三种水质有机物综合指标线性关系探讨

彭敏

(东莞理工学院　化学与环境工程学院，广东东莞　523808)



三种水质有机物综合指标线性关系探讨

彭敏

(东莞理工学院化学与环境工程学院，广东东莞523808)

摘要：测定了不同污染程度的水样中TOC、CODMn、UV254指标，并采用线性拟合对三者之间的关系进行探讨，为教学和科研提供参考。结果表明，TOC与CODMn数据拟合的线性相关系数R为0.998 5，TOC、CODMn与UV254的线性关系良好，测定UV254可以间接反应水中TOC、CODMn大小，从而间接反应水中有机物的污染程度。

关键词：总有机碳；耗氧量；UV254；水质

随着工、农业的迅速发展，有机物对环境水体的污染日趋严重[1]。有机污染物对人体的毒害作用日益显著[2]，流行病研究显示饮用水中有机物污染与人类某些癌症有一定的关联[3]。有机污染物种类繁多[4]，有报道指出，饮用水中可检出的有机污染物达2 221种[5]，组成复杂，难以用确定的组分表示水中各种有机污染物，有的有机污染物的含量又是极其少，表征饮用水中每一种有机污染物是件很难的事情[6]。目前，教学和科研中，多用有机物综合指标来间接表示水中有机物含量。水质有机物综合指标常用的有三种：总有机碳(TOC)表征水中溶解性和悬浮性有机物的总量；耗氧量(CODMn)表征水中可被高锰酸钾氧化的物质(主要是有机物)的总量；UV254表征水中天然存在的腐殖质类大分子有机物以及芳香族化合物的含量[7]。这三种有机物综合指标之间的数值关系鲜有文献报导。本文测定了不同污染程度的水样中TOC、CODMn、UV254指标，并采用线性拟合对三者之间的关系进行了探讨，为开展水中有机污染物的研究和教学提供参考。

1试验部分

1.1仪器与试剂

紫外可见光分光光度计；TOC测定仪；草酸钠标准贮备溶液[c(1/2 Na2C2O4)=0.100 0 mol/L]；高锰酸钾标准贮备溶液[c(1/5 KMnO4)=0.100 0 mol/L]；硫酸溶液(1+3)。

1.2测试方法

TOC：TOC测定仪仪器分析法。

CODMn：酸性高锰酸钾滴定法。

UV254：水样经0.45 μm的玻璃纤维滤池过滤后，采用紫外分光光度计，以1 cm比色皿蒸馏水做参比，测定水样在波长254 nm处的吸光度。

2试验结果与讨论

2.1TOC与CODMn的线性关系

将不同污染程度的水样测得的50个TOC与CODMn的数据拟合成的线性曲线见图1。从图1可以看出，TOC与CODMn的数据拟合的线性相关性很好，线性相关系数R为0.998 5，线性方程为Y=0.921 2X-0.195 8。测定TOC需要配备TOC测定仪，而测定CODMn采用滴定法即可，不需要配备精密仪器设备。从图1可以得出结论，两者线性相关性好，因此，通过简单的滴定法测定CODMn，可以间接反应水样TOC的高低。

图1　TOC与CODMn的数据拟合线性曲线

2.2TOC、CODMn的UV254的线性关系

将不同污染程度的水样测得的50个TOC与UV254的数据拟合成的线性曲线见图2，CODMn与UV254的数据拟合成的线性曲线见图3。从图2、图3可以看出，TOC、CODMn与UV254的线性关系良好。TOC与UV254的拟合曲线线性相关系数R为0.948 7，线性方程为Y=0.013 7 X+0.004 3。CODMn与UV254的拟合曲线线性相关系数R为0.951 3，线性方程为Y=0.015 5 X+0.006 6。

图2　TOC与UV254的数据拟合线性曲线

图3　CODMn与UV254的数据拟合线性曲线

水中的有机物与消毒剂氯反应，会生成对人体具有显著三致作用(致癌、致畸、致突变)的消毒副产物。UV254可反应水体中有机物芳香族化合物或者具有共轭双键的化合物的含量，这类有机物是三卤甲烷和卤乙酸的主要前体物。从图2、图3可以看出，TOC、CODMn与UV254的线性关系良好，测定UV254可以间接反应水中TOC、CODMn大小，从而间接反应水中有机物的污染程度。UV254的测定具有快速简便，无需消耗化学药剂，可实现在线监测的优点。因此，UV254在一定程度上可替代常规有机物综合指标。

3 结语

1)TOC与CODMn的数据拟合的线性相关性很好，线性相关系数R为0.998 5。因此，通过简单的滴定法测定CODMn，可以间接反应水样TOC的高低。

2)TOC、CODMn与UV254的线性关系良好，测定UV254可以间接反应水中TOC、CODMn大小，从而间接反应水中有机物的污染程度。因此，UV254在一定程度上可替代常规有机物综合指标。

参 考 文 献

[1]孙艳林.浅谈水环境现状及评价方法[J].科技资讯能源与环境,2012,21:120.

[2]张崇华,闫海,王春莲.饮用水有机物污染及安全评价技术研究进展[J].环境与健康杂志,2013,30(3):278-281.

[3]Seiler R L.Temporal changes in water quality at a childhood leukemia cluster[J].Ground Water,2004,42:446-455.

[4]陈敏,万华,徐爱兰.长江口地区饮用水源地有毒有害污染状况分析与评价[J].南通大学学报:自然科学版,2011,10(2):41-47.

[5]刘洋,李阳.饮用水水源地水有机污染物现状及检测技术分析[J].黑龙江科技信息,2012,32:3.

[6]向伦辉,郭祖鹏,李明珠,等.武汉市汉江和长江水源饮用水中有机物污染谱系分析[J].上海预防医学,2010,22(5):234-237.

[7]仇雁翎,陈玲,赵建夫.饮用水水质监测与分析[M].化学工业出版社,2006.

The Linear Relationship of the Comprehensive Index in Organic Compounds of Three Water Qualities

PENG Min

(College of Chemistry and Environmental Engineering, Dongguan University of Technology， Dongguan 523808, China)

AbstractThis paper discusses the determination of the value of TOC, CODMn, and UV254in different water sample, exploring their relationship by linear fitting, which provides reference for teaching and scientific research. The results show that linear correlation coefficient between TOC and CODMn, is 0.998 5; there is a good linear relationship among UV254, CODMn, and TOC, in which determination of UV254can indirectly reflect the size of TOC and CODMnin the water, so as to indirectly reflect the degree of organic pollution in water.

Key wordstotal organic carbon; oxygen consumption; UV254; water quality

文章编号：1009-0312(2016)01-0039-03

中图分类号：TU991.2

文献标识码：A

作者简介：彭敏(1978—)，女，湖南双峰人，副教授，硕士，主要从事表面分析研究。

基金项目：环境保护部国家十二五科技重大专项子课题(2012ZX07206-004)。

收稿日期：2015-05-16