“五水共治”前后嘉兴市外河和内河周年水质变化

2019-06-04袁承凤谢红丽赵国华

浙江化工 2019年5期

张蓉，袁承凤，谢红丽，赵国华

（嘉兴学院生物与化学工程学院，浙江嘉兴 314001）

嘉兴市人均水资源占有量为880.11 m3[1]，远低于全省人均值2119 m3和全国人均值2200 m3[1]。近年来，嘉兴市经济得到了快速发展，2017年首次突破4000亿元大关。但是嘉兴市水环境质量不容乐观[2]。针对水环境安全问题，浙江省省委、省政府提出了“五水共治”的重要决策。自“五水共治”以来，嘉兴市政府开展多项工作，如多地建设人工湿地，“三改一拆”规范养猪，以改善水质环境。为了解嘉兴市地表水治理成效，选取嘉兴市内河和外河2014年和2017采集水样，分析主要指标，从数据出发，考察水质变化，以期为嘉兴市河道整治提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 采样点设置

选取嘉兴市某条外河和内河，水样于2014年和2017年两年采集，每月中旬采集。取样时尽量采集远离岸边水面以下50 cm水样，封装于250 mL塑料瓶，加超纯硫酸至pH值≤2后于避光处密封冷藏（0℃～4℃）保存。

1.2 指标分析方法

总氮（TN）采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定；铵态氮（NH4+）采用苯酚-次氯酸盐比色法测定；硝态氮（NO3-）采用紫外分光光度法测定；总磷（TP）采用过硫酸钾氧化-钼酸铵分光光度法测定；化学需氧量采用快速消解分光光度法[3]。

1.3 富营养化评价方法

式中，Wj为第j种参数的营养状态指数的

本文选取综合营养状态指数评价是否种植南湖菱的水体富营养化程度。综合营养状态指数计算公式[8]为：相关权重，TLI（j）代表第j种参数的营养状态指数.以Chla作为基准参数，则第j种参数的归一化相关权重计算公式为：

式中，rij为第j种参数与基准参数Chla的相关系数。

2 测试结果

2.1 pH值的分布特征

水体中pH分布特征见图1，可以看出2014年与2017年内河和外河的水样pH大于7，偏碱性。2014年外河和内河全年平均pH值分别为7.35和7.54，2017年外河和内河全年平均pH值分别为8.37和7.85，均高于2014年河道水样。2014年3月～8月，内河和外河的pH保持在7.40左右，2015年前外河农户种植较多水生蔬菜，9月～2月水生蔬菜收获后部分植株开始腐烂分解，产生酸性物质，引起外河pH低于内河。2017年内河水样2月与3月水样pH较高，其余月份保持在7.50左右。

图1 河流pH

2.2 水体中总磷分布特征

水体中总磷随时间的变化见图2。从图2可以发现内河总磷含量较低，平均含量为0.04 mg/L，外河河水中总磷平均含量为0.21 mg/L，高于内河，主要原因与水生蔬菜种植过程中施肥有关。从图2可以发现11月，1月和2月河水中总磷含量高于其余几个月，主要因为进入11月后，南湖菱收获后，植株分解，导致根茎叶中的磷释放造成水环境中磷的增加。2017年外河河水总磷平均含量为0.02 mg/L，内河总磷含量0.05 mg/L，远低于2014年水样总磷含量。

图2 2014外河总p变化

2.3 水体中COD分布特征

内河的COD值在1月～7月高于外河，其余月份外河的COD值与内河COD值持平。COD外河全年平均浓度为50.2 mg/L，内河平均浓度为84.4 mg/L，表明水生蔬菜的种植对水体COD的降低有一定作用[4]，但是在收获期由于有一些植株的死亡会造成水体环境中COD增加。2017年外河和内河全年COD平均浓度分别为92.7 mg/L和100.0 mg/L，高于2014年水样中COD含量，2015年河道整治开始，部分河流设置河床，并进行了底泥疏浚，底泥吸附的污染物质经过解吸、溶解、生物分解等作用，会重返水相，产生“第二次污染”[5]，引起COD增大。

图3 外河与内河COD变化

2.4 水体中总氮和铵态氮分布

图4 外河和内河总氮和氨氮变化

从图4中可以看出，水体中总氮和铵态氮的变化趋势一致。由图4可知，2014年4月和12月外河铵态氮浓度高于内河浓度，其余月份外河铵态氮浓度低于内河，外河全年铵态氮平均浓度为1.64 mg/L，内河全年平均浓度为1.24 mg/L。由图4可知：内河总氮浓度高于外河，水生蔬菜种植期间会进行几次追肥，没有增加水体氮负荷。2014年外河全年总氮平均浓度为2.42 mg/L，内河全年平均浓度为3.22 mg/L，2017年外河和内河全年总氮平均浓度分别为2.87 mg/L和2.56 mg/L，内河水样总氮含量低于2014年水样。城市内河的总氮含量在春冬季节的时候总氮含量较高，与降水有关[6]。2014外河与内河水体中主要以氨态氮为主，外河和内河水样硝态氮平均含量分别为0.44 mg/L和1.04 mg/L；2017年外河和内河水样硝态氮平均含量为0.68 mg/L和0.47 mg/L，以有机氮为主，这与近期对河道疏浚有关。

2.5 富营养化评价

选取叶绿素、总氮、总磷和化学需氧量为指标，根据综合营养指数法，2014年外河和内河综合营养指数分别为58.96与50.48，属于富营养级，外河综合营养指数高于内河，主要因为外河种植南湖菱等水生蔬菜。2017年外河和内河综合营养指数分别为49.58和48.06，与2017年数据相比，指数均有下降，属于中富营养化。自2015年，嘉兴市进行河道整治，禁止河道种植水生蔬菜，改善外河水质，效果显著，但是河道水质依然需要关注。