繡源河水質(zhì)監(jiān)測與評價

袁 東, 馬 文, 王 麗, 王 琳, 韓桂美, 劉海玲, 張貝貝

(1. 齊魯師范學(xué)院, 化學(xué)與化工學(xué)院, 山東 濟(jì)南 250200;(2. 山東天一檢測技術(shù)有限公司, 山東 濟(jì)南 250014)

本文以濟(jì)南市章丘區(qū)繡源河水為分析對象.繡源河又名巴漏河,是小清河的一條支流,源于垛莊鎮(zhèn)四角城北坡,主河流經(jīng)埠村、圣井、棗園、雙山等街道辦事處,至繡惠鎮(zhèn)金盤村匯入繡江河.其河道底部多為鵝卵石和黃土結(jié)構(gòu),土質(zhì)疏松,漏水性極強(qiáng),故名巴漏河.枯水期內(nèi),河道內(nèi)無其他徑流.繡源河原是一條天然的排洪河道,生態(tài)環(huán)境脆弱,水利動能不足,更談不上景觀.隨著相關(guān)部門的不斷改善和治理,繡源河水質(zhì)得到有效改善,生態(tài)環(huán)境有所提高,逐漸發(fā)展成為國家級旅游風(fēng)景區(qū).繡源河作為一條城市景觀河,維系著城市生態(tài)系統(tǒng)的平衡與健康,并在城市經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用.近年來,章丘發(fā)展迅速,工業(yè)化進(jìn)程不斷加快,城市規(guī)模和城市人口急劇增加,對環(huán)境造成的負(fù)荷不斷加大,使生態(tài)平衡失調(diào),對生態(tài)環(huán)境造成一定的威脅.

繡源河綜合治理項目大致處于東經(jīng)117.53°,北緯36.72°,位于章丘明水城區(qū)西南10 km處,南至濟(jì)南植物園、北到朱各務(wù)水庫,其中水域面積6.7 km2,景觀綠化面積6.7 km2,是按國家5A級景區(qū)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)建設(shè),是一個現(xiàn)代化配套完善的新興休閑旅游度假區(qū).通過繡源河各個監(jiān)測斷面非汛期水質(zhì)監(jiān)測情況,提供代表繡源河水質(zhì)質(zhì)量現(xiàn)狀的數(shù)據(jù),用于評價其水體環(huán)境質(zhì)量;確定其中可能存在的污染物的來源、污染途徑、遷移轉(zhuǎn)化和消長規(guī)律,預(yù)測水體污染的變化趨勢.其為章丘區(qū)環(huán)境管理、環(huán)境科學(xué)研究提供必要的數(shù)據(jù)和資料,為繡源河風(fēng)景區(qū)的開發(fā)、建設(shè)提供了參考.參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)[1]對繡源河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行評價.

1 材料與方法

1.1 采 樣

根據(jù)河流特點(diǎn),在繡源河設(shè)置3個監(jiān)測斷面,分別在繡源河濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面(上游),大站水庫監(jiān)測斷面(中段)及朱各務(wù)水庫監(jiān)測斷面(下游),每個監(jiān)測斷面設(shè)置6個采樣點(diǎn),測定混合水樣.2017年4月6日在采樣點(diǎn)各取水5 L,其中各取500 mL水樣加酸保存,用于檢測重金屬質(zhì)量濃度.

1.2 檢測方法

根據(jù)地《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)[1]中所引用的分析方法檢測水樣的各項指標(biāo):色度、濁度、懸浮物(SS)、pH、化學(xué)需氧量(COD)、高錳酸鹽指數(shù)(IMn)、重金屬質(zhì)量濃度、陰離子質(zhì)量濃度等的測定[2-4].

1.3 水質(zhì)評價

水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果評價采用污染物綜合污染指數(shù)評價法[5-10],表達(dá)式為:

式中:Pi為某污染物單項污染指數(shù);Ci為某污染物監(jiān)測值;Co i為某污染物標(biāo)準(zhǔn)值;n為污染因子個數(shù).

2 結(jié)果與分析

根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838—2002)[1],對繡源河各個水域水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析(見表1).繡源河三個監(jiān)測斷面水質(zhì)色度均達(dá)到了Ⅰ類水(≤5)標(biāo)準(zhǔn),表明繡源河沒有明顯顏色污染物排入.在濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面處,繡源河水水質(zhì)濁度為Ⅳ類水(≤10)標(biāo)準(zhǔn),這是由于濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面處水位相對較淺,水流流速相對較快,水體中物質(zhì)沉降能力減弱導(dǎo)致的;但在大站水庫監(jiān)測斷面及朱各務(wù)水庫監(jiān)測斷面處渾濁度明顯減小,達(dá)到Ⅰ類水(≤3)標(biāo)準(zhǔn),這是由于從濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面流出后河流水面變寬,水流速度減慢,水中部分固體物質(zhì)發(fā)生了沉降.

懸浮物是由水中無機(jī)和有機(jī)的固體顆粒物組成,這些顆粒物常常被微生物作為隱蔽的載體[11].通過對繡源河水的懸浮物測定,結(jié)果顯示水中懸浮物含量較低.繡源河三個監(jiān)測斷面水質(zhì)pH均符合地表水標(biāo)準(zhǔn)(pH=6～9),但從濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面到朱各務(wù)水庫監(jiān)測斷面,其水樣pH值發(fā)生了變化,由小于7變?yōu)榇笥?,可能是由于繡源河河床長期浸泡,部分堿性物質(zhì)溶解,導(dǎo)致水的pH值增加[12].

繡源河水的COD達(dá)到地表水Ⅲ類(≤20)標(biāo)準(zhǔn),中下游COD值較上游降低,這說明繡源河有較強(qiáng)的水體自凈能力.另外,繡源河水的IMn符合地表水類Ⅳ(≤6)標(biāo)準(zhǔn);在下游朱各務(wù)水庫監(jiān)測斷面處,IMn接近Ⅰ類水(≤3)標(biāo)準(zhǔn);上游濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面處水的IMn較高,說明流入繡源河的水中有機(jī)物含量較高,而經(jīng)過水體自凈后,有機(jī)物含量降低[13-14].

繡源河上游濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面水樣中氨氮質(zhì)量濃度監(jiān)測結(jié)果符合地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ類(≤1.0)標(biāo)準(zhǔn),從上游濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面到中段大站水庫,至下游朱各務(wù)水庫監(jiān)測斷面,其氨氮含量減少,水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類(≤0.5)標(biāo)準(zhǔn),水質(zhì)改善明顯,可能是由于河流水量變化對水樣中氮磷質(zhì)量濃度產(chǎn)生影響[15].

表2數(shù)據(jù)與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838—2002)進(jìn)行對比,繡源河水的重金屬離子如鉛、鉻、砷、鎘、汞離子的含量非常低,均達(dá)到Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),說明繡源河此河段沒有重工業(yè)企業(yè)廢水排放,這也與實地考察未發(fā)現(xiàn)污染廢水排放管道事實相符.

表1 繡源河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果Table 1 Monitoring results of water quality of Xiuyuan River

表2 繡源河水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果Table 2 Monitoring results of water quality of Xiuyuan River mg·L-1

從上述結(jié)果可知,濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面的各項污染指數(shù)偏高,而大站水庫監(jiān)測斷面和朱各務(wù)水庫監(jiān)測斷面的各項污染指數(shù)明顯降低,這表明繡源河有較強(qiáng)的自凈能力.

3 水質(zhì)評價

采用綜合污染指數(shù)法進(jìn)行評價,由于重金屬離子如鉛、鉻、砷、鎘、汞離子的質(zhì)量濃度非常低,均達(dá)到Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn),僅對繡源河水質(zhì)指標(biāo)中非金屬指標(biāo)進(jìn)行評價,水質(zhì)類別按照《山東省地表水環(huán)境功能區(qū)劃》(2010)[16],章丘繡源河3個監(jiān)測斷面水質(zhì)類別為Ⅳ類水.因此,按河段水質(zhì)類別Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)的要求,用公式(1)、(2)分別計算其單項污染指數(shù)和綜合污染指數(shù),依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)逐項對照(綜合污染指數(shù)P值的范圍≤0.20(好),0.21～0.40(較好),0.41～0.70(輕度污染),0.71～1.00(中度污染),1.01～2.00(重污染),≥2.0(嚴(yán)重污染)).單項污染指數(shù)評價結(jié)果顯示(見表3):繡源河上游濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面和下游朱各務(wù)水庫主要超標(biāo)因子為總磷,其為主要污染物.綜合污染指數(shù)評價結(jié)果顯示:上游濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)為0.58,屬于輕度污染;中斷大站水庫斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)為0.37;下游朱各務(wù)水庫監(jiān)測斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)為0.38,處于較好水平.濟(jì)南植物園監(jiān)測斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)較其他監(jiān)測斷面高,為繡源河主要污染河段.大站水庫和朱各務(wù)水庫監(jiān)測斷面水質(zhì)綜合污染指數(shù)明顯減小,說明繡源河水體的自凈能力較強(qiáng),環(huán)境容量較大.

表3 繡源河水質(zhì)綜合評價表Table 3 Comprehensive evaluation of water quality of Xiuyuan River

4 結(jié) 論

在對繡源河水質(zhì)各項指標(biāo)的監(jiān)測與結(jié)果評價中可以看出,繡源河不存在重金屬污染,上、中、下游監(jiān)測斷面水質(zhì)均達(dá)到了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn),主要污染項為總磷;上游較中、下游污染嚴(yán)重,SS、氨氮等質(zhì)量濃度指標(biāo)上游較下游高很多.作為一條城市景觀河,繡源河水提供和維持了良好的污染物質(zhì)物理化學(xué)代謝環(huán)境,具有較高的環(huán)境水體的凈化能力,符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中娛樂用水和景觀水體的功能要求.

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