地表水中濁度與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)性分析

侯順婷

（上海市普陀區(qū)環(huán)境監(jiān)測站，上海 200062）

地表水中濁度與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)性分析

侯順婷

（上海市普陀區(qū)環(huán)境監(jiān)測站，上海 200062）

水污染測試有一定的指標(biāo)依據(jù)，其中高錳酸鹽的指數(shù)是衡量水污染的重要標(biāo)準(zhǔn)。本文首先以重慶市地表水檢測為例，分析了濁度和高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)性，然后以某水廠為例，詳細(xì)闡述了地表水中濁度和高錳酸鹽指數(shù)之間的關(guān)系。

地表水濁度；高錳酸鹽指數(shù)；相關(guān)性

地表水、生活飲用水和生活污水的檢測，需要一定的指標(biāo)，其中就包括高錳酸鹽指數(shù)。高錳酸鹽指數(shù)是地表自動在線檢測的指標(biāo)之一，能反應(yīng)水中受污染的程度。進(jìn)行水質(zhì)檢測時，高錳酸鹽指數(shù)的變化受到多種因素的影響和制約，如滴定的時間、空白值、高錳酸鉀溶液的濃度等。所以，對高錳酸鹽指數(shù)的確定有一定的難度。在水質(zhì)檢測中，地表水的濁度與高錳酸鹽之間存在一定的聯(lián)系，如果濁度比較高的話，那么高錳酸鹽的指數(shù)也會逐漸升高。本文通過實際檢測的方式，以重慶市為例，對地表水中的濁度和高錳酸鹽指數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。

1 水域概況

重慶市是我國重要的城市，位于我國長江流域，境內(nèi)有較多的江河。除長江外，重要的河流還有嘉陵江、烏江、涪江和渠江。除此之外，還有許多支流，流域面積大于100 km2的河流有18條，小于100 km2的支流有10條。現(xiàn)階段，對水資源的保護(hù)非常重要，只有對水資源進(jìn)行很好的保護(hù)，才能為社會提供符合要求的水資源[1]，為此，重慶市分別在這5條江上建立了5個水質(zhì)自動監(jiān)測站。

2 檢測點位以及檢測的方法

檢測的地點是重慶市的5條江面，檢測的方式是實時在線檢測，檢測的頻率是4 h檢測一次。使用的檢測儀器是傳感器，對高錳酸鹽指數(shù)的采集，使用的方法是指數(shù)法，基本和實驗室的方式一致。

3 濁度與高錳酸鹽指數(shù)相關(guān)性

3.1 濁度

重慶市實施的監(jiān)控方式都是實時在線監(jiān)控，檢測的頻率是4 h檢測一次，每天六次。圖1為五個點數(shù)的濁度比較，能夠看出5個點數(shù)的濁度保持同一變化趨勢，其最大值出現(xiàn)的時間大多都在相同的月份，即7月和8月，但是濁度比較低的月份是1月和5月，并且9-11月是逐漸降低的。據(jù)調(diào)查，長江上游的土壤主要是山地草甸草原土壤和山地森林土壤，而中下游地區(qū)的土壤大多是紅土壤和黃土壤。一旦洪水季節(jié)出現(xiàn)，長江流域的河流中泥沙主要來源于紅土壤和黃土壤中的黏土和砂質(zhì)黏土等物質(zhì)。渠江監(jiān)測站在8月出現(xiàn)了最大值492 NTU，由于其位于重慶和四川的的交匯處，每年暴雨季節(jié)，水位都會暴漲，致使水土流失的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，濁度也會不斷上升。其他監(jiān)測點同樣如此。因此，水中濁度上升主要是因為河水的暴漲。

圖1 5個點數(shù)的濁度比較

3.2 高錳酸鹽指數(shù)

高錳酸鹽指數(shù)是指在某種條件下，高錳酸鉀作為亞氧化劑，對水樣進(jìn)行處理時所消耗的量。水中的還原性無機(jī)物和在這種條件下能夠被氧化的有機(jī)物都能夠消耗高錳酸鉀。圖2為1-11月高錳酸鹽指數(shù)的變化，五個點數(shù)的高錳酸鹽指數(shù)變化基本是一致的。如果進(jìn)入豐水期的話，指數(shù)會隨之升高，如果到枯水期的話，指數(shù)會降低到最低的狀態(tài)。但是，涪江監(jiān)測點的高錳酸鹽指數(shù)一直處于很高的狀態(tài)，這與上游的水質(zhì)有很大的關(guān)系。據(jù)調(diào)查，1996-1998年，涪江的高錳酸鹽指數(shù)比較高，處于超標(biāo)的狀態(tài)。經(jīng)過十幾年的整治和處理，指數(shù)出現(xiàn)下降的趨勢，整體水質(zhì)有了很大的改善，但是與其他河流相比，還是比較高。另外，長江監(jiān)測點的高錳酸鹽指數(shù)一直處于穩(wěn)定的狀態(tài)，如果流量比較低的話，高錳酸鹽的指數(shù)也比較大，說明水質(zhì)比較差，如果流量高時，高錳酸鹽的指數(shù)比較低，說明水質(zhì)比較好。所以可以這樣說，長江流量相對比較穩(wěn)定，高錳酸鹽指數(shù)也就相對穩(wěn)定[2]。

圖2 2009年1-11月高錳酸鹽指數(shù)的變化趨勢

3.3 濁度對高錳酸鹽指數(shù)的影響

測試過程中，濁度對高錳酸鹽的指數(shù)存在一定影響，在通常情況下，濁度能夠使光散射或者吸收。

圖3、圖4表明高錳酸鹽指數(shù)和濁度呈正相關(guān)的關(guān)系，特別是豐水期，濁度與高錳酸鹽的的指數(shù)之間是正比例的關(guān)系，即濁度越大，高錳酸鹽指數(shù)越大。在枯水期，濁度和高錳酸鹽的指數(shù)處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。高錳酸鹽的指數(shù)是豐水期大于平水期，而平水期又大于枯水期。而且，污染源的特征表現(xiàn)得很明顯，因為污染源具有階段性，有時出現(xiàn)得比較突然，如果雨水停止的話，情況就會消失。工業(yè)污水和生活污水是主要的污染源，排放具有連續(xù)性，污染物的排放比較穩(wěn)定。圖3和圖4是以渠江和嘉陵江為例子，高錳酸鹽和濁度之間的關(guān)系是正相關(guān)，其中，渠江監(jiān)測點的關(guān)系式為：

Y=202.36X-347.91 (r2=0.9302)

嘉陵江監(jiān)測點的關(guān)系式為：

Y=83.148X+21.89 (r2=0.792)

圖3 渠江濁度和高錳酸鹽指數(shù)的關(guān)系

圖4 嘉陵江濁度和高錳酸鹽指數(shù)的關(guān)系

其中Y為濁度（NTU），X為高錳酸鹽指數(shù)（mg/L），高錳酸鹽指數(shù)如果比較低，溶解氧就高，而水中的還原性物質(zhì)和微生物的含量比較低，如果相反的話，則水污染比較嚴(yán)重。

以上是對重慶市相關(guān)河流的水濁度和高錳酸鹽指數(shù)之間關(guān)系的闡述。下面對某水廠的水濁度和高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行闡述，進(jìn)而分析濁度和高錳酸鹽指數(shù)去除率之間的關(guān)系，以期為其他工廠提供參考價值。

4 試驗部分

4.1 樣品的來源

水樣的來源是上游的輸水，每個月檢測的頻率是3次。

4.2 檢測方法

酸性法是檢測高錳酸鹽指數(shù)的最佳方法，其測試過程是在水樣中加入硫酸，使之呈現(xiàn)酸性，然后再加入高錳酸鉀的溶液，進(jìn)行加熱。同時將余下的高錳酸鉀用草酸鈉還原，然后再用高錳酸鉀回滴過量的草酸鈉，進(jìn)而求出高錳酸鉀指數(shù)值。

4.3 結(jié)果與分析

4.3.1 試驗的結(jié)果

在進(jìn)行分析中，可以將一年分為豐水期、平水期和枯水期。其中，豐水期為6-8月，枯水期為12月到2月，平水期為3-5月以及9-11月。通過對濁度和高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行分析，能夠得出兩者之間的關(guān)系，同時能夠判斷高錳酸鹽指數(shù)是否隨著濁度的升高或者下降而有所改變。豐水期、枯水期和平水期的地表濁度與高錳酸鹽指數(shù)的檢測結(jié)果如表1、表2、表3所示。為了減少誤差的出現(xiàn)，使檢測的結(jié)果更加真實，每個樣品做兩個平行對照試驗，取平均值進(jìn)行分析[3]。

4.3.2 豐水期地表濁度和高錳酸鹽指數(shù)的關(guān)聯(lián)性

依據(jù)表1中豐水期的檢測結(jié)果，可以得出豐水期地表水濁度與高錳酸鹽之間的關(guān)系，如圖5所示。

國有糧食企業(yè)內(nèi)部控制還存在著一些問題：內(nèi)部環(huán)境不完善，缺乏完善的公司治理機(jī)制與制衡機(jī)制；各級領(lǐng)導(dǎo)識別、應(yīng)對風(fēng)險的意識淡薄，企業(yè)抗風(fēng)險能力比較差；國有糧食企業(yè)的控制活動缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性，導(dǎo)致既定的內(nèi)部控制制度失控；企業(yè)內(nèi)部信息溝通效率差，影響信息的高效溝通與反饋；由于企業(yè)人才缺乏，不滿足內(nèi)審人員的素質(zhì)要求，導(dǎo)致內(nèi)部監(jiān)督薄弱[53]。

圖5 豐水期地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)關(guān)系

通過表1可知，在豐水期，濁度如果增大，地表水中的高錳酸鹽指數(shù)也會升高，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的計算公式：

如果是豐水期，相關(guān)系數(shù)R豐=0.775 9，取顯著水平為ɑ=0.05，f=n-2=7，臨界值表為R0.05=0.666 4。由于R豐=0.775 9大于R0.05=0.666 4。因此可以說，在豐水期的地表水濁度和高錳酸鹽指數(shù)的關(guān)系很顯著，是兩個關(guān)系很大的變量，能夠建立一元線性回歸方程。如果設(shè)X為濁度，Y為高錳酸鹽指數(shù)，濁度與高錳酸鹽指數(shù)的一元線性回歸方程為：Y=0.24X+2.99?；貧w方程的顯著性檢驗采用F檢驗法，見表4。

表1 豐水期地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)值

表2 枯水期地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)值

表3 平水期地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)值

表4 方差分析表

如果顯著水平ɑ=0.05時，F(xiàn)1-ɑ（1，7）=5.591，F(xiàn)=10.588 9＞5.591，這說明了直線回歸顯著，其一元線性回歸直線如圖6所示。

圖6 豐水期地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)一元線性回歸直線

如果是豐水期的話，水中的溫度會比較高，而且因為季節(jié)的原因，水溫會隨著氣溫的升高而不斷升高，進(jìn)而使水中的溶解氧出現(xiàn)降低的情形。工業(yè)廢水、城市生活污水和農(nóng)牧漁廢水是水體受污染的主要來源。水中的有機(jī)污染物和無機(jī)還原性物質(zhì)可能會吸附在水中的懸浮顆粒上，此時如果濁度增大，高錳酸鹽的指數(shù)也會增大，而水中的還原性物質(zhì)則不斷減少?？梢哉f，如果是豐水期，濁度和高錳酸鹽指數(shù)之間是呈相關(guān)，而且關(guān)系比較和諧。因此，濁度減低，高錳酸鹽指數(shù)也會降低，最終實現(xiàn)水質(zhì)的改善。

4.3.3 枯水期地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)性

如果是枯水期，地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)之間的相關(guān)性如圖7所示。

圖7 枯水期地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)的關(guān)系

4.3.4 平水期地表水的濁度和高錳酸鹽指數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性

兩者之間的關(guān)聯(lián)性如圖8所示。

圖8 平水期地表水濁度與高錳酸鹽指數(shù)的相關(guān)關(guān)系

從相關(guān)系數(shù)的計算公式可以知道，平水期相關(guān)的系數(shù)如下：R平=0.031 6，取顯著水平為ɑ=0.05，f=n-2=6，相關(guān)系數(shù)的臨界值表為R0.05=0.468 3。R平小于R0.05，這說明平水期水中的濁度和高錳酸鹽之間沒有關(guān)系性。

綜上所述，在枯水期和平水期，水中的濁度變小，而高錳酸鹽指數(shù)不會隨之降低，因此通過降低濁度來改善水質(zhì)是行不通的。即使?jié)岫缺容^小，也不影響溶解在水中的還原性物質(zhì)對高錳酸鹽的消耗[4]。

5 實際應(yīng)用的例子

5.1 水中的濁度和高錳酸鹽指數(shù)之間的關(guān)系

某水廠水濁度與高錳酸鹽指數(shù)的關(guān)系如表5所示。

表5 某水廠水濁度與高錳酸鹽指數(shù)的關(guān)系

一年中，可以分為豐水期、枯水期和平水期。豐水期為6-8月，枯水期為12-2月，平水期為3-5月以及9-11月。

根據(jù)相關(guān)系數(shù)的計算公式，可以得到以下結(jié)論。

（1）如果是豐水期的話，相關(guān)系數(shù)R豐水源=0.998 2，取顯著水平為ɑ=0.10，f=n-2=1，查相關(guān)系數(shù)的臨界值表R0.05=0.987 69。因為R豐水源大于R0.05，所以豐水期水廠原水濁度與高錳酸鹽指數(shù)之間呈線性關(guān)系。

（2）如果是枯水期的話，相關(guān)系數(shù)R枯原水=0.666 3，取顯著水平為ɑ=0.10，f=n-2=1，查相關(guān)系數(shù)的臨界值表R0.05=0.987 69。由于R枯原水小于R0.05，所以枯水期水廠原水濁度與高錳酸鹽指數(shù)之間沒有關(guān)系。

（3）如果是平水期，相關(guān)系數(shù)R平原水=0.592 7，取顯著水平為ɑ=0.10，f=n-2=4，查相關(guān)系數(shù)的臨界值表R0.05=0.811 4，由于R平原水小于R0.05，所以平水期水廠原水濁度和高錳酸鹽指數(shù)不存在相應(yīng)的關(guān)系。

5.2 出廠水濁度去除率與高錳酸鹽指數(shù)去除率的相關(guān)性分析

文中研究的對象是某水廠的數(shù)據(jù)，可以將一年分為豐水期、平水期和枯水期。其出廠水濁度去除率與高錳酸鹽指數(shù)去除率的關(guān)系，分別如圖9、圖10、圖11所示。

由圖9可知，出廠水在豐水期的濁度平均去除率為97%；在平水期的濁度平均去除率為96%；在枯水期的濁度去除率為93%。在豐水期、平水期和枯水期的高錳酸鹽指數(shù)的平均去除率為60%、44%和27%。

圖9 豐水期出廠水濁度去除率與高錳酸鹽指數(shù)去除率的關(guān)系

圖10 枯水期出廠水濁度去除率與高錳酸鹽指數(shù)去除率的關(guān)系

圖11 平水期出廠水濁度去除率與高錳酸鹽指數(shù)去除率的關(guān)系

由上可知，在豐水期，出廠水濁度的去除率和高錳酸鹽指數(shù)的去除率是存在一定關(guān)系的，高錳酸鹽指數(shù)的去除率會隨著濁度除去率的增加而上升。主要的原因是水中的有機(jī)物和無機(jī)物進(jìn)行還原后附著在水中懸浮額顆粒中，在混凝工藝的作用下，可以從水中分離出來，進(jìn)而使高錳酸鹽指數(shù)的去除率上升。而在平水期和枯水期，能夠溶水的還原性物質(zhì)不斷增加，對濁度進(jìn)行降低后，即使通過混凝工藝的作用，也不能對物質(zhì)進(jìn)行還原，還原性物質(zhì)也就很難從水中分離出來，這時的高錳酸鹽去除率與濁度去除率之間不是正相關(guān)的關(guān)系。

6 結(jié)語

水中的濁度影響高錳酸鹽的指數(shù)，可以說，在豐水期，濁度越高，高錳酸鹽指數(shù)就越高，兩者之間是正相關(guān)的關(guān)系。在枯水期或者平水期，高錳酸鹽指數(shù)是比較穩(wěn)定的，與濁度沒有太大的關(guān)系。因此，想要實現(xiàn)水質(zhì)的改變，不能通過降低濁度的方式進(jìn)行。

1 王秀英.淺析影響高錳酸鹽指數(shù)測定的若干因素[J].福建分析測試，2009，18（2）：92-94.

2 王蘇勤.酸性高錳酸鉀法測定高錳酸鹽指數(shù)的條件[J].江蘇環(huán)境科技，1995，8（3）：36-37.

3 趙仕蕃.論黃河、長江高濁度水[J].中國給水排水，1995，11（4）：40-41.

4 王 碧.涪江遂寧段水源水質(zhì)評價與保護(hù)[J].川北教育學(xué)院學(xué)報，2000，10（2）：51-55.

Correlation Analysis of Turbidity and Permanganate Index in Surface Water

Hou Shunting
(Putuo District Environmental Monitoring Station of Shanghai, Shanghai 200062, China)

Water pollution test has certain index basis, in which permanganate index is an important standard to measure water pollution. Firstly, taking the surface water test in Chongqing city as an example, the correlation between turbidity and permanganate index is analyzed. Then, the relation between turbidity and permanganate index in surface water is discussed in detail with a water plant as an example.

surface water turbidity; permanganate index; relevance

TU991.2

A

1008-9500(2017)06-0103-05

2017-03-22

侯順婷（1990-），女，上海人，助理工程師，從事地表水、廠家廢水等監(jiān)測工作。