：采用pH計(jì)（SANXIN SX 620）直接測(cè)定；濁度：采用濁度計(jì)（HACH 2100Q）測(cè)定；UV254：采用紫外分光光度計(jì)（島津UV 1750），測(cè)定水樣在波長(zhǎng)為254nm處的光密度；電導(dǎo)率：采用便攜式電導(dǎo)率儀（METTLER TOLEDO FG4）測(cè)定；溶解氧：采用便攜式溶解氧儀（METTLER TOLEDO FG4）測(cè)定；氨氮：采用納氏試劑分光光度法測(cè)定；總氮：采用堿性過(guò)硫酸鉀消解-紫外分光光度法測(cè)定；COD：采用COD快速測(cè)定儀（HACH DR2800）測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 UV254和COD值隨養(yǎng)殖時(shí)段的變化 養(yǎng)殖池塘進(jìn)水水體為經(jīng)多級(jí)人工濕地凈化后水體，其中懸浮物、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量少，水質(zhì)較好，水體UV254和COD值較小。在一個(gè)養(yǎng)殖周期內(nèi)，水體UV254和COD值隨養(yǎng)殖時(shí)間變化情況如圖1。養(yǎng)殖初期餌料投加量少，水生生物的生長(zhǎng)代謝作用較弱，水體中有機(jī)物質(zhì)含量少，UV254值水平較低，在0.10～0.25；COD值較小且變化不大，在20～35mg·L-1范圍。養(yǎng)殖中期餌料投加量增加，水生生物繁殖旺盛，生長(zhǎng)代謝及分解產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)增多，水體UV254和COD值逐漸上升，UV254值達(dá)到0.25～0.38，COD值達(dá)到40～60mg·L-1。在養(yǎng)殖后期，由于殘餌、水生生物代謝產(chǎn)物和殘骸分解產(chǎn)物等的累積作用，水體中有機(jī)物質(zhì)含量達(dá)到更高水平，UV254值可達(dá)0.36～0.45；水體COD值在60～80mg·L-1，最高可達(dá)95mg·L-1，可能是由于魚(yú)類活動(dòng)和曝氣作用使池塘底泥和水體中有機(jī)物質(zhì)釋放的原因。由圖1可以看出，在養(yǎng)殖初期UV254和COD值兩條線變化趨勢(shì)相關(guān)性較差，在養(yǎng)殖中、后期兩者起伏變化趨勢(shì)基本一致，應(yīng)分別對(duì)不同養(yǎng)殖時(shí)段水體UV254和COD值進(jìn)行相關(guān)性分析。

圖1 水體UV254和COD值隨養(yǎng)殖時(shí)間的變化關(guān)系

2.2 養(yǎng)殖初期水體UV254和COD值相關(guān)性分析 養(yǎng)殖初期水體水質(zhì)較好，餌料、魚(yú)藥的投加量較少，水生動(dòng)植物總量小，生長(zhǎng)代謝緩慢，水體中有機(jī)物質(zhì)含量低，UV254和COD值較小。在養(yǎng)殖初期，通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖池塘水體取樣進(jìn)行分析，得到養(yǎng)殖初期水體UV254和COD值的關(guān)系如圖2所示。對(duì)所得方程進(jìn)行相關(guān)性系數(shù)檢驗(yàn)，顯著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.618 3

圖2 養(yǎng)殖初期水體UV254和COD值關(guān)系

2.3 養(yǎng)殖中期水體UV254和COD值相關(guān)性分析 養(yǎng)殖中期餌料投加量增加，水體中營(yíng)養(yǎng)元素充足，水生動(dòng)植物生長(zhǎng)繁殖旺盛，代謝產(chǎn)物增加，加上生物殘骸分解作用，養(yǎng)殖池塘水體中有機(jī)物質(zhì)增多，UV254和COD值相對(duì)養(yǎng)殖初期變大，養(yǎng)殖中期水體UV254和COD值的關(guān)系如圖3所示。對(duì)所得方程進(jìn)行相關(guān)性系數(shù)檢驗(yàn)，顯著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.822 7>r0.01，相關(guān)性顯著，即養(yǎng)殖中期水體UV254和COD值有線性關(guān)系。養(yǎng)殖中期水體UV254值能反映水體COD水平，通過(guò)測(cè)定水體UV254值并換算可定性估算水體COD值。計(jì)算剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=4.39，對(duì)于養(yǎng)殖中期水體，通過(guò)測(cè)定UV254值，可估計(jì)其COD值在169.07*UV254-7.1839與169.07*UV254+10.3761。

圖3 養(yǎng)殖中期水體UV254和COD值關(guān)系

2.4 養(yǎng)殖后期水體UV254和COD值相關(guān)性分析 高密度集約化的池塘養(yǎng)殖，水體交換緩慢，水體中有機(jī)物質(zhì)不易轉(zhuǎn)移擴(kuò)散。在養(yǎng)殖后期，由于殘餌、魚(yú)藥、水生動(dòng)植物代謝產(chǎn)物及殘?bào)w分解的累積作用，水體中有機(jī)物質(zhì)含量大大增加，水體UV254和COD值進(jìn)一步增大，養(yǎng)殖后期水體UV254和COD值的關(guān)系如圖4所示。對(duì)所得方程進(jìn)行相關(guān)性系數(shù)檢驗(yàn)，顯著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.937 5>r0.01，相關(guān)性極顯著，即養(yǎng)殖后期水體UV254和COD值有線性關(guān)系。養(yǎng)殖后期水體UV254值能反映水體COD水平，通過(guò)測(cè)定水體UV254值并換算可較準(zhǔn)確估算水體COD值。計(jì)算剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=4.9，對(duì)于養(yǎng)殖后期水體，通過(guò)測(cè)定UV254值，可估計(jì)其COD值在644.58*UV254-204.57與644.58*UV254-184.97。

圖4 養(yǎng)殖后期水體UV254和COD值關(guān)系

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水產(chǎn)養(yǎng)殖水體UV254和COD值均隨養(yǎng)殖時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大。在養(yǎng)殖初期，UV254和COD值均較低的條件下，兩者相關(guān)性不顯著；隨著養(yǎng)殖時(shí)間的增加，餌料、魚(yú)藥的投加量和水生物的代謝產(chǎn)物增加，UV254和COD值變大，兩者之間的線性關(guān)系越來(lái)越顯著；養(yǎng)殖中期水體UV254和COD值線性關(guān)系為COD=169.07*UV254+1.596，r=0.822 7，養(yǎng)殖后期水體UV254和COD值線性關(guān)系為COD=644.58*UV254-194.77，r=0.937 5。對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖中、后期水體，UV254值是一種有效、簡(jiǎn)便、可行的COD值替代參數(shù)，可以作為有機(jī)污染物的綜合指標(biāo)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)監(jiān)測(cè)；也可以通過(guò)測(cè)定水體UV254值，估計(jì)其COD值。由于養(yǎng)殖水體的成分隨天氣、溫度、養(yǎng)殖品種等因素的不同存在差異，綜合考慮到這些因素，將得到更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

致謝：本研究得到常州市武進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)的大力支持，在此表示感謝！

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