地表水中浊度与高锰酸盐指数的相关性分析

侯顺婷

（上海市普陀区环境监测站，上海 200062）

地表水中浊度与高锰酸盐指数的相关性分析

侯顺婷

（上海市普陀区环境监测站，上海 200062）

水污染测试有一定的指标依据，其中高锰酸盐的指数是衡量水污染的重要标准。本文首先以重庆市地表水检测为例，分析了浊度和高锰酸盐指数的相关性，然后以某水厂为例，详细阐述了地表水中浊度和高锰酸盐指数之间的关系。

地表水浊度；高锰酸盐指数；相关性

地表水、生活饮用水和生活污水的检测，需要一定的指标，其中就包括高锰酸盐指数。高锰酸盐指数是地表自动在线检测的指标之一，能反应水中受污染的程度。进行水质检测时，高锰酸盐指数的变化受到多种因素的影响和制约，如滴定的时间、空白值、高锰酸钾溶液的浓度等。所以，对高锰酸盐指数的确定有一定的难度。在水质检测中，地表水的浊度与高锰酸盐之间存在一定的联系，如果浊度比较高的话，那么高锰酸盐的指数也会逐渐升高。本文通过实际检测的方式，以重庆市为例，对地表水中的浊度和高锰酸盐指数之间的关系进行了研究。

1 水域概况

重庆市是我国重要的城市，位于我国长江流域，境内有较多的江河。除长江外，重要的河流还有嘉陵江、乌江、涪江和渠江。除此之外，还有许多支流，流域面积大于100 km2的河流有18条，小于100 km2的支流有10条。现阶段，对水资源的保护非常重要，只有对水资源进行很好的保护，才能为社会提供符合要求的水资源[1]，为此，重庆市分别在这5条江上建立了5个水质自动监测站。

2 检测点位以及检测的方法

检测的地点是重庆市的5条江面，检测的方式是实时在线检测，检测的频率是4 h检测一次。使用的检测仪器是传感器，对高锰酸盐指数的采集，使用的方法是指数法，基本和实验室的方式一致。

3 浊度与高锰酸盐指数相关性

3.1 浊度

重庆市实施的监控方式都是实时在线监控，检测的频率是4 h检测一次，每天六次。图1为五个点数的浊度比较，能够看出5个点数的浊度保持同一变化趋势，其最大值出现的时间大多都在相同的月份，即7月和8月，但是浊度比较低的月份是1月和5月，并且9-11月是逐渐降低的。据调查，长江上游的土壤主要是山地草甸草原土壤和山地森林土壤，而中下游地区的土壤大多是红土壤和黄土壤。一旦洪水季节出现，长江流域的河流中泥沙主要来源于红土壤和黄土壤中的黏土和砂质黏土等物质。渠江监测站在8月出现了最大值492 NTU，由于其位于重庆和四川的的交汇处，每年暴雨季节，水位都会暴涨，致使水土流失的现象比较严重，浊度也会不断上升。其他监测点同样如此。因此，水中浊度上升主要是因为河水的暴涨。

图1 5个点数的浊度比较

3.2 高锰酸盐指数

高锰酸盐指数是指在某种条件下，高锰酸钾作为亚氧化剂，对水样进行处理时所消耗的量。水中的还原性无机物和在这种条件下能够被氧化的有机物都能够消耗高锰酸钾。图2为1-11月高锰酸盐指数的变化，五个点数的高锰酸盐指数变化基本是一致的。如果进入丰水期的话，指数会随之升高，如果到枯水期的话，指数会降低到最低的状态。但是，涪江监测点的高锰酸盐指数一直处于很高的状态，这与上游的水质有很大的关系。据调查，1996-1998年，涪江的高锰酸盐指数比较高，处于超标的状态。经过十几年的整治和处理，指数出现下降的趋势，整体水质有了很大的改善，但是与其他河流相比，还是比较高。另外，长江监测点的高锰酸盐指数一直处于稳定的状态，如果流量比较低的话，高锰酸盐的指数也比较大，说明水质比较差，如果流量高时，高锰酸盐的指数比较低，说明水质比较好。所以可以这样说，长江流量相对比较稳定，高锰酸盐指数也就相对稳定[2]。

图2 2009年1-11月高锰酸盐指数的变化趋势

3.3 浊度对高锰酸盐指数的影响

测试过程中，浊度对高锰酸盐的指数存在一定影响，在通常情况下，浊度能够使光散射或者吸收。

图3、图4表明高锰酸盐指数和浊度呈正相关的关系，特别是丰水期，浊度与高锰酸盐的的指数之间是正比例的关系，即浊度越大，高锰酸盐指数越大。在枯水期，浊度和高锰酸盐的指数处于相对稳定的状态。高锰酸盐的指数是丰水期大于平水期，而平水期又大于枯水期。而且，污染源的特征表现得很明显，因为污染源具有阶段性，有时出现得比较突然，如果雨水停止的话，情况就会消失。工业污水和生活污水是主要的污染源，排放具有连续性，污染物的排放比较稳定。图3和图4是以渠江和嘉陵江为例子，高锰酸盐和浊度之间的关系是正相关，其中，渠江监测点的关系式为：

Y=202.36X-347.91 (r2=0.9302)

嘉陵江监测点的关系式为：

Y=83.148X+21.89 (r2=0.792)

图3 渠江浊度和高锰酸盐指数的关系

图4 嘉陵江浊度和高锰酸盐指数的关系

其中Y为浊度（NTU），X为高锰酸盐指数（mg/L），高锰酸盐指数如果比较低，溶解氧就高，而水中的还原性物质和微生物的含量比较低，如果相反的话，则水污染比较严重。

以上是对重庆市相关河流的水浊度和高锰酸盐指数之间关系的阐述。下面对某水厂的水浊度和高锰酸盐指数的相关性进行阐述，进而分析浊度和高锰酸盐指数去除率之间的关系，以期为其他工厂提供参考价值。

4 试验部分

4.1 样品的来源

水样的来源是上游的输水，每个月检测的频率是3次。

4.2 检测方法

酸性法是检测高锰酸盐指数的最佳方法，其测试过程是在水样中加入硫酸，使之呈现酸性，然后再加入高锰酸钾的溶液，进行加热。同时将余下的高锰酸钾用草酸钠还原，然后再用高锰酸钾回滴过量的草酸钠，进而求出高锰酸钾指数值。

4.3 结果与分析

4.3.1 试验的结果

在进行分析中，可以将一年分为丰水期、平水期和枯水期。其中，丰水期为6-8月，枯水期为12月到2月，平水期为3-5月以及9-11月。通过对浊度和高锰酸盐指数的相关性进行分析，能够得出两者之间的关系，同时能够判断高锰酸盐指数是否随着浊度的升高或者下降而有所改变。丰水期、枯水期和平水期的地表浊度与高锰酸盐指数的检测结果如表1、表2、表3所示。为了减少误差的出现，使检测的结果更加真实，每个样品做两个平行对照试验，取平均值进行分析[3]。

4.3.2 丰水期地表浊度和高锰酸盐指数的关联性

依据表1中丰水期的检测结果，可以得出丰水期地表水浊度与高锰酸盐之间的关系，如图5所示。

国有粮食企业内部控制还存在着一些问题：内部环境不完善，缺乏完善的公司治理机制与制衡机制；各级领导识别、应对风险的意识淡薄，企业抗风险能力比较差；国有粮食企业的控制活动缺乏系统性和科学性，导致既定的内部控制制度失控；企业内部信息沟通效率差，影响信息的高效沟通与反馈；由于企业人才缺乏，不满足内审人员的素质要求，导致内部监督薄弱[53]。

图5 丰水期地表水浊度与高锰酸盐指数的相关关系

通过表1可知，在丰水期，浊度如果增大，地表水中的高锰酸盐指数也会升高，根据相关系数的计算公式：

如果是丰水期，相关系数R丰=0.775 9，取显著水平为ɑ=0.05，f=n-2=7，临界值表为R0.05=0.666 4。由于R丰=0.775 9大于R0.05=0.666 4。因此可以说，在丰水期的地表水浊度和高锰酸盐指数的关系很显著，是两个关系很大的变量，能够建立一元线性回归方程。如果设X为浊度，Y为高锰酸盐指数，浊度与高锰酸盐指数的一元线性回归方程为：Y=0.24X+2.99。回归方程的显著性检验采用F检验法，见表4。

表1 丰水期地表水浊度与高锰酸盐指数值

表2 枯水期地表水浊度与高锰酸盐指数值

表3 平水期地表水浊度与高锰酸盐指数值

表4 方差分析表

如果显著水平ɑ=0.05时，F1-ɑ（1，7）=5.591，F=10.588 9＞5.591，这说明了直线回归显著，其一元线性回归直线如图6所示。

图6 丰水期地表水浊度与高锰酸盐指数一元线性回归直线

如果是丰水期的话，水中的温度会比较高，而且因为季节的原因，水温会随着气温的升高而不断升高，进而使水中的溶解氧出现降低的情形。工业废水、城市生活污水和农牧渔废水是水体受污染的主要来源。水中的有机污染物和无机还原性物质可能会吸附在水中的悬浮颗粒上，此时如果浊度增大，高锰酸盐的指数也会增大，而水中的还原性物质则不断减少。可以说，如果是丰水期，浊度和高锰酸盐指数之间是呈相关，而且关系比较和谐。因此，浊度减低，高锰酸盐指数也会降低，最终实现水质的改善。

4.3.3 枯水期地表水浊度与高锰酸盐指数的相关性

如果是枯水期，地表水浊度与高锰酸盐指数之间的相关性如图7所示。

图7 枯水期地表水浊度与高锰酸盐指数的关系

4.3.4 平水期地表水的浊度和高锰酸盐指数之间的关联性

两者之间的关联性如图8所示。

图8 平水期地表水浊度与高锰酸盐指数的相关关系

从相关系数的计算公式可以知道，平水期相关的系数如下：R平=0.031 6，取显著水平为ɑ=0.05，f=n-2=6，相关系数的临界值表为R0.05=0.468 3。R平小于R0.05，这说明平水期水中的浊度和高锰酸盐之间没有关系性。

综上所述，在枯水期和平水期，水中的浊度变小，而高锰酸盐指数不会随之降低，因此通过降低浊度来改善水质是行不通的。即使浊度比较小，也不影响溶解在水中的还原性物质对高锰酸盐的消耗[4]。

5 实际应用的例子

5.1 水中的浊度和高锰酸盐指数之间的关系

某水厂水浊度与高锰酸盐指数的关系如表5所示。

表5 某水厂水浊度与高锰酸盐指数的关系

一年中，可以分为丰水期、枯水期和平水期。丰水期为6-8月，枯水期为12-2月，平水期为3-5月以及9-11月。

根据相关系数的计算公式，可以得到以下结论。

（1）如果是丰水期的话，相关系数R丰水源=0.998 2，取显著水平为ɑ=0.10，f=n-2=1，查相关系数的临界值表R0.05=0.987 69。因为R丰水源大于R0.05，所以丰水期水厂原水浊度与高锰酸盐指数之间呈线性关系。

（2）如果是枯水期的话，相关系数R枯原水=0.666 3，取显著水平为ɑ=0.10，f=n-2=1，查相关系数的临界值表R0.05=0.987 69。由于R枯原水小于R0.05，所以枯水期水厂原水浊度与高锰酸盐指数之间没有关系。

（3）如果是平水期，相关系数R平原水=0.592 7，取显著水平为ɑ=0.10，f=n-2=4，查相关系数的临界值表R0.05=0.811 4，由于R平原水小于R0.05，所以平水期水厂原水浊度和高锰酸盐指数不存在相应的关系。

5.2 出厂水浊度去除率与高锰酸盐指数去除率的相关性分析

文中研究的对象是某水厂的数据，可以将一年分为丰水期、平水期和枯水期。其出厂水浊度去除率与高锰酸盐指数去除率的关系，分别如图9、图10、图11所示。

由图9可知，出厂水在丰水期的浊度平均去除率为97%；在平水期的浊度平均去除率为96%；在枯水期的浊度去除率为93%。在丰水期、平水期和枯水期的高锰酸盐指数的平均去除率为60%、44%和27%。

图9 丰水期出厂水浊度去除率与高锰酸盐指数去除率的关系

图10 枯水期出厂水浊度去除率与高锰酸盐指数去除率的关系

图11 平水期出厂水浊度去除率与高锰酸盐指数去除率的关系

由上可知，在丰水期，出厂水浊度的去除率和高锰酸盐指数的去除率是存在一定关系的，高锰酸盐指数的去除率会随着浊度除去率的增加而上升。主要的原因是水中的有机物和无机物进行还原后附着在水中悬浮额颗粒中，在混凝工艺的作用下，可以从水中分离出来，进而使高锰酸盐指数的去除率上升。而在平水期和枯水期，能够溶水的还原性物质不断增加，对浊度进行降低后，即使通过混凝工艺的作用，也不能对物质进行还原，还原性物质也就很难从水中分离出来，这时的高锰酸盐去除率与浊度去除率之间不是正相关的关系。

6 结语

水中的浊度影响高锰酸盐的指数，可以说，在丰水期，浊度越高，高锰酸盐指数就越高，两者之间是正相关的关系。在枯水期或者平水期，高锰酸盐指数是比较稳定的，与浊度没有太大的关系。因此，想要实现水质的改变，不能通过降低浊度的方式进行。

1 王秀英.浅析影响高锰酸盐指数测定的若干因素[J].福建分析测试，2009，18（2）：92-94.

2 王苏勤.酸性高锰酸钾法测定高锰酸盐指数的条件[J].江苏环境科技，1995，8（3）：36-37.

3 赵仕蕃.论黄河、长江高浊度水[J].中国给水排水，1995，11（4）：40-41.

4 王 碧.涪江遂宁段水源水质评价与保护[J].川北教育学院学报，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

侯顺婷（1990-），女，上海人，助理工程师，从事地表水、厂家废水等监测工作。