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【摘要】:本研究对贵州省都匀市雨花湖景观水进行采样分析,通过采用单因子评价法,综合营养状态指数法对水体的富营养化程度进行评价。结果表明,该水体属于五类水质,尤其是氮、磷浓度均超过发生水体富营养化现象的阈值。利用综合营养状态指数法评价该水体属于中营养级至轻度富营养级污染。
【关键词】:湿地公园 富营养化
1 材料和方法
1.1水体特征
该景观水体位于贵州省黔南布依族苗族自治州都匀市某高校旁,属于剑江河流的支流。全长2000多米,总占地面积10万平方米,主要补给水源为剑江河河水及雨水。曾是剑江河的主河道,因剑江河的改道,年久失修,长期以来河床及两岸乱垦、乱倒,河沙阻滞,杂草丛生,使河道失去了输水、排洪的功能,2014年改建为湿地公园。然而由于水体流动性低,周围环境复杂靠近居民生活区和学校,存在一定的污染现象。
1.2水样的采集与保存
根据《水与废水监测分析方法(第四版)》, 水面宽度小于50米,水深小于5米时,在河道中泓设一条垂线,采样点在水面下0.5米处,水深不到0.5米时,在水深1/2处,整条河段共3个监测点。采样时间为2017年10月。
1.3监测项目
水质监测项目主要有水温、PH、溶解氧、透明度、硝酸盐氮、高锰酸钾指数、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a。
2 结果与讨论
2.1 水质分析
整条河段分为上、中、下游三个监测点,根据水质监测结果,水体中TP均值为0.06 mg/L,TN均值为2.52 mg/L,水中的氮磷比为42,因此水体中氮的影响尤为突出。国际上一般认为当水体中的总氮和总磷分别达到0.2mg/L和0.02mg/L时,从营养盐单因子考虑就有发生富营养化现象的可能,该水体中氮、磷含量含量均有明显超标,有利于浮游植物的过度生长。经实地调查,中游两侧为学校生活区和居民生活区,在雨量较大时由于排污管的容量偏小,雨水混合生活用水倒灌入雨花湖中,是水体中氮含量较高的原因之一。
2.2 富营养化评价
水质富营养化程度评价
2.2.1 单因子评价法
单因子评价法是一种简单、直观较为简便的方法。其评价过程是参照地表水环境评价标准,对参与评价的各项指标进行类别划分,然后选择评价最差的那个指数所属的类别来代表整个水质的类别。其公式如下所示:
在水质监测过程中,水中TP属于II类水,TN属于V类水,氨氮属于II类水,高锰酸价指数属于I类水;根据单因子判别发判定该景观水体属于V类水体。
2.2.2 综合营养状态指数法
(1)湖泊(水库)富营养化状况评价方法:综合营养状态指数法。综合营养状态指数计算公式为:
以chla作为基准参数,则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为:
中国湖泊(水库)的chla与其它参数之间的相关关系rij及r2ij见下表2。
*:引自金相灿等著《中国湖泊环境》,表中rij来源于中国26个主要湖泊调查数据的计算结果
营养状态指数计算公式为:
①TLI (chl) =10 (2.5+1.086 lnchl )
②TLI (TP) =10 (9.436+1.624 lnTP )
③TLI (TN) =10 (5.453+1.694 lnTN )
④TLI (SD) =10 (5.118-1.94 lnSD )
⑤TLI (CODMn)=10 (0.109+2.66 ln CODMn )
式中:叶绿素a chla单位为mg/m3,透明度SD单位为m;其他指标单位均为mg/L。
(2)湖泊(水库)富营养化状态评价指标
叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸钾指数(CODMn)
(3)湖泊(水库)富营养状态分级:
采用0~100的一系列连续数字对湖泊(水库)营养状态进行分级:
贫营养
中营养
富营养
轻度富营养
中度富营养
重度富营养
在同一富营状态下,指数值越高,其营养程度越重。
根據以上《湖泊富营养化评价方法及分级技术规定》对雨花湖富营养化程度进行评价分析,雨花湖水质处于中营养到轻度富营养之间,评价结果见表2。
3.治理措施研究
(1) 加强截流工作
严禁污水直接流入该水体,将含有营养物质的生活污水收集经处理后引到农田做灌溉用。这样既能增加农田的营养成分,又能避免水体富营养化的危害。
(2)充分利用水体的自净能力和生态自我修复能力
研究发现,该水体属于剑江河支流,上游处被拦截,可在雨量小的季节加大放水量,使水体避免形成封闭或缓流状态,从而加快水体循环交换增强自净能力。可合理的种植多元化水生植物,如莲花等,也可利用人工浮岛吸附水体中的悬浮物等。合理的放养鱼类也有利于氮、磷的降低,不仅使景观更具观赏性、带来经济效益也可解决水体富营养化问题。
(3)加强污染控制
该水体的设计定位是集休闲、健身、观光、高档住宅为一体的湿地公园,人流量大,应保证公园内垃圾桶充足,标识明显,严禁游客、居民向水体中抛弃废弃物。同时加大对环境保护的宣传及处罚力度。
(4)加强环境监测
对于该水体的水质监测必不可少,环保部门应定期对雨花湖的水质、水生植物、动物进行监测,同时对于生物多样性也需记录在案,以便及时发现问题,找出原因,最后解决问题。
4.结论
该研究表面,雨花湖湿地公园存在一定程度的水体富营养化现象,尤其氮磷含量偏高,应采取相应的措施对其进行治理,才能保持其带来的观赏性、娱乐性,更能为经济带来效益,使其长久的为人类造福。
【参考文献】
【1】康孟新与疏童, 北方高校景观水体富营养化评价研究. 东北电力大学学报, 2016(05): 第68-72页.
【2】王岩东等, 北京翠湖国家湿地公园浮游植物群落及水体营养状况分析. 世界科技研究与发展, 2014(01): 第70-75页.
【3】金相灿,刘树坤,章宗涉编. 中国湖泊环境(第一册)[M]. 北京:海洋出版社,1995.
【4】吴朝, 巢湖西半湖富营养化影响因子定量分析研究, 2009, 安徽农业大学. 第 56页.
【5】沈蓓雷等, 城市小型景观水体富营养化程度评价研究. 安徽农业科学, 2011(23): 第14321-14325页.
【6】马斌, 洪泽湖水体富营养化现状、原因及对策研究, 2006, 南京农业大学. 第 63页.
【7】李勇, 潘立勇与杨靖, 浅谈潘安湖湿地公园水质保护对策研究. 环境科学与管理, 2013(08): 第98-100页.
【8】 Acreman M. Wetlands and hydrology [M] . Tour du valet , France: Medwet Publication , 2000 .
【9】 金相灿. 湖泊富营养化控制和管理技术 [M]. 北京:化学工业出版社,2001.
作者简介:吴沂晓(1992—),女,布依族,贵州长顺县人,黔南民族师范学院教师,华南理工大学博士研究生在读,研究方向:环境工程大气、污水方向
【关键词】:湿地公园 富营养化
1 材料和方法
1.1水体特征
该景观水体位于贵州省黔南布依族苗族自治州都匀市某高校旁,属于剑江河流的支流。全长2000多米,总占地面积10万平方米,主要补给水源为剑江河河水及雨水。曾是剑江河的主河道,因剑江河的改道,年久失修,长期以来河床及两岸乱垦、乱倒,河沙阻滞,杂草丛生,使河道失去了输水、排洪的功能,2014年改建为湿地公园。然而由于水体流动性低,周围环境复杂靠近居民生活区和学校,存在一定的污染现象。
1.2水样的采集与保存
根据《水与废水监测分析方法(第四版)》, 水面宽度小于50米,水深小于5米时,在河道中泓设一条垂线,采样点在水面下0.5米处,水深不到0.5米时,在水深1/2处,整条河段共3个监测点。采样时间为2017年10月。
1.3监测项目
水质监测项目主要有水温、PH、溶解氧、透明度、硝酸盐氮、高锰酸钾指数、氨氮、总磷、总氮、叶绿素a。
2 结果与讨论
2.1 水质分析
整条河段分为上、中、下游三个监测点,根据水质监测结果,水体中TP均值为0.06 mg/L,TN均值为2.52 mg/L,水中的氮磷比为42,因此水体中氮的影响尤为突出。国际上一般认为当水体中的总氮和总磷分别达到0.2mg/L和0.02mg/L时,从营养盐单因子考虑就有发生富营养化现象的可能,该水体中氮、磷含量含量均有明显超标,有利于浮游植物的过度生长。经实地调查,中游两侧为学校生活区和居民生活区,在雨量较大时由于排污管的容量偏小,雨水混合生活用水倒灌入雨花湖中,是水体中氮含量较高的原因之一。
2.2 富营养化评价
水质富营养化程度评价
2.2.1 单因子评价法
单因子评价法是一种简单、直观较为简便的方法。其评价过程是参照地表水环境评价标准,对参与评价的各项指标进行类别划分,然后选择评价最差的那个指数所属的类别来代表整个水质的类别。其公式如下所示:
在水质监测过程中,水中TP属于II类水,TN属于V类水,氨氮属于II类水,高锰酸价指数属于I类水;根据单因子判别发判定该景观水体属于V类水体。
2.2.2 综合营养状态指数法
(1)湖泊(水库)富营养化状况评价方法:综合营养状态指数法。综合营养状态指数计算公式为:
以chla作为基准参数,则第j种参数的归一化的相关权重计算公式为:
中国湖泊(水库)的chla与其它参数之间的相关关系rij及r2ij见下表2。
*:引自金相灿等著《中国湖泊环境》,表中rij来源于中国26个主要湖泊调查数据的计算结果
营养状态指数计算公式为:
①TLI (chl) =10 (2.5+1.086 lnchl )
②TLI (TP) =10 (9.436+1.624 lnTP )
③TLI (TN) =10 (5.453+1.694 lnTN )
④TLI (SD) =10 (5.118-1.94 lnSD )
⑤TLI (CODMn)=10 (0.109+2.66 ln CODMn )
式中:叶绿素a chla单位为mg/m3,透明度SD单位为m;其他指标单位均为mg/L。
(2)湖泊(水库)富营养化状态评价指标
叶绿素a(chla)、总磷(TP)、总氮(TN)、透明度(SD)、高锰酸钾指数(CODMn)
(3)湖泊(水库)富营养状态分级:
采用0~100的一系列连续数字对湖泊(水库)营养状态进行分级:
贫营养
中营养
富营养
轻度富营养
中度富营养
重度富营养
在同一富营状态下,指数值越高,其营养程度越重。
根據以上《湖泊富营养化评价方法及分级技术规定》对雨花湖富营养化程度进行评价分析,雨花湖水质处于中营养到轻度富营养之间,评价结果见表2。
3.治理措施研究
(1) 加强截流工作
严禁污水直接流入该水体,将含有营养物质的生活污水收集经处理后引到农田做灌溉用。这样既能增加农田的营养成分,又能避免水体富营养化的危害。
(2)充分利用水体的自净能力和生态自我修复能力
研究发现,该水体属于剑江河支流,上游处被拦截,可在雨量小的季节加大放水量,使水体避免形成封闭或缓流状态,从而加快水体循环交换增强自净能力。可合理的种植多元化水生植物,如莲花等,也可利用人工浮岛吸附水体中的悬浮物等。合理的放养鱼类也有利于氮、磷的降低,不仅使景观更具观赏性、带来经济效益也可解决水体富营养化问题。
(3)加强污染控制
该水体的设计定位是集休闲、健身、观光、高档住宅为一体的湿地公园,人流量大,应保证公园内垃圾桶充足,标识明显,严禁游客、居民向水体中抛弃废弃物。同时加大对环境保护的宣传及处罚力度。
(4)加强环境监测
对于该水体的水质监测必不可少,环保部门应定期对雨花湖的水质、水生植物、动物进行监测,同时对于生物多样性也需记录在案,以便及时发现问题,找出原因,最后解决问题。
4.结论
该研究表面,雨花湖湿地公园存在一定程度的水体富营养化现象,尤其氮磷含量偏高,应采取相应的措施对其进行治理,才能保持其带来的观赏性、娱乐性,更能为经济带来效益,使其长久的为人类造福。
【参考文献】
【1】康孟新与疏童, 北方高校景观水体富营养化评价研究. 东北电力大学学报, 2016(05): 第68-72页.
【2】王岩东等, 北京翠湖国家湿地公园浮游植物群落及水体营养状况分析. 世界科技研究与发展, 2014(01): 第70-75页.
【3】金相灿,刘树坤,章宗涉编. 中国湖泊环境(第一册)[M]. 北京:海洋出版社,1995.
【4】吴朝, 巢湖西半湖富营养化影响因子定量分析研究, 2009, 安徽农业大学. 第 56页.
【5】沈蓓雷等, 城市小型景观水体富营养化程度评价研究. 安徽农业科学, 2011(23): 第14321-14325页.
【6】马斌, 洪泽湖水体富营养化现状、原因及对策研究, 2006, 南京农业大学. 第 63页.
【7】李勇, 潘立勇与杨靖, 浅谈潘安湖湿地公园水质保护对策研究. 环境科学与管理, 2013(08): 第98-100页.
【8】 Acreman M. Wetlands and hydrology [M] . Tour du valet , France: Medwet Publication , 2000 .
【9】 金相灿. 湖泊富营养化控制和管理技术 [M]. 北京:化学工业出版社,2001.
作者简介:吴沂晓(1992—),女,布依族,贵州长顺县人,黔南民族师范学院教师,华南理工大学博士研究生在读,研究方向:环境工程大气、污水方向