摘 要：对九寨沟县（2012年）河流水质中化学需氧量和高锰酸盐指数的分析，研究其相互作用关系，为建立河流水体污染预防机制提供理论参考。并化学需氧量与高锰酸盐指数的比值为2.71：1，相关关系y = 3.337x - 0.7519。
关键词：化学需氧量；高锰酸盐指数；相关性
：A
化学需氧量重铬酸钾法（CODcr）和高锰酸盐指数法（CODMn）反映水体受污染程度的指标，化学需氧量和高锰酸盐指数越大，说明水体受有机物的污染越严重。因此，对化学需氧量和高锰酸盐指数变化特征的研究有助于人们了解水质和生态环境的基本情况。
重铬酸钾法和高锰酸盐指数法是用两种不同的氧化剂在各自的氧化条件下测定的。重铬酸钾法是指在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量。高锰酸盐指数法是指在酸性或碱性介质中，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量。
重铬酸钾法在规定条件下，芳烃及吡啶被氧化。而高锰酸盐指数法在规定的条件下，许多有机物只能被氧化，易挥发的有机物也不包含在测定值之内。重铬酸钾法（CODcr）的氧化能力理论上达到98%，实际氧化能力可达到100%。高锰酸盐指数法的氧化能力理论上可达到58%，实际氧化能力只能达到40%左右，清洁地表水中化学需氧量和高锰酸盐指数项目之间的比例关系大约为3.5：1或2.5：l的结果。化学需氧量和高锰酸盐指数之间具有一定的相关性。
九寨沟属长江水系嘉陵江的上游区域，由南向北汇入白河，白河与黑河在九寨沟县两河口汇合后始称白水河，白水河在甘肃文县境内汇入白龙江。白水河水质的变化直接反映了九寨沟环境质量的变化情况。本文研究白水河地表水化学需氧量和高锰酸盐指数的相互作用关系，以此为建立河流水体污染预防机制提供理论参考。
1 样品的采集及分析
1.1 样品采集方案
实验监测点的布设遵循《水和废水监测分析法》并结合具体情况，于2012年3月至2013年2月在九寨沟县城的白水河设置了红岩林场、龙康二级电站、岭岗岩、青龙桥、县城马踏石5个监测断面（详见图1），使用定位仪（GPS）定位，每月采集1次水样。
红岩林场是白水河的源头，龙康二级电站在九寨沟景区上游2公里左右，岭岗岩在九寨沟下游500m左右，县城马踏石是在县城下游1公里，青龙桥断面为四川省与甘肃省交界处。
1.2 样品保存及分析策略
样品的采集和保存按照《地表水和污水监测技术规范（HJ/T91-2002）》的规定进行，水样采集后自然沉降30 min，取上层非沉降进行分析。分析测试策略为《水质 化学需氧量的测定 重铬酸钾法GB11914-89》和《水质 高锰酸盐指数的测定GB11892-89》。
（1）重铬酸钾的测定步骤：取20mL水样置于加热管中，准确加入10mL重铬酸钾标准溶液，30mL硫酸-硫酸银溶液，加热回流2小时。加约80mL水稀释至140ml后，加3滴试亚铁灵作为指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴定。
（2）高锰酸盐指数的测定步骤：取100mL水样于250mL锥形瓶中，加入5mL 1：3硫酸和10mL 0.01mol/L高锰酸钾溶液，水浴加热30min后，趁热加入10ml 0.01mol/L草酸钠标准溶液，用高锰酸钾溶液滴定。
2 结果与讨论
从图2和图3化学需氧量和高锰酸盐指数变化趋势来看，水样3到7月的浓度要高于其它月份。
根据化学需氧量和高锰酸盐指数的实验数据，计算出该水体的化学需氧量与高锰酸盐的比值平均为2.71：1的关系，在2.5：1-3.5：1之间。
最小二乘法建立线性回归方程。两者存在如下的线性关系（如图4所示）：
y = 3.337x - 0.7519
r=0.8167
y ——化学需氧量浓度（mg/L）
x ——高锰酸盐指数浓度（mg/L）
r ——相关系数
变量x和y是否存在线性相关关系，进行检验。
由α=0.05，根据样本数60，自由度58，查《相关系数临界值表》rα=0.25。
因为│r│=0.8167>0.25，线性相关非常显著。
其中，各监测断面的化学需氧量和高锰酸盐指数之间的相关分析见表1。
由于以上5个断面的样本数相同，所以rα同为0.58，且每组的r值都大于0.58，可以证明以上各断面的化学需氧量和高锰酸盐指数存在线性相关关系。其中青龙桥断面的相关性最好。
3 结论
对于水质指标，大多数江河、湖泊或是大型的采样断面，具有相对的稳定性，九寨沟县白龙江水质中化学需氧量与高锰酸盐指数具有显著相关性。回归分析回归直线方程y = 3.337x - 0.7519，利用该回归方程可进行化学需氧量和高锰酸盐指数的推算。
如前所述，在一定条件下，重铬酸钾对有机物的氧化率高于高锰酸钾，各个水体都有各自的水质特征，掌握了这些规律特征，可以比较容易地判断水质监测数据的异常值。不同水系的河流因其接纳污染物的种类、数量等各有不同，其相关性存在一定差异。还需做大量的实测和分析工作，建立的回归方程才有实际。
参考文献
[1] 水和废水监测分析策略（第四版增补版）[M] . 北京： 中国环境出版社， 2002.
[2] 刘国尧， 段海波， 刘琴丽. 地表水和污染源样品分析中有关分析项目之间的比例关系探讨[J]. 分析科学学报， 2004， 20（01）： 105-106.
[3] 马唐宽，刘玉. 化学需氧量与高锰酸盐指数关系研究[J]. 安徽水利科技， 2005， 3： 38-39.
注：第二作者为通讯作者。
浅谈九寨沟水体化学需氧量与高锰酸盐指数相关性
更新时间：2024-01-15
作者：用户投稿
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