李治俊
南京國環(huán)科技股份有限公司安徽分公司
在進行地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測時,生化需氧量(BOD5)、高錳酸鹽指數(shù)(IMn)、氨氮(NH3-N)、化學(xué)需氧量(COD)等指標(biāo)是判斷水域水質(zhì)的重要依據(jù),是水質(zhì)治理與規(guī)劃的目標(biāo),是水質(zhì)管理的技術(shù)基礎(chǔ)。在對以上指標(biāo)進行監(jiān)測與分析時,要深入分析各指標(biāo)之間的內(nèi)在關(guān)系,這是提高地表水監(jiān)測質(zhì)量、提升環(huán)境影響評價水平的關(guān)鍵步驟。在上述各類監(jiān)測指標(biāo)中,分析高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量可直接得到水體中還原性物質(zhì)的分布情況,也能得到水體中有機物、還原性物質(zhì)相對含量。這對于判斷水體質(zhì)量至關(guān)重要??偟?、氨氮等反映了水體中不同形式氮含量情況,分析氨氮、氮磷等指標(biāo)可在一定程度上獲知水體水質(zhì)變差的原因。需氧量、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮和總磷六項常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了相關(guān)性分析,采用Pearson 相關(guān)系數(shù)法分析探討了六項常規(guī)指標(biāo)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性及數(shù)據(jù)之間存在聯(lián)動變化,采用SPSS19.0 對水質(zhì)數(shù)據(jù)進行分析。
近年來,水體環(huán)境研究不斷深入,水體環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)性也被更多的監(jiān)測人員所注意到,這為水質(zhì)判斷、水質(zhì)污染物質(zhì)監(jiān)測、水質(zhì)管理等工作的開展提供了很大幫助。在現(xiàn)行的環(huán)境影響評價方法中,利用環(huán)境監(jiān)測指標(biāo)預(yù)測的模式還僅僅利用了溶解氧量和升華需氧量之間的關(guān)系,地表水監(jiān)測指標(biāo)在環(huán)境影響評價中的應(yīng)用還不是十分的充分與完全,地表水監(jiān)測指標(biāo)的功能作用尚未得到充分發(fā)揮。
本次研究以A江B段地表水作為研究對象。研究中用到的數(shù)據(jù)為2018 年1 月~2019 年12 月該地區(qū)環(huán)境監(jiān)測中心站中的280 個地表水監(jiān)測和分析的數(shù)據(jù)。 在監(jiān)測過程中,對監(jiān)測對象的氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、化學(xué)需氧量等六項常規(guī)數(shù)據(jù)進行了監(jiān)測與相關(guān)性分析。采用了專業(yè)的相關(guān)系數(shù)分析法,對六項指標(biāo)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性、數(shù)據(jù)之間存在的聯(lián)動變化進行了分析。對監(jiān)測對象以及周邊地表水的監(jiān)測進行整理,先將顯示明顯異常的超標(biāo)數(shù)據(jù)以及不具備統(tǒng)計意義的數(shù)據(jù)剔除,之后采用Pearson相關(guān)系數(shù)法展開后續(xù)的計算與分析工作。
通過對上述指標(biāo)之間的Pearson相關(guān)系數(shù)進行分析,篩選出了三組指標(biāo)之間具有關(guān)聯(lián)性:NH3-N 和COD;COD、IMn 和BOD5、NH3-N和總磷、總氮。在做好以上分類后,對上述三組指標(biāo)之間存在關(guān)聯(lián)性的原因以及關(guān)聯(lián)性的變化規(guī)律做深入探究。
在對化學(xué)需氧量與氮氨的相關(guān)性進行分析研究時,首先對化學(xué)需氧量與氮氨進行線性回歸分析,并得到具體的COD/氨氮的平均值。但在這一分析過程中遇到以下問題:但是在氨氮檢出下限以下的數(shù)據(jù)過多,COD值多集中于在5mg/L~10mg/L。這也意味著兩項監(jiān)測指標(biāo)之間的數(shù)值不能被很好的反映出來。因此在后期對一些相關(guān)性不大的數(shù)據(jù)進行了刪除,并對刪除后的兩組數(shù)據(jù)重新做了線性回歸與相關(guān)性分析,并看到了兩組數(shù)據(jù)之間的顯著相關(guān)性。這一現(xiàn)象表明,當(dāng)水體中含有較多的氮氨時,化學(xué)需氧量與氮氨之間的變化趨勢會更加一致,且相關(guān)性更強。依據(jù)這一關(guān)系,便能準(zhǔn)確預(yù)測出水體的受污染程度。
生化需氧量、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)等均是表示水體中有機物相對含量的指標(biāo)性條件。這三組指標(biāo)之間有一定的相同性,又有一定的不同性。為進一步探究這三大指標(biāo)之間的相關(guān)性程度,選擇三個指標(biāo)中的兩種做線性回歸分析。最終根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及分析結(jié)果得出,高錳酸鹽指數(shù)與化學(xué)需氧量之間存在一定的線性關(guān)系。且因為KMnO4的氧化率較低,一般只反映清潔水樣中還原性物質(zhì)的量,所以在這些監(jiān)測數(shù)據(jù)中,高錳酸鹽指數(shù)的值一般分布在COD 小于5mg/L 范圍內(nèi)。對樣品進行分析后發(fā)現(xiàn),有部分水樣的高錳酸鹽指數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍;受此影響,化學(xué)需氧量的值也更高。這說明兩項指標(biāo)之間的變化趨勢具有一致性,兩項指標(biāo)存有緊密聯(lián)系?;瘜W(xué)需氧量、生化需氧量在所反映的還原性物質(zhì)上有所不同?;瘜W(xué)需氧量可以反映其他無機還原性物質(zhì)的量,也能反映水體中氧化部分的有機物含量。而生化需氧量只能反映出可以被氧化的有機物質(zhì)。準(zhǔn)確了解這兩項監(jiān)測指標(biāo)之間的關(guān)系,對于水體污染的防治、生態(tài)環(huán)境的保護具有重要意義。為保證最終評價結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性,在評價過程中必須要將“有無污染物侵入”這一情況考慮進去。假若無污染物侵入,水體環(huán)境比較穩(wěn)定,水中有機物在還原性物質(zhì)的占比保持在一定范圍內(nèi),那么生化需氧量、化學(xué)需氧量的比例也不會發(fā)生過大變化。若兩項指標(biāo)之間的比例出現(xiàn)明顯變化,則表明水體中有其他無機污染物侵入,且侵入物很可能是還原性無機物。當(dāng)兩項監(jiān)測指標(biāo)之間的比例明顯降低時,也說明水體中侵入了其他有機污染物,水體受污染情況比較嚴(yán)重。
水體中有機氨與各類無機氨的含量用總氨來反映;水體中游離氨與氨鹽的含量用氨氮來表示。從這一角度分析,可看到總氨包含了氨氮,因此這兩項指標(biāo)之間也會有一定的相關(guān)性。而水體中磷元素的總含量一般用總磷來反映。由于水質(zhì)中總磷和總氮的含量過高都是造成水體富營養(yǎng)化的重要的原因,因此探究這三項指標(biāo)之間的相關(guān)性對于環(huán)境影響評價具有重要意義。
綜上所述,地表水中生化需氧量、化學(xué)需氧量、高猛碳酸鹽等指標(biāo)是進行環(huán)境影響預(yù)測的重要參考依據(jù);且這三項指標(biāo)之間存有明顯相關(guān)性,合理利用三者之間的相關(guān)性有利于環(huán)境影響評價工作的開展。