運用重復深度吸管法測量了水質自動監測站內沉砂池不同時間點的濁度

來源：http://m.nbhaoyang.com/ 作者：余氯檢測儀時間：2018-10-11

　　摘要：運用重復深度吸管法測量了水質自動監測站內沉砂池不同時間點的濁度，探析了濁度隨時間的變化規律以及高濁度水體的靜沉降特征。結果表明：在靜沉降過程中，濁度隨時間的變化符合指數函數曲線，濁度與沉降速率符合logistic函數關系。當濁度較低時(濁度<50 NTU)，沉降速率隨濁度升高而增大，且增加幅度明顯;當濁度較高時(濁度>50 NTU)，雖然沉降速率依然是增加的趨勢，但是增加幅度趨于平緩。

實驗室濁度儀

　　關鍵詞：濁度;靜沉降;水質監測

　　1引言

　　水質自動監測站內的儀器運行條件對水體的濁度提出了一定的要求，濁度太高的水體容易堵塞在線監測儀器的管路，導致儀器發生故障。因此，在實際工作中需要根據不同的水體濁度，合理設置沉砂池的沉降時間。本文的主要研究內容為高濁度水體的靜沉降特征，初步闡明濁度與沉降時間的變化規律，為進一步合理設置沉砂池沉降時間，提高水質自動監測站運行效率提供參考依據。

　　2材料與方法

　　2.1采樣點

　　采樣點位于江蘇省地表水水質自動監測站(白塔站)，監測河流為丹金溧漕河，屬于區域補償河流、市界斷面、國控斷面。

　　2.2實驗方法

　　一共進行4次沉砂池靜沉降實驗，每次實驗持續時間為233h。實驗步驟為：首先啟動自動監測站潛水泵，將河道中高濁度水體充滿沉砂池，然后關掉排水閥，并開始計時。分別在0h、17h、29h、41h、53h、65h、77h、89h、101h、113h、125h、137h、149h、161h、173h、233h的時間點在沉砂池出水口位置測量濁度，并記錄。

　　3結果與討論

　　3.1濁度隨時間的變化

　　從4次沉降實驗可以看出，在靜沉降過程中，濁度隨時間的變化符合指數函數曲線，且相關系數R2均達到0.99以上，如表1和圖1所示。

　　本實驗采用重復深度吸管法計算濁度的沉降速率，即在不同的時刻分別在沉砂池水面以下5cm進行濁度的測定，然后根據濁度與懸浮物的經驗公式，計算出水體中懸浮物的沉降速率，建立濁度與懸浮物沉降速率的關系。由于懸浮物在靜水中的沉降一般是一維的，1961年，McLaughlin從輸沙平衡方程式出發，推導出在靜水條件下\[1\]：

　　從圖2中可以看出：濁度與沉降速率符合logistic函數關系，隨著水中濁度的增加，懸浮物的沉降速率也是不斷增加的。當濁度較低時(濁度<50 NTU)，沉降速率隨濁度升高而增大，且增加幅度明顯;當濁度較高時(濁度>50 NTU)，雖然沉降速率依然是增加的趨勢，但是增加幅度趨于平緩。總之，濁度的沉降過程是一個漸變的過程，高濁度的水體，在短時間內大顆粒的無機物和部分有機物能夠很快沉降下來，但水體中的小顆粒有機物和膠體等的完全沉降則需要較長時間。

　　3.3濁度的沉降特征及對在線監測儀器的影響

　　一般來說，水中懸浮物的沉降方式有兩種。一種是泥沙沉降，顆粒粒徑較大，通常是以單顆粒的方式進行沉降，且沉降歷時較短;另一種是絮凝沉降，顆粒為粒徑d<0.03 mm的細顆粒懸浮物，雖然這類懸浮物在總懸浮物中所占的比例不大，但由于其主要物質為膠體且富含有機物質，并且在沉降的時候容易和其他顆粒物結合形成絮凝物，使得顆粒的整體密度較小，其實際沉降速率遠小于相同粒徑單顆粒泥沙的沉降速率\[2\]。

　　按地表水環境質量標準(GB3838-2002)中的規定，在水質分析中，要求水樣采集后自然沉降30min，取上層非沉降部分按規定方法進行分析。根據本實驗結果，對于高濁度水體在沉降0.5h后，濁度降低幅度并不大，若按照0.5h的沉降時間來進行在線監測，會對在線監測儀器管路造成較大的影響，增加儀器的維護和清理工作\[3\]。若沉砂池沉降時間太長，不僅與水質分析中標準方法相違背，而且短短幾個小時的沉降時間并不能使濁度得到明顯的降低。由于沉砂池沉降時間不宜超過2h，因此，對于高濁度水體的在線監測，更改沉砂池的沉降時間對濁度不會產生太大的影響。為了應對高濁度水體的在線監測，一方面可以增加儀器的維護與清洗頻率，另一方面可以用手工監測方法替代在線監測。

　　4結論

　　(1)根據4次沉砂池靜沉降實驗結果可知：在靜沉降過程中，濁度隨時間的變化符合指數函數曲線，且相關系數R2均達到0.99以上。

　　(2)濁度與沉降速率符合logistic函數關系，當濁度較低時(濁度<50 NTU)，沉降速率隨濁度升高而增大，且增加幅度明顯;當濁度較高時(濁度>50 NTU)，雖然沉降速率依然是增加的趨勢，但是增加幅度趨于平緩。

　　(3)對于高濁度水體的在線監測，更改沉砂池的沉降時間對濁度不會產生太大的影響。為了應對高濁度水體的在線監測，一方面可以增加儀器的維護與清洗頻率，另一方面可以用手工監測方法替代在線監測。

　　參考文獻：

　　[1]李一平. 太湖水體透明度影響因子實驗及模型研究[D]. 南京：河海大學， 2006：38～39.

　　[2]向軍，逄勇，李一平，等. 淺水湖泊水體中不同顆粒懸浮物靜沉降規律研究[J]. 水科學進展，2008，19(1)：111～115.

　　[3]張翔志. 江蘇省水質自動監測系統建設與運行管理[J]. 環境監測管理與技術，2006， 28(2)：6～7.

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