水产养殖水体UV254和COD值相关性研究

材料与方法

1.1 实验材料 实验取用常州市武进区某水产养殖场1个养殖周期内养殖池塘水体，主要水质参数：pH7.63～9.67，浊度11.1～52.3，UV2540.109 6～0.445 7，电导率426～527us·cm-1，ρ（溶解氧）1.46～6.53mg·L-1，ρ（氨氮）0.24～1.04mg·L-1，ρ（总氮）0.58～2.01mg·L-1，ρ（COD）18～97mg·L-1。

1.2 实验设计 实验用水分别取自养殖场养殖初期（4—5月）、中期（6—9月）和后期（10—11月）3个时段养殖池塘水体，测定其UV254和COD值，考察UV254和COD值随养殖时间的变化情况；分别对不同养殖时段水体UV254和COD值进行线性回归分析，取显著性水平α=0.01，查临界值rα表，进行相关系数显著性检验。在相关性成立的条件下，用剩余标准差S来描述回归直线的精密度，并给出通过水体UV254值估计COD值的区间范围[10]。

1.3 分析方法 pH值：采用pH计（SANXIN SX 620）直接测定；浊度：采用浊度计（HACH 2100Q）测定；UV254：采用紫外分光光度计（岛津UV 1750），测定水样在波长为254nm处的光密度；电导率：采用便携式电导率仪（METTLER TOLEDO FG4）测定；溶解氧：采用便携式溶解氧仪（METTLER TOLEDO FG4）测定；氨氮：采用纳氏试剂分光光度法测定；总氮：采用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法测定；COD：采用COD快速测定仪（HACH DR2800）测定。

2 结果与分析

2.1 UV254和COD值随养殖时段的变化 养殖池塘进水水体为经多级人工湿地净化后水体，其中悬浮物、氮、磷等营养物质含量少，水质较好，水体UV254和COD值较小。在一个养殖周期内，水体UV254和COD值随养殖时间变化情况如图1。养殖初期饵料投加量少，水生生物的生长代谢作用较弱，水体中有机物质含量少，UV254值水平较低，在0.10～0.25；COD值较小且变化不大，在20～35mg·L-1范围。养殖中期饵料投加量增加，水生生物繁殖旺盛，生长代谢及分解产生的有机物质增多，水体UV254和COD值逐渐上升，UV254值达到0.25～0.38，COD值达到40～60mg·L-1。在养殖后期，由于残饵、水生生物代谢产物和残骸分解产物等的累积作用，水体中有机物质含量达到更高水平，UV254值可达0.36～0.45；水体COD值在60～80mg·L-1，最高可达95mg·L-1，可能是由于鱼类活动和曝气作用使池塘底泥和水体中有机物质释放的原因。由图1可以看出，在养殖初期UV254和COD值两条线变化趋势相关性较差，在养殖中、后期两者起伏变化趋势基本一致，应分别对不同养殖时段水体UV254和COD值进行相关性分析。

图1 水体UV254和COD值随养殖时间的变化关系

2.2 养殖初期水体UV254和COD值相关性分析 养殖初期水体水质较好，饵料、鱼药的投加量较少，水生动植物总量小，生长代谢缓慢，水体中有机物质含量低，UV254和COD值较小。在养殖初期，通过对养殖池塘水体取样进行分析，得到养殖初期水体UV254和COD值的关系如图2所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.618 3

图2 养殖初期水体UV254和COD值关系

2.3 养殖中期水体UV254和COD值相关性分析 养殖中期饵料投加量增加，水体中营养元素充足，水生动植物生长繁殖旺盛，代谢产物增加，加上生物残骸分解作用，养殖池塘水体中有机物质增多，UV254和COD值相对养殖初期变大，养殖中期水体UV254和COD值的关系如图3所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.822 7>r0.01，相关性显著，即养殖中期水体UV254和COD值有线性关系。养殖中期水体UV254值能反映水体COD水平，通过测定水体UV254值并换算可定性估算水体COD值。计算剩余标准差S=4.39，对于养殖中期水体，通过测定UV254值，可估计其COD值在169.07*UV254-7.1839与169.07*UV254+10.3761。

图3 养殖中期水体UV254和COD值关系

2.4 养殖后期水体UV254和COD值相关性分析 高密度集约化的池塘养殖，水体交换缓慢，水体中有机物质不易转移扩散。在养殖后期，由于残饵、鱼药、水生动植物代谢产物及残体分解的累积作用，水体中有机物质含量大大增加，水体UV254和COD值进一步增大，养殖后期水体UV254和COD值的关系如图4所示。对所得方程进行相关性系数检验，显著性水平α取0.01，查表得r0.01=0.707 9，r=0.937 5>r0.01，相关性极显著，即养殖后期水体UV254和COD值有线性关系。养殖后期水体UV254值能反映水体COD水平，通过测定水体UV254值并换算可较准确估算水体COD值。计算剩余标准差S=4.9，对于养殖后期水体，通过测定UV254值，可估计其COD值在644.58*UV254-204.57与644.58*UV254-184.97。

图4 养殖后期水体UV254和COD值关系

3 结论

实验结果表明，水产养殖水体UV254和COD值均随养殖时间的延长逐渐增大。在养殖初期，UV254和COD值均较低的条件下，两者相关性不显著；随着养殖时间的增加，饵料、鱼药的投加量和水生物的代谢产物增加，UV254和COD值变大，两者之间的线性关系越来越显著；养殖中期水体UV254和COD值线性关系为COD=169.07*UV254+1.596，r=0.822 7，养殖后期水体UV254和COD值线性关系为COD=644.58*UV254-194.77，r=0.937 5。对水产养殖中、后期水体，UV254值是一种有效、简便、可行的COD值替代参数，可以作为有机污染物的综合指标用于水产养殖水体的水质监测；也可以通过测定水体UV254值，估计其COD值。由于养殖水体的成分随天气、温度、养殖品种等因素的不同存在差异，综合考虑到这些因素，将得到更加准确的结果。

致谢：本研究得到常州市武进水产养殖场的大力支持，在此表示感谢！

参考文献

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