水體懸浮物的危害及其監(jiān)測方法

合肥學(xué)院 石一鳴

一、引言

懸浮物是水體主要污染物之一，其粒徑一般在亞微米至幾毫米之間。水體懸浮物普遍存在于海洋、湖泊、江河以及水庫等水體，嚴重干擾了各水體的正?；顒?。懸浮物是各種污染物的載體,它能吸附部分水中有毒污染物并隨水流動遷移。同時，會大大降低光的穿透能力，減少水中生物的光合作用并妨礙水體的自凈作用。不同大小的粒徑會對水體造成不一樣的破壞。亞微米級的懸浮顆粒物會對魚類產(chǎn)生危害,可能堵塞魚鰓,導(dǎo)致魚的死亡。微米級的顆粒物會妨礙水上交通，縮短水庫使用年限,增加挖泥費用等[1]。我國《污水綜合排放標準》規(guī)定了污水和廢水中懸浮物的最高允許排放濃度，《地下水質(zhì)量標準》和《生活飲用水衛(wèi)生標準》對水中懸浮物以渾濁度為指標作了規(guī)定。但是懸浮物的監(jiān)測在水環(huán)境檢測中經(jīng)常被忽略。因此，開展水體懸浮物的研究、污染物溯源、危害性分析以及監(jiān)測技術(shù)的運用，對于水體質(zhì)量評價、水環(huán)境保護有著至關(guān)重要的作用。

二、水體懸浮物主要來源及其危害

（一）水體懸浮物的主要來源

水體懸浮物可以分為兩類：無機性懸浮物和有機性懸浮物。兩者的主要來源并不相同。水體中粒徑較大的無機懸浮物如砂礫、礦渣等主要來源于洗煤、選礦、冶金、建筑等形成的工業(yè)碎渣。一些較為細小的顆粒如粉塵等主要來源于水體兩岸的水土流失、水利排灰、農(nóng)田排水等。除此之外、雨水徑流、揚塵也是無機懸浮物的主要來源[2]。水體中有機懸浮物如微生物、有機性顆粒物等主要來源于水體中微生物、水中動植物的殘體，以及化工廠排水、農(nóng)業(yè)污水、生活污水中殘留的有機物。漁產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)由于養(yǎng)殖過程中飼料過量的投喂,極易產(chǎn)生大量由剩余餌料、水產(chǎn)生物泄物以及生物殘骸等組成的懸浮物[3]。

（二）水體懸浮物的危害

水體渾濁度是對水體懸浮物濃度最直觀的感受，水體懸浮物濃度過高會導(dǎo)致水體過于渾濁，影響水體質(zhì)量。觀賞類水景水體渾濁會導(dǎo)致水景觀賞度下降，增加水環(huán)境治理的成本。飲用水水庫水體渾濁會直接影響人體健康。水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)水體渾濁會影響魚類的進食、魚卵的孵化以及堵塞魚鰓，導(dǎo)致魚類的死亡[2]。此外，水體渾濁也會影響水生植物的光合作用，懸浮物的增加會促進一些浮游植物的生長，而對另一些浮游植物產(chǎn)生抑制的作用。這會影響浮游生物種群的分布，打破水體生態(tài)平衡，危害水體正常生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)[3]。水體中懸浮顆粒物的沉降和轉(zhuǎn)移也會對水環(huán)境造成直接的破壞。水中泥沙的淤積對水庫蓄水、江河航運等正常的水體功能造成了嚴重的干擾。相關(guān)部門每年會花費大量的時間、人力、財力在江河湖泊的清淤挖泥工作中。懸浮物對各種物質(zhì)都有吸附作用，水體中幾乎不存在純凈的懸浮物。有些懸浮物本身不具有毒性，但會吸引有毒物質(zhì)的吸附，并隨著水流而轉(zhuǎn)移，擴大水體污染范圍[3-5]。水體懸浮顆粒物的沉降和再懸浮在短時間是動態(tài)變化的，這兩個過程直接影響了沉降通量的變化，對水體中各類物質(zhì)的循環(huán)都有重要意義。沉積物再懸浮的過程會對水體造成二次污染。沉積物的再懸浮過程會擾動湖底沉積物釋放磷、重金屬、鹽分等物質(zhì)。此外，沉積物的再懸浮還會對水中生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，進而干擾水中生物的食物網(wǎng)，破壞生態(tài)平衡[2-5]。

有機性的水體懸浮物，在水中逐漸發(fā)酵，使水體產(chǎn)生腥臭等異味，不僅對水環(huán)境造成污染，對大氣也產(chǎn)生嚴重的破壞。有機性水體懸浮物還會使水體富營養(yǎng)化，出現(xiàn)水華等現(xiàn)象，而且還會通過食物鏈的傳遞進入人體，損壞身體健康[1-2]。

三、水體懸浮物監(jiān)測參數(shù)及其方法

懸浮物是水環(huán)境常規(guī)監(jiān)測中簡單可靠的參數(shù)，其組成和來源的廣泛研究不僅有助于理解其在水域生態(tài)系統(tǒng)中的環(huán)境效應(yīng)和生物效應(yīng)，而且對于理解水域生態(tài)系統(tǒng)對水文水力學(xué)特征的響應(yīng)也具有重要的意義[6]。水體懸浮物監(jiān)測的參數(shù)主要有透明度、富集程度和粒度。其中透明度用于表征水體懸浮物濃度，富集程度用于表征水質(zhì)狀況、水體主要組成部分，粒度分布用于表征大部分水體懸浮物的粒徑分布。通過對水體懸浮物的濃度、類型、粒徑分布作出評價，進一步用于水環(huán)境的監(jiān)測[6]。

（一）透明度

懸浮物濃度是水體重要的水質(zhì)參數(shù)之一，也是衡量水質(zhì)環(huán)境的重要指標，水中懸浮物的多少決定了水體的透明度，進而決定了太陽光照在水下的分布和浮游植物對光照的利用，最終決定了湖泊初級生產(chǎn)力[7]。水體透明度最簡單的測量方法用測定薩氏盤的深度來間接地反應(yīng)光透入水中的深淺程度。其依據(jù)是可見光在水中的衰減程度,隨著透明度的降低,照度也會快速降低[2]。

（二）富集程度

通常使用總氮、總磷和藻類葉綠素a三個參數(shù)表征水體懸浮物引起的水體富集程度，用無機懸浮物和有機懸浮物占總懸浮物的百分比表征水體懸浮物的組成部分?？偟⒖偭缀驮孱惾~綠素a的測定分別采用堿性過硫酸鉀消解-紫外分光光度法、鉬酸銨分光光度法和丙酮萃取-紫外分光光度法。分光光度法利用了物質(zhì)與光作用，具有選擇吸收的特性。由于不同的物質(zhì)其分子結(jié)構(gòu)不同，對不同波長光的吸收能力也不同，因此具有特征結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)集團，存在選擇吸收特性的最大實收波長，形成最大吸收峰，而產(chǎn)生特有的吸收光譜[6-12]?？倯腋∥?、揮發(fā)性懸浮物、不可降解懸浮物采用稱重法測定。懸浮物總體上由無機顆粒物和有機顆粒物兩部分組成。將懸浮物置于馬弗爐中灼燒后，殘留部分為無機顆粒物，主要是碎屑礦物、粘土礦物等，燒失部分為有機懸浮顆粒物，主要是浮游動、植物殘體和其他有機碎屑[13-15]。

（三）粒度

不同粒徑的水體懸浮物對水質(zhì)的主要影響不一樣，采取的治理手段也不一樣。因此獲取水懸浮物的粒度分布對水體質(zhì)量評價以及水環(huán)境保護都至關(guān)重要。目前，較為常用的水體懸浮顆粒物粒度測量方位是激光衍射法。激光衍射法利用了顆粒對光的散射作用，入射光照射至待測顆粒后發(fā)生散射效應(yīng)，散射角度與待測樣品粒徑具有對應(yīng)關(guān)系：待測樣品粒徑越小，散射角度越大。因此，通過不同角度上的散射光能分布可以求得待測樣品粒度分布。激光衍射法自動化程度高、測量速度快，并且有著非常寬的測量范圍，市場上現(xiàn)有較寬量程的激光粒度儀可以達到亞微米級別到毫米級全范圍覆蓋[16-17]。

四、總結(jié)

水體懸浮物對水環(huán)境帶來了嚴重的破壞，無機性懸浮物和有機性懸浮物的主要來源不同、對水體造成的破壞也不同。水體中不同粒徑的懸浮物對水環(huán)境的影響也不一樣。無機懸浮物主要是各種污染物的載體、隨水流動擴大污染范圍。有機性懸浮物主要會增加水體富集程度、破壞水中生態(tài)系統(tǒng)平衡等。較大粒徑的水體懸浮物會造成河道堵塞、影響水運、縮短水庫使用年限、增加挖泥費用等。較小粒徑的水體懸浮物會降低水體透明度，阻礙水中生物的光合作用、妨礙水體自凈等。因此，對水體懸浮物的監(jiān)測有利于我們對水質(zhì)進行評價、加強水環(huán)境保護。透明度、富集程度和粒度可以用于水體懸浮物的表征。透明度可以表征水體懸浮物的濃度。水體富集程度可以表示表征水體質(zhì)量以及水體懸浮物的主要組成部分。粒度可以表征水體懸浮物的粒度分布。常用于透明度測量的方法是薩氏盤法，常用于水體富集測量的方法是分光光度法和稱重法，常用于粒度測量的方法是激光衍射法。這些方法多為實驗室測量方法，需要經(jīng)過采樣、運輸?shù)冗^程。采樣點選取的不合理均、代表性差、運輸過程保存保護不當?shù)纫蛩囟紩苯佑绊憸y量結(jié)果。所以，水體懸浮物監(jiān)測的發(fā)展方向是實現(xiàn)實時、原位監(jiān)測。同時，應(yīng)該建立健全應(yīng)急報警機制，達到對水體懸浮物的實時監(jiān)控、預(yù)警，從而防止災(zāi)害性事件的發(fā)生。