蚌埠市龍子湖水質(zhì)監(jiān)測與評價(jià)

盛 蒂，朱蘭保，邵芳薇

(1.蚌埠學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程系，安徽蚌埠233030;2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，安徽合肥230036)

城市湖泊指位于城區(qū)或城市近郊的小型湖泊，如杭州西湖、南京玄武湖、濟(jì)南大名湖等，這些城市湖泊憑借獨(dú)特的自然風(fēng)光、歷史文化和人文內(nèi)涵，已成為城市魅力的代言［1］。城市湖泊具有水淺、水體流動(dòng)性差，同時(shí)接納生活污水、工業(yè)廢水等多種污水的特點(diǎn)，導(dǎo)致了城市湖泊受到不同程度的污染［2］。

龍子湖位于安徽省蚌埠市東郊，是典型的城市淺水湖泊，為國家AAAA級旅游景區(qū)和國家級生態(tài)示范區(qū)龍子湖風(fēng)景區(qū)的主要組成部分，以景觀旅游為主，兼具水上娛樂、水產(chǎn)養(yǎng)殖等功能［3］。龍子湖水面南北長約8km，東西寬0.45 ～1.4km，平均水深1.7m，面積約 7.8km2［1］。湖水面積比杭州西湖(湖水面積 5.593km2)、南京玄武湖(湖水面積3.68km2)等著名的城市湖泊湖水面積都大。隨著蚌埠市的不斷發(fā)展，龍子湖周邊人口增長，使大量污染物排入水體。同時(shí)，龍子湖水流速慢且封閉、湖體置換周期長、生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力弱，導(dǎo)致龍子湖水質(zhì)狀況不容樂觀。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集

通過對龍子湖相關(guān)資料的收集，結(jié)合實(shí)地踏勘，在2013年11月18日取以下4個(gè)采樣斷面，分別是:勝利東路珍珠橋、淮河風(fēng)情園、東海大道龍湖大橋、蚌埠學(xué)院西門，采樣斷面的分布見圖1。對上述各監(jiān)測斷面設(shè)左、中、右3條垂線，每條垂線在水面下0.5m水深處設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，然后將該斷面上水樣等量混合均勻。按照監(jiān)測項(xiàng)目的要求，對水樣給予固定、預(yù)處理、低溫保存，送回實(shí)驗(yàn)室供分析測定。

1.2 監(jiān)測項(xiàng)目與方法

圖1 龍子湖采樣斷面示意圖

根據(jù)龍子湖流域內(nèi)的自然環(huán)境因素和社會(huì)環(huán)境因素的實(shí)際需要，結(jié)合國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)中所列項(xiàng)目，本研究確定如下水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo):(1)pH 值，玻璃電極法［4］;(2)溶解氧，碘量法［4］;(3)化學(xué)需氧量，重鉻酸鉀法［4］;(4)總氮，堿性過硫酸鉀消解－紫外分光光度計(jì)法［5］;(5)總磷，鉬酸銨分光光度法［6］;(6)鉛、銅、鋅，火焰原子吸收分光光度計(jì)法［7］。

1.3 儀器與試劑

1.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器

原子吸收分光光度計(jì)(TAS－990型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);紫外可見分光光度計(jì)(UV－1901型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);滅菌器(YXQ－LS－50SII，合肥愛拓實(shí)驗(yàn)器材有限公司);pH計(jì)(PHS－25型，上海雷磁儀器廠);恒速攪拌器(S321－40，常熟市常儀儀表有限公司);水浴鍋(HH型，江蘇金壇市中大儀器廠)。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)試劑

濃硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、鹽酸(HCl)、過硫酸鉀(K2S2O8)、抗壞血酸(C6H8O6)、酒石酸銻鉀(KS-bC4H4O7·H2O)、鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·4H2O)、磷酸二氫鉀(KH2PO4)、硝酸鉀(KNO3)、氫氧化鈉(NaOH)，以上均為分析純;超純水。

1.4 水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與方法

1.4.1 水質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù)中國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)，結(jié)合蚌埠市龍子湖水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，確定龍子湖屬于Ⅲ類水體，具體評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值見表1。

表1 地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) mg·L－1(pH除外)

1.4.2 水質(zhì)污染評價(jià)方法

龍子湖水質(zhì)污染程度評價(jià)方法采用單項(xiàng)污染指數(shù)法［8］和綜合污染指數(shù)法［8］，這兩種方法在地表水體水質(zhì)污染評價(jià)方面應(yīng)用廣泛。

一般污染因子單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算方法為

Pi=Ci/Si.

其中，Pi為某污染物的單項(xiàng)污染指數(shù);Ci為該污染物的實(shí)測濃度，mg·L－1;Si為該污染物評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，mg·L－1。

特殊水質(zhì)因子DO和pH的單項(xiàng)污染指數(shù)計(jì)算方法見文獻(xiàn)［8］。

綜合污染指數(shù)法能夠全面反映多種污染物的綜合作用，且突出了較重要的污染物對湖泊水質(zhì)的影響，其計(jì)算方法為

其中，P綜為水質(zhì)多種污染物的綜合污染指數(shù);Pmax為多種污染物單項(xiàng)污染指數(shù)中的最大值;Pave為多種污染物單項(xiàng)污染指數(shù)的平均值。

表2 污染指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 龍子湖水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

龍子湖水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果見表3。

表3 龍子湖水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果 mg·L－1(pH除外)

由表3和中國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)可知，水體指標(biāo)化學(xué)需氧量、總氮、總磷、鋅和鉛等在4個(gè)采樣斷面上都超出了Ⅲ類地表水體標(biāo)準(zhǔn)限值。其中，總氮和總磷污染最為嚴(yán)重，超出了Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn);pH、溶解氧和銅在上述所有斷面均不超標(biāo)。另外，同種污染因子在各監(jiān)測斷面中含量差異不顯著，表明龍子湖水質(zhì)較為均勻。

2.2 單項(xiàng)污染指數(shù)評價(jià)

利用表3中數(shù)據(jù)和式(1)計(jì)算出龍子湖水質(zhì)單項(xiàng)污染指數(shù)(表4)。

表4 龍子湖水質(zhì)單項(xiàng)污染指數(shù)

由表4可見，各污染因子單項(xiàng)污染指數(shù)平均值從大到小依次為:TP＞Pb＞TN＞COD＞Zn＞DO＞pH＞Cu。由單項(xiàng)污染指數(shù)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可知，總磷為中污染;總氮、化學(xué)需氧量、鉛和鋅為輕污染;溶解氧、pH、銅為清潔，沒有受到污染。4個(gè)監(jiān)測斷面總磷污染程度由高到低依次為:蚌埠學(xué)院西門＞龍湖大橋＞淮河風(fēng)情園＞珍珠橋;總氮污染程度由高到低依次為:蚌埠學(xué)院西門＞珍珠橋＞龍湖大橋＞淮河風(fēng)情園;化學(xué)需氧量污染程度由高到低依次為:蚌埠學(xué)院西門＞珍珠橋＞淮河風(fēng)情園＞龍湖大橋;鉛污染程度由高到低依次為:龍湖大橋＞珍珠橋=淮河風(fēng)情園＞蚌埠學(xué)院西門;鋅污染程度由高到低依次為:龍湖大橋＞珍珠橋＞淮河風(fēng)情園＞蚌埠學(xué)院西門。

2.3 綜合污染指數(shù)評價(jià)

利用表4中數(shù)據(jù)和式(2)計(jì)算出龍子湖各采樣斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)(表5)。

表5 龍子湖水質(zhì)綜合污染指數(shù)

由表5可知，各采樣斷面綜合污染指數(shù)從大到小依次為:蚌埠學(xué)院西門＞龍湖大橋＞淮河風(fēng)情園＞珍珠橋。蚌埠學(xué)院西門斷面為中污染;龍湖大橋斷面、淮河風(fēng)情園斷面和珍珠橋斷面均為輕污染。這種變化趨勢究其原因可能是蚌埠學(xué)院西門斷面周圍有大蘆村、腰莊、徐橋村、邱橋村等村莊和大片農(nóng)田，附近居民生活污水、畜禽養(yǎng)殖廢水、生活垃圾以及農(nóng)田廢水無組織排放，導(dǎo)致了大量的含有氮、磷和有機(jī)物的物質(zhì)進(jìn)入龍子湖水體。同時(shí)，龍子湖水體屬于半封閉體系，導(dǎo)致了水體受氮、磷和有機(jī)物污染相對較嚴(yán)重。龍子湖水流方向是從蚌埠學(xué)院西門斷面向珍珠橋斷面流動(dòng)的，在此過程中，水體依靠自身的凈化能力，對各污染物有一定的降解過程。龍子湖還承擔(dān)著魚類養(yǎng)殖、珍珠養(yǎng)殖等任務(wù)，不合理地投放飼料，也增加了水體受有機(jī)物污染的風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)論

(1)以國家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838－2002)中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作為龍子湖水質(zhì)評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，龍子湖水體中總氮、總磷、化學(xué)需氧量、鋅和鉛超出標(biāo)準(zhǔn)限值，pH、溶解氧和銅均不超標(biāo)。

(2)龍子湖水體各污染因子單項(xiàng)污染指數(shù)平均值從大到小依次為:TP＞Pb＞TN＞COD＞Zn＞DO＞pH＞Cu?？偭诪橹形廴?總氮、化學(xué)需氧量、鉛和鋅為輕污染;溶解氧、pH、銅為清潔水平。

(3)綜合污染指數(shù)評價(jià)結(jié)果顯示，蚌埠學(xué)院西門斷面為中污染;龍湖大橋斷面、淮河風(fēng)情園斷面和珍珠橋斷面均為輕污染。

(4)龍子湖水體已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的污染，應(yīng)積極采取應(yīng)對措施，可以從以下幾個(gè)方面來考慮:①加強(qiáng)對生活污水的管理，嚴(yán)禁沿湖各單位和附近居民隨意向湖中排放污水，建議對污水采取統(tǒng)一收集、集中處理;②加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)廢棄物和畜禽糞便等的管理，控制水產(chǎn)養(yǎng)殖場飼料投放量，減少有機(jī)污染;③降低和控制化肥、農(nóng)藥的使用量，化肥和農(nóng)藥的不合理會(huì)使用造成氮、磷、有機(jī)物隨著降水徑流匯入龍子湖，導(dǎo)致水體受到氮、磷和有機(jī)物的污染。

［1］盛蒂，朱蘭保，龐波.城市湖泊底泥營養(yǎng)鹽釋放特性研究［J］.重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013，15(3):96－99.

［2］鄭華敏.論城市湖泊對城市的作用［J］.南平師專學(xué)報(bào)，2007，26(4):132 －33.

［3］倪峰.蚌埠市龍子湖水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)措施研究［J］.中國水運(yùn)，2012，12(12):61－62.

［4］奚旦立，孫裕生.環(huán)境監(jiān)測［M］.北京:高等教育出版社，2010.

［5］中華人民共和國國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn).HJ636－2012，水質(zhì)總氮的測定［S］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

［6］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).GB11893－89，水質(zhì)總磷的測定［S］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，1989.

［7］國家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測分析方法［M］.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

［8］丁桑嵐.環(huán)境評價(jià)概論［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.