离心和沉降两种采样方式下平原河网水系监测数据对比及差异分析

王海勇 吕升 王黎伟 王宝印 杨丹青 杨超 陈超

摘要：指出了平原河网水系直观的表现就是透明度低、悬浮物较多，悬浮物对部分水质项目的分析有较大影响。研究了离心和沉降2种采样方式对此类河网断面比对监测的数值差异及差异原因，为国家和地方标准制订部门提供数据参考。结果表明：悬浮物的量对总磷、化学需氧量、高锰酸盐指数的分析结果影响较大，对氨氮的分析结果影响较小;从水质类别变化来看，通航断面差异明显，离心较沉降水质低2个类别的断面占8%，低1个类别的断面占32%，高1个类别的断面占4%;不通航断面基本无差异，离心较沉降水质高1个类别的断面占7.7%。

关键词：平原河网水系;离心采样;沉降采样;比对监测

中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2019）16-0060-04

1引言

嘉兴市域水系总体上属长江水系太湖流域，因京杭运河为贯穿市境的主干河道，而其他骨干河道均与之相关成系，所以也称“运河水系”或“平原河网水系”。全市河道纵横密布，河道总长1.38万km，河道密度达到3.5km/km²，湖泊众多，大小湖荡有146个，全市河湖水面积达到312km²，平均河网率达到7.96%左右，区域内河道流向一般自西南向东北，下游河道连接上海黄浦江，嘉兴以东河道基本为感潮河段，受潮汐影响1d之内正逆流向变化明显，涨落潮水位变化自东向西逐步减少。

水体中悬浮物能作为污染迁移转化的载体，在迁移过程中发生生物化学作用，还能吸附和富集污染物，不断发生沉降、混合稀释、絮凝作用，使水质环境发生变化而导致局部污染。而在人海河口及邻近海域，咸淡水发生强烈混合，伴随着各种物理、化学、生物等作用，悬浮体的物质组成、颗粒大小、形态特征等发生了很大变化，多项研究表明，在河口处大量悬浮体对污染物质有着明显而强烈的吸附作用。

离心和沉降两种采样方式都可以去除部分水样中的悬浮物，本文研究了两种采样方式对嘉兴这种特殊水系比对监测的数值差异及差异原因。

2方法

2.1断面选取原则

①监测断面尽量覆盖每条市控以上河流;②全市73个市控以上断面选取1/2;③2018年各类水质类别断面选取1/2;④监测断面选取通航和不通航两大类。

本文共选择38个监测断面，其中通航断面25个，不通航断面13个，地理分布见图l。

2.2样品采集

自然沉降：采水器采集水样后倒人5L有机玻璃缸中，储够4L后自然沉降30min，使用虹吸装置移取水样，吸管进水嘴插至水面50mm以下位置，移取水样1L于棕色玻璃采样瓶中，加入固定剂硫酸，调节pH≤2，用于分析化学需氧量、高锰酸盐指数和氨氮，另取200mL样品于棕色玻璃瓶中，不加固定剂，用于分析总磷。

离心：采用低速台式大容量离心机（LD-4），最高转速5000r/rain，配备100mL×4离心瓶，離心转速为4000r/min，离心时间为5min，将离心后的水样倒入5L有机玻璃缸中，储够4L后混匀，使用虹吸装置移取水样，同自然沉降。

2.3分析方法

水质参数为分析化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮和总磷，测定方法见表1。

2.4评价标准

水质类别评价参照《地表水环境质量标准））GB3838-2002。

3结果与讨论

3.1四参数监测数值变化

3.1.1通航断面

高锰酸盐指数：通航25个监测断面，离心比沉降数据降低30%～40%的断面有1个，降低20%～30%的断面有3个，降低10%～20%的断面有14个，降低0%～10%的断面有6个;数值不变的断面1个。

化学需氧量：通航25个监测断面，离心比沉降数据降低50%～60%的断面有1个，降低30%～40%的断面有1个，降低20%～30%的断面有6个，降低10%～20%的断面有5个，降低O%～10%的断面有7个;数值不变的断面1个;升高O%～10%的断面有2个，升高10%～20%的断面有1个，升高20%～30%的断面有1个。

氨氮：通航25个监测断面，离心比沉降数据降低10%～20%的断面有1个，降低0%～10%的断面有7个;数值不变的断面1个;升高0%～10%的断面有10个，升高10%～20%的断面有2个，升高20%～30%的断面有1个，升高30%～40%的断面有2个，升高100%的断面有1个。

总磷：通航25个监测断面，离心比沉降数据降低60%～70%的断面有1个，降低50%～60%的断面有4个，降低40%～50%的断面有3个，降低30%～40%的断面有7个，降低20%～30%的断面有5个，降低10%～20%的断面有4个，数值不变的断面1个。

结果表明，通航断面采用离心采样比沉降采样高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷数据均明显降低，氨氮数值略有升高，四参数监测数值变化断面占通航断面比例见图2。

3.1.2不通航断面

高锰酸盐指数：不通航13个监测断面，离心比沉降数据降低10%～20%的点位有5个，降低0%～10%的点位有5个;数值不变的断面1个;升高O%～10%的点位有1个，升高30%～40%的点位有1个。

化学需氧量：不通航13个监测断面，离心比沉降数据降低20%～30%的点位有3个，降低10%～20%的点位有3个，降低O%～10%的点位有4个;数值不变的断面1个;升高0%～10%的点位有1个，升高30%～40%的点位有1个。

氨氮：不通航13个监测断面，离心比沉降数据降低40%～50%的点位有1个，降低O%～10%的点位有3个;数值不变的断面2个;升高O%～10%的点位有6个，升高120%的点位有1个。

总磷：不通航13个监测断面，离心比沉降数据降低30%～40%的点位有1个，降低20%～30%的点位有4个，降低10%～20%的点位有3个，降低O%～10%的点位有3个，数值不变的断面2个。

结果表明，不通航断面采用离心采样比沉降采样总磷数值明显降低，高锰酸盐指数、化学需氧量数值略有降低，氨氮数值略有升高，四参数监测数值变化断面占不通航断面比例见图3。

3.2监测断面四参数水质类别变化

3.2.1通航断面

通航25个监测断面，高锰酸盐指数离心比沉降水质类别低1个类别的断面有11个，类别不变的断面有14个;化学需氧量离心比沉降水質类别低3个类别的断面有1个，低2个类别的断面有6个，低1个类别的断面有3个，类别不变的断面有14个，高2个类别的断面有1个;氨氮离心比沉降水质类别低1个类别的断面有1个，类别不变的断面有21个，高1个类别的断面有3个;总磷离心比沉降水质类别低2个类别的断面有4个，低1个类别的断面有9个;水质类别不变的断面有12个。

结果表明，通航断面采用离心采样比沉降采样高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷类别均明显降低，氨氮略有升高，类别变化断面占通航断面比例见表2。

3.2.2不通航断面

不通航13个监测断面，高锰酸盐指数离心比沉降水质类别低1个类别的断面有2个，类别不变的断面有10个，高1个类别的断面有1个;化学需氧量离心比沉降水质类别低2个类别的断面有3个，类别不变的断面有8个，高2个类别的断面有2个;氨氮离心比沉降水质类别低1个类别的断面有2个，类别不变的断面有10个，高1个类别的断面有1个;总磷离心比沉降水质类别低1个类别的断面有3个，类别不变的断面有10个。

结果表明，不通航断面采用离心采样比沉降采样总磷类别明显降低，而高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮略有降低，类别变化断面占不通航断面比例见表3。

3.3监测断面水质总类别变化

以四参数综合判断水质类别，25个通航监测断面，采用离心采样比沉降采样水质类别低2个类别的断面有2个，低1个类别的断面有8个，类别不变的断面有14个，高1个类别的断面有1个;13个不通航监测断面，采用离心采样比沉降采样类别不变的断面有12个，高1个类别的断面有1个。

结果表明，通航断面差异明显，不通航断面基本无差异，通航和不通航水质总类别变化断面占比见表4。

4结论

（1）两种采样方式，通航断面水质总类别差异明显。25个通航监测断面，采用离心采样比沉降采样水质类别低2个类别的断面有2个，占通航断面的8%;低1个类别的断面有8个，占通航断面的32%;类别不变的断面有14个，占通航断面的56%;高1个类别的断面有1个，占通航断面的4%。

（2）两种采样方式，不通航断面水质总类别基本无差异。13个不通航监测断面，采用离心采样比沉降采样高1个类别的断面有1个，占不通航断面的7.7%，类别不变的断面有12个，占不通航断面的92.3%。

（3）通航和不通航断面，总磷监测数值和水质类别均有明显降低;通航断面高锰酸盐指数、化学需氧量监测数值和水质类别均明显降低，不通航断面高锰酸盐指数、化学需氧量监测数值和水质类别均略有降低。主要原因是离心水样比沉降水样悬浮物下降明显，通航断面浊度数值离心比沉降低70%以上，不通航断面浊度数值离心比沉降低60%以上，而高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷的分析采用消解方式进行前处理，悬浮物的量对三参数的分析结果影响较大。

（4）通航和不通航断面氨氮监测数值和水质类别均略有升高，主要原因是氨氮分析采用絮凝沉淀方式进行前处理，大部分颗粒物显色前被絮凝沉淀过滤，悬浮物的量对氨氮的分析结果影响较小。