地表水污染状态实时监测与污染物特征分布研究

如昊　严惠华

摘要：在广东省黄冈河流域，由于亚热带季风气候和大量降雨导致的土壤侵蚀，地表水污染成为一个严重问题。为降低损失，文章实施了实时监测并分析污染物特征分布。首先，对地理、气候、地表水利用及污染现状进行了深入分析；然后，利用地表水微波检测法进行实时监测；最后，基于监测结果，采用单因子指数评价法对地表水污染物特征分布进行了分析。结果表明，文章研究成功实现了实时监测，并展示良好的污染物特征分布分析能力，为地表水污染防治提供有力保障。

关键词：地表水污染；污染监测；污染物特征分析；微波检测法；单因子指数评价法

中图分类号：X832 文献标志码：B

前言

在中国南方地区已经出现“水质型”缺水现象，部分地区的地表水污染更严重，直接危害到人们的身体健康及社会发展。为了尽量降低地表水污染造成的损失，需要对其污染状态开展实时监测，并全面分析其污染物特征分布情况，进而提高污染防治效果。例如岳俊涛等人以仙女湖为研究目标，使用水污染指数法对该研究区的逐月地表水质展开监测，采用综合营养状态指数法合理分析其水质变化特征。

随着工业化和城市化的不断发展，地表水面临着严重的污染问题。地表水污染不仅对环境造成严重影响，也对人类健康和可持续发展构成威胁。污染物如有机物、重金属、农药和化肥等进入地表水后，会引起水质恶化，甚至对水生态系统和生物多样性产生不可逆转的影响。

广东省黄冈河流域地处亚热带季风气候区，特点之一是雨量充沛，但雨水容易冲刷地表的污染物进入水体。当土壤侵蚀发生时，含有农药、化肥等化学物质的土壤被冲刷到水体中，引发地表水污染。为降低污染造成的损失，研究针对地表水污染状态展开实时监测，分析污染物特征分布情况。

1 研究方向

1.1 自然环境概况

为实现对地表水污染状态的实时监测以及对其污染物特征分布，以黄冈河流域为实验研究对象。近几年平均降雨量约为1806mm，而干旱指数达到0.69。

1.2 污染状态实时监测方法

采用地表水微波检测法对监测区域地表水的污染状态开展实时监测，如图1所示；微波检测法是通过测量反射波或透射波的频率、振幅等参数，来推断被测物质的状态和性质。监测手段包括雷达、微波干涉仪、谐振腔微扰技术等。操作流程包括设定微波源的频率、功率，选择合适传感器，接收并处理反射波或透射波信号等。监测精度高可达0.1℃。优点包括高精度、非接触、快速测量，对环境干扰免疫，缺点包括对物质成分敏感，需预先标定，对硬件要求较高。因受污染物质种类和浓度的影响，电磁波的吸收敏感频率和吸收程度均由一定的差别。根据该特性，设在各敏感频率上测量的电磁波衰减为D1，D2，…，Dm及单位距离衰减d1=D1/f，d2=D2/f，…，dm=Dm/f，其中f为黄冈河流域地表水中发射天线和接收天线的距离。该范围选择相应的l矩阵：

根据计算结果C1，C2，…，Cm和吸收-含量关系，利用计算机查表法监测出黄冈流域的污染状态和各污染物含量。

1.3 污染物特征分布分析方法

利用单因子指数评价法对黄冈河流域地表水污染物特征时空分布展开分析，公式如式（2）：

Ai=Vi/Vd，i 式（2）

式（2）中，Vd，i和Ai用于描述第i种因子的评价标准和污染指数；V为浓度，单位为mg／L。

2 结果与分析

2.1 污染状态监测结果

以《CB 3838-2002地表水环境质量标准》为评定标准，开展以下几项监测项目：温度、pH值、浊度、总不可滤残渣、氨氮、总氮（TN）、总磷（TP）、COD、BOD等。利用微波检测法得到近三年来黄冈河流域地表水水质平均数据的实时监测结果见表1。

2.2 地表水污染物特征分布分析

2.2.1 主要污染物时空分布特征

式（2）计算针对于黄冈河流域汛期和非汛期的主要污染物特征时空分布结果见图1。

根据图1得出，污染物为氨氮、总氮、总磷、COD、BOD。整体上看，黄冈区断面的污染物分布浓度较高，表明该监测断面污染物较为严重。

2.2.2 主要污染物动态变化特征

为了解黄冈河流域地表水污染原因，对各监测断面采样点的污染物在去年每个月的详细变化特征情况进行分析，见表2和表3。

黄冈断面的采样点污染物特征在该研究时间内的动态变化较大，氨氮、总氮、总磷、COD、BOD的污染指数月平均值监测结果为1.22mg/L、1.84mg/L、0.88mg/L、20.42mg/L和4.60mg/L，高于汤溪水库0.25mg／L、0.07mg/L、0.49mg/L、0.48mg/L、1.89mg/L。表明黄冈河流域地表水污染严重，微波检测法结合单因子指数评价法可科学指导污染防治工作。

3 结束语

综上所述，在开展广东黄冈河流域地表水污染状态实时监测及污染物特征分布分析时，文章研究首先对其所具备的气候、污染现状展开了分析，为后续污染状态监测和污染物特征分布分析提供基础；

通过微波检测法对研究区展开监测发现，由于受地理位置和气候的影响，该流域的地表水主要污染物体现为氨氮、总氮、总磷、BOD和COD，其中最高浓度的污染物，污染程度也是最为严重的。

以获取到的污染状态监测结果为依据，采用了单因子指数评价法对地表水污染物特征展开分析，结果看出黄冈断面各污染物特征浓度分布高于汤溪水库断面，表明黄冈断面地表水污染较严重，可以以此为后续黄冈河流域地表水污染防治提供理论基础。