景观水体水质特征分析范文

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《四川环境杂志》2014年第四期

1水环境调查与监测

综合考虑景观水体的自然环境特征和水污染背景，筛选出pH值、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-H)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)5项水质监测指标并布置5个长期采样点(或断面)，1个临时采样点，示于图1和表1中。本次研究的水质采样时间为2013年5月～2014年3月，期间共采集水样6次，并于2014年5月对东园餐厅排污口进行了单独研究。除排污口外，每次采样均在上午8:00～11:00之间，采样后将水样储存在医用聚乙烯瓶中，2h内测定pH和溶解氧，当天测定氨氮、总磷、高锰酸盐指数。河、湖水深均不超过3m，河流取中泓线处距水面0.5m的水样，湖泊取岸边1～2m范围内的水样。pH值的测量采用“玻璃电极法”，仪器精度0.1，测量范围0～14;溶解氧采用“电化学探头法”，精度0.01mg/L;氨氮采用基于纳氏试剂法的“氨氮快速测定仪”，最低检出浓度0.05mg/L;总磷采用“钼酸铵分光光度法”，最低检出浓度0.01mg/L;高锰酸盐指数按《水质高锰酸盐指数的测定》(GB11892-1989)采用氧化还原滴定原理，最低检出度为0.5mg/L。排污口流量采用“容积法”，用一个820mL的容器盛接污水，用秒表记下接满污水所用的时间，算出流量，测5次取平均。B处江安水闸由都江堰灌区管理局控制，引水口A处的水闸保持常开，溢流堰E处无水闸。四川大学仅能通过饲养鱼类、种植水生植物、人工清理垃圾等方式维护景观水体，而不能控制水体运动。水质监测采样时间及水体运动情况见表2。

2分析及讨论

2.1单因子评价按照《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)进行单因子评价，监测数据和单因子评价结果见表3，主要污染物为分类最低的一个或几个指标，超过Ⅴ类水标准的，在括号内注明超标倍数。各采样点地表水均为景观用水，若按Ⅴ类水的标准控制，全年达标率为63.3%，从污染指标看，pH全部达标;溶解氧全部达标，却是主要污染物出现频率最高的指标;氨氮、总磷、高锰酸盐指数均有超标的情况。

2.2水体富营养化“水华”发生在校区内的沫溪(采样点D)和德水(E)，藻类如绿漆般覆盖水面。总磷和氨氮是植物的营养物质，与水体富营养化相关。从各采样点5月和7月的总磷含量雷达图(图2)可发现，5月，总磷含量总体很高，湖心最高。到7月，气温上升，有利于藻类生长，水中的磷被大量吸收，除德水外总磷含量大幅度降低。同时江安河水位不够高，校园水系未能有效循环换水，所以总磷下降是藻类等植物生长消耗磷的结果。德水的总磷不降反升，是因为制约藻类生长的因素不是总磷，有研究认为［7］，“水华”严重的水域，制约藻类生长的因素变复杂。相邻水域制约因素不同的原因是多方面的，最主要是校区景观水体水量较少，循环不畅，积水水质受沿岸植物、下垫面等影响很大，偶然性较大。在总磷含量变化很大的湖心，并未爆发“水华”，这与明远湖中有许多鱼有关。总磷随季节变化的规律如图3。12月和1月，江安河上的两个断面引水口和水闸，总磷含量远超过其他断面，此时江安河流量小、水位低于引水口底高程，未与其他水系连通。氨氮含量也受植物生长影响，但更主要的因素是农业生产、上游来水量和校区内排污。由于该段水体上游有大片的农田，因此两岸化肥、农药可能由于施用过量而漂浮于大气中或溶解在土壤中，随着降水径流冲刷及水土流失而进入江安河水体并形成大的面污染源，从而使江安河内的氨氮、总磷含量升高［8］。氨氮随季节变化趋势如图4，总体趋势是丰水期低，枯水期高;水闸、引水口断面氨氮含量相近，且较校区内其他断面随季节变化更明显。2014年3月，沫溪氨氮含量急剧上升，与整体规律不符，经调查推测与餐厅排污有关。2014年1月江安河流量小，无法充分稀释污染物，总磷和氨氮都在1月达到较高水平。

2.3鱼类死亡原因湖中的鱼主要有鲶鱼、鲫鱼、泥鳅，均以藻类为主要食物。2013年7月4日，湖边出现零星死鱼，伴有不易察觉的腥味，7月中旬，大量鲫鱼死亡，沿湖岸实地考察，估计死鱼数量达几百尾。到7月底，死鱼才被陆续清理。进入夏季，垂钓者增多，湖中的大鱼易于在上钩后挣脱，挣脱的鱼由于食物竞争和伤势极易死亡，死鱼未能及时清除，导致水质恶化。根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)饲养鱼类的水质应达到Ⅲ类，相应的溶解氧含量为5.0mg/L。而死鱼爆发前湖心溶解氧含量为3.2mg/L，较前后两次采样低，如图5。溶解氧过低是鱼类死亡的直接原因。

2.4东园餐厅排污口东园餐厅排污口本应该和雨水管道相连，因管理不善，有餐厨废水混入雨水管道并从排污口排出。2014年5月9日，监测了排污口的流量、污染物随时间变化的情况，时间从8:00到20:00，每两个小时进行一次监测，监测结果见表5。表中流量为5次测量的平均值±标准差。各指标加权平均值的权重为流量。污水平均氨氮含量达79.8mg/L，若每天排污12h，则每天排出7.26t污水，578g氨氮。受纳水体流量较小时，会造成氨氮在水中富集的现象。氮和磷的排放会加剧水体富营养化。污水的平均高锰酸盐指数达39.0mg/L，表明污水中富含有机物等还原性物质，有机物在水中微生物的作用下被氧化，导致污水溶解氧低至0.1mg/L，这将导致水体散发臭味。

3治理对策与措施

为缓解水体富营养化，校方已经采取了清淤、种植高等水生植物、利用人工瀑布曝气复氧、放养鱼类、人工清理藻类等多种措施。各种措施效果不一，有的甚至产生了较大的副作用，例如在教学区进行曝气复氧，导致水边气味难闻，且对水质的改善有限，因而不建议继续在白天开启人工瀑布。清理藻类消耗人力，治标不治本，只能作为万不得已时的被动举措。现有几点治理措施和技术如下。

3.1“雨污分流”治理应从污染源抓起，东园餐厅是临时建筑，且附近有城市排污管道，污水混入雨水管道是施工或管理不善，建议改造管路，实行严格的“雨污分流”，避免餐厨废水混入雨水管道而排入景观水体。

3.2加强监测建议在校区内布置水质监测点，定期监测DO、CODMn、NH3-N等水质指标，以便及早发现问题，及时处理。

3.3利用自然规律调节建议种植高等水生植物，与藻类竞争水中的养分，抑制藻类生长，解决“水华”问题。另外，继续采取放养鱼类的措施，扩大放养鱼类的范围。同时应该加强鱼类管理，一是监测鱼类生长区的溶解氧含量，在溶解氧低于5.0mg/L时，投放过氧化钙，以增加溶解氧含量。过氧化钙是水产养殖常用的增氧、消毒剂，廉价且对环境副作用小。二是适时捕捞鱼类，种群密度过大，竞争激烈也常是鱼类死亡的原因。

3.4使用空气吹托技术针对景观水体中氨氮含量高而导致水体富营养化问题、东园餐厅排污废水中氨氮含量严重超标问题，可采取空气吹脱技术，在一定的压力条件下，将压缩空气注入受污区域，使溶解在地下水中的挥发性化合物挥发出来。吹脱处理的优点是结构简单、易行、氨氮去除效率高、技术成熟。缺点是耗能高、二次污染严重、吹脱塔易结垢等。在国外河流污染治理上，此种技术发挥了很大效力。

4结论

景观水体的设计遵循一定的原理和方法，故其水质特征有相似之处。通过研究和改善四川大学江安校区景观水体取得的经验具有一定的参考意义，主要有:

4.1景观水体往往水量有限，直接排入的污水会造成水质剧烈的变化。污水应排入城市排污系统，避免进入景观水体;

4.2放养鱼类可控制“水华”，但应加强管理，避免大面积死亡;

4.3在污染严重的景观水体，为避免臭味，要慎重采用曝气复氧的措施;

4.4有条件应加强水质监测，尤其是DO、CODMn、NH3-N等3项指标，以便及时发现问题。致谢:感谢四川大学水利水电学院王焱老师提供水质实验方面的指导，感谢四川大学文学与新闻学院粟巧芸同学提供的采访记录。

作者：张祺徐山琳陈啸尹硕梁川单位：四川大学水利水电学院