人类活动对黄山风景区水质的影响

2022-12-19余悦

水资源开发与管理 2022年11期

余悦

(黄山风景区管委会园林局，安徽黄山 245899)

黄山风景名胜区位于安徽省黄山市境内，是我国首批国家级重点风景名胜区，同时也是全国文明风景旅游区和国家5A级旅游景区[1]。黄山风景名胜区已被列入世界文化与自然遗产名录，且于2004年成为世界地质公园[2]。本文通过对2021年度黄山风景区多个水库水质进行取样调查，分析水质理化指标，探索景区水质在不同季节时段与人类活动的相互关系，为研究山岳型风景区水质变化与人类活动影响提供一定的参考。

1 研究区概况

黄山风景区属于亚热带湿润季风气候区，雨量充沛，地表水资源丰富[3]，但年均降水不均，降雨主要集中在夏季，约占全年降水量的60%，雨量的集中以及降水强度的增大容易引发各类地质灾害[4]。而在秋冬季则易出现降水少，水量枯竭的情况，导致生活和生态用水匮乏。因此，为了保证全年景区的用水，在景区周围修建了多个水库，保证了水资源的供给，一定程度上缓解了局部时段用水紧张的局面，为景区良好生态系统的平衡提供了有力的保障。

随着人们用水需求的增加以及景区游客的增多，研究如何保证景区周边水库水环境质量十分重要。因此，本文通过对2021年度黄山风景区周边多个水库的水质进行监测，探究不同时段人类活动对水库水质的影响。

2 研究范围及方法

2.1 研究范围

采样点位：云谷水库、五里桥水库、天海水库、西海水库。

采样时间：第一季度(2021年3月22日)；第二季度(2021年6月23日)；第三季度(2021年9月23日)；第四季度(2021年10月25日)。

2.2 实验内容

水质指标：pH值、水温、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷。

2.3 实验所用仪器

PHBJ-260便携式pH计、-10～50℃水银温度计、JPBJ-608便携式溶解氧测定仪、HCA-102标准COD消解器、SHP-100智能生化培养箱、UV-2700紫外可见分光光度计。

2.4 实验方法

pH值采用《水质pH值的测定电极法》(HJ 1147—2020)测定；水温采用《水质水温的测定温度计或颠倒温度计测定法》(GB 13195—1991)测定；溶解氧采用《水质溶解氧的测定电化学探头法》(HJ 506—2009)测定；高锰酸盐指数采用《水质高锰酸盐指数的测定》(GB 11892—1989)测定；化学需氧量采用《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》(HJ 828—2017)测定；五日生化需氧量采用《水质五日生化需氧量(BOD5)的测定稀释与接种法》(HJ 505—2009)测定；氨氮采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535—2009)测定；总磷采用《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》(GB 11893—1989)测定。

3 结果与分析

为了探究不同时段人类活动对水库水质的影响，分别对云谷水库、五里桥水库、天海水库和西海水库水源在不同季节进行取样测试。通过分析氨氮、水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、总磷、硫化物等指标，研究人类活动与水体水质之间的联系。本研究所涉及水质指标均按照国标进行相应的测试。

水体pH值是衡量水体水质变化的重要化学指标之一，水体pH值的变化通常能够反映出水生态的变化。有研究表明[5]，水体pH值在6～9之间水质处于较好的状态，能够较好地保证水生生态系统的平衡，pH值低于6或者高于9将会产生水环境问题，因此，pH值对水环境有着重大意义。四大水库在不同季节的水体pH值变化趋势见图1。由图1可以看出，云谷水库、五里桥水库和西海水库水体pH值显示出轻微的变化，表明水体pH值比较稳定，水生生态系统平衡发展。而天海水库水体pH值虽在一个合理的范围内，但是波动较大，且第一季度水体pH值偏低。

图1 水体pH值

水体水温是衡量水中溶解氧含量的重要指标。一般来说，水温越低，溶解氧含量越高[6]。由图2可以看出，第一季度和第四季度水温比较低，水体中溶解氧含量比较高。而第二季度和第三季度，因为水体温度的升高，导致溶解氧含量有所降低，但是仍处于一个较好的范围内(不小于6)，表明周边水环境较好。

图2 水体水温和溶解氧指标

人类活动对水体中营养元素以及有机物含量会造成比较大的影响[7]，通过水体中高锰酸盐指数和需氧量等指标的测定来评估水体受有机物污染的情况(见图3)。需氧量和高锰酸盐指数越高，表明水体中有机污染物含量越高，污染越严重。同时水体中有机物能够通过水中微生物代谢进行降解，有机物越多，微生物在分解过程中需要的氧气量也越高，导致水体中溶解氧不断降低，水质不断恶化。通过对四大水库在不同季节所采水样进行分析，发现高锰酸盐指数(不大于4)在合理的波动范围内，符合国家Ⅰ类或者Ⅱ类水质标准，表明黄山风景名胜区周边水质几乎没有因人为活动的影响而造成水体污染，水生生态系统比较稳定。比较不同点位，发现天海水库水体高锰酸盐指数略高于其他三大水库。

图3 水体高锰酸盐指标

此外，为了进一步确认四大水库在不同季节受有机污染物的影响情况，分别进行了化学需氧量和五日生化需氧量的测试。如图4所示，化学需氧量显示出与高锰酸盐类似的结果。化学需氧量结果满足国家地表水环境质量标准中Ⅰ类限值(不大于15)，水体水质较为稳定，没有受到有机污染物污染。通过进一步比较不同点位，发现天海水库水体化学需氧量指数高于其他水库。天海水库位于黄山风景区游客较多地段，其中景区中宾馆、饭店、公共厕所聚集，人类活动较多，可能会对雨水冲刷流入水库的地表径流产生一定的影响，导致天海水库高锰酸盐指数略有增加。

图4 水体化学需氧量指标

通过五日生化需氧量指标的检测，以水体中微生物对有机污染物的降解来评估水体受有机污染的情况。如图5所示，四大水库未超过国家Ⅰ类水质标准(不大于3)，其中五里桥水库、西海水库和云谷水库在各季度中水质比较稳定，五日生化需氧量比较低，而天海水库与其他水库相比，五日生化需氧量指数明显高于其他水库。

图5 水体五日生化需氧量指标

综合高锰酸盐指数、化学需氧量和五日生化需氧量，发现人类活动对天海水库水质产生了较大影响。由于天海水库靠近游客聚集地，宾馆、饭店、公共厕所聚集，人类活动较多，可能会对雨水冲刷流入水库的地表径流产生一定的影响，致使水库水体中有机污染物含量略高于景区周边其他三大水库。且该水库水流平缓，水体无法得到及时的更新，致使水库因微生物降解导致的溶解氧略低，同时水中的一些厌氧菌快速繁殖、生长，最终导致天海水库虽然总体处于较好的水质状态，但是与周边其他三大水库相比，其高锰酸盐指数、化学需氧量和五日生化需氧量均略高，需要采取一定的处理措施以降低游客的增加对水库水质产生的影响。

水体中氮、磷等元素为水体中藻类的生长提供必要的营养元素，而过多的氮、磷等元素存在于水体中会导致水体富营养化，水生态系统物种分布失衡，破坏水生生态系统的平衡，出现水质恶化的现象，严重威胁着水生生物的生存，造成鱼类、水生植物的大量死亡。因此，对水中氮、磷元素进行氨氮和总磷指标的测定，探究水体中营养元素的含量。

如图6所示，四大水库的氨氮数值均低于国家地表水环境质量标准Ⅰ类限值(不大于0.5)，水质处于优良状态。通过对比发现，天海水库的氨氮含量显著高于其他三大水库。氨氮浓度过高与水体中有机物浓度偏高有直接关系，与上述结论一致。在水体中化学需氧量较高的情况下，硝化菌的降解作用会被抑制，导致水体中厌氧菌处于活跃的状态，使有机氮发生水解转化为氨氮，导致天海水库中氨氮含量较高。游客的集中以及部分受人类活动影响的地表径流随雨水冲刷进入天海水库，对水体中氨氮浓度的增加起主要作用。

图6 水体氨氮指标

总磷是指水体中磷元素的含量，主要以正磷酸盐、缩合磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在[7]。其主要来源为生活污水、化肥以及农药等。水体中的磷元素为藻类的生长提供必要的能量，因此，磷元素是衡量水体藻类生长状况的一个指标，也是衡量水体富营养化的一个重要指标。如图7所示，五里桥水库、西海水库、云谷水库和天海水库中总磷指数远低于国家地表水环境质量标准Ⅰ类限值(不大于0.4)，表明水质处于优良状态。