漢江漢中段水體COD、BOD與DO相互關(guān)系的研究

王妮娜，李浩飛，鄧保君，宋鳳敏

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723000）

漢江漢中段水體COD、BOD與DO相互關(guān)系的研究

王妮娜，李浩飛，鄧保君，宋鳳敏

（陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723000）

對(duì)漢江漢中段水體的COD、BOD、DO等3個(gè)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，通過測(cè)量數(shù)據(jù)分析研究漢江水體COD、BOD、DO這3個(gè)水質(zhì)指標(biāo)之間的相互關(guān)系。通過數(shù)據(jù)的測(cè)量和三者關(guān)系的研究，對(duì)漢江水質(zhì)進(jìn)行相關(guān)的評(píng)價(jià)，了解掌握漢江的污染情況，對(duì)建立預(yù)防水體污染機(jī)制有一定的指導(dǎo)作用。

溶解氧；化學(xué)需氧量；生化需氧量；相互關(guān)系

水體中的溶解氧（DO）的含量過低會(huì)使大量的水生生物窒息死亡，水體生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）過高則是水體中有大量有機(jī)物的標(biāo)志，在微生物降解有機(jī)物過程中，水中溶解氧減少，水體變的渾濁，透明度降低，散發(fā)出惡臭味，破壞水體的生態(tài)平衡［1］，這些不但污染水體周圍的景觀，而且影響周圍的人群的健康。漢江上游是我國“十五”水環(huán)境規(guī)劃的重點(diǎn)區(qū)域之一［2］，而漢中就處于漢江上游。本文通過對(duì)漢江漢中段水質(zhì)中的BOD、COD、DO三個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)，研究其相互之間的關(guān)系，為漢江漢中段建立預(yù)防水體污染機(jī)制起到一定的指導(dǎo)作用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)水樣的選取

本次試驗(yàn)采樣點(diǎn)的設(shè)置：在漢中市段的漢江干流上游至下游10 km均勻分布7個(gè)采點(diǎn)進(jìn)行采集水樣。

1.2 主要儀器

儀器：JPB-607型化學(xué)耗氧測(cè)定儀，754型紫外可見分光光度計(jì)，HR-120型電分析天平，101A-3型電熱鼓風(fēng)干燥箱，恒溫培養(yǎng)箱（20±1)℃。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 水樣的采取

每隔2 d采一次水樣，共采了6次水，每次7個(gè)樣點(diǎn)均取相同水量。

1.3.2 水樣的處理

水樣按照參考文獻(xiàn)［3］中方法對(duì)水樣的CODCr，BOD5，DO進(jìn)行測(cè)定，具體方法：CODCr用重鉻酸鉀法氧化法測(cè)定；BOD5用稀釋接種法測(cè)定；DO用碘量法測(cè)［4］（取回水樣立即測(cè)定才不會(huì)導(dǎo)致有很大偏差。

1.3.3 測(cè)定結(jié)果處理

將6次水樣的3項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果平均，得到7個(gè)樣點(diǎn)3項(xiàng)指標(biāo)的均值，結(jié)果見表1。

表1 漢江水質(zhì)DO、BOD5、CODCr均值表

2 結(jié)果與討論

2.1BOD5和COD的關(guān)系

假設(shè)y與x兩者存在線性關(guān)系，可以得到一元線性回歸方程［5］：

式中b為斜率，a為截距，（a，b又稱為回歸系數(shù)），令測(cè)量值的偏差平方和為Q，則有：

為使Q得到最小值對(duì)a、b求偏導(dǎo)并令其等于零，可求得：

從表 1得到：a＝0.160，b＝0.125

因?yàn)榛貧w方程的線性相關(guān)系數(shù)γ有如下關(guān)系：

得 γ＝0.9547。

查相關(guān)系數(shù)的臨界 γa表，γ0.05＝0.754， 且 γ＞γ0.05，結(jié)果表明，漢江水體中COD與BOD5存在有明顯的線性關(guān)系。

2.2 DO與BOD5的關(guān)系

根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)繪制BOD5和DO的變化曲線圖（如圖 2）。 圖 2 的曲線稱為“氧垂直曲線”［6］。 在圖2中O點(diǎn)為污水進(jìn)入漢江水體起始點(diǎn)，在7、6、5三點(diǎn)的上游段，水體的受污染情況很好，BOD5的含量很低，DO的含量接近飽和點(diǎn)。在污水排入后（O點(diǎn)處），污水中的有機(jī)物在微生物的作用下氧化分解，BOD5的含量在逐步降低。而有機(jī)物的降解中，微生物需要消耗大量的氧氣，由于大量的有機(jī)物分解，耗氧速率大于復(fù)氧速率，DO也就迅速下降。當(dāng)河流流至離7號(hào)采樣點(diǎn)320 m處b點(diǎn)時(shí)，DO降至最低點(diǎn)，這時(shí)耗氧率與復(fù)氧率達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，隨后DO又開始慢慢回升到達(dá)平衡點(diǎn)。此圖可以作為制定防治污染方案的依據(jù)。

2.3 DO和COD的關(guān)系

圖2 BOD5和DO的變化曲線

由于DO同BOD5有圖2中的關(guān)系，而BOD5又同COD有公式2中的明顯線性關(guān)系，在漢江水體中有機(jī)物的含量基本上通過COD的含量來表現(xiàn)，由于微生物在降解水體中的有機(jī)物時(shí)，要消耗水體中大量的氧氣，那么水體中溶解氧的飽和值和COD值有一個(gè)平衡位置，在我們本次測(cè)量中COD的含量在48～49 mg·L-1時(shí)同溶解氧的含量19 mg·L-1是一個(gè)相互平衡的位置。

3 結(jié)論

以上初步表明，漢中段漢江水體中BOD、COD、DO三項(xiàng)參數(shù)之間存在一定的關(guān)系。通過對(duì)漢江水體的監(jiān)測(cè)，對(duì)大量的BOD、COD、DO的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可以得出以下結(jié)論：

（1）通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出γ＝0.9597，γ＞γ0.05，y（BOD5） ＝0.165 x（COD）＋0.62 為線性方程，漢江水體中COD與BOD5存在有明顯的線性關(guān)系；

（2）漢中段漢江水體自凈能力比較好，降解水體中的有機(jī)污染物的效率比較高，在比較短的距離中BOD5的含量已經(jīng)有了明顯的下降。

通過對(duì)BOD、COD、DO關(guān)系的研究，最終為建立一個(gè)較為詳盡的信息資料庫和構(gòu)造出合理的數(shù)學(xué)模型提供有效的依據(jù)，對(duì)水體有機(jī)物污染預(yù)警，污染來源判斷及其防治起到重要作用。

［1］ 蔡曉明，等.生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2002.167-164.

［2］ 劉大銀，汪瀚，蔣艷，等.漢江上游重點(diǎn)保護(hù)水源污染控制方案研究 ［J］.地球科學(xué)-中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，（5）：487-491.

［3］ 奚旦立，孫裕生，留秀英.環(huán)境監(jiān)測(cè)［M］.北京：高等教育出版社，2005.37-38.

［4］ 國家環(huán)保局《水與廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水的監(jiān)測(cè)分析方法（第5版）［M］.北京：中國環(huán)境出版社，2003.156-160.

［5］ 孔昌俊，楊鳳林.環(huán)境科學(xué)與工程概論［M］.北京：科學(xué)出版社，2004.132-133.

［6］ 孔繁翔.環(huán)境生物學(xué) ［M］.北京：高等教育出版社，2003.205-206.

Investigation of Mutual Relations for COD、BOD and DO in Hanjiang River of Hanzhong

WANG Ni-na， LI Hao-fei， DENG Bao-jun， SONG Feng-min
（College of Chemistry and Environmental Science，Shaanxi University of Technology，Hanzhong 723001，China）

COD， BOD and DO of Hanjiang river water body were monitored.By analyzed the massive survey data， the mutual relations for COD、BOD and DO was investigated.Through the data survey and relational research，it would get a relevant evaluation about the Hanjiang river water quality and the pollution situation，and thus established the organic pollution prevention mechanism.

DO；COD；BOD；mutual relations

X703.1

A

1671-9905（2011）03-0052-02

王妮娜（1989-），女，陜西理工學(xué)院環(huán)境科學(xué)專業(yè)本科生

宋鳳敏（1978-），女，碩士，講師，主要從事環(huán)境污染治理及環(huán)境科學(xué)教學(xué)工作，陜西理工學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，電話：13772807723，Email：sfm3297＠163.com

2010-12-13