鄒可可，楊 力

（河南省平頂山水文水資源勘測(cè)局，河南 平頂山 467000）

工業(yè)排放廢水中含有大量的懸浮物質(zhì)、膠狀物質(zhì)以及病原微生物成分，其中前兩者中包含了大量的金屬元素，并以不同的形態(tài)存在[1]。廢水中金屬元素Fe、Al、Mn、Ti的溶解態(tài)濃度相對(duì)較低，主要以沉淀的形式存在，且Al的某種形態(tài)具有一定的毒性，會(huì)對(duì)生物造成一定的威脅。金屬元素具有較高的絡(luò)合和沉淀能力，因此能夠與多種不同的有機(jī)物相結(jié)合，從而形成絡(luò)合物，表現(xiàn)出更加復(fù)雜的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。液體中的濁度構(gòu)成主要包括懸浮顆粒物、膠體以及有機(jī)物，濁度的檢測(cè)最常用于在飲用水凈化過程中對(duì)水質(zhì)的控制標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，對(duì)于水廠的濁度檢測(cè)可通過濁度儀完成，但對(duì)于工業(yè)排放廢水而言，水中含有大量的金屬元素，因此檢測(cè)過程相對(duì)更加復(fù)雜，涉及到的設(shè)備更多。本文針對(duì)工業(yè)排放廢水中金屬元素超標(biāo)的問題，分析金屬元素與濁度的相關(guān)性，從而控制工業(yè)排放廢水中金屬元素含量，在滿足工業(yè)生產(chǎn)要求的前提下，通過探究水濁度間接反映出廢水的金屬元素是否超標(biāo)，從而使工業(yè)區(qū)周圍環(huán)境得到保護(hù)。

1 資料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

本文實(shí)驗(yàn)樣本選用某一工業(yè)區(qū)內(nèi)排放的廢水，廢水中包含眾多的金屬元素，并對(duì)廢水不進(jìn)行任何加工處理，同時(shí)在保證廢水未放入任何藥劑成分的情況下進(jìn)行取樣。

1.2 實(shí)驗(yàn)流程

取樣完畢后，直接將樣本放入4℃的恒溫容器中進(jìn)行冷藏儲(chǔ)存。樣本的采集時(shí)間為一年，提取樣本時(shí)間間隔為一周。在每次提取樣本結(jié)束后都要及時(shí)對(duì)樣本中的金屬元素含量以及水濁度進(jìn)行測(cè)量。此外，在每個(gè)月的最后一周時(shí)間中，計(jì)算出該月的平均金屬元素含量數(shù)值和水濁度數(shù)值[2]。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，樣本水濁度的測(cè)量主要是通過濁度儀完成，而金屬含量的測(cè)量主要通過電感耦合等離子體質(zhì)譜法完成。實(shí)驗(yàn)設(shè)置樣本的深度為14.539mm，射頻功率為2394W，載氣流量為3.584L/min。同時(shí)，在進(jìn)行電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)量金屬含量時(shí)，保證離子的冷卻氣、體氣以及載氣均為高純度氬氣。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 低濃度下金屬元素與廢水濁度的相關(guān)性分析

利用上述采樣方法及測(cè)量方法完成實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，表1為低濃度工業(yè)排放廢水中金屬元素與濁度的相關(guān)性表。

表1 低濃度金屬元素與廢水濁度相關(guān)性表

通過表1中的數(shù)據(jù)可以得出低濃度條件下，金屬元素與濁度之間存在著一定的相關(guān)性。通過計(jì)算得出該樣本一年時(shí)間內(nèi)金屬元素含量與濁度之間的相關(guān)系數(shù)，金屬元素1的相關(guān)系數(shù)為0.2483，即R2=0.2483，相關(guān)性方程為：Y=35.678X-25.358；金屬元素2的相關(guān)系數(shù)為0.2455，即R2=0.2455，相關(guān)性方程為Y=51.584X-41.284。因此，通過數(shù)據(jù)可以得出兩種方程的相關(guān)性均較好，說明廢水濁度指標(biāo)能夠準(zhǔn)確的反映出低濃度狀態(tài)下，金屬元素在廢水中的含量水平。

2.2 高濃度金屬元素與廢水濁度的相關(guān)性分析

利用上文同樣的方法計(jì)算出金屬元素含量與濁度之間的相關(guān)系數(shù)，金屬元素1相關(guān)系數(shù)為0.2698，即R2=0.2698，相關(guān)性方程為：Y=684.56X-23.515；金屬元素2相關(guān)系數(shù)為0.9358，即R2=0.9358，相關(guān)性方程為Y=1239X-12.698。

通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量得出，該工業(yè)區(qū)排放的廢水中，金屬元素1的含量變化不大，且金屬元素1屬于污染程度較輕的金屬元素，因此該金屬元素的含量與廢水濁度之間幾乎不存在相關(guān)性，但通過數(shù)據(jù)得出，在高濃度條件下，金屬元素2的含量與濁度有較好的相關(guān)性。

本文實(shí)驗(yàn)選擇的工業(yè)區(qū)各類金屬元素的輸送量可高達(dá)7×107t/a。同時(shí)，金屬元素的種類較多。但隨著該工業(yè)區(qū)的人工排水系統(tǒng)不斷地開發(fā)，使得原本的自然生態(tài)系統(tǒng)被破壞，因此在一定程度上影響了該區(qū)域廢水的排放模式。因此，廢水中金屬元素被大量滯留的金屬元素影響，使其發(fā)生了遷移和轉(zhuǎn)化，同時(shí)也阻擋了該工業(yè)排放廢水中金屬元素含量的降低。遷移和轉(zhuǎn)化使得廢水中的金屬元素均以絡(luò)合物的形態(tài)以及酸性不穩(wěn)定的形態(tài)存在，同時(shí)膠體和離子中的含量基本保持穩(wěn)定。

因此，結(jié)合工業(yè)區(qū)的實(shí)際情況以及實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)可以推斷出，造成廢水濁度升高的原因是由于廢水中的金屬元素形成了絡(luò)合形態(tài)的大分子物質(zhì)造成，使得廢水底部沉淀的離子釋放到廢水水體中，從而使金屬元素的濃度升高，進(jìn)而使廢水的濁度升高。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析

通過對(duì)表1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以得出，該樣本中的廢水濁度與金屬元素之間的變化趨勢(shì)存在一定的相關(guān)性。為了獲取到具體的相關(guān)度，利用Correl函數(shù)公式進(jìn)行計(jì)算。通過計(jì)算得出最終的工業(yè)排放廢水金屬元素與濁度之間的相關(guān)系數(shù)為0.6884，即R2=0.6884，并以此為基礎(chǔ)，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)樣本中金屬元素與濁度之間的相關(guān)性方程為：Y=28.657X-28.641。通過相關(guān)性方程可以得出，工業(yè)排放廢水的濁度能夠在一定程度上反映出廢水中含有的金屬元素含量水平，濁度越高說明工業(yè)排放廢水中金屬元素含量越高，反之，濁度越低說明工業(yè)排放廢水中金屬元素含量越低。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過本文實(shí)驗(yàn)可以得出，工業(yè)排放廢水中金屬元素的含量與廢水的濁度之間存在著明顯的正相關(guān)性，同時(shí)，利用常規(guī)的工藝手段可以有效的去除工業(yè)廢水中的金屬元素含量，因此利用廢水的濁度，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的控制，可以有效降低工業(yè)廢水中容易造成嚴(yán)重污染的金屬元素的含量，從而在一定程度上保障綠色、環(huán)保的工藝生產(chǎn)。