水环境监测指标的相关性分析

水环境监测指标的相关性分析

张琼利

云南省怒江州环境监测站云南怒江673200

摘要：水环境监测是指通过对水循环规律进行定时统一监测或不统一的随时监测，分析水的质量，以及其中影响到水质的生态环境因素或水质影响生态环境的因素进行分析和监测，从而有利于环境部门制定有效的水质治理措施，是我国保护水质安全和生态环境的主要手段，其范围包括：地下水、降水、地表水检测。而水环境监测指标是保障监测质量的关键，为此，文章对水环境监测指标的相关性进行了分析，以便能够帮助到监测数据审核。

关键词：水环境监测指标；相关性；分析

水环境有着其自身的运行规律和特性，而且其规律和特性与其它要素之间也有着密切的联系，这就是所谓的监测指标相关性，对这种相关性的了解有利于提高数据审核的质量，提高监测数据审核人员的工作准确性，因此，文章结合多年的实际工作经验，分析了水环境监测指标的相关性。

一、水环境监测指标中溶解总固体、电导率之间的相关性

水溶液中会产生电阻，电阻的倒数就是所谓的电导，水溶液的电导与可溶性离子呈反比比例关系，也就是说，要想电阻小，可溶性离子就要多，而电阻与电导之间也呈反比例关系，所以通过传导关系可以看出，水环境监测指标中溶解总固体与电导率之间存在着相关性。在天然水环境中，其两者的比值在粗略估计下在0.55至0.70范围中，如果水环境含有其它物质影响，如盐分过高，那么比值可能会超过0.70，如果水环境中水的碱性值较大，那么比值可能会低于0.55[1]。

二、水环境监测指标中溶解总固体、总硬度之间的相关性

水环境中有8种类型的离子，包括钙离子和镁离子，所以通常情况下，监测水样中总溶解固体要大于总硬度，其二者的比值在粗略计算下在0.50至0.80范围内，但如果钙离子和镁离子的含量较高，那么比值有可能超过0.80；如果其中镁离子和钙离子的含量较小，比值也有可能低于0.50.

三、水环境监测指标中氟、硬度之间的相关性

通常情况下，水中氟元素与钙、镁元素之间形成的沉淀物质其溶度积都比较小，所以，如果是在酸性较弱或中性水环境中，氟的含量与水中钙、镁元素的含量呈现的是负相关的关系，但与硬度呈现的是正相关的关系。

四、水环境监测指标中CODMn、CODCr、BOD5之间的相关性

水环境监测中有机污染物程度的评价现多采用CODCr、、BOD5、CODMn、3个指标地面水体中微生物分解有机物的过程消耗水中的溶解氧的量，称生化需氧量，通常记为BOD，为使BOD值有可比性，现采用方法是在20℃条件下，培养五天后测定溶解氧消耗量作为标准方法，称五日生化需氧量，以BOD5表示。BOD小于1mg/L表示水体清洁；大于3-4mg/L，表示受到有机物的污染。但BOD的测定时间长，对毒性大的废水因微生物活动受到抑制，而难以准确测定水体中能被氧化的物质。

在规定条件下进行化学氧化过程中所消耗氧化剂的量，以每升水样消耗氧的毫克数表示，通常记为COD。在COD测定过程中，有机物被氧化成二氧化碳和水，水中各种有机物进行化学氧化反应的难易程度是不同的，因此化学需氧量只表示在规定条件下，水中可被氧化物质的需氧量的总和。

CODCr与BOD比较，CODCr的测定不受水质条件限制，测定的时间短。但是COD不能区分可被生物氧化的和难以被生物氧化的有机物不能表示出微生物所能氧化的有机物量，而且化学氧化剂不仅不能氧化全部有机物，反而会把某些还原性的无机物也氧化了。所以采用BOD5作为有机物污染程度的指标较为合适，在水质条件限制不能做BOD5测定时，可用常出现氨氮测定值大于总氮的现象代替。水质相对稳定条件下，CODCr与BOD5之间有一定关系：一般重铬酸钾法COD＞BOD5＞高锰酸钾法COD。

五、水环境监测指标中总有机碳、重铬酸钾、高锰酸钾之间的相关性

总有机碳作为一项指标，其是从碳的角度来表示在监测水体中含有有机物质的量，其通常是采用燃烧的方法进行有机物氧化，可以直接通过氧化结果检测出水体中有机物被污染的程度。其与重铬酸钾和高锰酸钾指标在生活用水检测中都有着紧密的联系，都属于反应水体中有机物被污染程度的指标，其中重铬酸钾在反应上是从氧元素的角度出发，而总有机碳的是从碳元素的角度出发，二者在理论上的比值为2.7，通过这个比例系数可以实现二者之间的换算，而且大多数的特定水体都可以按照此比例进行换算[3]。但需要注意的是，水体之间的组成成分上有着很大的区别，尤其是有机物质的含量，即使是对同一水体在不同生产情况进行检测，其内部成分也会有所差异，所以要求在应用换算比例时要通过实验进行具体分析。

六、水环境监测指标中阴、阳离子摩尔浓度之间的相关性

这里论述的摩尔浓度仅是指与阴、阳离子当量之间有相关性的摩尔浓度。在水环境中阴、阳离子一直都是相互联系的，而二者之间相互制约，有效的保持了水环境中电荷的平衡，所以阴、阳离子的摩尔浓度基本上是相等的。

七、水环境监测指标中离子积、溶度积之间的相关性

水环境中很多化合物的溶解度都比较小，例如，硫化铜、氯化镁、富氧化硅、硫酸铜、氯化银等，另外，在中性性质的天然水环境中，大多数比较难溶解的氢氧化物都是由重金属水解造成的，在水环境中很多难溶物质都会被悬浮物吸附从而导致沉淀，如铁离子，所以在这样的情况下，水环境中金属离子，尤其是重金属离子浓度含量一定会偏低[4]。这时就可以看出如果溶度积是小于离子积的，那么化学物就是由析出沉淀产生的；如果溶度积是大于离子积的，那么在溶液中会含有大量的离子，因此，氟离子与镁离子、钙离子；硫酸根离子与钡离子；汞离子之间；氯离子与银离子和汞离子之间呈现出的是负相关关系，但如果其中某方的浓度增加时，其对方的浓度会明显下降。

八、水环境监测指标中三氮、溶解氧之间的相关性

氮元素在水环境的生存会随着外界客观因素的变化而发生变化，尤其是氧在水环境中溶解后，其浓度会直接影响到氮元素的存在，由于这样的情况，水环境中氨氮元素和硝酸盐氮元素的含量一直都比较低，通常情况下，如果溶解氧的浓度升高后，水环境中氨氮的浓度要低于硝酸盐氮的浓度，如果溶解氧的浓度降低，那么水环境中氨氮的浓度将要高于水环境中硝酸盐酸的浓度，但溶解氧的浓度与亚硝酸盐的浓度并没有显著的关联[5]。

九、水环境监测指标中三氮、总氮之间的相关性

水环境中氨、硝酸盐、有机氮、亚硝酸盐等有机物都是氮元素在水体生存的体现，这些有机物的浓度之和应与总氮的浓度相等，所以，在同一水样中，三者之间的逻辑关系为：当总氮大于氨氮浓度时，总氮也会大于三氮的浓度总和。理论上总氮包括氨氮，然而在实际水样监测中，特别是高浓度氨氮废水，常出现氨氮测定值大于总氮的现象，例如在监督性监测中污水处理厂进口取水监测，氨氮的测定值总是高于总氮的测定值，总氮测定值会比氨氮低很多。通过认真分析和大量实验，认为产生这种现象的原因是总氮测定消解过程中，在碱性介质条件下，氨氮会以氨气形式逸散在消解管的气相中，这样测出的总氮只是硝态氮、亚硝态氮和部分氨氮之和，结果出现氨氮高于总氮。

十、水环境监测指标中细菌总数、粪大肠菌群、大肠菌群之间的相关性

大肠菌群隶属于细菌群，其传播的途径是有限的，如果长期持续定期检测也可以检测出大肠菌群中的细菌总数，但在对细菌总数进行检测时，就不一定能检测出大肠菌群的细菌总数。而粪大肠菌群是总大肠菌群的一部分，在检测过程中，对于总大肠菌群的检测温度要控制在37左右，而粪大肠菌群的检测温度要高于总大肠菌群检测，最好控制在44.5℃。所以，在检测过程中，粪大肠菌群的检测值一直是小于总大肠菌群检测值的。

结束语：

综上所述，监测指标之间的相关性错综复杂，数据审核人员必须要全面了解水质监测中各项指标之间的联系，才能对监测数值的合理性进行分析，这样上报的监测数据才能很好的为环境管理部门提供依据。

参考文献：

[1]杨卓,陈婧,苗利军等.北戴河新区减河水环境污染现状及评价研究[J].科学技术与工程,2013,13(23):6970-6974.

[2]张晓惠,陈红,焦永杰等.饮用水功能区水环境健康风险阈值体系研究[J].环境污染与防治,2015,37(7):88-93.

[3]董阳,黄平,李勇志等.三峡水库水质移动监测指标筛选方法研究[J].长江流域资源与环境,2014,23(3):366-372.

[4]张梁.村镇景观水体监测典型指标间相关性分析及水质模型研究[D].湖南大学,2014.

[5]程军蕊,徐继荣,郑琦宏等.宁波市城区河道水环境综合整治效果评价方法及应用[J].长江流域资源与环境,2015,24(6):1060-1066.