福建主要河流及福州城市内河水污染特征研究

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随着社会经济的快速发展和城市化进程的不断加快,工业、矿山、农田和生活等人为排放污水中污染物的数量和种类急剧增加,造成河流及内河水体严重污染。长期以来,水体污染一直受到世界各国的普遍关注,国内外学者在此方面进行了大量研究,但主要集中在工业排放污水、矿山废水和生活污水等单一污染源水体污染的研究,对一个完整水系及城市内河水体污染特征及评价研究相对较少。福建作为中国东南沿海省份之一,水资源丰富,河流水流量充足,河流水体是沿岸工农业及生活用水的主要来源,其水质状况直接影响到人民生命安全及社会经济的发展。近年来,由于对水资源的不合理利用、加上矿山开采、企业排放增加,造成水体污染日趋严重。但由于长期来对福建不同水系河流及城市内河污染研究相对较少,对水体污染状况及特征了解不清楚,使得福建一些污染治理措施及预警体系的确定存在一定盲目性,导致对目前沿岸居民的健康造成巨大威胁。因此,掌握福建主要河流及城市内河的水体污染特征,对于有效监测水体污染、保障沿岸居民的健康、制定合理的沿岸城市规划具有重大的理论和现实意义。鉴于此,本文在对福建主要河流及城市内河全面踏查的基础上,按照平行随机布设与典型筛选相结合的原则,选取福建主要的河流富屯溪、沙溪、建溪、闽江中下游、汀江、晋江、九龙江、霍童溪等8条河流及福州市白马河、晋安河、光明港河3条城市内河为研究对象,根据河流网布设公里网格,选择不同采样断面进行样品的采集,同时为了解城市内河水体污染的动态特征,每月定期采集福州内河水样。通过测定水体中重金属Fe、Mn、Zn、Pb、Cd、Cu、Cr含量及pH、NH3-N、CONC、CURR等污染指标,比较不同河流及内河水体污染的差异,探讨不同水体污染的来源、影响因素及其迁移规律,从空间和时间角度分析福建主要河流及城市内河水污染特征及动态变化规律。在此基础上,利用最大单因子类别法、聚类分析法、N.L.Nemerow综合污染评价和潜在生态风险评价等方法对福建主要河流及城市内河水体污染进行评价。主要研究结果如下:1.福建不同河流水体污染研究表明:富屯溪的Fe、Mn、Al和Pb含量较高,但各断面间差别较小;闽江中下游Cu和Cd含量较高;建溪Zn含量较高;汀江和晋江各种金属含量均较低。与地表水环境质量标准相比,各采样断面中Mn含量均未超标;Fe含量达标的断面占69%;Cu含量达Ⅰ类水质占77%,其余低于Ⅱ类水质标准;Zn含量达Ⅰ类水质占58%;Cd含量Ⅴ类水质及劣Ⅴ类水质占17%,其它达I、Ⅱ类水质标准;Pb含量Ⅴ类水质及劣Ⅴ类水质占20%,其它达I、Ⅱ类水质标准。氨氮达Ⅰ类水质标准的占83%,Ⅴ类水质仅占2%,其他为Ⅱ类水质;CONC未出现超标现象。2. N.L.Nemerow综合污染指数评价表明:富屯溪的4个断面均达到中度污染;沙溪5个断面为微污染,5个断面达到中度污染,其他断面为轻度污染;建溪7个断面达到中度污染,2个断面达到轻度污染,其他断面为微污染或是清洁;闽江中下游6个断面达到中度污染,3个断面轻度污染,其他为微污染或是轻污染;九龙江3个断面为轻污染,一个断面为微污染;晋江3个断面为微污染,1个断面为轻污染;汀江1个断面为轻污染,2个断面为微污染;敖江2个断面达到中度污染,2个断面达到微污染。潜在生态风险评价表明:福建主要河流大部分为轻微的潜在生态风险,闽江中下游的后半段(闽清大桥至青州大桥,共计9各断面)到中等生态潜在风险。3.以不同污染指标对福建不同河流的污染状况进行聚类分析结果表明:福建主要河流污染分为3类:第1类为九龙江、汀江、沙溪、晋江、敖江;第2类为富屯溪、建溪;第3类为闽江中下游。从污染评价结果可看出:在福建的主要河流中,九龙江、汀江、沙溪、晋江、敖江的水质污染程度较为接近,属三类中污染程度较轻的;其次为富屯溪与建溪,污染程度也较接近;污染程度最高的是闽江中下游。福建河流水体的主要污染指标也可分为3大类:第1类为Al、Pb、Mn、Fe;第2类为Cu、Cd、NH3-N;第3类为pH、CONC、CURR、Zn。表明福建主要河流污染存在着不同程度的复合污染;其中第1类污染主要为重金属,这可能来自企业、矿业工业废水的无序排放;第二类污染可能是由于生活污水的无序排放。4.福州不同内河水体污染研究表明:白马河主要为氨氮、Cd污染;晋安河主要为氨氮、Cd、Pb污染;光明港河主要为氨氮、Fe、Cd、Pb污染。福州内河共计156个断面(次)的采样结果显示:CONC主要达地表水环境(GB3838-2002)Ⅰ类标准;Zn、Cu主要达Ⅱ类标准;Pb有72%达Ⅲ类标准,28%达Ⅴ类标准;Cd有96%仅达Ⅴ类标准,污染较严重;Fe达集中式地表水源地水质标准的断面占56%,Mn占99%。5. N.L.Nemerow综合污染评价表明:白马河5个监测断面全年均达中度污染;晋安河2011年3月和4月的4个监测断面均为中度污染,5月为严重污染,其它月份为轻、中度污染;光明港河前10个月的监测结果为中度污染,其它2个月份出现轻度污染的断面。潜在生态风险评价表明:白马河的不同月份基本为轻微潜在生态风险,在邦洲断面有4个月份达中等潜在生态风险;晋安河不同月份均为轻微潜在生态风险;光明港河为轻微和中等潜在生态风险。6.以不同污染指标对福州内河水体污染进行聚类分析结果表明:福州内河的污染分为3类。第1类污染物为NH3-N、Al、Pb、Fe、Cu、Cd、pH;第2类污染物为CONC、Mn、Zn;第3类为CURR。说明福州内河污染是存在着不同程度的复合污染;由于福州市区无大型的工业企业,因而推测第1类污染可能来自于沿岸生活污水和小型冶金店面的金属废水无序排放;结合污染评价结果分析,推测第2类、第3类指标在福州内河中的污染程度并不高。不同月份的污染状况分为3大类,第1类为11月至2月的4个月;第二类为6月至10月5个月;第三类为3月至4月,可能为气温的变化导致污染物溶度的改变。
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