环境监测中某些指标的相关性分析
环境监测数据中的异常数据分析与处理

环境监测数据中的异常数据分析与处理环境监测数据是衡量和评估环境质量的重要依据,通过监测数据可以了解环境中存在的污染物浓度、气候变化等信息,为保护环境、预防环境污染提供科学依据。
在环境监测数据中,往往会出现一些异常数据,这些异常数据可能会对环境监测结果产生负面影响,因此需要对异常数据进行分析与处理。
一、异常数据的定义环境监测数据中的异常数据指的是与正常规律相悖的数据,即明显偏离正常数值范围的数据。
异常数据可能是由于仪器故障、操作失误、环境突发事件等原因导致的,也可能是由于环境污染物的异常排放或污染事件所致。
无论是哪种原因引起的异常数据,都需要及时分析,并采取相应措施进行处理。
二、异常数据的分析方法1. 数据分布分析通过分析监测数据的分布情况,可以发现是否存在异常数据。
常用的方法有绘制箱线图、直方图、散点图等,通过这些图表可以直观地查看数据的分布情况,从而找到异常数据的存在。
2. 趋势分析对监测数据进行时间序列分析,可以发现是否存在异常趋势。
如果出现了明显的异常趋势,可能是由于环境污染事件或其他突发事件所致,这时需要及时对数据进行分析,并寻找异常数据的原因。
3. 相关性分析环境监测数据往往是多个指标的综合数据,通过分析不同指标之间的相关性,可以帮助发现异常数据。
如果某些指标之间的关联性发生变化,可能是异常数据的表现,需要及时进行分析。
4. 质量控制分析监测数据的质量控制是异常数据分析的重要环节,通过建立监测数据的质量控制体系,可以及时发现和纠正异常数据,保证监测数据的准确性和可靠性。
质量控制分析包括数据审核、数据核查、数据比对等环节,通过这些环节可以有效地发现异常数据。
三、异常数据的处理方法1. 数据排除发现异常数据后,首先需要对异常数据进行排除,将异常数据从数据样本中剔除。
排除异常数据的方式可以是根据专业经验判断数据是否合理,也可以是根据统计学方法判断数据是否异常。
2. 数据修正对于异常数据,有些可以进行修正,使之符合实际情况。
环境监测数据的处理与分析

环境监测数据的处理与分析近年来,随着环境问题的日益突出,环境监测数据的处理与分析成为了一项重要的工作。
通过对环境监测数据的准确处理和深入分析,我们可以更好地了解和评估环境状况,进而采取有效的措施来改善和保护环境。
本文将探讨环境监测数据的处理与分析方法,并探讨其在环境保护中的应用。
一、环境监测数据的处理方法环境监测数据的处理是指将原始数据进行整理和加工,以便后续分析和应用。
在数据处理过程中,我们需要注意以下几点。
1.1 数据质量控制数据质量是环境监测数据处理的基础。
在处理数据之前,我们应该对数据进行质量控制,包括数据的完整性、准确性、一致性和可靠性等方面的检查。
如果发现数据存在异常或错误,我们需要进行数据清洗和校正,以确保数据的准确性。
1.2 数据整理与格式转换原始的环境监测数据可能存在多种形式和格式,比如文本文件、表格文件、数据库等。
在处理数据之前,我们需要将这些不同形式和格式的数据进行整理和统一,以便后续分析的需要。
这可能涉及到对数据进行提取、合并、重组和转换等操作,以便得到统一和可用的数据集。
1.3 数据预处理在进行环境监测数据处理之前,我们还需要对数据进行预处理。
这包括对数据进行缺失值处理、异常值处理、重复值处理和噪声处理等操作。
通过对数据的预处理,我们可以提高数据的质量和准确性,减少后续分析的误差和偏差。
二、环境监测数据的分析方法环境监测数据的分析是指对处理后的数据进行统计和分析,以得到有关环境状况和趋势的信息。
在数据分析过程中,我们可以采用以下几种方法。
2.1 描述性统计分析描述性统计分析是对环境监测数据进行基本的统计描述和总结。
这包括对数据的中心趋势、离散程度、分布形态和相关性等方面进行分析。
通过描述性统计分析,我们可以直观地了解和认识环境监测数据的基本特征和规律。
2.2 时间序列分析时间序列分析是对环境监测数据进行时间相关性分析的方法。
通过对时间序列数据进行趋势分析、季节性分析和周期性分析等操作,我们可以了解环境状况的变化趋势和周期性,从而为环境保护和治理提供科学依据。
环境监测数据分析与解读

环境监测数据分析与解读在环境保护和生态建设的背景下,环境监测数据的收集与分析具有重要意义。
本文将对环境监测数据的分析与解读进行探讨,旨在揭示数据在环境保护中的应用与价值。
一、环境监测数据的收集环境监测数据的收集是环境监测工作的重要环节,其目的是为了了解环境状况、掌握环境变化,并为环境保护提供科学依据。
环境监测数据主要包括空气质量、水质、土壤质量等方面的监测指标。
1. 空气质量监测数据的收集通过空气质量监测站点,采集空气中的各项污染物浓度数据。
利用各类气体监测仪器,可获得二氧化硫、颗粒物、臭氧、一氧化碳等污染物的浓度值,以及风速、风向等气象参数。
这些数据可反映出空气质量的变化趋势,为环境污染治理提供依据。
2. 水质监测数据的收集通过水质监测站点和流域监测网,采集水体中的各项指标数据。
包括总悬浮物、化学需氧量、氨氮等水质指标,以及溶解氧、水温等环境参数。
这些数据有助于了解水环境的质量和污染状况,为水资源保护和水污染治理提供参考。
3. 土壤质量监测数据的收集通过土壤监测点和农田监测网,采集土壤中的营养元素、重金属、农药残留等指标数据。
这些数据有助于评估土壤质量,为农业生产和土壤污染治理提供基础数据。
二、环境监测数据的分析环境监测数据的分析旨在发现数据中所蕴含的信息,并从中获取对环境问题的认识和判断。
环境监测数据分析主要包括数据质量分析、趋势分析和相关性分析等。
1. 数据质量分析对环境监测数据的质量进行评估,包括数据的准确性、可靠性和完整性等。
通过统计方法和数据模型,对数据进行验证和拟合,剔除异常值和噪声数据,确保分析结果的准确性和可信度。
2. 趋势分析通过对环境监测数据的时间序列进行分析,揭示环境变化的趋势和规律。
例如,对空气质量数据进行年度或季度的变化趋势分析,可以了解污染物排放和减排的效果,评估环境污染的治理效果。
3. 相关性分析通过对环境监测数据的相关性分析,揭示不同指标之间的关系。
例如,对水质和土壤质量数据进行相关性分析,可以了解水体和土壤的相互作用,为跨界水污染防治提供科学依据。
环境监测数据分析报告

环境监测数据分析报告1. 引言本报告旨在对环境监测数据进行分析,以帮助决策者更好地了解环境状况并采取相应措施保护环境。
分析基于收集到的环境监测数据,重点关注数据的趋势和异常情况,为环境保护工作提供科学依据。
2. 数据收集为了进行环境监测数据分析,我们从多个监测站点收集了大量的数据。
这些监测站点分布在城市不同地区,包括工业区、居民区和自然保护区等。
我们收集的数据包括空气质量、水质、噪音等多个方面的监测数据。
所有数据都以数字形式记录并存储在数据库中。
3. 数据分析方法我们对收集到的环境监测数据进行了以下几个方面的分析:3.1 趋势分析通过对历史数据的分析,我们可以观察到环境指标在不同时间段的变化趋势。
我们使用了统计学中的时间序列分析方法,如移动平均和指数平滑等。
通过这些方法,我们可以较为准确地预测未来一段时间内环境指标的变化趋势。
3.2 异常检测除了关注数据的趋势外,我们还需要检测环境监测数据中的异常情况。
我们使用了统计学中的异常检测方法,如箱线图和离群点检测等。
通过这些方法,我们可以找出数据中的异常值,并进一步分析异常产生的原因。
3.3 数据关联分析为了更好地了解环境指标之间的关系,我们进行了数据关联分析。
我们使用了统计学中的相关性分析方法,如皮尔逊相关系数和斯皮尔曼相关系数等。
通过这些方法,我们可以确定不同环境指标之间的相关性强弱,并发现一些潜在的影响因素。
4. 结果与讨论经过数据分析,我们得出了以下几个重要的结果:4.1 空气质量趋势分析从历史数据中我们可以观察到,城市的空气质量在过去几年有明显改善的趋势。
这可能归因于政府采取了一系列环保措施,如减少工业排放和加强车辆尾气治理等。
4.2 水质异常情况检测我们发现了某个工业区监测点的水质指标异常高于其他监测点。
经过进一步调查,发现该工业区有一家化工厂存在排污问题,导致周边水体受到污染。
我们建议相关部门加强对该工业厂的监督,并及时采取措施减少污染物排放。
水环境监测指标的相关性分析

水环境监测指标的相关性分析摘要:水环境监测是指通过对水循环规律进行定时统一监测或不统一的随时监测,分析水的质量,以及其中影响到水质的生态环境因素或水质影响生态环境的因素进行分析和监测,从而有利于环境部门制定有效的水质治理措施,是我国保护水质安全和生态环境的主要手段,其范围包括:地下水、降水、地表水检测。
而水环境监测指标是保障监测质量的关键,为此,文章对水环境监测指标的相关性进行了分析,以便能够帮助到监测数据审核。
关键词:水环境监测指标;相关性;分析水环境有着其自身的运行规律和特性,而且其规律和特性与其它要素之间也有着密切的联系,这就是所谓的监测指标相关性,对这种相关性的了解有利于提高数据审核的质量,提高监测数据审核人员的工作准确性,因此,文章结合多年的实际工作经验,分析了水环境监测指标的相关性。
一、水环境监测指标中溶解总固体、电导率之间的相关性水溶液中会产生电阻,电阻的倒数就是所谓的电导,水溶液的电导与可溶性离子呈反比比例关系,也就是说,要想电阻小,可溶性离子就要多,而电阻与电导之间也呈反比例关系,所以通过传导关系可以看出,水环境监测指标中溶解总固体与电导率之间存在着相关性。
在天然水环境中,其两者的比值在粗略估计下在0.55至0.70范围中,如果水环境含有其它物质影响,如盐分过高,那么比值可能会超过0.70,如果水环境中水的碱性值较大,那么比值可能会低于0.55[1]。
二、水环境监测指标中溶解总固体、总硬度之间的相关性水环境中有8种类型的离子,包括钙离子和镁离子,所以通常情况下,监测水样中总溶解固体要大于总硬度,其二者的比值在粗略计算下在0.50至0.80范围内,但如果钙离子和镁离子的含量较高,那么比值有可能超过0.80;如果其中镁离子和钙离子的含量较小,比值也有可能低于0.50.三、水环境监测指标中氟、硬度之间的相关性通常情况下,水中氟元素与钙、镁元素之间形成的沉淀物质其溶度积都比较小,所以,如果是在酸性较弱或中性水环境中,氟的含量与水中钙、镁元素的含量呈现的是负相关的关系,但与硬度呈现的是正相关的关系。
环境监测中某些指标的相关性分析

环境监测中某些指标的相关性分析安徽省环境监测中心站周世厥一、水和废水测定中某些指标的相关性分析1、化学需氧量(CODcr)与高锰酸盐指数(I Mn)、五日生化需氧量(BOD5)、总有机碳(TOC)的相关性分析:CODcr及I Mn、BOD5、TOC均是表征水中有机物污染的综合性指标,其中CODcr是指在一定条件下,经重铬酸钾氧化处理时,水样中的溶解性物质和悬浮物所消耗和重铬酸盐相对应的氧的质量浓度;I Mn是指在一定条件下,用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质,由消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量,由于许多有机物只能部分被氧化,且易挥发的有机物也不包含在测定值之内,所以它不能作为理论需氧量或总有机物含量的指标;BOD5是指在规定条件下水中有机物和无机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧(以质量浓度表示);TOC是指以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标,由于用燃烧法测定,能将有机物全部氧化,因此它比BOD5、COD更能直接表示有机物的总量。
根据以上各指标的定义,一般可用如下规律判断测试结果的合理性。
即:1.1 CODcr> I Mn I Mn=(0.2~0.7) CODcr;1.2 CODcr> BOD5 BOD5=(0.2~0.8) CODcr;1.3 CODcr> TOC TOC=(0.2~0.7) CODcr。
2、总氮(TN)与硝酸盐氮(NO3-N)、亚硝酸盐氮(NO2-N)、氨氮(NH3-N)凯氏氮(KN)的相关性分析:TN及NO3-N、NO2-N、NH3-N、KN表示不同的含氮化合物,均可用于表征环境中氮的污染状况。
TN是指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量;NO3-N是指在有氧环境下,各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物,亦是含氮有机物经无机化作用最终阶段的分解产物,在无氧环境中,亦可受微生物的作用而还原成亚硝酸盐;NO2-N是氮循环的中间产物,不稳定,根据水环境条件,可被氧化成硝酸盐,也可被还原成氨;NH3-N来源于含氮有机物受微生物作用的分解产物,在有氧环境中,水中氨亦可转变为亚硝酸盐或继续转变为硝酸盐;KN是指以凯氏(Kjeldahl)法测得的含氮量,它包括了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。
环境监测数据分析作业指导书

环境监测数据分析作业指导书一、背景介绍环境监测是对环境中各种物质、能量和生物的定性和定量观测、记录和评价,旨在了解环境质量状况,为环境保护和管理提供科学依据。
环境监测数据分析是对收集到的环境监测数据进行处理和分析,以得出合理的结论和建议。
本次作业指导书将为你提供环境监测数据分析的指导方法和步骤。
二、数据处理1. 数据清洗环境监测数据的准确性和完整性对于后续的分析非常重要。
在进行数据分析之前,需要先对数据进行清洗,包括去除异常值、填补缺失值等。
异常值可能是由于设备故障或人为因素引起的,需要通过合理的方法进行判断和处理。
对于缺失值,可以通过插值法进行填补,如线性插值、多重插补等。
2. 数据转换某些数据的分布可能不满足正态分布的要求,为了满足分析的前提条件,可以对数据进行转换。
常用的数据转换方法包括对数转换、平方根转换、指数转换等。
根据数据的实际情况选择合适的转换方法,并进行相应的操作。
三、数据分析1. 描述统计分析描述统计分析是对环境监测数据进行总结和描述的方法。
通过计算均值、标准差、最小值、最大值等统计指标,可以对数据的集中趋势和离散程度进行描述。
此外,还可以通过绘制直方图、箱线图等图表来展示数据的分布情况。
2. 相关性分析相关性分析可以用来研究环境监测数据之间的相关程度。
通过计算相关系数(如Pearson相关系数、Spearman相关系数等),可以判断两个变量之间的线性关系是否显著。
此外,还可以利用散点图来直观地表示两个变量之间的关系。
3. 回归分析回归分析是用来研究自变量与因变量之间关系的方法。
通过建立数学模型,可以预测因变量的取值。
在环境监测数据分析中,可以利用回归分析来研究环境因素对某个指标的影响程度。
常用的回归方法包括线性回归、多项式回归、逐步回归等。
四、结果解释与评估在进行数据分析后,需要对结果进行解释和评估。
解释分析结果时,要注意结果的可靠性和可解释性。
要针对问题提出合理的解释,并结合实际情况给出相应的建议。
环境监测书中的监测指标与监测频次

环境监测书中的监测指标与监测频次环境监测是一项重要的工作,旨在评估和监测环境中的各种因素及其对人类和生态系统的影响。
环境监测书是为了记录和归档监测所需的指标和频次,以确保监测工作的准确性和可靠性。
本文将介绍环境监测书中常见的监测指标和监测频次,并讨论其重要性和应用。
在环境监测书中,各种监测指标被用来评估环境质量和危险物质的浓度。
常见的监测指标包括空气质量、水质、土壤质量和噪声水平等。
这些指标反映了环境中的污染程度和安全性。
环境监测书还会记录监测时间、地点、监测方法和仪器,以保证监测数据的可靠性和一致性。
首先,空气质量是环境监测书中的重要指标之一。
空气质量监测通常包括测量大气中的有害气体(如二氧化硫、氮氧化物和臭氧)和颗粒物(如PM2.5和PM10)的浓度。
空气质量监测频次通常较高,以反映短期和长期的空气质量状况。
一些关键监测指标,如颗粒物浓度,可能每小时更新一次,以提供实时的空气质量数据。
其次,水质是另一个重要的监测指标。
水质监测目的是评估水体中的化学物质和微生物的含量,以确定水的适用性和净化需求。
例如,水质监测可以测量水中的溶解氧、氨氮和浊度等指标。
根据监测目的和需求,水质监测的频次可以是每天、每周或每月。
对于饮用水源地或水体污染严重的地区,水质监测的频次可能更高。
此外,土壤质量也是环境监测书中的重要内容之一。
土壤质量监测是评估土壤环境及其潜在危害的关键工具。
常见的土壤监测指标包括土壤酸碱度、有机质含量和重金属含量等。
土壤质量监测的频次通常由监测目的和土壤类型决定。
例如,农业地区需要进行季节性的土壤监测来评估农药和化肥的使用对土壤质量的影响。
最后,噪声水平也是环境监测书的一个重要内容。
噪声水平监测旨在衡量和评估环境中的噪音水平,以确定对人类健康和居住环境的潜在影响。
噪声水平监测通常以分贝(dB)为单位进行,并根据周围环境的不同进行分类。
根据监测目的和需求,噪声水平的监测频次可以是每天、每周或每月。
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环境监测中某些指标的相关性分析安徽省环境监测中心站周世厥一、水和废水测定中某些指标的相关性分析1、化学需氧量(CODcr)与高锰酸盐指数(I Mn)、五日生化需氧量(BOD5)、总有机碳(TOC)的相关性分析:CODcr及I Mn、BOD5、TOC均是表征水中有机物污染的综合性指标,其中CODcr是指在一定条件下,经重铬酸钾氧化处理时,水样中的溶解性物质和悬浮物所消耗和重铬酸盐相对应的氧的质量浓度;I Mn是指在一定条件下,用高锰酸钾氧化水样中的某些有机物及无机还原性物质,由消耗的高锰酸钾量计算相当的氧量,由于许多有机物只能部分被氧化,且易挥发的有机物也不包含在测定值之内,所以它不能作为理论需氧量或总有机物含量的指标;BOD5是指在规定条件下水中有机物和无机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧(以质量浓度表示);TOC是指以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标,由于用燃烧法测定,能将有机物全部氧化,因此它比BOD5、COD更能直接表示有机物的总量。
根据以上各指标的定义,一般可用如下规律判断测试结果的合理性。
即:1.1 CODcr> I Mn I Mn=(0.2~0.7) CODcr;1.2 CODcr> BOD5 BOD5=(0.2~0.8) CODcr;1.3 CODcr> TOC TOC=(0.2~0.7) CODcr。
2、总氮(TN)与硝酸盐氮(NO3-N)、亚硝酸盐氮(NO2-N)、氨氮(NH3-N)凯氏氮(KN)的相关性分析:TN及NO3-N、NO2-N、NH3-N、KN表示不同的含氮化合物,均可用于表征环境中氮的污染状况。
TN是指可溶性及悬浮颗粒中的含氮量;NO3-N是指在有氧环境下,各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物,亦是含氮有机物经无机化作用最终阶段的分解产物,在无氧环境中,亦可受微生物的作用而还原成亚硝酸盐;NO2-N是氮循环的中间产物,不稳定,根据水环境条件,可被氧化成硝酸盐,也可被还原成氨;NH3-N来源于含氮有机物受微生物作用的分解产物,在有氧环境中,水中氨亦可转变为亚硝酸盐或继续转变为硝酸盐;KN是指以凯氏(Kjeldahl)法测得的含氮量,它包括了氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。
上述各类含氮化合物一般具有如下规律:2.1 TN> NO3-N + NO2-N + NH3-N;2.2 TN≈NO3-N + NO2-N + KN;2.3 KN> NH3-N。
3、总磷(TP)与磷酸盐(PO43-)的相关性分析:TP及PO43-表示不同的含磷化合物,TP表征环境中磷的总污染状况(包括溶解的、颗粒的、有机的和无机磷),PO43-则表征了磷的无机污染状况。
TP和PO43-之间的一般规律为:3.1 TP> PO43-。
4、总铬(TCr)与六价铬(Cr6+)的相关性分析TCr及Cr6+表示不同的含铬化合物,TCr包括六价铬和三价铬,在水体中六价铬一般以CrO42-、HCrO4-二种阴离子形式存在,受水中pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响,三价铬和六价铬的化合物可以互相转化。
TCr和Cr6+之间的一般规律为:4.1 TCr> Cr6+;4.2 TCr≈Cr6++ Cr3+。
5、电导率和可滤残渣的相关性分析电导是水溶液电阻的倒数,水样中可溶性离子越多,电阻就越小,而电导就越大,因此测定水样的电导率可大致估计水样中可溶性离子的总量,也就可以估计水样可滤残渣的多少,即水样的电导率和可滤残渣存在一定的相关关系。
一般天然水中可滤残渣与电导率的比值大约为0.55~0.70,若遇到下列情况,可滤残渣与电导率的比值就可能超过0.55~0.70的范围:5.1 如果水样含有较多游离酸或苛性碱,其比值要比0.55小得多;5.2 如果水样含大量盐分,其比值可能比0.70大得多。
6、阴、阳离子摩尔浓度的相关性分析这里所指的摩尔浓度关系即指阴离子当量之和与阳离子当量之和的关系。
要保持水溶液中阴离子和阳离子电荷平衡,那么阴离子摩尔浓度总和应与阳离子摩尔浓度总和相等。
但是由于分析测定存在一定误差,在美国《水和废水标准分析方法》中认为阴、阳离子之差符合下述关系式是理想的:∑阴离子摩尔浓度-∑阳离子摩尔浓度=±(0.1065+0.0155×∑阴离子摩尔浓度)7、离子积和溶度积的相关性分析许多化合物在水中溶解度很小,如Ag2S、HgS、PbS、CuS以及有机氯农药BHC、DDT、多环芳烃等。
大多数重金属在近中性的天然水体中都会水解为难溶的氢氧化物沉淀而被悬浮物吸附或转移至沉积相中。
因此一般在可滤水中重金属离子浓度不会过高,某些金属的碳酸盐和硫酸盐的溶解度也不大,如Sr2+、Ba2+等。
当阳离子和阴离子浓度积(离子积)>溶度积(K s P)(即某种盐饱和溶液的离子积)时,化合物即析出沉淀;当离子积<溶度积时,则该种离子可存在于水溶液中,因此根据溶度积原理可以判断测试结果的合理性。
二、生物参数间及与理化指标间的相关性分析、细菌总数、总大肠菌群数与水体中有机物含量间的关系大部分的细菌是以分解有机物获得能量以维持其基本的生命活动,因此水体中细菌总数与有机物的含量密切相关。
一般来说水体中的细菌总数是随着水体中有机物的增加而增大。
总大肠菌群的存在表明水体已被粪便污染,即有致病菌污染的可能性,预示该水体在微生物学上是不安全的。
因此水体的总大肠菌群数与水体受粪便污染程度有着内在必然联系。
三、pH 酸度碱度指标间的相关性分析pH=-lg〔H+〕·γ11+在稀溶液中γ11+接近于1,可写成如下形式。
pH=-lg〔H+〕pH=7为中性,pH>7为碱性,pH<7为酸性。
测定pH值很容易,而且把它作为水环境的指标也是极为有用的。
内陆水的pH值接近于7,而海水的pH值稍高,通常为8左右。
根据水环境的pH值及其变化便可以大体了解某一水环境的状态。
例如,当pH值较低时就可以估计可能流入了酸性废水。
相反,当pH 较高时,要想到不是流入了碱,就是湖泊中有藻类增殖。
另外,刚刚抽出的地下水pH值稍低,一般在6以上,但经放置后pH就会升高。
藻类的增殖和地下水pH值的变化与碳酸平衡有密切关系。
水中无机碳按下式平衡。
式中,K 1=2.6×10-3(mol/l ) pK 1=2.58K 2=1.7×10-4(mol/l ) pK 2=3.77K 3=4.7×10-11(mol/l ) pK 3=10.33K 1K 2=4.5×10-7(mol/l ) pK 1 K 2=6.35K 1K 2 K 3=2.1×10-17(mol/l ) pK 1 K 2 K3=16.68水中的无机碳以游离的CO 2、H 2CO 3、重碳酸根离子(HCO 3)、碳酸根离子(CO 2-3)的形式存在。
这种平衡关系控制着水的pH 值。
根据该平衡关系,pH 值可用下式表示:pH =〕〔〕〔--232lg 2132121CO CO K K pK pH =〕〔〕〔--232lg 34.821CO CO但是,碳酸尚未离解到第二阶段时,pH 值可用下式计算:pH =〕〔〕〔--32lg 21HCO CO K pKpH =6.35〕〔〕〔--32lg HCO CO 例如,在油田、煤田等含有机物层的地下水中往往不能检出CO2-3,而只能检出HCO-3与CO2。
假设游离CO2为30mg/l ,HCO-3为1000mg/l ,则pH 值为7.73。
实际上也经常测了这种程度的HCO-3、CO2和pH 值。
另外,在已经富营养化的湖泊中,经常出现pH 值明显升高的现象。
藻类的光合作用需要CO 2,与藻类对CO 2的利用速度相比,从大气提供的CO2速度小到上述利用速度的1%~1‰,因而藻类把水中的HCO3也当作CO2来利用。
这就是说,首先HCO-3在磷酸酐酶的催化作用下变成H 2CO 3,然后经脱水反应生成CO2后被利用。
因此,pH值主要不是由游离的CO2决定,而是由HCO-3和CO2-3来决定。
由式(3-8)可知藻类增殖时的pH值。
图3-2是金(King)在培养席藻属(未定种)时测得的HCO-3、CO2-3和pH的实测值与根据HCO-3、CO2-3值以及式(3-8)计算和pH值的关系。
由图可见,实测值与计算值基本一致。
重碳酸根离子(HCO-3)是用甲基混合指示剂,按中和所需要的酸量(H2SO4)来计算的,在这种情况下,实际上也同时测定了氢氧根离子(OH-)和碳酸根离子(CO2-3),因此把它称为甲基橙碱度或总碱部。
这就是在藻类增殖中,碱度成为重要指标的原因。
总碱度一般不是用重碳酸根离子(HCO-3)表示,而是把它换算成碳酸钙,以1升水中所含的碳酸钙的毫克数来表示。
游离CO2是以酚酞作为指示剂,根据中和所需要的碱量(碳酸钠)来计算。
这时由于氢离子(H+),即无机酸和有机酸也同时被测定出来,所以称为酚酞酸度或总酸度。
与碱度一样,酸度也把所需要的碱量换算成相应的碳酸钙量,并用1升水中所含的碳酸钙的毫克数来表示。
天然水中酸度的主要成分是CO2。
这种现象如式(3-5)所示CO2经离解后使用H+浓度增大,并成为促使铁溶出等腐蚀的原因。
碳酸根离子(CO2-3)是用酚酞指示剂,经酸(H2SO4)滴定后,根据其所需的酸量计算。
如果把它也换算成碳酸钙浓度表示,那么它就属于酚酞碱度。
污水处理的优劣程序,可根据处理水所含的物质浓度或处理前后污水中有机物浓度的变化,即去除率来加以评价。
处理出水中物质浓度越低,则净化程度越高,但也并非全部污染物浓度均能测定出来。
一般说来,除重金属等有害物质外都可以用 3.1或 3.4中所论述的BOD、SS等指标来判断其处理程度。
四、处理后污水的部分指标相关性分析〔透明度〕透明度是在污水处理厂的运行管理方面应用得最广泛的指标之一。
对一般的城市污水及处理后出水来说,其污染程度与外观基本上是一致的。
因此,具有多年经验的污水处理工作者,只需通过外观及透明度便能较准确地判断出污水中BOD及SS等的浓度。
〔BOD与COD〕BOD与COD分别为利用微生物对有机物的氧化和利用氧化剂(KMnO4或K2Cr2O7)对有机物的氧化时所需氧量来间接地表示有机物量。
在表中列举了各种有机物的BOD、COD与理论耗氧量的比例关系。
但已知道,有机酸是很难用COD(KMnO4)来表示的。
在一般城市污水中,原污水及初沉池出水的BOD>COD,经活性污泥法处理后出水的BOD<COD。
在处理后出水中BOD<COD 的原因在于曝气池内未被微生物分解的有机物、微生物代谢产物及微生物尸骸等难于被微生物氧化的部分的比例较大。
通常认为BOD/COD值越大,则生化处理越容易,所以把该比例看作微生物分解性能的重要指标。