江寧區(qū)景觀水質(zhì)現(xiàn)狀及污染來源解析

王一卓，劉 新

（南京林業(yè)大學生物環(huán)境學院，江蘇 南京 210037）

0 引言

水是生命之源，在人類漫長的發(fā)展史當中，水資源扮演著極其重要的角色，隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，水資源不僅作為生命的必需品滋養(yǎng)著人類，其在觀賞和環(huán)境功能領域的價值愈加突出，成為城市發(fā)展中的重要景觀元素。江南自古以來便有水鄉(xiāng)之稱，水資源在滿足人們生存需要的同時，增添了空間層次，增強了綠色生態(tài)的環(huán)境氛圍，豐富了人文意趣。但是現(xiàn)實狀況卻不容樂觀，由于景觀河道較強的區(qū)域性、統(tǒng)一性和較高的美學要求，以及其本身生態(tài)系統(tǒng)單一，自凈能力差的特點，使得這類河道的治理變得尤為復雜。目前，由于景觀河道缺乏系統(tǒng)規(guī)劃以及景觀改造資金，景觀河道不但污染程度沒有減弱，而且污染導致的黑臭使景觀效果大打折扣。調(diào)查江寧區(qū)具有代表性的景觀水體，對其水質(zhì)現(xiàn)狀進行分析，污染來源進行解析并提出應對措施，對于提高區(qū)域水環(huán)境治理，完善景觀水體治理體系有著重要的現(xiàn)實意義。

本次調(diào)查以江寧區(qū)主要的河、湖為研究對象，重點為河湖水環(huán)境水質(zhì)現(xiàn)狀的研究。將河流分為8 個斷面分別進行分析，湖泊在固定采樣點進行采樣分析，利用來自公共信息網(wǎng)，環(huán)境白皮書收集的數(shù)據(jù)，分析景觀水質(zhì)現(xiàn)狀、污染來源和應對措施。

1 概況方法

1.1 調(diào)查對象

牛首山河是江寧城區(qū)的主要河系之一，是城市生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，其全長約8.8 km，流域面積約為46.4 km2[1]。牛首山河上游多為科技工業(yè)區(qū)，由2 條人工渠組成，同時靠近5A 級旅游景區(qū)—牛首山風景區(qū)；中下游河流兩岸多為商業(yè)文娛區(qū)、科技教育區(qū)、居民住宅區(qū)；下游與外秦淮河相通，其河道水環(huán)境的質(zhì)量影響著整個區(qū)域的水環(huán)境景觀，并且具有一定的代表性[2-4]。

百家湖位于江寧開發(fā)區(qū)的核心區(qū)域，水面面積為1.67×106m2，是江寧區(qū)第一大湖，與將軍山風景區(qū)毗鄰，其正東方向為鳳凰臺，是南京最大的市民休閑廣場，因其風景秀美，主要發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)服務業(yè)，被高檔酒店、高檔住宅和繁華的商貿(mào)中心圍繞，其景觀意義重大，具有典型性[5]。

1.2 調(diào)查內(nèi)容

2019年4 月至2019年12月，課題組根據(jù)牛首山河的河流長度、開發(fā)程度、形態(tài)水文特征和評估的便捷性，自何魏泵站致下游共設置8 個監(jiān)測點（代表8 個監(jiān)測斷面），平均500 m 設置1 個監(jiān)測點，分別為何魏泵站、誠信大道橋、將軍大道橋、機場高速橋、紅廟溝出口、蘇源大道橋、太平泵站、馬木橋，具體見圖1。每個監(jiān)測點在河道中心線水體表面和底泥上層分別取樣檢測；監(jiān)測內(nèi)容包括氨氮、溶解氧、pH 值等常規(guī)性指標。

圖1 牛首山河采樣點

2019年1 月至2019年12月，課題組針對江寧區(qū)百家湖的水質(zhì)進行了調(diào)查，由于百家湖屬于小型湖泊，根據(jù)其形態(tài)特征，在嵐灣橋以南一側(cè)的岸邊進行了樣品采集，具體見圖2。采樣內(nèi)容包括CODMn、氨氮、BOD5、總磷、溶解氧5 項指標。

圖2 百家湖采樣點

1.3 分析方法

本次調(diào)查水樣的采集參照HJ/T 91—2002《地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范》，水樣的分析方法按照GB 12941—91《景觀娛樂用水水質(zhì)標準》 和GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中的規(guī)定方法執(zhí)行，重點選取了典型的3～8 項景觀水水質(zhì)檢測指標，包括BOD5、氨氮、CODMn、總磷、溶解氧、色、嗅、漂浮物，水樣監(jiān)測項目及分析方法詳見表1。

表1 水樣測定項目及分析方法

2 結(jié)果分析

2.1 牛首山河分析

由于江寧區(qū)居住人口的劇增,牛首山河逐漸演變?yōu)榻蛹{的工業(yè)廢水和生活污水河道，但本研究把牛首山河當作景觀河道來研究。pH 值、溶解氧、總磷和氨氮4 個指標，隨著時間的推移，8 個斷面的變化趨勢大致同步，呈現(xiàn)較好的均一性。牛首山河pH 值變化見圖3。從圖3可以看出，pH 值數(shù)值相對穩(wěn)定，圍繞以中心軸（pH 值=8.5）近似做等幅震蕩，參照景觀娛樂用水水質(zhì)標準GB 12941—91 仍然屬于較穩(wěn)定的狀態(tài)，在可控范圍內(nèi)。

圖3 牛首山河pH 值變化曲線

牛首山河總磷、溶解氧、氨氮變化曲線見圖4～圖6。由圖4～圖6可以看出，總磷、溶解氧以及氨氮的變化都比較劇烈，且變化的規(guī)律難尋尤其是在個別斷面表現(xiàn)的十分明顯；總磷數(shù)值遠遠超越景觀水A，B，C 類水質(zhì)要求，大部分斷面經(jīng)過治理質(zhì)量濃度均穩(wěn)定在0.1 mg/L，但仍遠超標準，屬于GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》去中的Ⅳ類水體，作為人體非直接接觸的娛樂用水仍然可行；氨氮在6，8，11月極其不穩(wěn)定，尤其在11月份，氨氮超景觀娛樂用水水質(zhì)標準GB 12941—91 近20 倍，超GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》 Ⅳ類水體近10倍，綜合氨氮和總磷2 個指標來看，牛首山和的富營養(yǎng)化程度較為嚴重，這與科研組對色、嗅、漂浮物的記錄結(jié)果基本一致，在夏季，牛首山機場高速橋附近河段，經(jīng)常出現(xiàn)浮藻，從排污口也記錄到黑色污水的排出；從溶解氧的角度來看，8 個月中，90%的時間均能達到景觀娛樂用水C 類標準，50%的時間達到A類標準，從色度指標來看，相同時間段內(nèi)顏色無異常變化。從透明度的角度來看，水樣的透明度都較好，水體中雜質(zhì)含量較少，小部分部分時間水樣渾濁的情況。結(jié)合當?shù)丨h(huán)保部門的數(shù)據(jù)分析，牛首山河的氨氮、總磷均有不同程度高于Ⅳ類水水質(zhì)標準，由于牛首山河具有排洪的功能，在雨季其相關的水質(zhì)指標由于大量河水的引入不會超過Ⅳ類水水質(zhì)標準，作為景觀河道由于水量的增大水體透明度較好，無異味，且水位上漲，景觀得到了一定程度的優(yōu)化。

圖4 牛首山河總磷變化曲

圖5 牛首山河溶解氧變化曲線

圖6 牛首山河氨氮變化曲線

2.2 百家湖分析

百家湖水質(zhì)檢測結(jié)果見表3。由表3可以看出，根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》，百家湖屬于Ⅲ類水，2，11月份可以達到Ⅱ類水水質(zhì)標準，根據(jù)GB 12941—91《景觀娛樂用水水質(zhì)標準》百家湖屬于A 類景觀用水，水體水質(zhì)較好，屬于半封閉式水體，水域面積中等，其主要為鏡面景觀，無任何漂浮物，水體呈透明狀態(tài)，湖的四周有水生植物，即強化了綠化又起到了凈化的作用。就單個月份而言，1月氨氮略微超標，總磷量不達C 類標準；2～6月除總磷超標外其余都大道A 類標準，2月根據(jù)觀測，發(fā)現(xiàn)在岸邊少量有漂浮的藻類生物，但水體總體質(zhì)量仍較好；7月其余的指標均保持著A 類和B 類的標準，但溶解氧含量下降，主要是因為7月夏季，高溫使水中溶解氧降低；8月BOD5超標，夏季的到來也伴隨著水中微生物的生長，耗氧量增加，水質(zhì)情況下降；9月BOD5達到最高值，10月溶解氧含量達到最低值，水質(zhì)輕微惡化；11，12月，情況逐漸好轉(zhuǎn)。

表3 百家湖水質(zhì)檢測結(jié)果 mg·L-1

3 污染來源分析

3.1 點源污染

景觀水體是城市水系的主要組成之一，污染主要來源于工業(yè)污水和城市污水。工業(yè)污水，以牛首山河為例，該河流無地表涇流匯入，源頭為2 條人工渠，其中一條兩側(cè)是大量的工業(yè)園區(qū)，如錦潤工業(yè)區(qū)、嘉盛工業(yè)區(qū)等；另一條人工渠兩側(cè)多居民小區(qū)和村莊，從源頭向河內(nèi)排放了大量的工業(yè)廢水和生活污水，加上沿河的排污口眾多，時常出現(xiàn)偷排現(xiàn)象，導致污染惡化。同樣，百家湖周圍多為綜合商業(yè)綜合體和高檔小區(qū)，民眾生活污水和第三產(chǎn)業(yè)排放等都會對水體生態(tài)系統(tǒng)造成不同程度的破壞，影響水體的各項功能。

3.2 面源污染

面源污染主要指在降水沖刷作用下，通過涇流過程而匯入受納水體的污染形式，其相對與點源污染主要表現(xiàn)為隨機性、廣泛性、潛伏性且不容易監(jiān)測，本次研究主要考慮城市面源污染和農(nóng)業(yè)面源污染2 個方面。城市化的發(fā)展極大的改變了城市原有的地表環(huán)境，大量建筑物和公路的覆蓋使得原有的城市地表硬化，在雨季或是暴雨天氣大量的地表涇流不能下滲至土壤或被植物截流，只能排放至水體中，除此之外，人口密集的商業(yè)區(qū)和居民區(qū)會向大氣中排放更多的污染物質(zhì)，這些污染物也會隨著降水進入受納水體；農(nóng)業(yè)面源污染主要是農(nóng)藥、氮氣等營養(yǎng)物質(zhì)、禽畜糞便通過地表涇流、農(nóng)田排水等形式進入水體，這種污染對本次的研究對象影響較小。

3.3 內(nèi)源污染

內(nèi)源污染的根源是營養(yǎng)物質(zhì)通過各類途徑進入水體，在湖泊中通過各種作用沉降至湖泊底層。從景觀水的角度來分析內(nèi)源污染，一方面是底層的營養(yǎng)物質(zhì)因為清淤或是自然條件重新釋放，產(chǎn)生水體的二次污染，對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重干擾，造成微生物的大量繁殖，出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象；另一方面營養(yǎng)物質(zhì)的釋放，會造成水體的富營養(yǎng)化，出現(xiàn)藻類等漂浮類物質(zhì)，進一步惡化了污染，同時對湖泊的景觀造成直接影響。

3.4 外源污染

外源性污染在景觀水方面指區(qū)別于內(nèi)源污染，來自水體意外的污染物，主要考慮到沿岸的排水、降雨降塵、地表徑流等，未處理或者處理不達標的污水通過排水管道直接排入水體，城區(qū)老式的合流式管道，雨水與污水不經(jīng)處理一同排入水體，十分容易導致水體的富營養(yǎng)化，以及藻類的大量繁殖，進而破壞了水體的生態(tài)平衡，引發(fā)水體黑臭的現(xiàn)象。不但影響水質(zhì)，更破壞了以水為主體的景觀。

4 應對措施

（1）控源截污

牛首山河的污染主要來源于源頭，包括工業(yè)廢水和生活污水。控制水源，引入清潔水源，一方面加大對源頭工業(yè)區(qū)的排污管制，污水凈化再排放；另一方面結(jié)合南京雨污分流的改造工作，新建污水管網(wǎng)，控制外源污染[6-7]。

（2）底泥清理技術

底部淤泥是重要水質(zhì)內(nèi)源污染之一，其內(nèi)部含有大量的營養(yǎng)物質(zhì)、有機污染物和重金屬，大量的營養(yǎng)物質(zhì)如磷元素、氮元素和硫元素是造成水體黑臭的主要原因，可通過疏通挖掘的方法對河底淤泥進行處理，但在底泥處理的過程中若處理不當很容易造成二次污染，故在處理之前要做好實際的勘查和成分的研究，針對具體情況制定系統(tǒng)的處理方案[8]。

（3）生態(tài)修復技術

對于水質(zhì)較好的水體，通常可以采樣生態(tài)修復技術，配置一些合適的水生動植物，重構生態(tài)修復機制，增強河流的承載力、環(huán)境閥值及其自凈能力，改善水質(zhì)和景觀效果[9-10]。如牛首山河，為加強河道排水的能力，大量使用了硬質(zhì)護岸，造成了生態(tài)系統(tǒng)平衡的破壞，同時影響了美觀，一些硬質(zhì)護岸可根據(jù)具體情況更換為生態(tài)護坡。

（4）富營養(yǎng)化的處理

發(fā)生富營養(yǎng)化的水體往往是較差的，并且通常伴隨著漂浮物和黑臭問題，對于這一類問題，首要目標是利用人工打撈、生物化學等方法對水體表面的漂浮物如藍藻進行清除，其次是在水體中添置曝氣和凈化裝置，增加水中溶解氧含量，比如可以通過人工瀑布的形式來處理這一問題，一方面增加了溶解氧含量，提高了水體的流動性，另一方面形成了動態(tài)的水體景觀[11]。

5 結(jié)論

通過以牛首山河和百家湖為典型來分析江寧區(qū)景觀水質(zhì)調(diào)查，結(jié)果可知，當代景觀水體存在的主要問題是氮、磷的超標，水體的富營養(yǎng)化嚴重，部分區(qū)域甚至超標20 倍。以景觀水的角度去分析，這導致的影響不僅僅是水體黑臭和水體表面的藍藻及漂浮物爆發(fā)，更是視覺美感的破壞，而這背后的原因是多樣的，有點源污染、面源污染、內(nèi)源污染和外源污染。針對各類污染的污染特點，需要制定不同的應對措施，但治理水體的方案需要重復考慮到景觀的要求，本文根據(jù)景觀水體的特點，提出4 條針對性措施，控源截污主要針對外源污染，是處理污染的最直接方法，底泥清理技術是處理的是內(nèi)源污染問題，富營養(yǎng)化的相關技術對于水體氮磷超標和溶解氧含量低的問題有較好的處理效果，而生態(tài)修復技術更多強調(diào)的是通過重構穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，從根本上改善河流水體，營造生態(tài)景觀氛圍。