环境监测中某些指标的相关性分析

环境监测中某些指标的相关性分析

安徽省环境监测中心站周世厥

一、水和废水测定中某些指标的相关性分析

1、化学需氧量(CODcr)与高锰酸盐指数(I Mn)、五日生化需氧量(BOD5)、总有机碳(TOC)的相关性分析：

CODcr及I Mn、BOD5、TOC均是表征水中有机物污染的综合性指标，其中CODcr是指在一定条件下，经重铬酸钾氧化处理时，水样中的溶解性物质和悬浮物所消耗和重铬酸盐相对应的氧的质量浓度；I Mn是指在一定条件下，用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质，由消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量，由于许多有机物只能部分被氧化，且易挥发的有机物也不包含在测定值之内，所以它不能作为理论需氧量或总有机物含量的指标；BOD5是指在规定条件下水中有机物和无机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧（以质量浓度表示）；TOC是指以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标，由于用燃烧法测定，能将有机物全部氧化，因此它比BOD5、COD更能直接表示有机物的总量。根据以上各指标的定义，一般可用如下规律判断测试结果的合理性。即：

CODcr> I Mn I Mn=～CODcr；

CODcr> BOD5 BOD5=～CODcr；

CODcr> TOC TOC=～CODcr。

2、总氮(TN)与硝酸盐氮(NO3-N)、亚硝酸盐氮(NO2-N)、氨氮(NH3-N)凯氏氮(KN)的相关性分析：

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TN及NO3-N、NO2-N、NH3-N、KN表示不同的含氮化合物，均可用于表征环境中氮的污染状况。TN是指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量；NO3-N是指在有氧环境下，各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物，亦是含氮有机物经无机化作用最终阶段的分解产物，在无氧环境中，亦可受微生物的作用而还原成亚硝酸盐；NO2-N是氮循环的中间产物，不稳定，根据水环境条件，可被氧化成硝酸盐，也可被还原成氨；NH3-N来源于含氮有机物受微生物作用的分解产物，在有氧环境中，水中氨亦可转变为亚硝酸盐或继续转变为硝酸盐；KN是指以凯氏（Kjeldahl）法测得的含氮量，它包括了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。上述各类含氮化合物一般具有如下规律：

TN> NO3-N + NO2-N + NH3-N；

TN≈NO3-N + NO2-N + KN；

KN> NH3-N。

3、总磷(TP)与磷酸盐(PO43-)的相关性分析：

TP及PO43-表示不同的含磷化合物，TP表征环境中磷的总污染状况(包括溶解的、颗粒的、有机的和无机磷)，PO43-则表征了磷的无机污染状况。TP和PO43-之间的一般规律为：TP> PO43-。

4、总铬(TCr)与六价铬(Cr6+)的相关性分析

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TCr及Cr6+表示不同的含铬化合物，TCr包括六价铬和三价铬，在水体中六价铬一般以CrO42-、HCrO4-二种阴离子形式存在，受水中pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响，三价铬和六价铬的化合物可以互相转化。TCr和Cr6+之间的一般规律为：

TCr> Cr6+；

TCr≈Cr6++ Cr3+。

5、电导率和可滤残渣的相关性分析

电导是水溶液电阻的倒数，水样中可溶性离子越多，电阻就越小，而电导就越大，因此测定水样的电导率可大致估计水样中可溶性离子的总量，也就可以估计水样可滤残渣的多少，即水样的电导率和可滤残渣存在一定的相关关系。一般天然水中可滤残渣与电导率的比值大约为～，若遇到下列情况，可滤残渣与电导率的比值就可能超过～的范围：

如果水样含有较多游离酸或苛性碱，其比值要比小得多；

如果水样含大量盐分，其比值可能比大得多。

6、阴、阳离子摩尔浓度的相关性分析

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这里所指的摩尔浓度关系即指阴离子当量之和与阳离子当量之和的关系。要保持水溶液中阴离子和阳离子电荷平衡，那么阴离子摩尔浓度总和应与阳离子摩尔浓度总和相等。但是由于分析测定存在一定误差，在美国《水和废水标准分析方法》中认为阴、阳离子之差符合下述关系式是理想的：

∑阴离子摩尔浓度-∑阳离子摩尔浓度=±（+×∑阴离子摩尔浓度）

7、离子积和溶度积的相关性分析

许多化合物在水中溶解度很小，如Ag2S、HgS、PbS、CuS以及有机氯农药BHC、DDT、

多环芳烃等。大多数重金属在近中性的天然水体中都会水解为难溶的氢氧化物沉淀而被悬浮物吸附或转移至沉积相中。因此一般在可滤水中重金属离子浓度不会过高，某些金属的碳酸盐和硫酸盐的溶解度也不大，如Sr2+、Ba2+等。当阳离子和阴离子浓度积（离子积）>溶度积（K s P）（即某种盐饱和溶液的离子积）时，化合物即析出沉淀；当离子积<溶度积时，则该种离子可存在于水溶液中，因此根据溶度积原理可以判断测试结果的合理性。

二、生物参数间及与理化指标间的相关性分析

、细菌总数、总大肠菌群数与水体中有机物含量间的关系

大部分的细菌是以分解有机物获得能量以维持其基本的生命活动，因此水体中细菌总数与有机物的含量密切相关。一般来说水体中的细菌总数是随着水体中有机物的增加而增大。

总大肠菌群的存在表明水体已被粪便污染，即有致病菌污染的可能性，预示该水体在微生物学上是不安全的。因此水体的总大肠菌群数与水体受粪便污染程度有着内在必然联系。]

三、pH 酸度碱度指标间的相关性分析

pH＝-lg〔H+〕·γ11+

在稀溶液中γ11+接近于1，可写成如下形式。

pH＝-lg〔H+〕

pH＝7为中性，pH＞7为碱性，pH＜7为酸性。测定pH值很容易，而且把它作为水环境的指标也是极为有用的。

内陆水的pH值接近于7，而海水的pH值稍高，通常为8左右。根据水环境的pH值及其变化便可以大体了解某一水环境的状态。例如，当pH值较低时就可以估计可能流入了酸性废水。相反，当pH较高时，要想到不是流入了碱，就是湖泊中有藻类增殖。另外，刚刚抽出的地下水pH值稍低，一般在6以上，但经放置后pH就会升高。

藻类的增殖和地下水pH值的变化与碳酸平衡有密切关系。水中无机碳按下式平衡。

式中，K1＝×10-3（mol/l）pK1＝

K2＝×10-4（mol/l）pK2＝

K3＝×10-11（mol/l）pK3＝

K1K2＝×10-7（mol/l）pK1 K2＝