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摘 要：该研究通过对常州地区水产养殖场不同养殖时段养殖池溏水体UV254和COD值的检测，考察了两者在一个养殖周期内的变化情况，采用线性拟合的方法分析两者在不同养殖时段的相关性。结果表明：在一个养殖周期内，随着养殖时间的延长，水体UV254和 COD值均逐渐增大；养殖初期水体，UV254和COD值相关性不显著；随着养殖时间的增加，饵料的投加和水生生物的代谢作用增强，两者相关性越来越显著，养殖中、后期水体，UV254和COD值有较好的正相关性，可通过测量水体UV254值并换算和估计水体COD值。
关键词：水产养殖；UV254；COD；相关性
中图分类号 S959 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）20-0067-03
Study of Correlation between UV254 and COD Values in Aquaculture Water
Xu Hui et al.
（Jiangsu Rainfine Environmental Science and Technology Co.，Ltd，Nanjing 210009，China）
Abstract：By detecting different breeding periods water UV254 and COD values of aquaculture farms in Changzhou，reviews the changes of them in a breeding cycle，using the methods of liner fitting analysis the correlation between UV254 and COD values in different breeding periods. The results show that，in a breeding cycle，with the extension of breeding time，water UV254 and COD values were gradually increased；there is no correlation between UV254 and COD values in the early aquaculture water；with the breeding time increases，bait dosing and metabolism of aquatic life increasing，the correlation between the two increasingly significant，the mid and late aquaculture water，UV254 and COD values had a good positive correlation，by measuring the UV254 value of water can convert and estimate the value of COD.
Key words：Aquaculture；UV254；COD；Correlation
由于餌料的持续投加和水生生物的生长代谢，水产养殖水体中有机物含量较高，加之池塘养殖密度高以及半封闭式的特征，更加剧了水体中有机物的污染[1-2]。化学需氧量（COD）是我国水体水环境污染监测和水质控制的主要指标，在对水体中有机物进行分析时，往往将COD值作为主要的考察指标之一。但由于COD检测时间长、药品消耗量大，当测定水样较多时，采样后不及时测定会导致结果有一定的偏差，在实际应用中存在很多困难[3-4]；尤其在现场检测方面，在线检测设备昂贵、传统方法检测实时性差，检测人员难以及时判断和控制水质变化。UV254值是指水中一些有机物在254nm波长紫外光下的吸光度，其值可反映水中存在的具有非饱和键的一类有机物（如芳香族有机物）的综合浓度，是衡量水中有机物指标的一项重要参数[5]。UV254的测定具有快速、简便、准确度高、重现性好等特点。已有研究表明，水体中UV254值和TOC、TTHMFP和NPTOC值有相关关系[6]；垃圾渗滤液、猪场污水中UV254和COD值均具有正相关关系[7-8]。于浩等[9]对不同类型地表水UV254和COD值进行分析，也发现在水质较差的河流中两者有较高的相关性。但对水产养殖水体UV254和COD相关性的研究鲜见报道。因此，本文对常州市水产养殖场养殖池塘水体UV254和COD值进行相关性分析，探究通过测定水体UV254值估计COD值的可行性，为UV254值在水产养殖水体中作为一种新的有机污染综合指标提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料 实验取用常州市武进区某水产养殖场1个养殖周期内养殖池塘水体，主要水质参数：pH7.63～9.67，浊度11.1～52.3，UV2540.109 6～0.445 7，电导率426～527us·cm-1，ρ（溶解氧）1.46～6.53mg·L-1，ρ（氨氮）0.24～1.04mg·L-1，ρ（总氮）0.58～2.01mg·L-1，ρ（COD）18～97mg·L-1。
1.2 实验设计 实验用水分别取自养殖场养殖初期（4—5月）、中期（6—9月）和后期（10—11月）3个时段养殖池塘水体，测定其UV254和COD值，考察UV254和COD值随养殖时间的变化情况；分别对不同养殖时段水体UV254和COD值进行线性回归分析，取显著性水平α=0.01，查临界值rα表，进行相关系数显著性检验。在相关性成立的条件下，用剩余标准差S来描述回归直线的精密度，并给出通过水体UV254值估计COD值的区间范围[10]。
1.3 分析方法 pH值：采用pH计（SANXIN SX 620）直接测定；浊度：采用浊度计（HACH 2100Q）测定；UV254：采用紫外分光光度计（岛津UV 1750），测定水样在波长为254nm处的光密度；电导率：采用便携式电导率仪（METTLER TOLEDO FG4）测定；溶解氧：采用便携式溶解氧仪（METTLER TOLEDO FG4）测定；氨氮：采用纳氏试剂分光光度法测定；总氮：采用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定；COD：采用COD快速测定仪（HACH DR2800）测定。 2 结果与分析
2.1 UV254和COD值随养殖时段的变化 养殖池塘进水水体为经多级人工湿地净化后水体，其中悬浮物、氮、磷等营养物质含量少，水质较好，水体UV254和COD值较小。在一个养殖周期内，水体UV254和COD值随养殖时间变化情况如图1。养殖初期饵料投加量少，水生生物的生长代谢作用较弱，水体中有机物质含量少，UV254值水平较低，在0.10～0.25；COD值较小且变化不大，在20～35mg·L-1范围。养殖中期饵料投加量增加，水生生物繁殖旺盛，生长代谢及分解产生的有机物质增多，水体UV254和COD值逐渐上升，UV254值达到0.25～0.38，COD值达到40～60mg·L-1。在养殖后期，由于残饵、水生生物代谢产物和残骸分解产物等的累积作用，水体中有机物质含量达到更高水平，UV254值可达0.36～0.45；水体COD值在60～80mg·L-1，最高可达95mg·L-1，可能是由于鱼类活动和曝气作用使池塘底泥和水体中有机物质释放的原因。由图1可以看出，在养殖初期UV254和COD值两条线变化趋势相关性较差，在养殖中、后期两者起伏变化趋势基本一致，应分别对不同养殖时段水体UV254和COD值进行相关性分析。
图1 水体UV254和COD值随养殖时间的变化关系
2.2 养殖初期水体UV254和COD值相关性分析 养殖初期水体水质较好，饵料、鱼药的投加量较少，水生动植物总量小，生长代谢缓慢，水体中有机物质含量低，UV254和COD值较小。在养殖初期，通过对养殖池塘水体取样进行分析，得到养殖初期水体UV254和COD值的关系如图2所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.618 3
图2 养殖初期水体UV254和COD值关系
2.3 养殖中期水体UV254和COD值相关性分析 养殖中期饵料投加量增加，水体中营养元素充足，水生动植物生长繁殖旺盛，代谢产物增加，加上生物残骸分解作用，养殖池塘水体中有机物质增多，UV254和COD值相对养殖初期变大，养殖中期水体UV254和COD值的关系如图3所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.822 7>r0.01，相关性显著，即养殖中期水体UV254和COD值有线性关系。养殖中期水体UV254值能反映水体COD水平，通过测定水体UV254值并换算可定性估算水体COD值。计算剩余标准差S=4.39，对于养殖中期水体，通过测定UV254值，可估计其COD值在169.07*UV254-7.1839与169.07*UV254+10.3761。
图3 养殖中期水体UV254和COD值关系
2.4 养殖后期水体UV254和COD值相关性分析 高密度集约化的池塘养殖，水体交换缓慢，水体中有机物质不易转移扩散。在养殖后期，由于残饵、鱼药、水生动植物代谢产物及残体分解的累积作用，水体中有机物质含量大大增加，水体UV254和COD值进一步增大，养殖后期水体UV254和COD值的关系如图4所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.937 5>r0.01，相关性极显著，即养殖后期水体UV254和COD值有线性关系。养殖后期水体UV254值能反映水体COD水平，通过测定水体UV254值并换算可较准确估算水体COD值。计算剩余标准差S=4.9，对于养殖后期水体，通过测定UV254值，可估计其COD值在644.58*UV254-204.57与644.58*UV254-184.97。
图4 养殖后期水体UV254和COD值关系
3 结论
实验结果表明，水产养殖水体UV254和COD值均随养殖时间的延长逐渐增大。在养殖初期，UV254和COD值均较低的条件下，两者相关性不显著；随着养殖时间的增加，饵料、鱼药的投加量和水生物的代谢产物增加，UV254和COD值变大，两者之间的线性关系越来越显著；养殖中期水体UV254和COD值线性关系为COD=169.07*UV254+1.596，r=0.822 7，养殖后期水体UV254和COD值线性关系为COD=644.58*UV254-194.77，r=0.937 5。对水产养殖中、后期水体，UV254值是一种有效、简便、可行的COD值替代参数，可以作为有机污染物的综合指标用于水产养殖水体的水质监测；也可以通过测定水体UV254值，估计其COD值。由于养殖水体的成分随天气、温度、养殖品种等因素的不同存在差异，综合考虑到这些因素，将得到更加准确的结果。
致谢：本研究得到常州市武进水产养殖场的大力支持，在此表示感谢！
参考文献
[1]彭自然，陈立婧，王武.长江中下游浅水湖泊水产养殖污染现状与对策[J].安徽农业科学，2010，38（12）：6467-6468.
[2]宋学宏，邴旭文，孙丽萍，等.阳澄湖养殖水体COD降解动力学研究[J].安徽农业大学学报，2010，37（2）：328-332.
[3]杨璐，杜益敏，顾超.宜兴地区7月份地表水TOC与COD相关性研究[J].污染防治技术，2012，25（5）：41-43.
[4]蒋霞，詹志刚，霍冰心，等.UV254与耗氧量（CODMn）的相关性探讨[J].延安职业技术学院学报，2012，26（5）：86-87.
[5]金伟，范瑾初.紫外吸光值（UV254）作为有机物替代参数的探讨[J].工业水处理，1997，17（6）：30-32.
[6]蒋绍阶，刘宗源.UV254作为水处理中有机物控制指标的意义[J].重庆建筑大学学报，2002，24（2）：61-65.
[7]黄进刚，曲文亮，徐晓军，等.垃圾渗滤液中COD值与UV254值得相关性分析[J].华北水利水电学院学报，2008，29（5）：99-101.
[8]董斌，段妮娜，何群彪，等.UV254作为COD替代参数用于猪场污水的监测[J].安徽农业科学，2009，37（4）：1724-1727.
[9]于浩，李宁.地表水中UV254与COD之间的关系分析[J].水资源保护，2009，25（4）：67-69.
[10]卞勋胜.石油化工污水水中的BOD与COD相关性的研究[D].大连：大连海事大学，2013.
关键词：水产养殖；UV254；COD；相关性
中图分类号 S959 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）20-0067-03
Study of Correlation between UV254 and COD Values in Aquaculture Water
Xu Hui et al.
（Jiangsu Rainfine Environmental Science and Technology Co.，Ltd，Nanjing 210009，China）
Abstract：By detecting different breeding periods water UV254 and COD values of aquaculture farms in Changzhou，reviews the changes of them in a breeding cycle，using the methods of liner fitting analysis the correlation between UV254 and COD values in different breeding periods. The results show that，in a breeding cycle，with the extension of breeding time，water UV254 and COD values were gradually increased；there is no correlation between UV254 and COD values in the early aquaculture water；with the breeding time increases，bait dosing and metabolism of aquatic life increasing，the correlation between the two increasingly significant，the mid and late aquaculture water，UV254 and COD values had a good positive correlation，by measuring the UV254 value of water can convert and estimate the value of COD.
Key words：Aquaculture；UV254；COD；Correlation
由于餌料的持续投加和水生生物的生长代谢，水产养殖水体中有机物含量较高，加之池塘养殖密度高以及半封闭式的特征，更加剧了水体中有机物的污染[1-2]。化学需氧量（COD）是我国水体水环境污染监测和水质控制的主要指标，在对水体中有机物进行分析时，往往将COD值作为主要的考察指标之一。但由于COD检测时间长、药品消耗量大，当测定水样较多时，采样后不及时测定会导致结果有一定的偏差，在实际应用中存在很多困难[3-4]；尤其在现场检测方面，在线检测设备昂贵、传统方法检测实时性差，检测人员难以及时判断和控制水质变化。UV254值是指水中一些有机物在254nm波长紫外光下的吸光度，其值可反映水中存在的具有非饱和键的一类有机物（如芳香族有机物）的综合浓度，是衡量水中有机物指标的一项重要参数[5]。UV254的测定具有快速、简便、准确度高、重现性好等特点。已有研究表明，水体中UV254值和TOC、TTHMFP和NPTOC值有相关关系[6]；垃圾渗滤液、猪场污水中UV254和COD值均具有正相关关系[7-8]。于浩等[9]对不同类型地表水UV254和COD值进行分析，也发现在水质较差的河流中两者有较高的相关性。但对水产养殖水体UV254和COD相关性的研究鲜见报道。因此，本文对常州市水产养殖场养殖池塘水体UV254和COD值进行相关性分析，探究通过测定水体UV254值估计COD值的可行性，为UV254值在水产养殖水体中作为一种新的有机污染综合指标提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料 实验取用常州市武进区某水产养殖场1个养殖周期内养殖池塘水体，主要水质参数：pH7.63～9.67，浊度11.1～52.3，UV2540.109 6～0.445 7，电导率426～527us·cm-1，ρ（溶解氧）1.46～6.53mg·L-1，ρ（氨氮）0.24～1.04mg·L-1，ρ（总氮）0.58～2.01mg·L-1，ρ（COD）18～97mg·L-1。
1.2 实验设计 实验用水分别取自养殖场养殖初期（4—5月）、中期（6—9月）和后期（10—11月）3个时段养殖池塘水体，测定其UV254和COD值，考察UV254和COD值随养殖时间的变化情况；分别对不同养殖时段水体UV254和COD值进行线性回归分析，取显著性水平α=0.01，查临界值rα表，进行相关系数显著性检验。在相关性成立的条件下，用剩余标准差S来描述回归直线的精密度，并给出通过水体UV254值估计COD值的区间范围[10]。
1.3 分析方法 pH值：采用pH计（SANXIN SX 620）直接测定；浊度：采用浊度计（HACH 2100Q）测定；UV254：采用紫外分光光度计（岛津UV 1750），测定水样在波长为254nm处的光密度；电导率：采用便携式电导率仪（METTLER TOLEDO FG4）测定；溶解氧：采用便携式溶解氧仪（METTLER TOLEDO FG4）测定；氨氮：采用纳氏试剂分光光度法测定；总氮：采用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定；COD：采用COD快速测定仪（HACH DR2800）测定。 2 结果与分析
2.1 UV254和COD值随养殖时段的变化 养殖池塘进水水体为经多级人工湿地净化后水体，其中悬浮物、氮、磷等营养物质含量少，水质较好，水体UV254和COD值较小。在一个养殖周期内，水体UV254和COD值随养殖时间变化情况如图1。养殖初期饵料投加量少，水生生物的生长代谢作用较弱，水体中有机物质含量少，UV254值水平较低，在0.10～0.25；COD值较小且变化不大，在20～35mg·L-1范围。养殖中期饵料投加量增加，水生生物繁殖旺盛，生长代谢及分解产生的有机物质增多，水体UV254和COD值逐渐上升，UV254值达到0.25～0.38，COD值达到40～60mg·L-1。在养殖后期，由于残饵、水生生物代谢产物和残骸分解产物等的累积作用，水体中有机物质含量达到更高水平，UV254值可达0.36～0.45；水体COD值在60～80mg·L-1，最高可达95mg·L-1，可能是由于鱼类活动和曝气作用使池塘底泥和水体中有机物质释放的原因。由图1可以看出，在养殖初期UV254和COD值两条线变化趋势相关性较差，在养殖中、后期两者起伏变化趋势基本一致，应分别对不同养殖时段水体UV254和COD值进行相关性分析。
图1 水体UV254和COD值随养殖时间的变化关系
2.2 养殖初期水体UV254和COD值相关性分析 养殖初期水体水质较好，饵料、鱼药的投加量较少，水生动植物总量小，生长代谢缓慢，水体中有机物质含量低，UV254和COD值较小。在养殖初期，通过对养殖池塘水体取样进行分析，得到养殖初期水体UV254和COD值的关系如图2所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.618 3
图2 养殖初期水体UV254和COD值关系
2.3 养殖中期水体UV254和COD值相关性分析 养殖中期饵料投加量增加，水体中营养元素充足，水生动植物生长繁殖旺盛，代谢产物增加，加上生物残骸分解作用，养殖池塘水体中有机物质增多，UV254和COD值相对养殖初期变大，养殖中期水体UV254和COD值的关系如图3所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.822 7>r0.01，相关性显著，即养殖中期水体UV254和COD值有线性关系。养殖中期水体UV254值能反映水体COD水平，通过测定水体UV254值并换算可定性估算水体COD值。计算剩余标准差S=4.39，对于养殖中期水体，通过测定UV254值，可估计其COD值在169.07*UV254-7.1839与169.07*UV254+10.3761。
图3 养殖中期水体UV254和COD值关系
2.4 养殖后期水体UV254和COD值相关性分析 高密度集约化的池塘养殖，水体交换缓慢，水体中有机物质不易转移扩散。在养殖后期，由于残饵、鱼药、水生动植物代谢产物及残体分解的累积作用，水体中有机物质含量大大增加，水体UV254和COD值进一步增大，养殖后期水体UV254和COD值的关系如图4所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.937 5>r0.01，相关性极显著，即养殖后期水体UV254和COD值有线性关系。养殖后期水体UV254值能反映水体COD水平，通过测定水体UV254值并换算可较准确估算水体COD值。计算剩余标准差S=4.9，对于养殖后期水体，通过测定UV254值，可估计其COD值在644.58*UV254-204.57与644.58*UV254-184.97。
图4 养殖后期水体UV254和COD值关系
3 结论
实验结果表明，水产养殖水体UV254和COD值均随养殖时间的延长逐渐增大。在养殖初期，UV254和COD值均较低的条件下，两者相关性不显著；随着养殖时间的增加，饵料、鱼药的投加量和水生物的代谢产物增加，UV254和COD值变大，两者之间的线性关系越来越显著；养殖中期水体UV254和COD值线性关系为COD=169.07*UV254+1.596，r=0.822 7，养殖后期水体UV254和COD值线性关系为COD=644.58*UV254-194.77，r=0.937 5。对水产养殖中、后期水体，UV254值是一种有效、简便、可行的COD值替代参数，可以作为有机污染物的综合指标用于水产养殖水体的水质监测；也可以通过测定水体UV254值，估计其COD值。由于养殖水体的成分随天气、温度、养殖品种等因素的不同存在差异，综合考虑到这些因素，将得到更加准确的结果。
致谢：本研究得到常州市武进水产养殖场的大力支持，在此表示感谢！
参考文献
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[4]蒋霞，詹志刚，霍冰心，等.UV254与耗氧量（CODMn）的相关性探讨[J].延安职业技术学院学报，2012，26（5）：86-87.
[5]金伟，范瑾初.紫外吸光值（UV254）作为有机物替代参数的探讨[J].工业水处理，1997，17（6）：30-32.
[6]蒋绍阶，刘宗源.UV254作为水处理中有机物控制指标的意义[J].重庆建筑大学学报，2002，24（2）：61-65.
[7]黄进刚，曲文亮，徐晓军，等.垃圾渗滤液中COD值与UV254值得相关性分析[J].华北水利水电学院学报，2008，29（5）：99-101.
[8]董斌，段妮娜，何群彪，等.UV254作为COD替代参数用于猪场污水的监测[J].安徽农业科学，2009，37（4）：1724-1727.
[9]于浩，李宁.地表水中UV254与COD之间的关系分析[J].水资源保护，2009，25（4）：67-69.
[10]卞勋胜.石油化工污水水中的BOD与COD相关性的研究[D].大连：大连海事大学，2013.