摘要：運用重復(fù)深度吸管法測量了水質(zhì)自動監(jiān)測站內(nèi)沉砂池不同時間點的濁度，探析了濁度隨時間的變化規(guī)律以及高濁度水體的靜沉降特征。結(jié)果表明：在靜沉降過程中，濁度隨時間的變化符合指數(shù)函數(shù)曲線，濁度與沉降速率符合logistic函數(shù)關(guān)系。當(dāng)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(dāng)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。

　　關(guān)鍵詞：濁度;靜沉降;水質(zhì)監(jiān)測

　　1引言

　　水質(zhì)自動監(jiān)測站內(nèi)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(jiān)測儀器的管路，導(dǎo)致儀器發(fā)生故障。因此，在實際工作中需要根據(jù)不同的水體濁度，合理設(shè)置沉砂池的沉降時間。本文的主要研究內(nèi)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(guī)律，為進一步合理設(shè)置沉砂池沉降時間，提高水質(zhì)自動監(jiān)測站運行效率提供參考依據(jù)。

　　2材料與方法

　　2.1采樣點

　　采樣點位于江蘇省地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站(白塔站)，監(jiān)測河流為丹金溧漕河，屬于區(qū)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(xù)時間為233h。實驗步驟為：首先啟動自動監(jiān)測站潛水泵，將河道中高濁度水體充滿沉砂池，然后關(guān)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(jié)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(shù)函數(shù)曲線，且相關(guān)系數(shù)R2均達(dá)到0.99以上，如表1和圖1所示。

　　本實驗采用重復(fù)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(jù)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(dǎo)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(shù)關(guān)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(dāng)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(dāng)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?？傊?，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(nèi)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沉降則需要較長時間。

　　3.3濁度的沉降特征及對在線監(jiān)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(xì)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(zhì)為膠體且富含有機物質(zhì)，并且在沉降的時候容易和其他顆粒物結(jié)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(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)中的規(guī)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(guī)定方法進行分析。根據(jù)本實驗結(jié)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(jiān)測，會對在線監(jiān)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(zhì)分析中標(biāo)準(zhǔn)方法相違背，而且短短幾個小時的沉降時間并不能使?jié)岫鹊玫矫黠@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(jiān)測，更改沉砂池的沉降時間對濁度不會產(chǎn)生太大的影響。為了應(yīng)對高濁度水體的在線監(jiān)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(jiān)測方法替代在線監(jiān)測。

　　4結(jié)論

　　(1)根據(jù)4次沉砂池靜沉降實驗結(jié)果可知：在靜沉降過程中，濁度隨時間的變化符合指數(shù)函數(shù)曲線，且相關(guān)系數(shù)R2均達(dá)到0.99以上。

　　(2)濁度與沉降速率符合logistic函數(shù)關(guān)系，當(dāng)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(dāng)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(jiān)測，更改沉砂池的沉降時間對濁度不會產(chǎn)生太大的影響。為了應(yīng)對高濁度水體的在線監(jiān)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(jiān)測方法替代在線監(jiān)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(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(guī)律研究[J]. 水科學(xué)進展，2008，19(1)：111～115.

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

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