水產養殖水體UV254和COD值相關性研究

徐會+湯傳棟+劉賀+雷修明+敖鑫

摘 要：該研究通過對常州地區水產養殖場不同養殖時段養殖池溏水體UV254和COD值的檢測，考察了兩者在一個養殖周期內的變化情況，采用線性擬合的方法分析兩者在不同養殖時段的相關性。結果表明：在一個養殖周期內，隨著養殖時間的延長，水體UV254和 COD值均逐漸增大；養殖初期水體，UV254和COD值相關性不顯著；隨著養殖時間的增加，餌料的投加和水生生物的代謝作用增強，兩者相關性越來越顯著，養殖中、后期水體，UV254和COD值有較好的正相關性，可通過測量水體UV254值并換算和估計水體COD值。

關鍵詞：水產養殖；UV254；COD；相關性

中圖分類號 S959 文獻標識碼 A 文章編號 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

由于餌料的持續投加和水生生物的生長代謝，水產養殖水體中有機物含量較高，加之池塘養殖密度高以及半封閉式的特征，更加劇了水體中有機物的污染[1-2]。化學需氧量（COD）是我國水體水環境污染監測和水質控制的主要指標，在對水體中有機物進行分析時，往往將COD值作為主要的考察指標之一。但由于COD檢測時間長、藥品消耗量大，當測定水樣較多時，采樣后不及時測定會導致結果有一定的偏差，在實際應用中存在很多困難[3-4]；尤其在現場檢測方面，在線檢測設備昂貴、傳統方法檢測實時性差，檢測人員難以及時判斷和控制水質變化。UV254值是指水中一些有機物在254nm波長紫外光下的吸光度，其值可反映水中存在的具有非飽和鍵的一類有機物（如芳香族有機物）的綜合濃度，是衡量水中有機物指標的一項重要參數[5]。UV254的測定具有快速、簡便、準確度高、重現性好等特點。已有研究表明，水體中UV254值和TOC、TTHMFP和NPTOC值有相關關系[6]；垃圾滲濾液、豬場污水中UV254和COD值均具有正相關關系[7-8]。于浩等[9]對不同類型地表水UV254和COD值進行分析，也發現在水質較差的河流中兩者有較高的相關性。但對水產養殖水體UV254和COD相關性的研究鮮見報道。因此，本文對常州市水產養殖場養殖池塘水體UV254和COD值進行相關性分析，探究通過測定水體UV254值估計COD值的可行性，為UV254值在水產養殖水體中作為一種新的有機污染綜合指標提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料 實驗取用常州市武進區某水產養殖場1個養殖周期內養殖池塘水體，主要水質參數：pH7.63～9.67，濁度11.1～52.3，UV2540.109 6～0.445 7，電導率426～527us·cm-1，ρ（溶解氧）1.46～6.53mg·L-1，ρ（氨氮）0.24～1.04mg·L-1，ρ（總氮）0.58～2.01mg·L-1，ρ（COD）18～97mg·L-1。

1.2 實驗設計 實驗用水分別取自養殖場養殖初期（4—5月）、中期（6—9月）和后期（10—11月）3個時段養殖池塘水體，測定其UV254和COD值，考察UV254和COD值隨養殖時間的變化情況；分別對不同養殖時段水體UV254和COD值進行線性回歸分析，取顯著性水平α=0.01，查臨界值rα表，進行相關系數顯著性檢驗。在相關性成立的條件下，用剩余標準差S來描述回歸直線的精密度，并給出通過水體UV254值估計COD值的區間范圍[10]。

1.3 分析方法 pH值：采用pH計（SANXIN SX 620）直接測定；濁度：采用濁度計（HACH 2100Q）測定；UV254：采用紫外分光光度計（島津UV 1750），測定水樣在波長為254nm處的光密度；電導率：采用便攜式電導率儀（METTLER TOLEDO FG4）測定；溶解氧：采用便攜式溶解氧儀（METTLER TOLEDO FG4）測定；氨氮：采用納氏試劑分光光度法測定；總氮：采用堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法測定；COD：采用COD快速測定儀（HACH DR2800）測定。

2 結果與分析

2.1 UV254和COD值隨養殖時段的變化 養殖池塘進水水體為經多級人工濕地凈化后水體，其中懸浮物、氮、磷等營養物質含量少，水質較好，水體UV254和COD值較小。在一個養殖周期內，水體UV254和COD值隨養殖時間變化情況如圖1。養殖初期餌料投加量少，水生生物的生長代謝作用較弱，水體中有機物質含量少，UV254值水平較低，在0.10～0.25；COD值較小且變化不大，在20～35mg·L-1范圍。養殖中期餌料投加量增加，水生生物繁殖旺盛，生長代謝及分解產生的有機物質增多，水體UV254和COD值逐漸上升，UV254值達到0.25～0.38，COD值達到40～60mg·L-1。在養殖后期，由于殘餌、水生生物代謝產物和殘骸分解產物等的累積作用，水體中有機物質含量達到更高水平，UV254值可達0.36～0.45；水體COD值在60～80mg·L-1，最高可達95mg·L-1，可能是由于魚類活動和曝氣作用使池塘底泥和水體中有機物質釋放的原因。由圖1可以看出，在養殖初期UV254和COD值兩條線變化趨勢相關性較差，在養殖中、后期兩者起伏變化趨勢基本一致，應分別對不同養殖時段水體UV254和COD值進行相關性分析。

圖1 水體UV254和COD值隨養殖時間的變化關系

2.2 養殖初期水體UV254和COD值相關性分析 養殖初期水體水質較好，餌料、魚藥的投加量較少，水生動植物總量小，生長代謝緩慢，水體中有機物質含量低，UV254和COD值較小。在養殖初期，通過對養殖池塘水體取樣進行分析，得到養殖初期水體UV254和COD值的關系如圖2所示。對所得方程進行相關性系數檢驗，顯著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.618 3

圖2 養殖初期水體UV254和COD值關系

2.3 養殖中期水體UV254和COD值相關性分析 養殖中期餌料投加量增加，水體中營養元素充足，水生動植物生長繁殖旺盛，代謝產物增加，加上生物殘骸分解作用，養殖池塘水體中有機物質增多，UV254和COD值相對養殖初期變大，養殖中期水體UV254和COD值的關系如圖3所示。對所得方程進行相關性系數檢驗，顯著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.822 7>r0.01，相關性顯著，即養殖中期水體UV254和COD值有線性關系。養殖中期水體UV254值能反映水體COD水平，通過測定水體UV254值并換算可定性估算水體COD值。計算剩余標準差S=4.39，對于養殖中期水體，通過測定UV254值，可估計其COD值在169.07*UV254-7.1839與169.07*UV254+10.3761。

圖3 養殖中期水體UV254和COD值關系

2.4 養殖后期水體UV254和COD值相關性分析 高密度集約化的池塘養殖，水體交換緩慢，水體中有機物質不易轉移擴散。在養殖后期，由于殘餌、魚藥、水生動植物代謝產物及殘體分解的累積作用，水體中有機物質含量大大增加，水體UV254和COD值進一步增大，養殖后期水體UV254和COD值的關系如圖4所示。對所得方程進行相關性系數檢驗，顯著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.937 5>r0.01，相關性極顯著，即養殖后期水體UV254和COD值有線性關系。養殖后期水體UV254值能反映水體COD水平，通過測定水體UV254值并換算可較準確估算水體COD值。計算剩余標準差S=4.9，對于養殖后期水體，通過測定UV254值，可估計其COD值在644.58*UV254-204.57與644.58*UV254-184.97。

圖4 養殖后期水體UV254和COD值關系

3 結論

實驗結果表明，水產養殖水體UV254和COD值均隨養殖時間的延長逐漸增大。在養殖初期，UV254和COD值均較低的條件下，兩者相關性不顯著；隨著養殖時間的增加，餌料、魚藥的投加量和水生物的代謝產物增加，UV254和COD值變大，兩者之間的線性關系越來越顯著；養殖中期水體UV254和COD值線性關系為COD=169.07*UV254+1.596，r=0.822 7，養殖后期水體UV254和COD值線性關系為COD=644.58*UV254-194.77，r=0.937 5。對水產養殖中、后期水體，UV254值是一種有效、簡便、可行的COD值替代參數，可以作為有機污染物的綜合指標用于水產養殖水體的水質監測；也可以通過測定水體UV254值，估計其COD值。由于養殖水體的成分隨天氣、溫度、養殖品種等因素的不同存在差異，綜合考慮到這些因素，將得到更加準確的結果。

致謝：本研究得到常州市武進水產養殖場的大力支持，在此表示感謝！

參考文獻

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