不同環(huán)境水體中懸浮物與氨氮含量的相關(guān)性分析

呂克仙

（昆明市環(huán)境監(jiān)測中心 云南昆明 650228）

不同環(huán)境水體中懸浮物與氨氮含量的相關(guān)性分析

呂克仙

（昆明市環(huán)境監(jiān)測中心 云南昆明 650228）

選取滇池湖體、河道以及飲用水源水體部分點(diǎn)位的水樣為研究對象，測定水體中的氨氮和懸浮物的含量，使用線性回歸分析方法，對氨氮含量與懸浮物的含量的進(jìn)行分析探討，結(jié)果表明：環(huán)境水體中氨氮含量對懸浮物的存在有影響；滇池水體中懸浮物含量與氨氮含量中度正相關(guān)；飲用水源清潔水體中其懸浮物均未檢出，氨氮含量較低。

氨氮；懸浮物；相關(guān)性

氨氮（NH3-N）中文名氨氮，又稱水合氨，主要以游離氨（NH3）或銨鹽（NH4+）形式存在于水中，兩者的組成比取決于水的pH值。當(dāng)pH值偏高時，游離氨的比例較高。水中氨氮的主要來自生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解、工業(yè)廢水以及農(nóng)田排水。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。

水體中的懸浮物含量是衡量水污染程度的指標(biāo)之一，懸浮物是指微粒直徑約在4mm～10mm及以上的肉眼可見微粒，是由泥沙、粘土、礦物微粒、原生動物、藻類、細(xì)菌、病毒、以及高分子有機(jī)物等微粒組成的混合物。水體中懸浮物屬于多相分散系混合物，懸浮物質(zhì)顆粒密度接近于分散相密度，因而懸浮物能在較長時間保持化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定，但其重力學(xué)性質(zhì)并不穩(wěn)定，靜置、經(jīng)離心或加熱后微粒易聚集沉降，能與污染物相互作用，并可作為污染物的載體，在很大程度上決定著污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化和循環(huán)歸宿[1]。水體中懸浮物還有吸附和富集污染物的能力，能不斷發(fā)生沉降、稀釋、絮凝以及在微生物遷移過程中引起生物化學(xué)作用，從而使水體環(huán)境發(fā)生變化而導(dǎo)致水體的局部污染[2,3]。

環(huán)境水體中懸浮物的組成和主要存在方式因所處環(huán)境不同而有差異，富營養(yǎng)化的湖泊水體中懸浮物主要成分多為有生命的藻類和細(xì)菌，河道水體由于其流動性所以水體中懸浮物主要由泥砂、黏土、礦物微粒等組成，飲用水源水體幾乎不含懸浮物顆粒物。為了能更詳細(xì)了解水體中懸浮物含量與氨氮含量的相互關(guān)系，本文通過選取具有代表性的富營養(yǎng)化湖泊滇池、一些流動性河道，飲用水源的水樣進(jìn)行監(jiān)測，檢測水體中氨氮以及懸浮物的含量，對實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，分析水體中的懸浮物的含量是否對氨氮的含量有影響以及懸浮物含量與氨氮的含量是否存在相關(guān)性。

1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1 儀器設(shè)備

7230 G可見分光光度計(jì)和20mm玻璃比色皿；50mL具塞磨口玻璃比色管；10mL移液管；1000mL容量瓶；250mL容量瓶；0.45μm濾膜；吸濾瓶；真空泵；烘箱；分析天平。

1.2 測定方法及原理

1.2.1 水體的氨氮使用納氏試劑分光光度法(HJ535-2009)[4]測定。方法的基本原理為：氯化汞和碘化鉀的強(qiáng)堿性溶液(KOH溶液)與氨反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，此顏色在410nm～425nm的波長范圍內(nèi)具強(qiáng)烈吸收[5]。

1.2.2 懸浮顆粒體：總懸浮物量采用103℃～105℃烘干的不可濾殘?jiān)?懸浮物)法，即重量法《水質(zhì)懸浮物的測定》（GB 11901-1989）[6]測定。

1.3 數(shù)據(jù)分析方法

對數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析和線性擬合，顯著性＜0.05說明兩變量具有相關(guān)性，相關(guān)性大小取決于相關(guān)系數(shù)r，當(dāng)r＞0時，表示兩變量正相關(guān)，r＜0時，兩變量為負(fù)相關(guān)，當(dāng)0＜|r|＜1時，表示兩變量存在一定程度的線性相關(guān)。且|r|越接近1，兩變量間線性關(guān)系越密切；|r|越接近于0，表示兩變量的線性相關(guān)越弱。相關(guān)程度劃分為四級：|r|＞0.95°顯著相關(guān)；|r|≥0.8°高度相關(guān)；°0.5≤|r|＜0.8°中度相關(guān)；0.3≤|r|＜0.5°低度相關(guān)；∞|r|＜0.3°關(guān)系極弱，認(rèn)為不相關(guān)；r=0無線性相關(guān)。

2 實(shí)驗(yàn)樣品測試結(jié)果及分析

2.1 滇池水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及分析

滇池是典型的富營養(yǎng)化高原淡水湖泊。滇池水體中的懸浮物主要為藻類、原生動物、細(xì)菌以及病毒，其中藻類居多。選取滇池10個點(diǎn)位（暉灣中、觀音山東、觀音山中、觀音山西、?？谖?、滇池南、白魚口、羅家營、草海中心、斷橋）的水樣進(jìn)行氨氮和懸浮物含量的監(jiān)測并統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

結(jié)果相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明滇池水體的氨氮含量均在0.089mg/L到0.300mg/L之間，變化幅度較小，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。以上點(diǎn)位氨氮含量與懸浮物含量線性擬合r=0.578，呈中度相關(guān)，表明滇池水體中氨氮和懸浮物的含量呈中度正相關(guān)關(guān)系。

2.2 河道水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及分析

河道水體的懸浮物主要是不溶于水的無機(jī)物、有機(jī)物及泥砂、黏土，其中小顆粒泥砂、粘土居多。選擇不同濃度、不同點(diǎn)位的河道水樣分析，檢測出水樣中氨氮含量以及懸浮物的相互關(guān)系。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，不同河道點(diǎn)位水體中懸浮物含量各不相同，氨氮含量也各不相同，但是相同河道水體中氨氮含量與懸浮物含量線性擬合°r＜0.3°，表明流動河道水體氨氮和懸浮物的含量相關(guān)性極弱。

2.3 飲用水源水樣

選取飲用水源松華壩中、云龍壩中、大河水庫、清水海壩中的水體樣品為分析對象，以上水體懸浮物含量極低，懸浮物含量都在檢出限以內(nèi)，氨氮含量也較低為0.014mg/L～0.100mg/L，因?yàn)榘钡鞘显噭┓止夤舛确ǖ姆椒z出限為0.025 mg/L[7]，抽濾除去懸浮物后，氨氮的含量沒有大的變化，則懸浮物含量少時，氨氮含量也較少，這也反推說明懸浮物含量與水體氨氮含量有關(guān)。

3 分析

3.1 滇池是典型的半封閉寬淺型湖泊，其流域面積小、水資源量少、無外來水資源補(bǔ)給、降雨集中、氣候溫和、日照時間長、蒸發(fā)量大，因此湖體常年富集以藻體為主的懸浮物。藻類對水體中某些污染物具有一定的吸附富集作用，并且從藻類原生質(zhì)的組成C100H262O110N16P可知藻體自身就含有氮,藻類的代謝過程需要氮參與。滇池中藻體的種類和數(shù)量、藻體粒徑隨季節(jié)變化差異較大，同時藻類的分布受氣溫、氣壓，風(fēng)力及風(fēng)向的影響，不同區(qū)域水層中藻體存在差異[8]。不同點(diǎn)位懸浮物的組成和含量會因藻體的變化存在差異，則不同點(diǎn)位氨氮的含量也因此有所差異，懸浮物與氨氮具有一定的相關(guān)性，其相關(guān)性的強(qiáng)弱也受到藻體變化的影響，為中度相關(guān)。

3.2 鑒于河道水體的流動性，河道水體中的懸浮物主要是泥沙、粘土、礦物等微粒，這些無機(jī)微粒不產(chǎn)生氮的代謝，所以河道水體中氨氮含量與懸浮物的含量相關(guān)性極弱。

3.3 飲用水源清潔水體中本身氨氮含量以及懸浮物含量均較低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果未顯示任何相關(guān)性。

4 結(jié)語

4.1 滇池湖體水樣中氨氮含量與藻類懸浮物含量呈正相關(guān)關(guān)系且滇池湖體內(nèi)氨氮含量較河道和飲用水源高，并且分布均勻穩(wěn)定。滇池湖體中氨氮的含量隨懸浮物含量的增加而增大，氨氮濃度與懸浮物含量呈中度正相關(guān)關(guān)系。

4.2 河道水體中氨氮含量與懸浮物含量的大小無明顯相關(guān)性。

4.3 飲用水源清潔水體氨氮含量在檢出限附近且基本不變，其懸浮物含量均未檢出。

[1]湯鴻霄,錢易,文湘華,等.水體顆粒物和難降解有機(jī)物的特性與控制技術(shù)原理(上卷)水體顆粒物[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2000,(12).

[2]Haakanson L.;Eckhéll J.Suspended particulatematter(SPM)in the Baltic Sea-New empiricaldata andmodels[J].EcologicalModelling, 2005,189(1-2):130-150.

[3]李道季,李軍,陳吉余,等.長江河口懸浮顆粒物研究[J].海洋與湖沼,2000,31(3):295-301.

[4]國家環(huán)境保護(hù)局.中華人名共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn).水質(zhì)氨氮的測定—那氏試劑分光光度法HJ535-2009.

[5]國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出社,2002:276-281.

[6]國家環(huán)境保護(hù)局.水質(zhì)懸浮物的測定—重量法（GB11901-1989）[S].

[7]國家環(huán)境保護(hù)局.水質(zhì)氨氮的測定—那氏試劑分光光度法HJ535-2009.

[8]萬能,宋立榮,王若南,劉劍彤.滇池藻類生物量時空分布及其影響因子[J].水生生物學(xué)報(bào),2008,32(2):187-188.