山?jīng)_河河道水體中TN的遷移變化分析①

秦 潔 朱春蓉 吳獻(xiàn)花張晶晶

(玉溪師范學(xué)院玉溪高原湖泊生態(tài)環(huán)境研究中心,云南玉溪653100)

山?jīng)_河河道水體中TN的遷移變化分析①

秦 潔 朱春蓉 吳獻(xiàn)花②張晶晶

(玉溪師范學(xué)院玉溪高原湖泊生態(tài)環(huán)境研究中心,云南玉溪653100)

撫仙湖;山?jīng)_河;水質(zhì);TN

山?jīng)_河是撫仙湖的主要入湖河流之一.從對(duì)山?jīng)_河河道水體中TN濃度監(jiān)測(cè)的結(jié)果看,其水體中的TN濃度較高,整體達(dá)到劣V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),而主要的污染源則來(lái)自流域內(nèi)的農(nóng)村農(nóng)業(yè)面源污染.此外,山?jīng)_河不同水期的總氮濃度也有不同的變化,呈現(xiàn)出枯水期TN濃度低,平水期次之,豐水期TN濃度較高的特點(diǎn).

山?jīng)_河位于撫仙湖北岸,是撫仙湖的主要入湖河流之一.河道寬約3 m,全長(zhǎng)約7.5 km,年均徑流量626.6×104m3,屬村落農(nóng)田污染型河流.流域面積約26.01 km2,范圍涵蓋龍街街道廣龍、雙樹(shù)、左所和萬(wàn)海4個(gè)社區(qū)、18個(gè)自然村.為了更好的了解山?jīng)_河水體中總氮的遷移變化規(guī)律,2012年10月～2013年10月,筆者對(duì)撫仙湖北岸山?jīng)_河河道水體中的總氮進(jìn)行了年度監(jiān)測(cè).

1 采樣點(diǎn)設(shè)置及樣品采集

樣點(diǎn)設(shè)置 在山?jīng)_河共設(shè)置10個(gè)采樣點(diǎn),采樣點(diǎn)布設(shè)圖見(jiàn)圖1.

采樣點(diǎn)設(shè)置依據(jù)：山?jīng)_河河道寬約3 m,所以只用設(shè)置一條中泓垂線;山?jīng)_河河道水深不足0.5 m,只需設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn).采樣點(diǎn)設(shè)在1/2水深處,且主要在水質(zhì)、水量發(fā)生變化及水體不同用途的功能區(qū)處設(shè)置檢測(cè)點(diǎn).具體為,在有大量廢水排入河流的居民區(qū)上下游設(shè)置4#、5#、6#、7#、8#、9#采樣點(diǎn),在湖泊水庫(kù)的主要出入口設(shè)置1#、2#、3#、10#采樣點(diǎn).

圖1 采樣點(diǎn)設(shè)置圖

樣品采集及判別依據(jù) 根據(jù)《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》(第四版)[3]的相關(guān)規(guī)范和方法進(jìn)行采樣及樣品分析.水樣采集后,放入保溫箱中低溫避光保存,運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后,立即進(jìn)行處理.水溫(WT)、透明度(SD)、p H值現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定,其余指標(biāo)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析.

判別依據(jù)：按照GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[4]進(jìn)行判定.

2 結(jié)果與分析

2.1 山?jīng)_河河道總氮濃度隨時(shí)間變化結(jié)果

山?jīng)_河河道總氮濃度年內(nèi)變化趨勢(shì) 由圖2可以看出,山?jīng)_河河道中的TN濃度范圍為4.140～15.777 mg/L,均值為10.102 mg/L.其中,2013年2月份為最低值4.140 mg/L,2013年6月達(dá)到最高值15.777 mg/L.按照GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行判定,山?jīng)_河河道的TN濃度已達(dá)到劣Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).作為撫仙湖流域最大的入湖河流之一和撫仙湖水補(bǔ)給的一個(gè)重要來(lái)源,山?jīng)_河的水質(zhì)也直接影響到了撫仙湖的水質(zhì),因此,山?jīng)_河的治理不容忽視.

山?jīng)_河河道流經(jīng)拉估堆、枝柏村,最后經(jīng)廣龍中村流入撫仙湖,其河道兩邊是大面積的農(nóng)田,屬于復(fù)合污染型河流.在流經(jīng)途中,農(nóng)藥化肥及農(nóng)作物廢棄物隨著河道周邊的溝渠和其他途徑進(jìn)入山?jīng)_河河道,村莊的部分生活污水和生活垃圾也隨之排入河流中,特別是雨季尤為嚴(yán)重.1～2月,該區(qū)域降水偏少,河道中水量較小,河道周邊的溝渠大部分干涸,流域內(nèi)的污染物進(jìn)入到河流水體中的較少,因此河道中TN濃度最低.2～3月春節(jié)過(guò)后,春耕開(kāi)始,有少量降雨,該時(shí)期各種小春作物的大量種植使得農(nóng)田中化肥農(nóng)藥的使用量大大增加,一部分農(nóng)藥化肥隨灌溉而進(jìn)入河道,有的河道中淤積的底泥也由于抽水灌溉而使其中的氮釋放出來(lái),又由于山?jīng)_河沿岸村落沒(méi)有完備的污水處理設(shè)施,村民生活污水不經(jīng)處理隨意排放,從而導(dǎo)致水體中TN含量升高.6月進(jìn)入豐水期,流域內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣,大量的降水使淤積在河道中的污染物沖出,加之周邊流入河道的污染物匯集,造成了河道內(nèi)TN濃度急劇升高,達(dá)到最高值.6月后,山?jīng)_河流域多處于降雨?duì)顟B(tài)中,隨著雨水的沖刷,前期積累的大量污染物已隨雨水流失,河道中的TN濃度也隨雨水稀釋,因此TN濃度逐漸降低.TN的變化呈現(xiàn)為先上升、再下降的趨勢(shì).

圖2 河道中總氮濃度變化趨勢(shì)

圖3 山?jīng)_河河道不同水期總氮濃度變化趨勢(shì)

不同水期山?jīng)_河河道總氮變化趨勢(shì) 從對(duì)不同水期山?jīng)_河的TN濃度進(jìn)行分析的結(jié)果看,在不同水期,其TN濃度具有一定的差異(如圖3).其中：豐水期,TN平均濃度為13.013 mg/L,相對(duì)較高;平水期,總氮濃度次之,平均濃度為8.904 mg/L;枯水期,濃度較低,平均濃度為8.391 mg/L.從污染源看,山?jīng)_河流域內(nèi)的污染以農(nóng)業(yè)農(nóng)村面源污染為主.在枯水期及平水期,降雨較少,河流內(nèi)水流稀少甚至達(dá)到斷流,流域內(nèi)的污染物無(wú)法或者很少進(jìn)入到河流中,河道內(nèi)的TN濃度相對(duì)較低,但是仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)劣V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).至豐水期時(shí),降雨量增大,流域內(nèi)積累的各種污染物隨著雨水的沖刷進(jìn)入到河流水體中,導(dǎo)致在豐水期總氮急劇上升,濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他水期.因此,山?jīng)_河河道水體TN濃度的控制應(yīng)該從流域內(nèi)的污染物治理著手.

2.2 山?jīng)_河河道總氮沿程變化結(jié)果

總氮的沿程變化趨勢(shì) 山?jīng)_河河道中TN濃度沿程變化趨勢(shì)如圖4.由圖4可以看出,山?jīng)_河河道內(nèi)TN濃度從1#樣點(diǎn)至入湖口基本呈現(xiàn)上升趨勢(shì).

從各個(gè)采樣點(diǎn)看,1#～3#采樣點(diǎn)分別位于山?jīng)_河水庫(kù)上游的入水口、水庫(kù)壩前及出水口處,其區(qū)域水體中的TN濃度相對(duì)較低,濃度范圍是0.160～6.755 mg/L之間,TN主要的來(lái)源有水土流失及底泥中氮素的釋放.4#樣點(diǎn)位于山?jīng)_河河道上游莊子村來(lái)水的交匯處,河道周邊有大量農(nóng)田、村莊,生活污水和耕作施用的農(nóng)藥化肥不斷排出,致使4#樣點(diǎn)TN濃度開(kāi)始大幅度升高.5#采樣點(diǎn)位于山?jīng)_河河道邊的枝柏村公路西側(cè),該村莊面積較大,人口眾多,生活污染源面積廣,無(wú)序排放現(xiàn)象嚴(yán)重,因此其TN濃度到達(dá)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的峰值.從6#樣點(diǎn)開(kāi)始,TN濃度開(kāi)始下降.6#樣點(diǎn)位于山?jīng)_河河道中村莊西南側(cè)“+”字口匯水處,此處匯集了大量來(lái)自四面八方的生活污水和農(nóng)業(yè)廢水.由于匯水處水量較大,TN濃度較5#樣點(diǎn)有所降低,但是仍然處在較高水平.7#采樣點(diǎn)位于山?jīng)_河河道水閘處,8#采樣點(diǎn)位于山?jīng)_河河道新公路以北200 m,9#采樣點(diǎn)位于山?jīng)_河河道旁的公路北側(cè)排水溝中.以上3個(gè)采樣點(diǎn)周圍只有農(nóng)田沒(méi)有村莊,生活污水的輸入減少,使得TN濃度有所降低.10#采樣點(diǎn)位于山?jīng)_河入湖河口處.此處有廣龍中村,村莊人口較多,又匯集了上游中的含氮化合物,所以TN的濃度迅速上升,導(dǎo)致?lián)嵯珊卑毒植克|(zhì)為劣Ⅴ類.總體看,由于山?jīng)_河河道兩側(cè)分布有大量的農(nóng)田、村落以及排污口,從而導(dǎo)致了其TN濃度的明顯偏高,基本為劣V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).

圖4 山?jīng)_河河道TN濃度沿程變化趨勢(shì)

圖5 不同水期山?jīng)_河水質(zhì)沿程采樣監(jiān)測(cè)結(jié)果

不同水期的總氮濃度變化趨勢(shì) 對(duì)山?jīng)_河不同水期的水質(zhì)進(jìn)行沿程采樣監(jiān)測(cè)的結(jié)果見(jiàn)圖5.從各個(gè)采樣點(diǎn)看,1#和2#采樣點(diǎn)區(qū)域水體中的TN主要來(lái)自大氣沉降和入庫(kù)徑流,由于山?jīng)_河水庫(kù)四周環(huán)山,人為污染較少,加之水庫(kù)的自凈作用,使該區(qū)域總氮濃度較低,且各個(gè)水期濃度差別較小.從3#樣點(diǎn)開(kāi)始,TN濃度開(kāi)始增大,且不同水期TN差別較大.除個(gè)別樣點(diǎn)外,TN濃度變化的大致趨勢(shì)為豐水期＞平水期＞枯水期.豐水期降雨充足,流域內(nèi)積累的大量污染物隨著雨水進(jìn)入到附近的溝渠中,最后匯集至山?jīng)_河內(nèi),致使豐水期的TN濃度高于其他水期.枯水期是山?jīng)_河河道TN濃度最低的時(shí)期,主要是由于在此期間山?jīng)_河河道水流較少,甚至干涸,外源的污染物輸入較少,河道內(nèi)的TN大多來(lái)自于河道底泥中氮的釋放以及大氣降塵.平水期時(shí),河流水位保持年均水位的位置,除了5#和10#樣點(diǎn)外,其余樣點(diǎn)的TN濃度介于豐水期和枯水期之間.

3 結(jié) 論

(1)撫仙湖北岸山?jīng)_河徑流區(qū)內(nèi)有18個(gè)自然村落,河道兩側(cè)多為農(nóng)田和村莊,主要污染源是流域內(nèi)的農(nóng)村農(nóng)業(yè)面源污染,屬村落農(nóng)田污染型河流.河道中TN濃度較高,整體已達(dá)到劣Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).山?jīng)_河是撫仙湖最主要的入湖河流之一,入湖水量大,對(duì)撫仙湖影響嚴(yán)重,山?jīng)_河的治理刻不容緩.

(2)山?jīng)_河河道中TN濃度沿程變化明顯,TN濃度從1#樣點(diǎn)至入湖口基本呈現(xiàn)上升趨勢(shì).主要是由于沿途農(nóng)田化肥、村落污水等產(chǎn)生的外源氮的輸入.在沿程變化中,河道兩側(cè)有農(nóng)田、村落以及排污口入河的河段,TN濃度明顯較高,因此雖然其余河段的TN濃度相對(duì)較低,但總體仍然達(dá)到劣V類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).

(3)山?jīng)_河河道水體中的TN濃度隨著時(shí)間不斷發(fā)生變化,TN濃度年內(nèi)變化的大致趨勢(shì)為：豐水期＞平水期＞枯水期.其中,6～9月雨季時(shí)其TN濃度達(dá)到最高,而1、2月旱季時(shí)其TN濃度最低.

[1]吳獻(xiàn)花,胡小貞,李平,金相燦.玉溪“三湖”污染狀況和控制策略[J].玉溪師范學(xué)院學(xué)報(bào),2009,25(12)：1-5.

[2]胡小冬,劉威.淺談云南高原湖泊的生態(tài)修復(fù)和保護(hù)[J].人民珠江,2009(3)：33-34.

[3]國(guó)家環(huán)保局.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法：第4版[M].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[4]GB3838-2002.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

Variation of TN in the Water of the Shanchong River

QIN Jie ZHU CHunrong WU Xianhua ZHANG Jingjing
(Yuxi Research Center for Eco-environmental Sciences on Plateau Lakes, Yuxi Normal University,Yuxi,Yunnan 653100,China)

the Fuxian Lake;the Shanchong River;water quality;TN

The Shanchong River is one of the main rivers into the Fuxianhu Lake.The TN concentration of its watercourse on the northern coast of the Fuxian Lake was monitored during the period from October 2012 to October 2013.The results showed that the concentration of TN was at a high level and the water quality of the river fell into Class V of standards.The main pollution source was the rural agricultural non-point sources in the drainage basin.The concentration of TN varied with different water periods：it is at a low level in dry water period,increased in normal season,and at a higher level in raining season.

秦 潔,碩士,講師,研究方向：湖泊環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)與污染防治.

X832

A

1009-9506(2015)08-0017-04

2015年2月25日

云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目“撫仙湖浮游藻類群落結(jié)構(gòu)演替及增殖行為研究”,編號(hào)：2013FD051.

②通信作者：吳獻(xiàn)花,教授,研究方向：湖泊生態(tài)修復(fù).郵箱地址：xhwl05@163.com.