運用重復深度吸管法測量了水質(zhì)自動(dòng)監測站內沉砂池不同時(shí)間點(diǎn)的濁度

來(lái)源：http://thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2018-10-11

　　摘要：運用重復深度吸管法測量了水質(zhì)自動(dòng)監測站內沉砂池不同時(shí)間點(diǎn)的濁度，探析了濁度隨時(shí)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(guò)程中，濁度隨時(shí)間的變化符合指數函數曲線(xiàn)，濁度與沉降速率符合logistic函數關(guān)系。當濁度較低時(shí)(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(shí)(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。

　　關(guān)鍵詞：濁度;靜沉降;水質(zhì)監測

　　1引言

　　水質(zhì)自動(dòng)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(xiàn)監測儀器的管路，導致儀器發(fā)生故障。因此，在實(shí)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(shí)間。本文的主要研究?jì)热轂楦邼岫人w的靜沉降特征，初步闡明濁度與沉降時(shí)間的變化規律，為進(jìn)一步合理設置沉砂池沉降時(shí)間，提高水質(zhì)自動(dòng)監測站運行效率提供參考依據。

　　2材料與方法

　　2.1采樣點(diǎn)

　　采樣點(diǎn)位于江蘇省地表水水質(zhì)自動(dòng)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(shí)驗方法

　　一共進(jìn)行4次沉砂池靜沉降實(shí)驗，每次實(shí)驗持續時(shí)間為233h。實(shí)驗步驟為：首先啟動(dòng)自動(dòng)監測站潛水泵，將河道中高濁度水體充滿(mǎn)沉砂池，然后關(guān)掉排水閥，并開(kāi)始計時(shí)。分別在0h、17h、29h、41h、53h、65h、77h、89h、101h、113h、125h、137h、149h、161h、173h、233h的時(shí)間點(diǎn)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(shí)間的變化

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

　　本實(shí)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(shí)刻分別在沉砂池水面以下5cm進(jìn)行濁度的測定，然后根據濁度與懸浮物的經(jīng)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(guān)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(fā)，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(guān)系，隨著(zhù)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(shí)(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(shí)(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?？傊?，濁度的沉降過(guò)程是一個(gè)漸變的過(guò)程，高濁度的水體，在短時(shí)間內大顆粒的無(wú)機物和部分有機物能夠很快沉降下來(lái)，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(cháng)時(shí)間。

　　3.3濁度的沉降特征及對在線(xiàn)監測儀器的影響

　　一般來(lái)說(shuō)，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(jìn)行沉降，且沉降歷時(shí)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(lèi)懸浮物在總懸浮物中所占的比例不大，但由于其主要物質(zhì)為膠體且富含有機物質(zhì)，并且在沉降的時(shí)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(shí)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(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002)中的規定，在水質(zhì)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(jìn)行分析。根據本實(shí)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(shí)間來(lái)進(jìn)行在線(xiàn)監測，會(huì )對在線(xiàn)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(shí)間太長(cháng)，不僅與水質(zhì)分析中標準方法相違背，而且短短幾個(gè)小時(shí)的沉降時(shí)間并不能使濁度得到明顯的降低。由于沉砂池沉降時(shí)間不宜超過(guò)2h，因此，對于高濁度水體的在線(xiàn)監測，更改沉砂池的沉降時(shí)間對濁度不會(huì )產(chǎn)生太大的影響。為了應對高濁度水體的在線(xiàn)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(xiàn)監測。

　　4結論

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

　　(2)濁度與沉降速率符合logistic函數關(guān)系，當濁度較低時(shí)(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(shí)(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(xiàn)監測，更改沉砂池的沉降時(shí)間對濁度不會(huì )產(chǎn)生太大的影響。為了應對高濁度水體的在線(xiàn)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(xiàn)監測。

　　參考文獻：

　　[1]李一平. 太湖水體透明度影響因子實(shí)驗及模型研究[D]. 南京：河海大學(xué)， 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(xué)進(jìn)展，2008，19(1)：111～115.

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

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