耿娜瑶，董亚萍，张卫红，赵 倩

（宁夏回族自治区生态环境监测中心，宁夏 银川 750004）

0 引言

黄河宁夏段国控断面的总磷监测方式为水质自动站自动监测，黄河宁夏段的任务目标为“Ⅱ进Ⅱ出”，但监测数据中在雨季总会出现总磷超地表水Ⅱ类标准的现象发生。前人的研究指出，浊度和总磷之间存在一定的联系，而黄河是著名的多泥沙河流，这说明，目前自动监测站对总磷的监测方法有一定的弊端，笔者将以黄河上游断面进行分析，探究其内在关联。

1 黄河水质自动站现状

根据近代实测资料分析，进入黄河干流的多年平均年输沙量为16亿t，含沙量为35kg/m3，含沙量大是黄河的一大特征和本底。

《GB 11893-89水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》[1]是1989年颁布，多年未修订，该监测技术规范没有根据水体的特征制定符合不同水体、有针对性的、量化的、可操作的技术规定，尤其是对泥沙河流。

目前，黄河宁夏段总磷自动监测的方法比照的也是GB 11893-89，通常仅通过沉降池静置半个小时后取样监测。大量实验数据和文献显示，浊度对总磷具有一定的干扰影响。对于泥沙含量不同的水样，通过实验发现，静置半小时后浊度仍很高并趋于平稳。这意味着，黄河宁夏段总磷自动监测数据会受黄河含沙量的影响，出现异常值或监测数据不能代表水样真实数据的情况。因此，通过对国控黄河监测点位的研究，找寻出适合本地的解决办法。

2 数据选择及意义

选取黄河甘肃段、宁夏段、内蒙段、山西段、山东段的典型黄河水体，覆盖黄河宁夏段上下游5省份。黄河甘肃段是宁夏段上游，内蒙段、山西段是宁夏段的下游，山东段是黄河入海口，分别确定11个监测断面，判定黄河浊度情况。

以国控宁夏段监测6个点位（宁夏下河沿、宁夏金沙湾、宁夏叶盛公路桥、宁夏银古公路桥、宁夏平罗黄河大桥、宁夏麻黄沟）进行实验，分析宁夏段黄河水浊度和总磷的关联。

采样方式及运输过程严格按照标准方法[2]及地表水采样技术规范执行[3]。

3 实验分析

3.1 不同浊度静稳沉降时间

以黄河5省份11个监测断面数据判定黄河浊度情况。

将原水浊度2641～297NTU的19个点位实验数据分为高、中、低三个类型，水样按连续三次静置后浊度下降率变化不超过5%的要求，找到静稳点，分析其静稳定后的稳态浊度变化，见图1。

浊度不同需要的静稳时间不同。浊度越高到达静稳点的时间需要越长。反之亦然。根据刘枢[4]、侯凯[5]等前人的大量研究发现，浊度对水质的总磷存在影响。由图1的趋势图可以分析得出，浊度不论在2000NTU左右，还是200NTU左右，最终静稳后的浊度均在200～100NTU，黄河水依然属于浊水样。

图1 不同浊度原水静稳后趋势图

3.2 浊度与总磷存在关联

黄河流域冬季受西北风影响，气候干燥寒冷，最低气温一般都在0℃以下，黄河许多河段在冬季都要结冰封河。因此选取3—9月240d黄河宁夏段内5个自动站总磷、浊度的监测数据，汇总成表进行实验分析，见图2～图6。

图2 下河沿段3—9月浊度、总磷变化趋势图

图6 平罗黄河大桥段3—9月浊度、总磷变化趋势图

下河沿断面、金沙湾断面、叶盛公路桥断面、银古公路桥断面、平罗黄河大桥断面入夏后总磷指标均有超过地表水Ⅱ类的情况发生。通过浊度的对比，发现当断面浊度明显升高时，总磷的监测值也存在显著提高，浊度高低和总磷监测值存在一定的关联。

3.3 分析各断面总磷、浊度变异系数

变异系数离散程度的一个归一化量度反映数据离散程度的绝对值。变异系数越小，数据离散程度越小，表示数据趋于平和；变异系数越大，数据离散程度越大，表示数据波动较大。因此，引入变异系数计算公式（1），判断各断面3—9月270d自动监测站对总磷、浊度监测数据的波动情况，见表1、表2。

表1 各断面3—9月总磷数据变异系数情况表

表2 各断面3—9月浊度数据变异系数情况表

图3 金沙湾段3—9月浊度、总磷变化趋势图

图4 叶盛公路桥段3—9月浊度、总磷变化趋势图

图5 银古公路桥段3—9月浊度、总磷变化趋势图

由表可知，下河沿断面、金沙湾断面平均值超地表水Ⅱ类标准，5个断面最大值均超地表水Ⅱ类标准，且下河沿断面最大值已超Ⅴ类水质。而宁夏黄河段3—9月也未出现污染事故。数据离散程度越大，表示数据波动较大，反观总磷和浊度的变异系数变化情况，浊度数据越离散，总磷数据变化越大。

而陆慧慧[6]等提出总磷预处理方式的不同，导致颗粒物浓度存在明显差异，直接影响总磷测定的结果。李晓[7]等指出由于样品采集后自然沉降时间不一致，使得样品中颗粒物含量不同，这是导致分析结果差异较大的重要原因。娄保锋[8]等的研究结果表明，浑样、澄清样和清样总磷浓度监测值之间存在显著差别。这与本实验数据逻辑一致，但前人的数据中没有体现出颗粒物浓度和总磷之间的明确关系，因此笔者进行了下一步实验，探究其存在的关系。

3.4 浊度改变对总磷的影响

从30个点位信息中选取具有代表性的17个点位信息，测得原水浊度、原水总磷，根据浊度的高低不同，＞400NTU选择离心2min的前处理方法，＜400NTU选择离心1min的前处理方法，并测得离心后的浊度和总磷。数据对比见图7。

图7 浊度和总磷的变化趋势

以上总磷数据的监测方法为《GB 11893-89 钼酸铵分光光度法》。通过数据对比，发现水样浊度发生变化后，总磷的结果也随之发生相应的波动，出现同高同低的变化趋势。

这是因为分光光度法的基本依据是有色溶液对光的选择性吸收。总磷的测定方法是《GB 11893-89钼酸铵分光光度法》，显色波长为700nm，属于可见光区光谱（400～760nm）[9]，颗粒物在总磷的测定波长下会产生光谱吸收，对总磷测定干扰较大[10]。因此，当浊度值升高，大量的颗粒物的浓度使得产生的光谱吸收增大，进而影响测得总磷的浓度值偏高。

4 结论

（1）浊度变化将影响总磷监测结果。根据各断面3—9月总磷、浊度变异系数分析，数据离散程度越大，数据波动较大，究其原因，颗粒物在总磷的测定波长下会产生光谱吸收，浊度和总磷之间存在正相关性，影响总磷监测数值。

（2）不同断面水土流失情况不同，导致含沙量不同，且雨季降雨量大，使得黄河泥沙含量增大，这将导致多泥沙河流水质自动监测不能准确、真实地反应当时水质情况，为尽可能使得总磷监测技术更科学、合理，确保用于考核的监测数据准确、科学，符合河流的实际水质状况，可考虑采用以下几种方法：①明显偏高的数据应该剔除；②5—9月雨季，自动站可延长静置时间，设置1.5h静止时间，并增加浊度-补偿，尽可能的使自动站的数据具有准确性。