【研究】水质总氮、氨氮、总磷指标相关性分析

在分析水质指标的同时，进一步关注指标之间的内在联系，不仅对环境监测分析的数据审核具有非常重要的指导意义，同样在环境影响评价领域可以得到很好的利用。氨氮和总氮是反映水体中不同形式氮含量的指标，总磷是反映水体中总的磷化合物数量总和的指标，而氮磷元素都时导致水体富营养化和水质变差的重要因素。那水质总氮、氨氮、总磷之间有什么内在联系呢？

总氮反映的是水体中有机氮和各种无机氮化物的含量，主要来源于生活污水、农田排水和含氮工业废水；氨氮则是反映水体中游离氨和氨盐的含量，主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物、某些工业废水和农田排水。从定义上看，氨氮是总氮含量的一部分，所以氨氮和总氮之间会存在一定的相关性。总磷反映的是水体中磷元素的总含量，主要来自于化肥、冶炼等工业废水和生活无水，水质中总磷和总氮的含量过高都是造成水体富营养化的重要的原因，因此探索总氮、氨氮和总磷之间的相关性对环境水体分析具有重要意义。

通过对氨氮和总氮的监测数据进行相关性和线性回归分析，可知氨氮与总氮的Pearson相关系数为0.8702，线性回归关系为：y = 1.6653x + 1.1133，R2 = 0.7572（图5），总氮/氨氮的平均值约为1.67，即氨氮在总氮中的占比约为60%。以上只是统计学角度的相关性，单从散点图中可以发现，总氮的值在0~2mg/L的范围内，氨氮值保持在0.1mg/L以下，基本处于到检出下限以下，可以理解为总氮值较低时，水质中氮以游离氨和铵盐以外的形式存在。如果出现氨氮值高于总氮值时，应当考虑采样和分析过程中是否出现错误。

氨氮与总磷的Pearson相关系数为0.9498，其相关程度大于总氮与总磷的相关程度，从氨氮和总磷的散点图同样可以发现，总磷值在0~0.05 mg/L的范围内，氨氮值同样保持在0.4mg/L的检出下限以下。但是，当氨氮和总磷的浓度都较大时，由于总磷含量的升高，导致水体富营养话，水生生物尤其藻类大量繁殖，进而分解产物也大量增加，导致氨氮量增加。也就是说，在水体受污染严重的情况下，氨氮和总磷会表现出很强的相关性和变化一致性。