人工湖水质监测数据对治理方案的影响探讨

2020-07-09王磊

广州化工 2020年12期

王磊

(上海市宝山区环境监测站，上海 201901)

伴水而居是中华民族的悠久历史传统。城市人工湖是提升城市软实力、增强景观性和娱乐性的重要载体[1-3]。消除人工湖的黑臭、维持其洁净是生态文明的重要组成部分[4]。人工湖的水质维护离不开稳定的水质监测，而水质监测的数据关系到水质维持和提升的方案设计。人工湖虽然面积往往小于开放水体，其监测指标也与开放水体相同，而基于监测数据体现的治理和维持方案缺鲜有探讨，大部分日常监测数据掌握在第三方检测单位或者主管部门中，缺乏系统性的综合分析。对于人工湖日常监测数据的错误理解，往往会导致错误的治理方向。本文通过对上海某大学人工湖的日常监测数据分析，重塑了人工湖的治理方向，形成人工湖监测数据对治理方案的科学客观指导。

1 湖水来源与测定方法

人工湖选择为上海某高校人工湖，人工湖早期为郊区鱼塘，设置成人工湖后一直未进行清淤。人工湖面积为10000 m2，平常与外界水域不连通，通过雨水进行自然补充。水质测定采用HACHDR5000分光光度计，测定方法遵循《水与废水测定方法》科学出版社中的国标方法。颗粒粒径测定采用Ankersmid LTD的激光颗粒粒径散射仪。浊度采用HACH2100P浊度测定仪。

对人工湖进行规划分割采样点，采样点设置为8个，每个取样点采样为水面以下50 cm，测定次数为3次，取平均值做分析讨论。

2 结果与讨论

2.1 悬浮物浓度与浊度的相关性

人工湖湖水监测过程中，悬浮物指标往往具有掩蔽性，而导致人工湖管理决策部门受到悬浮物浓度测定的干扰。由图1和图2可知，本文选择人工湖的测定数据表明湖水的悬浮物都低于检测限，小于5 mg/L，而从浊度范围从35～72 NTU，平均浊度51.1 NTU，透明度位于12.2～15.0 cm，远低于黑臭水体的标准要求(大于25 cm)。这表明：往往水域面积较大的人工湖，其悬浮物与浊度没有相关性。悬浮物和浊度两个指标，说明人工湖中的颗粒粒径往往大于0.45 μm，小于10 μm，通过图3的湖水颗粒粒径数据可以发现，平均粒径为2.32 μm，比过滤滤纸粒径小，这也说明藻类物质粒径较小，各种迁移和扩散能力比较强，导致比较难治理[5]。这些往往都是藻类富营养化的体现。

图1 人工湖不同采样点悬浮物与浊度的关系曲线

图2 不同采样点悬浮物与透明度的关系曲线

图3 人工湖水的颗粒粒径分析

2.2 白天与夜间溶解氧的测定

溶解氧的测定包括电极法和碘容量法。目前，主流测试方法采用电极法，测试方法简单。人工湖管理过程中，往往将溶解氧大于2 mg/L作为河道是否污染的辨别标准[6-7]。氧气的颗粒粒径、大气压、温度以及是否为可利用氧气(ASO)，这些决定着水生生态系统的稳定性。

由图4可知，白天测定的溶解氧(中午12：00～14：00取样)浓度明显高于夜间测定溶解氧浓度(晚间20：00～21：00测定) 存在明显的浓度差异。从白天测定的溶解氧浓度数据来看，其浓度位于9.9～12.5 mg/L之间，高于25度饱和溶解氧的浓度(8.25 mg/L)，也高于人工湖水溶解氧的平衡值(大于2 mg/L)，从白天测定的数值来看，本人工湖溶解氧浓度充足，水体不缺氧，也难以生长大规模的藻类，鉴于COD、氨氮、总氮、总磷都能够满足地表水III类水体的要求，因此在水质维持上尚未采用增氧设备。晚间测定的溶解氧浓度明显低于2 mg/L的氧浓度平衡线，夜间测定的溶解氧浓度位于0.6～1.6 mg/L之间，表明人工湖需要采用曝气复氧，才能够满足人工湖的复氧需要。从图5可知，整个水体的叶绿素-a浓度位于100～142 μg/L，整个湖体的富营养化相对比较严重，而且白天溶解氧较高的点，晚间藻类腐败过程中消耗了大量的氧，导致水体中溶解氧浓度较低，也论证了此人工湖经常出现夜间鱼类缺氧而导致死亡的现象，也与现有部分文献结论类似[8-9]。虽然整个人工湖水体中的COD、氨氮、总氮、总磷浓度满足IV水体的要求，然而藻类对营养盐的需求阈值较低，仍旧会导致藻类的爆发，影响了人工湖的娱乐和景观作用。