尔王庄水库高锰酸盐指数与化学需氧量的相关性的研究

刘 佳，王 翠，吴 舢，李洪鑫

(天津泰达津联自来水有限公司 天津300457)

尔王庄水库高锰酸盐指数与化学需氧量的相关性的研究

刘 佳，王 翠，吴 舢，李洪鑫

(天津泰达津联自来水有限公司 天津300457)

通过对近两年尔王庄水库化学需氧量(CODCr)和高锰酸盐指数(CODMn)的监测，对二者的相关性进行了一元线性回归分析，得出二者的回归方程为 y＝3.823,x－2.067,1，相关系数 R＝0.908,7，对二者相关性进行了显著性检验，检验所得 F值远大于 F0.01(1，27)。因此二者具有十分显著的相关性。故化学需氧量(CODCr)可由高锰酸盐指数(CODMn)通过一元线性回归方程计算得出。

化学需氧量(CODCr) 高锰酸盐指数(CODMn) 相关性

0 引 言

高锰酸盐指数(下文以CODMn表示)和化学需氧量(下文以 CODCr表示)通常作为表示水体有机物相对含量的重要指标，CODMn和 CODCr是指在一定条件下，以不同氧化剂，即重铬酸钾(K2Cr2O7)和高锰酸钾(KMnO4)氧化水中的亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物和有机物所消化的氧化剂的量，以氧的 mg/L表示二者均是条件性指标。[1]对于 CODCr的检测，以重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂，由于重铬酸钾的氧化性很强，故可氧化水体中全部的有机物，但此法耗时且耗电。而 CODMn的检测，以高锰酸钾(KMnO4)作为氧化剂，由于高锰酸钾(KMnO4)的氧化性不如重铬酸钾(K2Cr2O7)，所以水体中有机物只能部分被氧化，检测结果不能反映水体中有机物的综合指标。此法操作简单、省时、省电，只需水浴 100,℃加热 30,min后，即可进行滴定分析。[2]对于这个问题，本文通过对尔王庄水库 CODMn和 CODCr数据的统计分析发现，二者存在着正相关的关系，通过对数据的统计可建立一元线性回归方程，从而解析 CODMn和化学需氧量CODCr在数值上的换算问题。

1 实验试剂与仪器

草酸钠标准储备溶液(c＝0.100,0,mol/L)；硫酸溶液(1＋3)；高锰酸钾溶液(c＝0.100,0,mol/L)，化学需氧量标准物质，CODcr试剂(由HACH公司购置)，全自动滴定仪，消解器；HACH公司DR3900分光光度计。

2 实验方法

2.1 CODMn的测定

吸取 100,mL 充分混匀的水样注入 250,mL 锥形瓶中，加入 5,mL 硫酸溶液(1＋3)。再加入10.00,mL 高锰酸钾标准溶液(c＝0.010,00,mol/L)，将锥形瓶放入沸腾的水浴中，精确放置 30,min。取下锥形瓶，趁热加入 10.00,mL 草酸钠标准使用液(c＝0.010,00 mol/L)，充分振摇，使红色褪尽。于白色背景上逐滴加入高锰酸钾溶液(c＝0.010,00 mol/L)，至溶液呈微红色即为终点。

2.2 CODCr的测定

吸取 2.00 mL 充分混匀的水样注入预先购置好的消解管内，充分振摇混匀后放入消解器内，温度保持在 150,℃，消解时间为 120 min。然后冷却至室温，在波长 350 nm 下，测定其浓度。

3 实验结果与讨论

3.1 实验结果

本文选取了2014年1月～2016年4月滨海水质监测站对尔王庄水库的 28组监测结果，这些结果基本可以反映滦河水的水质情况，对尔王庄水库水质监测的同时测定了CODMn和CODCr两个指标。对整个时间段所有的检测结果进行了汇总，见表1。

表1 尔王庄水库地表水的CODMn和CODCr的检测结果Tab.1 Testing results of chemical oxygen demand (CODCr)and permanganate index(CODMn) of surface water in Erwangzhuang reservoir

假设 CODMn为 X 轴，CODCr为 Y 轴，利用表 1中的数据点绘制散点图，见图 1。由图可以看出两变量的关系呈直线趋势，所以决定建立因变量y对自变量x的回归直线方程。得出两者的回归直线方程如下：

y＝3.823,x－2.067,1

R＝0.908,7

式中，y为化学需氧量；x为高锰酸盐指数；R为相关系数。

图1 CODMn与CODCr的线性相关关系图Fig.1 Linear correlation of chemical oxygen demand (CODCr)and permanganate index(CODMn)

3.2 线性回归方程的检验

3.2.1 相关系数的检验

本文采用F检验的方法对CODMn和CODCr二者的相关系数进行检验。在给定的显著性水平α＝0.01下，从F分布表中查得F0.01(1，27)＝7.72。由计算得出该线性回归的 F值为 123.154，F＞F0.01(1，27)，所以x与y有十分显著的线性关系，即CODMn与 CODCr有十分显著的线性关系。因此一元线性回归方程成立，可以用CODMn的值计算得出CODCr的值(见表2)。

表2 一元线性回归方差分析表Tab.2 Variance analysis of unary linear regression

3.2.2 误差检验

采用重铬酸钾法和酸性高锰酸钾法分别测定尔王庄水库地表水的水质，可以分别得出 CODCr和CODMn的值。然后利用自变量CODMn根据本文得出的一元线性回归方程计算 CODCr的值，对两个不同方法得出的 CODCr的值进行比较，得出两个结果的误差值见表3。

由表 3可以明显看出，在重铬酸钾法测得的CODCr值与一元线性回归方程计算得到的 CODCr值的误差值中，大部分误差值都在 10%,以内，部分月份CODCr的误差值在10%～20%,范围内。这些月份基本温度较低，可见温度对二者相关性有一定影响。

表3 重铬酸钾法测得的 CODCr值与一元线性回归方程计算得CODCr值的比较Tab.3 Comparison of CODcrvalues measured by potassium dichromate method and equation of unary linear regression respectively

在本文统计的数据中只有一组数据误差较高，其余 27组数据相对误差均小于 20%,。因此在检测中可以根据 CODMn的值，通过一元线性回归方程计算得出CODCr的值。

4 结 论

通过对近两年尔王庄水库化学需氧量(CODCr)和高锰酸盐指数(CODMn)的监测，对二者的相关性进行了一元线性回归分析，得出二者的回归方程为：

y＝3.823,x－2.067,1

相关系数 R＝0.908,7，对二者相关性进行了显著性检验，检验所得 F值为 123.154，远大于 F0.01(1，27)，所以二者具有十分显著的相关性。对实验得出的 CODCr值与通过一元线性回归方程计算所得的CODCr值进行误差分析，误差均在实验室规范误差范围内，故对于尔王庄水库的水体化学需氧量(CODCr)可由高锰酸盐指数(CODMn)通过一元线性回归方程计算得出。■

［1］ 王鹤扬. 地表水高锰酸盐指数与化学需氧量的相关关系研究[J]. 环境科学与管理，2011，36(9)：118-121.

［2］ 胡大琼. 高锰酸盐指数与化学需氧量的相关关系探讨[J]. 思茅师范高等专科学校学报，2010，26(6)：22-24.

［3］ 宋盼盼，黄琳，吴朝霞. 高锰酸盐指数与化学需氧量的相关性分析及应用[J]. 水利技术监督，2015(6)：91-92.

The Correlation of Permanganate Index with Chemical Oxygen Demand in Erwangzhuang Reservoir

LIU Jia，WANG Cui，WU Shan，LI Hongxin
(TEDA Jinlian Water Supply Co.，Ltd.，Tianjin 300457，China)

Based on the past two years’ monitoring of chemical oxygen demand(CODCr)and permanganate index(CODMn) in Erwangzhuang reservoir，a linear regression analysis was carried out to reveal the correlation．The regression equation and coefficient were obtained respectively：y＝3.823,x－2.067,1，R＝0.908,7．As correlation significant test indicated，the F value is much greater than F0.01(1，27)，which proves that the two factors have a very significant correlation．Therefore，the chemical oxygen demand(CODCr)can be calculated by permanganate index(CODMn)by a linear regression equation.

chemical oxygen demand(CODCr)；permanganate index(CODMn)；correlation

TV213

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1006-8945(2016)07-0032-03

2016-06-06