人工湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)治理方案的影響探討

王 磊

(上海市寶山區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，上海 201901)

伴水而居是中華民族的悠久歷史傳統(tǒng)。城市人工湖是提升城市軟實(shí)力、增強(qiáng)景觀性和娛樂性的重要載體[1-3]。消除人工湖的黑臭、維持其潔凈是生態(tài)文明的重要組成部分[4]。人工湖的水質(zhì)維護(hù)離不開穩(wěn)定的水質(zhì)監(jiān)測(cè)，而水質(zhì)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)關(guān)系到水質(zhì)維持和提升的方案設(shè)計(jì)。人工湖雖然面積往往小于開放水體，其監(jiān)測(cè)指標(biāo)也與開放水體相同，而基于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)體現(xiàn)的治理和維持方案缺鮮有探討，大部分日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)掌握在第三方檢測(cè)單位或者主管部門中，缺乏系統(tǒng)性的綜合分析。對(duì)于人工湖日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤理解，往往會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的治理方向。本文通過對(duì)上海某大學(xué)人工湖的日常監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，重塑了人工湖的治理方向，形成人工湖監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)治理方案的科學(xué)客觀指導(dǎo)。

1 湖水來源與測(cè)定方法

人工湖選擇為上海某高校人工湖，人工湖早期為郊區(qū)魚塘，設(shè)置成人工湖后一直未進(jìn)行清淤。人工湖面積為10000 m2，平常與外界水域不連通，通過雨水進(jìn)行自然補(bǔ)充。水質(zhì)測(cè)定采用HACHDR5000分光光度計(jì)，測(cè)定方法遵循《水與廢水測(cè)定方法》科學(xué)出版社中的國(guó)標(biāo)方法。顆粒粒徑測(cè)定采用Ankersmid LTD的激光顆粒粒徑散射儀。濁度采用HACH2100P濁度測(cè)定儀。

對(duì)人工湖進(jìn)行規(guī)劃分割采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)設(shè)置為8個(gè)，每個(gè)取樣點(diǎn)采樣為水面以下50 cm，測(cè)定次數(shù)為3次，取平均值做分析討論。

2 結(jié)果與討論

2.1 懸浮物濃度與濁度的相關(guān)性

人工湖湖水監(jiān)測(cè)過程中，懸浮物指標(biāo)往往具有掩蔽性，而導(dǎo)致人工湖管理決策部門受到懸浮物濃度測(cè)定的干擾。由圖1和圖2可知，本文選擇人工湖的測(cè)定數(shù)據(jù)表明湖水的懸浮物都低于檢測(cè)限，小于5 mg/L，而從濁度范圍從35～72 NTU，平均濁度51.1 NTU，透明度位于12.2～15.0 cm，遠(yuǎn)低于黑臭水體的標(biāo)準(zhǔn)要求(大于25 cm)。這表明：往往水域面積較大的人工湖，其懸浮物與濁度沒有相關(guān)性。懸浮物和濁度兩個(gè)指標(biāo)，說明人工湖中的顆粒粒徑往往大于0.45 μm，小于10 μm，通過圖3的湖水顆粒粒徑數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，平均粒徑為2.32 μm，比過濾濾紙粒徑小，這也說明藻類物質(zhì)粒徑較小，各種遷移和擴(kuò)散能力比較強(qiáng)，導(dǎo)致比較難治理[5]。這些往往都是藻類富營(yíng)養(yǎng)化的體現(xiàn)。

圖1 人工湖不同采樣點(diǎn)懸浮物與濁度的關(guān)系曲線

圖2 不同采樣點(diǎn)懸浮物與透明度的關(guān)系曲線

圖3 人工湖水的顆粒粒徑分析

2.2 白天與夜間溶解氧的測(cè)定

溶解氧的測(cè)定包括電極法和碘容量法。目前，主流測(cè)試方法采用電極法，測(cè)試方法簡(jiǎn)單。人工湖管理過程中，往往將溶解氧大于2 mg/L作為河道是否污染的辨別標(biāo)準(zhǔn)[6-7]。氧氣的顆粒粒徑、大氣壓、溫度以及是否為可利用氧氣(ASO)，這些決定著水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

由圖4可知，白天測(cè)定的溶解氧(中午12：00～14：00取樣)濃度明顯高于夜間測(cè)定溶解氧濃度(晚間20：00～21：00測(cè)定) 存在明顯的濃度差異。從白天測(cè)定的溶解氧濃度數(shù)據(jù)來看，其濃度位于9.9～12.5 mg/L之間，高于25度飽和溶解氧的濃度(8.25 mg/L)，也高于人工湖水溶解氧的平衡值(大于2 mg/L)，從白天測(cè)定的數(shù)值來看，本人工湖溶解氧濃度充足，水體不缺氧，也難以生長(zhǎng)大規(guī)模的藻類，鑒于COD、氨氮、總氮、總磷都能夠滿足地表水III類水體的要求，因此在水質(zhì)維持上尚未采用增氧設(shè)備。晚間測(cè)定的溶解氧濃度明顯低于2 mg/L的氧濃度平衡線，夜間測(cè)定的溶解氧濃度位于0.6～1.6 mg/L之間，表明人工湖需要采用曝氣復(fù)氧，才能夠滿足人工湖的復(fù)氧需要。從圖5可知，整個(gè)水體的葉綠素-a濃度位于100～142 μg/L，整個(gè)湖體的富營(yíng)養(yǎng)化相對(duì)比較嚴(yán)重，而且白天溶解氧較高的點(diǎn)，晚間藻類腐敗過程中消耗了大量的氧，導(dǎo)致水體中溶解氧濃度較低，也論證了此人工湖經(jīng)常出現(xiàn)夜間魚類缺氧而導(dǎo)致死亡的現(xiàn)象，也與現(xiàn)有部分文獻(xiàn)結(jié)論類似[8-9]。雖然整個(gè)人工湖水體中的COD、氨氮、總氮、總磷濃度滿足IV水體的要求，然而藻類對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的需求閾值較低，仍舊會(huì)導(dǎo)致藻類的爆發(fā)，影響了人工湖的娛樂和景觀作用。

圖4 不同采樣點(diǎn)白天溶解氧、夜間溶解氧、溶解氧

圖5 夜間溶解氧濃度與葉綠素-a濃度對(duì)應(yīng)關(guān)系

3 結(jié) 論

人工湖的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括了：COD、氨氮、總氮、TP、pH、懸浮物、DO等，然而往往通過表觀數(shù)據(jù)很難為后續(xù)水質(zhì)維持做指導(dǎo)。

通過本論文研究工作，后續(xù)人工湖的水質(zhì)維持工作需要增強(qiáng)夜間的復(fù)氧。同時(shí)，針對(duì)高濁度、高葉綠素-a濃度、低透明度需要選擇合適的治理方案，從而滿足水體的景觀、感官和娛樂作用，維持高潔凈度的人工湖水質(zhì)。