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摘要： 依据水质自动监测系统中常用的pH、DO、高锰酸盐指数、氨氮四项评价指标及T、TB、EC、TOC等辅助指标的变化，研究各项参数间的相互关系变化来判断水体污染性质。
关键词： 自动监测；参数；污水团
中图分类号：TV21文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0410017－01
水质自动监测是一门新近发展起来的技术，它的连续在线为环境管理提供大量及时有效数据。如何利用这些数据判断出污水团的性质，对环境管理及污染事故预防意义重大。本文从理论入手，利用淮河石头埠水质自动站的监测数据，研究监测指标相互之间关系，依据理论分析判定污水团性质，经实践检验得到下述结论。
1 参数分析
水质参数之间紧密联系、相互影响，水质变化时一定有部分指标首先发生变化，依据这些变化指标全面分析可以判断污水团性质[1-3]。
1）高锰酸盐指数（IMn）由水体中还原性无机物质及有机物的量所决定，总有机碳（TOC）是水体中有机物含量指标，一般来说IMn与TOC具有同步趋势。但限于KMnO4法的氧化效率（约为50％），对含氮有机物、部分长链有机物等有机物的氧化能力不够，加之水中还原性无机物的影响，所以IMn并不能完全真实的代表水体中有机物的总量，当IMn发生变化时，要参考TOC变化趋势。
2）溶解氧（DO）指标它主要受大气压力、水温、含盐量等因素影响。压力、水温一定时，盐分升高，DO值下降，水中还原性物质会消耗DO；当水体中有机物增加，且复氧速度小于耗氧速度，水中DO下降；当水体下部厌氧菌对有机物进行厌氧分解，还可造成复氧速率持续降低。因此，DO指标对水质污染较为敏感，其中DO与IMn的同步变化最为明显。
3）氨氮（NH3-N）值主要反映水中非离子氨含量，氨氮主要来源于工业废水、生活污水、农业种养植业排水等，因此氨氮值升高总伴随着水体中电解质含量升高。
4）pH值的变化说明水体中原有电解平衡被打破，表明水体中污染物存在状态。pH值的变化伴随着离子浓度变化，从而引起EC变化。pH值由水体中酸性或碱性物质量及电离程度决定，同时要考虑各种污染物在水体中的复合作用，不同的盐类构成缓冲体系，使pH值未发生变化的可能。pH值变化时一定要参考EC、NH3-N、DO等参数。
5）电导率（EC）值主要受水中電解质影响，与电解质的种类、溶液的浓度及温度等有关。EC值高低，可预知水中电解质总量。水体受无机污染时，EC变化较大；有机物多为非电解质或弱电解质，有机物污染对EC影响弱，TOC、IMn变化大，虽然有些有机物碱金属盐等化合物在水中可部分离解，对EC产生一定影响，总的说来，EC值变化不大。对淮河中游的水体来说，氨氮含量的升高总伴随着水中电解质增加，因此EC和NH3-N的变化具同步性。
6）浊度（TB）值的高低受水中粘土矿物、泥沙、无机或有机胶体等物质含量影响。当水中电解质含量增加，使得胶体ζ电势减小，胶粒发生聚集而析出，TB下降。故此TB值与EC值有直接相关关系。但当水量较大、流速较高时，TB也会升高，这时的TB值取决于流速；当水流变缓时，TB值取决于EC的变化，符合上述变化规律。
2 结论
通过上述对各参数分析，各参数对应变化归纳出如图1所示关系，可将污水团分为有机污染物为主、无机污染物为主及混合型三种类型。
根据石头埠水质自动站2001～2004年8月日监测数据及水质标准
（GB3838-2002），可大致做如表1的细化。当各参数变化范围在20％范围内，均可认为正常变化。因DO受水温影响较大，所以一年四季的变化较大，但水体中污染物质含量升高时，DO含量都会较正常水平降低。当DO浓度变化在25％以内，水温变化＞4℃时，其余监测指标变化不大，水温可能是DO浓度变化的主要因素；当DO浓度较正常水平下降25％以上，主要参数和参考指标变化，应考虑是污水团，对污水团性质做出判别方法见表1。
图1监测值相关关系图
表1参数变化与污染团性质表
3 实例分析
图22004年7月19～7月27日参数变化
如图2所示，2004年7月19日8时，EC、NH3-N、TB的数值开始异常逐步升高，同时IMn、TOC也开始同步波动，DO急剧下降，pH呈小幅度升高。此时NH3-N值变化不能单以pH升高来解释，是水体中造成NH3-N升高的污染物含量高低决定；TB值受外界因素影响较大，因雨水冲刷及水流扰动引起河水SS升高，TB值增加，此时EC对TB的影响已不明显，EC、TB两者同时大幅升高。从图中EC、NH3-N的峰形变化，可看出从7月19日8时～7月21日6时，第一股洪峰过境，水体中含有大量以无机物为主的污染物，EC、TB、NH3-N大幅升高，IMn有小幅升高，DO被大量消耗，7月19日18时DO已降为零，EC在7月20日10点～11点监测值达到仪器监测上限（1018μs/cm），氨氮在7月20日15时达到监测值最高点8.68mg/L，第一股以无机物为主的污水达到顶峰。在第一股污水过境过程中，IMn也基本保持整体升高趋势，在7月20日17时达到最高点12.34mg/L，随后有所降低。到7月21日9时，氨氮已降至1.58，EC降至325，TB由仪器的测量上限152NTU降至122NTU左右，说明第一股污水已过境，此股污水是以无机物为主的混合型污水。7月20日22时，EC、氨氮继续下降，水体中无机污染物浓度继续降低；TB也在缓慢降低，说明水流有所变缓，此时IMn、TOC开始有同步大幅升高，并保持总体上升趋势，至7月22日8时，TOC、IMn均升至最高点，此时NH3-N已降至三类水质标准，这是继第一股以无机物为主的混合型污水之后第二股有机型污水，7月22日14时，IMn、TOC开始下降，水中有机物降低过程中，TB缓慢升高，说明水量增大，加快了污染团过境的速度，7月23日15时，IMn浓度已降至轻微有机污染水平，氨氮保持在Ⅱ类水质标准。其后因淮河仍保持较高流量、流速，水体中杂质含量很高，所以IMn基本保持轻微有机污染水平，水体复氧缓慢，此时污水团已分两批过境。
4 结语
本文所做结论关系是理论推导，在实际的水体中，各种物质含量及其相互之间影响要复杂的多[4]，各水系的污染物有各自特征，因此相关性也就不会完全相同，本文谨以淮河中游水质为例而总结，在实际运用中，因各流域的产业结构不同，要根据不同水体的环境因素及不同污染物的作用，通过本文方法找出适合当地水质状况的特征指标，以便能更准确、可靠的判断污水团性质。
参考文献：
[1]奚旦立等，环境监测，高等教育出版社，1996.
[2]武汉大学等校编，无机化学，高等教育出版社，1994.4.
[3]樊邦棠编著，环境化学，浙江大学出版社，1991.
[4]刘培桐主编，环境学概论（第二版），高等教育出版社，1995.
关键词： 自动监测；参数；污水团
中图分类号：TV21文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0410017－01
水质自动监测是一门新近发展起来的技术，它的连续在线为环境管理提供大量及时有效数据。如何利用这些数据判断出污水团的性质，对环境管理及污染事故预防意义重大。本文从理论入手，利用淮河石头埠水质自动站的监测数据，研究监测指标相互之间关系，依据理论分析判定污水团性质，经实践检验得到下述结论。
1 参数分析
水质参数之间紧密联系、相互影响，水质变化时一定有部分指标首先发生变化，依据这些变化指标全面分析可以判断污水团性质[1-3]。
1）高锰酸盐指数（IMn）由水体中还原性无机物质及有机物的量所决定，总有机碳（TOC）是水体中有机物含量指标，一般来说IMn与TOC具有同步趋势。但限于KMnO4法的氧化效率（约为50％），对含氮有机物、部分长链有机物等有机物的氧化能力不够，加之水中还原性无机物的影响，所以IMn并不能完全真实的代表水体中有机物的总量，当IMn发生变化时，要参考TOC变化趋势。
2）溶解氧（DO）指标它主要受大气压力、水温、含盐量等因素影响。压力、水温一定时，盐分升高，DO值下降，水中还原性物质会消耗DO；当水体中有机物增加，且复氧速度小于耗氧速度，水中DO下降；当水体下部厌氧菌对有机物进行厌氧分解，还可造成复氧速率持续降低。因此，DO指标对水质污染较为敏感，其中DO与IMn的同步变化最为明显。
3）氨氮（NH3-N）值主要反映水中非离子氨含量，氨氮主要来源于工业废水、生活污水、农业种养植业排水等，因此氨氮值升高总伴随着水体中电解质含量升高。
4）pH值的变化说明水体中原有电解平衡被打破，表明水体中污染物存在状态。pH值的变化伴随着离子浓度变化，从而引起EC变化。pH值由水体中酸性或碱性物质量及电离程度决定，同时要考虑各种污染物在水体中的复合作用，不同的盐类构成缓冲体系，使pH值未发生变化的可能。pH值变化时一定要参考EC、NH3-N、DO等参数。
5）电导率（EC）值主要受水中電解质影响，与电解质的种类、溶液的浓度及温度等有关。EC值高低，可预知水中电解质总量。水体受无机污染时，EC变化较大；有机物多为非电解质或弱电解质，有机物污染对EC影响弱，TOC、IMn变化大，虽然有些有机物碱金属盐等化合物在水中可部分离解，对EC产生一定影响，总的说来，EC值变化不大。对淮河中游的水体来说，氨氮含量的升高总伴随着水中电解质增加，因此EC和NH3-N的变化具同步性。
6）浊度（TB）值的高低受水中粘土矿物、泥沙、无机或有机胶体等物质含量影响。当水中电解质含量增加，使得胶体ζ电势减小，胶粒发生聚集而析出，TB下降。故此TB值与EC值有直接相关关系。但当水量较大、流速较高时，TB也会升高，这时的TB值取决于流速；当水流变缓时，TB值取决于EC的变化，符合上述变化规律。
2 结论
通过上述对各参数分析，各参数对应变化归纳出如图1所示关系，可将污水团分为有机污染物为主、无机污染物为主及混合型三种类型。
根据石头埠水质自动站2001～2004年8月日监测数据及水质标准
（GB3838-2002），可大致做如表1的细化。当各参数变化范围在20％范围内，均可认为正常变化。因DO受水温影响较大，所以一年四季的变化较大，但水体中污染物质含量升高时，DO含量都会较正常水平降低。当DO浓度变化在25％以内，水温变化＞4℃时，其余监测指标变化不大，水温可能是DO浓度变化的主要因素；当DO浓度较正常水平下降25％以上，主要参数和参考指标变化，应考虑是污水团，对污水团性质做出判别方法见表1。
图1监测值相关关系图
表1参数变化与污染团性质表
3 实例分析
图22004年7月19～7月27日参数变化
如图2所示，2004年7月19日8时，EC、NH3-N、TB的数值开始异常逐步升高，同时IMn、TOC也开始同步波动，DO急剧下降，pH呈小幅度升高。此时NH3-N值变化不能单以pH升高来解释，是水体中造成NH3-N升高的污染物含量高低决定；TB值受外界因素影响较大，因雨水冲刷及水流扰动引起河水SS升高，TB值增加，此时EC对TB的影响已不明显，EC、TB两者同时大幅升高。从图中EC、NH3-N的峰形变化，可看出从7月19日8时～7月21日6时，第一股洪峰过境，水体中含有大量以无机物为主的污染物，EC、TB、NH3-N大幅升高，IMn有小幅升高，DO被大量消耗，7月19日18时DO已降为零，EC在7月20日10点～11点监测值达到仪器监测上限（1018μs/cm），氨氮在7月20日15时达到监测值最高点8.68mg/L，第一股以无机物为主的污水达到顶峰。在第一股污水过境过程中，IMn也基本保持整体升高趋势，在7月20日17时达到最高点12.34mg/L，随后有所降低。到7月21日9时，氨氮已降至1.58，EC降至325，TB由仪器的测量上限152NTU降至122NTU左右，说明第一股污水已过境，此股污水是以无机物为主的混合型污水。7月20日22时，EC、氨氮继续下降，水体中无机污染物浓度继续降低；TB也在缓慢降低，说明水流有所变缓，此时IMn、TOC开始有同步大幅升高，并保持总体上升趋势，至7月22日8时，TOC、IMn均升至最高点，此时NH3-N已降至三类水质标准，这是继第一股以无机物为主的混合型污水之后第二股有机型污水，7月22日14时，IMn、TOC开始下降，水中有机物降低过程中，TB缓慢升高，说明水量增大，加快了污染团过境的速度，7月23日15时，IMn浓度已降至轻微有机污染水平，氨氮保持在Ⅱ类水质标准。其后因淮河仍保持较高流量、流速，水体中杂质含量很高，所以IMn基本保持轻微有机污染水平，水体复氧缓慢，此时污水团已分两批过境。
4 结语
本文所做结论关系是理论推导，在实际的水体中，各种物质含量及其相互之间影响要复杂的多[4]，各水系的污染物有各自特征，因此相关性也就不会完全相同，本文谨以淮河中游水质为例而总结，在实际运用中，因各流域的产业结构不同，要根据不同水体的环境因素及不同污染物的作用，通过本文方法找出适合当地水质状况的特征指标，以便能更准确、可靠的判断污水团性质。
参考文献：
[1]奚旦立等，环境监测，高等教育出版社，1996.
[2]武汉大学等校编，无机化学，高等教育出版社，1994.4.
[3]樊邦棠编著，环境化学，浙江大学出版社，1991.
[4]刘培桐主编，环境学概论（第二版），高等教育出版社，1995.