南淝河清淤前后主要污染指标的变化

闻陆鹏　崔康平　慈曾福等

摘要

随着南淝河清淤的结束，针对清淤及南淝河自身特点，考察南淝河清淤前后10个采样点水体中COD、TN和TP含量以及底泥中TN、TP、有机质和重金属等主要污染指标的变化。结果表明，由于河流污染的复杂性，对清淤效果的评估缺乏有效的预测和方法体系，清淤作为单一的治理措施从根本上很难改变南淝河水体的污染现状，水质依然会回到清淤前水准。清淤后，表层底泥中TN、TP和有机质含量的平均降幅分别为41.90%、41.96%和29.80%；由于河流底泥氮磷释放会造成水体污染，一定程度上缓解水体氮磷污染压力。清淤后Pb的最大去除率为58.5%，平均去除率达42.9%；Zn的最大去除率为86.4%，平均去除率51.2%；Cr的最大去除率为48.0%，平均去除率32.2%，很好地控制了重金属污染风险。

关键词 南淝河；清淤；水质；污染原因

中图分类号 S181.3；X703 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）15-199-03

The Changes of Main Pollution Indices before and after Nanfei River Dredging

WEN Lupeng1， CUI Kangping1*， CI Zengfu2 et al

（1. School of Resources and Environmental Engineering， Hefei University of Technology， Hefei， Anhui 230009； 2. Hefei Municipal Drainage Management Office， Hefei， Anhui 230001）

Abstract With the end of Nanfei River dredging， aiming at dredging and Nanfei River characteristics， the content of COD， TN， TP and variation of main pollution indices（TN， TP， organic matter and heavy matter） in 10 sampling sites before and after dredging were investigated. The results showed that， due to the complexity of river pollution， assessment of the effect of dredging lack of effective prediction method system， dredging as a single treatment measure was fundamentally difficult to change Nanfei River water， water quality will still return to former levels. The average dropped on the surface of sediment dredging in TN， TP and organic matter were respectively 41.9%， 41.96% and 298%； the release of nitrogen and phosphorus in river sediment will cause water pollution， to some extent alleviate the pressure of nitrogen and phosphorus pollution. After dredging Pb the maximum removal rate was 58.5%， the average removal rate of Zn reached 42.9%； the maximum removal rate was 86.4%， the average removal rate was 51.2%； the maximum law of averages 48% Cr， the average removal rate of 322%， very good control of the risk of heavy metal pollution.

Key words Nanfei River； Dredging； Water quality； Pollution causes

南淝河是合肥的母亲河，贯穿合肥市，有着其特殊的地位和重要性[1]，一直以来，南淝河吸纳着合肥市大量的生活、生产等废水，其水质的优劣也深受广大市民的关注。河底淤泥富含多氮、磷等物质以及有机质[2]，可以通过聚磷菌和其他的细菌作用进入河水中，释放到上覆水中，容易引起河水富营养化，造成河道的污染，另外底泥中还含有大量的重金属，底泥污染严重[3]。 清淤作为控制水体富营养化的一种措施，可以有效保证水体质量，清除沉积物中所含的多氮、磷等物质以及有机质，减少沉积物中的污染物向水体中排放[4]。合肥市在2000年前后曾利用河道疏浚工程清理过南淝河河底淤泥，而在这之后除了小规模的清淤外就再也没有大规模地清理过。河湖水质较差是长期环境污染累积的结果，影响水质的因素也较多[5-8]。清淤可以减缓底泥氮磷的释放[9]，在一定程度上改善水质，但清淤是一项投资巨大的工程，对政府及地方财政将形成一定的压力，尤其需要慎重考虑投入效应比。笔者分析了合肥南淝河清淤前后水體及沉积物中污染物质的变化，以期评价清淤的效果，为同类河流清淤疏浚提供依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

根据南淝河沿岸居民区分布及重要支流汇入点，选取10个采样点（长丰路桥、亳州路桥、蒙城路桥、阜阳路桥、宿州路桥、古井桥、寿春路桥、铜陵路桥、中里郢、当涂路桥）作为检测分析对象。使用河流清污驳船在河中心处水面下10 cm左右采集水样。采用柱状采样器，采集河中心表层（0～5 cm）底泥样品。南淝河清淤前，于2013年5月26日采集水体和底泥样品。清淤两个月后，河底底泥基本达到稳定，河水受到扰动干扰较小，分别于清淤后第2个月（2013年10月30日），第4个月（2013年12月21日）、第8个月（2014年4月22日）采样。

1.2 样品分析

COD测定采用重铬酸钾法；氨氮测定采用纳氏试剂分光光度法；总氮（TN）测定采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法；总磷（TP）测定采用过硫酸钾消解-钼镝抗分光光度法。沉积物总氮和总磷含量的测定采用过硫酸盐法；沉积物重金属测定采用原子吸收法；沉积物有机质测定采用重铬酸钾容量法。

2 结果与分析

2.1 南淝河清淤前污染概况

据测量，氮含量沿着河流上游到下游缓慢上升，TN最大值为45.89 mg/kg，最小值为10.43 mg/kg，各采样点平均含量为26.94 mg/kg；氨氮含量最低值2.12 mg/L，最大值达10.76 mg/L，平均值6.99 mg/kg；TP含量最大值为1.72 mg/kg，最小值为0.86 mg/kg，平均值为1.29 mg/kg；从第1个采样点长丰路桥段到最后一个采样点当涂路桥段，氮、磷含量以及COD均超过V类水标准，COD最小值为31.31 mg/kg，最大值达69.92 mg/kg；氮最高值超V类水20多倍，磷最小值超V类水2.3倍，最高值达445倍。可见，南淝河水质污染非常严重。

一般认为在湖泊河流N、P物质循环中，底泥有时为水体污染的源，有时又是水体污染的汇。在一定条件下，累积于底泥中的各种有机和无机污染物通过与上覆水体间的物理、化学、生物交换作用，可重新进入上覆水中，成为影响河流水质的二次污染源，从而影响河流水质环境。因此，底泥污染的整治对河流污染治理来说显得尤为关键。

目前，国内外对河流沉积物环境尚缺乏统一的评价方法和标准。采用有机指数（有机指数=[有机质（%）/1.724]×[总氮（%）×0.95]）对南淝河各采样点表层（0～5 cm）沉积物进行污染状况评价，有机指数大于0.5为污染状态，0.2～0.5为尚清洁状态。南淝河沉积物平均有机指数为0.439 3，说明南淝河沉积物有机污染不严重。

由表1可知，南淝河不同采样点3种重金属含量均超过土壤背景值。最高值为当涂路桥Zn含量，甚至接近背景值10倍；对照《土壤环境质量标准》，古井桥、寿春路桥、中里郢和当涂路桥Zn含量均超三级标准，其他的处于二级，没有达到一级标准。

2.2 南淝河清淤前后主要污染指标变化

2.2.1

水体中TN、TP和COD含量。

清淤前南淝河COD含量平均值为50.14 mg/L，清淤后第1次取样平均值为34.82 mg/L，为清淤前COD含量的71%，水质变化最大位于上游水质平缓段，COD下降率为56%，宿州路桥附近持平，支流汇入对测量影响很大。其中，上游长丰路桥～蒙城路桥由于水文条件基本一致，外来干扰少，COD普遍下降50%左右；板桥河附近则仅仅下降20%，甚至不变，支流汇入对流动河流水质影响很大。下游铜陵路～当涂路有大量的生活垃圾倾倒，严重影响了水质，未能有好的处理效果。整体上来看，水体中COD虽然均有下降，但是未能達到V类水标准。

清淤过程主要是通过清除污染物，减少进入水体中的氮来实现。经统计，清淤前10个采样点总氮平均值达26.97 mg/L，清淤后为20.70 mg/L，清淤后TN含量为清淤前的740%，TN下降最大处为50.5%，最小处位于板桥河汇流处，含氮量无明显变化。板桥河交汇处上游缺少较大河流的汇入，TN含量下降30%左右，宿州路桥以下则下降较小。说明清淤对于氮的去除有一定的效果，处理后水质有所改善，但依然远远超过V类水标准。此外，由于支流的汇入、生活污水的排放、处理过的工业废水等的大量进入，清淤去除氮长期的效果非常有限。清淤4个月后水体中氮含量逐渐上升，接近50%的采样点水体中氮含量和清淤前相当，清淤对于氮的去除效果不明显。

磷在水中的存在形态主要有磷酸盐（H2PO4-、HPO42-、PO43-）、聚磷酸盐和有机磷，聚磷酸盐在水中逐渐水解成磷酸盐，清淤之后底泥中减少，带走一部分磷。另外，底泥里含有聚磷菌，清淤后水底搅动，氧含量增大，也有利于水体中磷含量的降低。清淤前TP含量平均达1.29 mg/L，清淤后为0.68 mg/L，平均下降率为47%，最大下降率为64%。宿州路桥TP含量高于其他地方，且清淤后效果不明显，表明支流汇入也会对水体TP有较大影响。清淤前后水体TP含量均超V类水标准。后续水样中磷含量随着底泥的逐渐平稳，水体TP含量呈上升趋势，清淤后8个月TP含量接近清淤前水平，板桥河与南淝河交汇处宿州路桥采样点TP含量超清淤前水平。

2.2.2

底泥TP、TN和有机质含量。由表2可知，南淝河清淤后表层（0～5 cm）底泥中TN含量各次测量的平均值为清淤前的58.1%，底泥TN含量较少的阜阳路桥采样点和含磷量非常高的寿春路采样点清淤前后平均值相近，其他采样点清淤后最大TN含量为905.81 mg/kg，最小727.3 mg/kg，平均含量为838.45 mg/kg，标准差68.83 mg/kg。清淤后各采样点TN含量均有较大降幅。

沉积物通过滞留水体中的磷或自身释磷的不同趋向，影响河流的营养程度和生产力。清淤后，南淝河沉积物中TP含量降低，最大降幅达57.60%，平均降幅为41.96%，有效降低内源污染源，对于水体水质改善有一定的控制作用。