城市内河水质监测与治理——以长沙市圭塘河为例

汤文艳，姚贤宇，潘 婷，龙佳峰，卢姿谨

(广西大学 林学院，广西 南宁 530000)



城市内河水质监测与治理
——以长沙市圭塘河为例

汤文艳，姚贤宇，潘 婷，龙佳峰，卢姿谨

(广西大学 林学院，广西 南宁 530000)

采用现场调查和水质监测，分别对圭塘河香樟路与木莲冲路中间河段的木莲东路的排污口上游500 m处、香樟路的排污口下游500 m处的基本情况和水质进行了调查。结果表明：通过对圭塘河水样氨氮、阴离子表面活性剂、砷、汞4项指标进行监测分析，发现入河污染物不断增加是圭塘河富营养化加重的主要原因，尤其是以氨氮、阴离子表面活性剂的增加对水域富营养化的影响最为显著。提出了依靠政府和社会各界力量，推广城市内城河水质污染防治和治理措施，同时加强对圭塘河水质监测和日常管理，保证其水质达标。分析了解圭塘河水质现状及其影响因素，为提高长沙市内城河水质质量提供依据。

城市内河；氨氮；阴离子表面活性剂；富营养化

1　引言

圭塘河发源于长沙县跳马乡石门村的石燕湖水库，系浏阳河的一级支流[i]，位于长沙市的东南部，由南至北贯穿雨花区汇入浏阳河[2]。作为长沙市唯一的内城河，具有文化遗产承载、商业和休闲游憩核心区域、生态环境调节和城市形象构建等多元素功能，是人们日常休闲娱乐的重要场所之一[3]。然而，随着长沙市社会经济的蓬勃发展和沿岸人口的不断增加，对圭塘河流域生态系统的影响巨大，造成河流自然生态被破坏、流域环境质量恶化、内河服务功能下降等不良后果，不仅损坏了河流的景观形象，更影响了城市形象。如果不及时解决这一系列环境问题，可能会对生态系统造成不可逆的破坏。同时，随着人们的生活水平不断提高，城市绿地系统已经无法满足人们日益增长的精神文化生活需求，人们对城市内河景观有了更高的要求。因此，对目前受损的内河生态系统进行综合治理，建设优美的河流景观，改善城市生态环境，是城市规划建设中需解决的问题[4]。通过对圭塘河水样氨氮、阴离子表面活性剂、砷、汞4项指标进行监测分析，以及对氨氮、阴离子表面活性剂与水质富营养化的相关性进行了探讨，以期对长沙市圭塘河的水质状况有了一个客观的认识和评价，以便为长沙市地表水水质的提高提供依据[5]。

2　材料与方法

2.1样品的采集

根据圭塘河的地形特征、周围居民区、工业区分布以及排污口的分布，在圭塘河香樟路与木莲冲路的中间河段布设了2个取样断面，分布如图1所示。在木莲东路的排污口上游500 m处设置第一个断面(SW1)此点位为背景断面，在香樟路的排污口下游500 m处设置第二个断面(SW2)此点位为消减断面。因圭塘河河宽小于50 m为小河，力求以最低的采样频率或取得最有代表性的样品为原则，在取样断面的主流线上设一条取样垂线，水深小于1 m，只在水面下不应小0.3 m，距河底也不应小于0.3 m处取一个样。于2013年3月25～27日，每天14∶00～17∶00采样一次。

2.2分析方法

通过对氨氮(NH3)、阴离子表面活性剂(LAS)、砷(As)、汞(Hg)、四项指标进行监测分析，测定方法参见国家环保总局发布的 《水和废水监测分析方法(第四版)》[6]。

2.2.1水中氨氮的测定

采用HJ 535-2009纳氏试剂分光光度法测定水中氨氮，先将水样进行蒸馏预处理，然后分别取50mL馏出水样加入50 mL比色管中，加入1.5 mL的纳氏试剂，混匀，放置10 min[7]。用722分光光度计在420 nm波长处[8]，用20 nm比色皿，以试剂空白作参比，测定吸光度，计算其含量。该方法最低检出浓度为0.025 mg/L(光度法)，测定上限为2 mg/L。由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的标准曲线。

2.2.2阴离子表面活性剂

采用亚甲蓝分光光度法测定水中阴离子表面活性剂[9]，将测定水样(100 mL)移入分液漏斗中，以酚酞为指示剂，逐滴加入4%氢氧化钠溶液呈紫红色，再滴加3%硫酸到紫红色刚好消失。再加入25 mL亚甲蓝溶液，摇匀后加入15 mL三氯甲烷，激烈摇荡30 s(注意放气)。再慢慢旋转分液漏斗，使滞留在内壁的三氯甲烷液珠降落，静置分层，将三氯甲烷经脱脂棉吸水后放入比色皿中。用722分光光度计在652 nm波长处，以三氯甲烷为参比，测定吸光度。本方法最低检出浓度为0.050 mg/L LAS,检测上限为2.0 mg/L LAS。

图1圭塘河采样段周围环境示意及采样点位

2.2.3砷的测定

采用原子荧光光度法测定水中砷的含量，取5 mL水样于50 mL比色管中，加入2.5 mL盐酸，10 mL10%硫脲抗坏血酸溶液，用蒸馏水定容到50 mL。摇匀后在原子荧光光度计AFS-930进行测定[10]。本法的砷检出限0.0001～0.0002 mg/L。

2.2.4汞的测定

采用原子荧光光度法测定水中汞的含量，取5 mL水样于50 mL比色管中，加入2.5 mL硝酸，用蒸馏水定容到50 mL。摇匀后在原子荧光光度计AFS-930进行测定[11]。该方法最低检出浓度为0.0015 μg/L，测定下限为 0.0060 μg/L ，测定上限为 1.0 μg/L。

3　结果与分析

综合3 d的采样、监测数据，监测结果见表1。采用的监测标准见表2。

表1　圭塘河水质指标监测项目

表2　圭塘河水质监测标准采用《地表水环境质量标准》GB3838-2002

3.1氨氮的测定结果与分析

氨氮测定结果见表1，由表1可以看出测定排污口上游(SW1)水样氨氮的含量均在1.77～2.05范围内，符合表2《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的 0.025～2 mg/L范围内，达到了V类标准(主要适用于农业用水区及一般景观要求水域)[12]。在排污口下游(SW2)水样氨氮的含量超过测定浓度上限2mg/L，排污口下游属于超标，不符合《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的 0.025～2 mg/L范围内。

3.2阴离子表面活性剂的测定结果与分析

阴离子表面活性剂测定结果见表1，由表1可以看出测定排污口上游(SW1)、下游(SW2)水样阴离子表面活性剂的含量均在0.25～0.27 mg/L，符合表2《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的 0.2～0.3 mg/L范围内，达到了V类标准(主要适用于农业用水区及一般景观要求水域)。

3.3砷测定结果与分析

砷测定结果见表1，由表1可以看出测定所有水样砷的含量均在0.00435～0.00691 mg/L范围内，未检出水样中砷的含量，符合表2《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的 0.05～0.1 mg/L范围内。

3.4汞测定结果与分析

汞测定结果见表1，由表1可以看出测定所有水样未检出汞的含量，符合表2《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中规定的0.00005～0.001 mg/L范围内，达到了I类标准(主要适用于源头水、国家自然保护区)。

4　结论

根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，监测项目中汞在排污口上下游都未检出；砷在排污口上下游都达到了I类标准；氨氮含量在排污口上游达到了V类标准，在排污口下游属于超标；阴离子表面活性剂在排污口上下游都是达到V类标准。

根据现场采样及环境观察情况，圭塘河水质有异味并且浑浊，主要的污染物来源为居民生活废水。经过监测分析，圭塘河的水最主要的污染是因为水质氨氮和阴离子表面活性剂过高。水中氨氮的来源主要为生活污水(如含磷洗衣废水等)中含氮有机物受微生物作用的分解产物，工业废水 (如合成氨化肥厂废水等)，以及农田排水(如受化肥和农药污染水体等)。此外，在无氧环境中，水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用还原为氨[13]，氨氮过高会使水体溶氧量下降，阴离子表面活性剂过高会造成水面产生不易消失的泡沫，并消耗水中的溶解氧。两者都会导致水体溶解氧量下降、水质恶化。溶解氧作为水体自净的重要指标之一，但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭[14]。

5　建议

通过圭塘河水质监测结果分析发现，位于圭塘河香樟路与木莲冲路河段的水体富营养化是导致圭塘河水质变差的直接原因。在现场的采样发现消减断面(SW2)附近水体表观较差 , 由于附近居民生活污水未经处理随意排放、垃圾杂物任意堆放, 如果不及时加以控制，对圭塘河的水质将是一个潜在的威胁。针对以上分析, 对保护圭塘河水体环境建议如下。

( 1 )结合长沙市圭塘河的区位优势和资源承载能力，明确圭塘河的发展定位，合理调整圭塘河周边经济结构和产业结构的布局；同时加大对圭塘河的防污管理，鼓励节水型、高技术、污染少的企业发展。严格执行环境影响评价和“三同时”制度，在生产过程实现清洁生产，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中[15]。对于污染严重而又无法治理的企业要坚决关停，实现零污染排放。

( 2 ) 加强圭塘河附近居民生活垃圾实行集中收集处理, 清理沿岸垃圾堆放点，消除垃圾渗透液对圭塘河水质污染的隐患[16]。同时大力推广使用无磷洗衣粉[17]，减少碳排放量，实现生活污水统一处理经达标后再排放。

( 3 ) 利用水生植物生长过程中吸收水中氮、磷元素，有效降低水质富营养化营养源特点，实现植物和根区微生物共生，产生协同效应，净化污水；同时可以考虑生物控制法，在圭塘河养殖植食性鱼，以降低浮游藻类的数量，减轻圭塘河的营养化程度。

( 4 ) 加大对圭塘河水质定期监测次数，及时反应圭塘河水质的变化趋势, 建立起网络水质监测体系, 增强监测数据的代表性、 可靠性, 保证监测数据的质量[18]，以便控制圭塘河水体污染, 为圭塘河水体环境保护提供更有力保证。

( 5 ) 加快长沙污水处理厂建设步伐，生活污水在入库后达标排放；要充分利用花桥污水处理厂，把尽可能多的污水调到花桥污水处理厂进行处理，实现污水零排放。

[1]斯茅根.长沙塘河生态景观带二期建设今年启动[N]. 潇湘晨报, 2015-01-09.

[2]章盛莉.“龙须沟”年底重现碧水悠悠·圭塘河雨花区段将实现污水零排放[N].长沙晚报，2012-3-25(A03).

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Water Quality Monitoring and Management of Urban Inland River- Taking Guitang River in Changsha City as an Example

Tang Wenyan, Yao Xianyu, Pan Ting, Long Jiafeng, Lu Zijin

(ForestryCollege,GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530000,China)

By field investigation and water quality monitoring, we respectively investigated the basic situation and water quality of the spot 500 meters away from the upstream drain outlet, Mulian East Road, where located in middle

urban inland river; ammonia nitrogen; anionic surfactant; eutrophication

2016-06-28

汤文艳(1992—)，女，广西大学林学院硕士研究生。

X832

A

1674-9944(2016)16-0116-03

section between Guitang River Xiangzhang Road and Mulianchong Road, and the spot 500 meters away from Xiangzhang Road downstream drain outlet. And results showed that: the sample of Guitang River was tested from four indicators, water ammonia nitrogen, anionic surfactants, arsenic and mercury, for monitor and analysis. We found that increasing pollutants discharged into the river was a major cause of Guitang River’s aggravating eutrophication, especially with the increase of ammonia nitrogen and anionic surfactants on the, whose influence on waters eutrophication was the most significant. We put forward that relying on the government and the society from all walks of life force, we could promote pollution prevention and control measures urban inland river water, and at the same time, strengthen the Guitang River’s water quality monitoring and daily management, to ensure the water quality standard. We aimed to study the current situation of Guitang River’s water quality and its influencing factors, and provide the basis for improving the water quality of urban inland river in Changsha City.